选矿厂一次供电系统(9)

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5.2母线的选择

5.2.1母线的材料、结构和排列方式

母线的材料有铜和铝两种。铜的电阻率低．机械强度大，抗腐蚀性强。是很好的母线材料。但由于铜在工业上有很多重要用途、而且储量不多，价格较贵，因此铜母线仅用于空气中含腐蚀性气体(如靠近海岸或化工厂等)的配电装置中。

铝的电阻率为铜的1．7—2倍，重量只有铜的30％，而且储藏量多、价格也低，因此广泛应用于屋内外的配电装置中。

工厂供电系统10kv以下母线主要是用矩形铝母线，而母线的三相排列布置则根据具体情况而定。

5.2.2母线截面的选择

母线截面的选择参照导线截面的选择。

5.2.3按短路条件校验母线的热稳定

按正常条件选择的母线截面，必须校验它们在短路时的热稳定。工程上为简化计算常采用短路时发热满足最高允许温度的条件下，当所选的导线截面大于或等于Smin时，便是稳定的，反之不稳定。Smin按下式计算：

Smin?I(3)dKshtiC （5—17）

(3)

其中Id――三相短路电流（A）；

Ksh――集肤效应系数； ti――假想时间。

5.2.4按短路条件校验母线的动稳定校验

由《电工基础》知，处在空气中的两平行导体分别通以电流i1,i2时，两导体的轴线距离为a，导体间的电动力为：

LF?2i1i2??10?7(N) （5—18）

a上式适用于圆截面的实芯和空芯导体，对于每项只有一条矩形截面导体的线路一般也适用的，如果三相线路发生两相短路，可应用下式计算导线之间的电动力

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F(2)?2i2sh?(2)L?10?7(N) （5—19） a(2)式中ish——二相短路冲击电流（A）。

如果三相线路中发生三相短路时，则三相短路电流在中间相产生的电动力最大为

F(3)?3i2sh(3)L?10?7(N) （5—20） a对母线等硬导体，一般按短路时所受到的最大应力来校验其动稳定度，满足的条件：

?al??c(??MW) （5—21）

式中?c——作用于母线三相短路冲击电流的计算应力(MPa)；

?al——母线最大允许应力(MPa)，硬铝为70，硬铜为140；

M——母线通过ish时受到的弯曲力矩；

W——母线截面系数，单位为m。

3

下面以变压器一为例进行母线选择计算：

（1）根据负荷统计中的计算电流知，负荷电流小，同时考虑到年利用小时少，所以采用铜母线。又由于是对较大负荷的供电，且是低压供电，所以母线形状选择矩形。因为它较实心圆母线，具有冷却条件好，交流电阻率小，在相同的条件下，截面较小的优点。

由上所述，选择矩形铜母线。其最大长时工作电流按计算电流来确定，即

Iarm?Ij?S3UNcos??690.4133?660?0.9?0.671(kA)

根据最大长时工作电流选80×10mm2矩形铜母线，查得其最大允许载流量为1747A。

由于环境最高温度为42oC，其长时允许电流根据公式

'Ial?Ial?alm?? (5－22)

?alm?25来修正。

其中?alm――母线最高允许温度，一般为70oC；

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?――最高环境温度；

Ial――母线截面长时最大允许电流；

'――长时允许电流修正值。 Ial所以可得：

'Ial?Ial?alm??70?42?1747?1378.1(A)

?alm?2570?25考虑到动稳定度，母线采用平放，其允许电流值应降低8％，故为

Ial?1378.1?0.92?1267.9?671

故长时允许电流符合要求。

（2）母线的动稳定校验

GCK配电柜宽1.2m柜间空隙为0.018m，母线中心距a为0.25m。由于采用中间进线，故并联运行时，母线两端短路母线所受的电动力最大，其

2L(3)?10?7(N)来计算。其中短路电流Id数值根据公式F?3ish?22kA(这a在第四章的短路电流计算中算出)。

2(3)ish?1.84Id?1.84?22?40.85(kA)

1.2182LF?0.172ish?0.172?40.852??1398.4(N)

a0.25母线的最大弯矩为

Mmax?FL1398.4?1.218??170.3N?m 1010母线的计算应力为

??MmaxW?170.3?6802?10?10?9?0.16?108N/m2

Smin?22?103175?1.6?2.7?261.3mm2

小于铜材料的允许弯曲应力1.372×108N/m2, 故其动稳定符合要求。 （3）母线的热稳定校验

根据公式5—17来确定母线最小热稳定截面。 查得Ksh?1.6，C＝175，取ti?2.7(s)

Smin

22?103??1.6?2.7?261.3mm2175

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小于所选铜母线截面80×10mm2，故其热稳定符合要求。

按照以上计算方法可以得到另外四个变压器母线截面也为80×10mm2，符合要求。

对于其他与变压器相接的电气设备的电缆型号经查表、计算与统计，结果见供电系统大图标识。

5.3断路器及隔离开关的选择

5.3.1断路器的选择

短路器是供电系统中重要的电器设备之一。它能在有负荷的情况下接通和断开电路，当系统产生短路故障时，能迅速切断短路电流。它不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路，它还能在保护装置的作用下自动跳闸切除短路故障。

断路器是根据其主要技术参数来选择的。除了前面所述之一般条件外，还应满足额定切断电流或切断容量的条件，即

INd?I\或SNd?Sd （5—24）

式中INd——断路器在额定电压下的切断电流（切断容量）；

I''——断路器安装地点发生三相短路时的次暂态短路电流；

Sd——短路容量。

选择断路器时，除考虑电流和电压的额定值外，还要校验断流容量，短路时的动稳定和热稳定是否符合要求。

根据以上原则，10KV侧断路器选择型号ZN28A-12/630-25,ZN28A-12系列户内高压真空断路器是三相交流50HZ、额定电压12KV的户内装置。主要装设在固定开关柜中，用于工矿企业、发电厂及变电站电路的保护和控制，并适用于频繁操作的场所，是少油路器开关柜改造、换断代的产品。本断路器总体结构为开关本体与操作机构于一体式或分体式安装两种形式。一体式结构即为ZN2812基本型；分体式结构为ZN28A-12型，可安装于各种固定式开关柜中，如GG-1A（Z）、XGN2-10（Z）等。

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5.3.2隔离开关的选择

隔离开关是一种没有灭弧装置的控制电器，其功能主要是隔离高压电源，以保证其他电气设备的安全检修，因此不允许带负荷操作。

选用时，应根据其额定电压，额定电流，安装地点环境条件规格型号，然后按短路电流进行校验。选隔离开关同时还需选定配套的操作机构。 根据以上原则10KV侧隔离开关选择型号GN19-12C系列, GN19-12、12C/400、630、1000、1250型户内高压隔离开关（以下简称隔离开关）额定电压为12KV，三相交流50Hz户内装置，作为有电压而无负荷的情况下分合电路之用，

5.3.3按短路条件进行校验

当短路电流通过电气设备时，将产生热效应及电动力效应，因此，必须对电气设备进行热稳定和动稳定校验。

A 热稳定校验

校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过最高允许值。做动稳定校验时，以通过电气设 …… 此处隐藏：1770字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……