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管形绝缘母线与常规矩形母线的比较

发布者:admin 时间:2017-11-20 09:31:00
1.概述
随着变电站主变容量的加大,变压器10千伏侧母线额定电流不断增加(超过3000A),在以往工程中采用多片矩形导体已不适应工作在电流大的回路,而且矩形母线在技术和结构上都很难满足母线发热和电动力的要求,由此引起附加损耗、集肤效应系数的增大,造成载流能力的下降、电流分布不均匀。当单台主变容量达到180MVA以上时,由于变压器低压侧的额定电流、短路电流、以及单台主变容量所占的比重增大,主变10千伏出线侧不仅有母线桥本身电动力问题、发热问题、还有母线桥支柱绝缘子、钢构架以及母线桥附近混凝土柱、基础内的钢筋在交变强磁场中感应涡流引起的发热问题,一旦母线短路,敞露母线、支柱绝缘子、变压器绕组都遭受损伤,影响变电站的安全运行、供电的可靠性。为了解决上述问题,本产品采用绝缘母线代替矩形母线的方法来改善母线材料的有效利用率,提高母线机械强度,防止人身触及带电母线及金属物落到母线上产生相间短路等,并在实际工程中得到应用,获得了较好的效果。为变电站的安全运行、提高供电可靠性、降低损耗起到了积极的作用。
2.管形绝缘母线与常规矩形母线的比较
管形绝缘母线具有如下优点:
(1)载流量大
管形绝缘母线为空心导体,表面积大,导体表面电流密度分布均匀,铜管导体为Φ100×5mm,截面积:1491mm2,载流量4000A,电流密度:2.68(A/mm2);铜管导体为Φ100×10mm,截面积:2826mm2,载流量6000A,电流密度:2.12(A/mm2)。因此,绝缘母线特别适合工作电流大的回路。
(2)集肤效应低、功率损失小
管形绝缘母线的集肤效应系数低,Kf≦1,交流电阻小,因而母线的功率损失小。若采用多片矩形导体,随着片数的增加,集肤效应系数不断加大,单位截面的有效载流量下降,片与片之间电流分布不均匀,附加损耗加大,散热条件差。
(3)散热条件好、温升低
管形绝缘母线为空心导体,母线内径风道能自然形成热空气对流,(室内和室外的气压差,能自然形成热空气对流),散热条件好。
(4)允许应力大,机械强度高
管形绝缘母线的允许应力为矩形母线的4倍,可承受的短路电流大,机械强度高,使得母线支撑跨距加大。在50KA短路电流的情况下,Φ100×5mm绝缘母线的悬空跨距达9米,利用母线托架支撑,母线的跨距可达到13米,由于母线跨距大,可直接进入高压室与户内限流电抗器或10千伏开关柜连接,减少了相应的支柱绝缘子、母线金具、以及土建构架基础。
(5)电气绝缘性能强
管形绝缘母线采用密封屏蔽绝缘方式,外壳接地电位为零,由于电气屏蔽具有:a.使电场分布均匀;b.控制电位和限制电场;c.避免在绝缘表面产生局部放电;d.传导泄漏电流和充电电流;e.对危险的接触电压进行防护等特性,故这种带屏蔽的绝缘管形母线电场分布均匀,电气绝缘性能强。
(6)绝缘材料耐热系数高
管形绝缘母线主绝缘材料采用聚四氟乙烯,可在-250℃~+250℃中工作,有优良的电气性能和化学稳定性,介质损耗小、阻燃、耐老化、使用寿命≧40年。
(7)抗电器震动能力强
直接将管形绝缘母线固定在钢构架上或混凝土支架上,取消穿墙套管和支柱绝缘子,具有较强的抗震动能力。
(8)不受环境干扰,可靠性高
管形绝缘母线的每相是封闭屏蔽绝缘,内部无凝露产生,且消除了外界潮气,灰尘以及外物所引起的接地和相间短路故障,运行具有高度的可靠性。相比之下,矩形母线暴露在环境中,容易受人、动物(如老鼠等)以及其他物体偶然接触而发生接地和短路,不利于安全运行。
(9)母线架构简明、布置清晰、安装方便、维护工作量少。
3.实际应用
我企业研制生产的管形绝缘母线,到目前国内已经有30多个变电站选用。其中有3个220kV变电站,28个110kV变电站选用。既从安装使用到今运行安全可靠50多组绝缘母线售后服务为零次,绝缘母线的优越性已得到电力设计部门和使用部门的认可。
4.结束语
本企业提出的用管形绝缘母线代替常规矩形母线的产品,并在实际工程中得到应用,获得了较好的效果。绝缘母线在安装中采用了一套新的安装连接附件和方法,安装方便、安全可靠、价格合理。我企业愿为各用户设计、选型、安装等一系列的服务,为变电站的安全运行、提高供电可靠性、降低损耗起到了积极的作用。
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