案例--变电所母线桥的动稳定校验

朱时光修改

下面以35kV/10kv某变电所#2主变增容为例来谈谈如何进行主变母线桥的动稳定校验和校验中应注意的问题。

1　短路电流计算

图1为某变电所的系统主接线图。(略)

已知#1主变容量为10000kVA，短路电压为7.42%，#2主变容量原为1000为kVA 增容为12500kVA，短路电压为7.48%。

取系统基准容量为100MVA，则#1主变短路电压标么值

X1＝7.42/100×100×1000/10000＝0.742，

#2主变短路电压标么值

X2＝7.48/100×100×1000/12500＝0.5984

假定某变电所最大运行方式系统到35kV母线上的电抗标么值为0.2778。

∴#1主变与#2主变的并联电抗为：

X12=X1×X2/(X1+X2)＝0.33125；

最大运行方式下系统到10kV母线上的组合电抗为：

X＝0.2778+0.33125＝0.60875

∴10kV母线上的三相短路电流为：Id=100000/0.60875*√3*10.5=9.04KA，冲击电流：Ish=2.55Id=23.05KA。

2　动稳定校验

(1)10kV母线桥的动稳定校验：

进行母线桥动稳定校验应注意以下两点：

①电动力的计算，经过对外边相所受的力，中间相所受的力以及三相和二相电动力进行比较，三相短路时中间相所受的力最大，所以计算时必须以此为依据。

②母线及其支架都具有弹性和质量，组成一弹性系统，所以应计算应力系数，计及共振的影响。

根据以上两点，校验过程如下：

已知母线桥为8×80mm2的铝排，相间中心线间距离A为210mm，先计算应力系数：

∵频率系数Nf＝3.56，弹性模量E＝0.71×106 Kg/Cm2，

单位长度铝排质量M＝0.176X10-4kg.s2/cm2，绝缘子间跨距2m，

截面惯性矩J=bh3/12=34.13cm4或取惯性半径（查表）与母线截面的积，

∵三相铝排水平布置，∴截面系数W＝bh2/6＝8.55Cm3，

则一阶固有频率:

f0=(3.56/L2)*√(EJ/M)=104(Hz)

查表可得动态应力系数β＝1.33。

∴铝母排所受的最大机械应力为：

σMAX＝1.7248×10-3 Ish2 （L2/Aw）×β＝270.35 kg/cm2 <σ允许=500

根据铝排的最大应力可确定绝缘子间允许的最大跨距为：（简化公式可查表）

LMAX=1838√a/ Ish =366(cm)

∵某变主变母线桥绝缘子间最大跨距为2m，小于绝缘子间的最大允许跨距。

∴满足动稳定要求。

(2)支持绝缘子的动稳定校验：

完成了10kV母线桥的动稳定校验，还必须对母线上的支持绝缘子进行动稳定校验。

已知支持绝缘子型号为：ZA-10Y，其抗弯破坏负荷为Fcd=225kg。

∵Fmax=1.76X10-1X Ish2 L/A=1.76×0.1X529X200/21=886.7N，而0.6Fcd=1324N

∴Fmax<06Fcd

∴支持绝缘子满足动稳定要求。

由以上计算可知，铝排和支持绝缘子均满足动稳定要求，所以不需要对母线进行加固。

如果校验结果不满足动稳定要求，根据具体情况可以通过采取如下措施以满足要求：①增加支持绝缘子减少跨距；②换用抗破坏强度大的支持绝缘子；③改造母线桥增加铝排尺寸或增加母线相间中心线间距离。

总之，主变增容后必须进行母线桥的动稳定校验，不能凭想当然，有些地方增容后尽管短路电流增大了许多，但母线桥仍能满足动稳定要求(如上述例子)，就没必要进行母线桥的改造，以减少了投资和停电损失。反之，有些地方增容后尽管短路电流增大不多，但如果超出了动稳定要求，就必须采取措施进行改造。