管型母线计算
220kV变电站配电装置设计与斜拉式悬吊管型母线的计算选型与研究
220kV变电站配电装置设计与斜拉式悬吊管型母线的计算选型与研究作者：赵怡斌来源：《华中电力》2013年第12期摘要：220kV屋外配电装置从系统穿越功率大和节省占地等因素考虑，配电装置母线形式选用铝合金管型母线的分相中型布置形式已成为配电装置设计的一种主流趋势。
根据云南省地处地震多发地带的实际情况，本文结合220kV翠山变电站220kV配电装置设计，从悬吊管母线参数计算与选型、校验及构架挂点受力计算等方面，论述了220kV配电装置悬吊式铝合金管母选择方法，为今后高地震烈度区变电站悬吊式铝合金管型母线的选择提供参考。
关键词：配电装置设计分相中型布置悬吊式铝合金管母线短路电动力挠度校验微风振动 V型绝缘子串铝镁硅合金惯性矩弹性模量集中荷载集肤效应电磁耦合电磁感应电压母线接地刀1. 引言目前220kV屋外配电装置主母线通常采用三种形式，即软母线、支持式管型母线和悬吊式管型母线。
根据《高压配电装置设计技术规程》DL/T5352-2006中规定“当地震烈度为8度及以上时，110kV及以上配电装置管型母线宜采用悬吊式。
”目前国内悬吊式管型母线已广泛应用于地震多发地区的220kV配电装置。
随着土地价格不断提高，对变电站布置紧凑化、占地面积提出了较高的要求。
高压配电装置型式采用悬吊式管母线配合单柱垂直伸缩式隔离开关的分相中型布置型式可以大幅度的缩小配电装置占地面积，占地面积仅为软母线布置的70%-80%。
现已成为云南电网220kV变电站配电装置普通采用的型式之一，今后也将成为户外敞开式变电站配电装置设计的一种主流趋势。
悬吊式管型母线有下列优点：①抗震性能好；②母线弧垂和风偏摇摆比较小；③对构架拉力较小。
本文选用倾斜悬吊式圆形铝镁硅合金母线进行研究。
2. 工程设计实例2.1. 工程概况云南曲靖220kV翠山变电站位于曲靖市麒麟区何家冲村，站址距曲靖市麒麟北路约5.15公里，交通便利。
220kV翠山变工程建设规模如下：（1）电压等级：220/110/36kV；（2）主变容量：主变本期2×180MVA，终期3×180MVA；（3）出线回路：220kV出线本期4回，终期6回；110kV出线本期4回，终期14回；35kV本期无出线。
母线选择计算方法
母线选择计算方法1.确定负载电流：首先需要确定母线系统中的负载电流。
负载电流通常由负载设备的额定电流决定。
2.选择电流密度：根据电气设备的类型和负载情况，选择合适的电流密度。
电流密度是指单位截面积上所允许的电流值，通常用安培/平方毫米或安培/平方英寸来表示。
3.计算电流容量：根据负载电流和选择的电流密度，计算所需的母线断面积。
计算公式为：电流容量=负载电流/电流密度。
4.确定电压降：根据所选用母线材料的电阻，计算母线上的电压降。
电压降应在允许范围内，一般不超过设备额定电压的5%。
5.选择母线尺寸：根据计算得到的电流容量和电压降，选择合适的母线尺寸。
母线尺寸可以参考国家和行业标准，也可以通过经验确定。
6.确定接线盒尺寸：根据母线尺寸，确定合适的接线盒尺寸。
接线盒应能容纳所选用的母线和连接元件，同时具备良好的散热性能。
在进行母线选择计算时，还需要注意以下几点：1.温度上升：母线在电流通过时会产生一定的热量，因此需要考虑温度上升对母线的影响。
根据母线材料的热阻系数和散热条件，计算母线温升，确保不超过材料的允许温度。
2.过载能力：在计算母线容量时，需要考虑可能出现的过载情况。
过载能力通常由短时载流能力和热稳定性能来定义。
3.系统短路能力：需要考虑母线所在系统的短路能力，确保母线能够承受短路电流造成的电磁力和热应力。
4.电弧烧蚀：在选择母线材料时，需要考虑电弧烧蚀对母线的影响。
一般情况下，母线材料应具备较高的电弧烧蚀抗性。
综上所述，母线选择计算方法涉及到多个因素，包括负载电流、电流密度、电压降、母线尺寸等。
通过合理计算和综合考虑各种因素，可以得到适合的母线尺寸，确保电气系统的安全和可靠运行。
管型母线的载流量
管型母线的载流量摘要：I.引言- 介绍管型母线的概念和应用场景II.管型母线的结构特点- 描述管型母线的结构形式- 介绍管型母线的材质及分类III.管型母线的载流量计算- 概述管型母线载流量的影响因素- 详述管型母线载流量的计算方法IV.提高管型母线载流量的方法- 分析影响管型母线载流量的因素- 提出提高管型母线载流量的方法V.管型母线在实际应用中的优势与局限- 阐述管型母线在实际应用中的优势- 指出管型母线在实际应用中的局限VI.结论- 总结管型母线的载流量及其影响因素- 对管型母线的应用前景进行展望正文：I.引言管型母线是一种电力系统中常见的导电设备，主要用于输送大电流。
在现代工业生产中，管型母线的应用场景越来越广泛，例如钢铁、石油、化工等领域。
本文将围绕管型母线的载流量这一主题，介绍其相关知识。
II.管型母线的结构特点管型母线是一种具有圆管形状的导电设备，其结构形式有多种，如空心管、实心管等。
管型母线的材质主要有铝、铜等，根据应用场景和需求的不同，还可以分为多种类型。
III.管型母线的载流量计算管型母线的载流量受多种因素影响，如材质、横截面积、长度、环境温度等。
在实际应用中，需要根据这些因素来计算管型母线的载流量。
一般来说，管型母线的载流量可以通过以下公式进行计算：载流量= 电流密度× 横截面积× 长度其中，电流密度是指单位横截面积上流过的电流大小，通常由材质决定。
IV.提高管型母线载流量的方法为了提高管型母线的载流量，可以采取以下措施：1.选择合适的材质：根据实际应用场景，选择具有较高电流密度的材质。
2.优化横截面积：通过增大横截面积，降低电流密度，从而提高载流量。
3.缩短长度：在满足使用要求的前提下，尽量缩短管型母线的长度，以减小电阻，提高载流量。
V.管型母线在实际应用中的优势与局限管型母线在实际应用中具有以下优势：1.结构紧凑：管型母线的圆管形状使其在安装过程中占用的空间较小。
管型母线价格计算公式
管型母线价格计算公式管型母线是一种用于输电和配电系统的重要电力设备，其价格计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
在本文中，我们将探讨管型母线价格的计算公式，并对其中涉及的各种因素进行详细的解释。
管型母线价格的计算公式可以分为两个部分，基础价格和附加费用。
基础价格是指管型母线的基本成本，包括原材料成本、生产工艺成本和人工成本等。
而附加费用则包括运输费用、安装费用、税费等其他间接成本。
首先，我们来看基础价格的计算公式。
管型母线的基础价格可以通过以下公式进行计算：基础价格 = 原材料成本 + 生产工艺成本 + 人工成本。
其中，原材料成本是指管型母线所使用的金属材料的成本，包括铜、铝等金属材料的价格。
生产工艺成本是指管型母线的生产工艺所需的成本，包括设备折旧、能源消耗等。
人工成本是指生产管型母线所需的人工费用，包括工人的工资、社会保险等。
原材料成本、生产工艺成本和人工成本都是受到市场供求关系、原材料价格波动、生产工艺技术水平等多种因素的影响。
因此，管型母线的基础价格也会随着这些因素的变化而变化。
其次，我们来看附加费用的计算公式。
管型母线的附加费用包括运输费用、安装费用、税费等其他间接成本。
附加费用的计算公式可以表示为：附加费用 = 运输费用 + 安装费用 + 税费。
运输费用是指将管型母线从生产厂家运送到使用地点所需的费用，包括运输工具的费用、人工搬运费用等。
安装费用是指将管型母线安装到输电和配电系统中所需的费用，包括人工安装费用、设备使用费用等。
税费是指管型母线在运输和安装过程中所需缴纳的税费，包括运输税、安装税等。
除了上述的基础价格和附加费用外，管型母线的价格还受到市场供求关系、政策法规、竞争格局等因素的影响。
因此，在实际计算管型母线价格时，还需要考虑这些因素对价格的影响。
在实际应用中，管型母线价格的计算可以通过以上公式进行，但需要根据具体情况对各个因素进行具体的分析和计算。
在计算管型母线价格时，还需要考虑到管型母线的规格、材质、生产工艺等因素对价格的影响，以便得出准确的价格。
管型母线的载流量
管型母线的载流量摘要：I.引言- 管型母线的概念和应用领域- 管型母线载流量的重要性II.管型母线的载流量计算方法- 影响管型母线载流量的因素- 管型母线载流量的计算公式- 计算实例：不同材质和截面积的管型母线载流量III.提高管型母线载流量的方法- 选择合适的材质- 优化截面积- 改进冷却方式- 降低工作温度IV.管型母线载流量在实际应用中的意义- 提高电力传输效率- 降低线损- 延长设备使用寿命V.结论- 管型母线载流量的重要性不可忽视- 需要根据实际情况选择合适的载流量以提高电力传输效率正文：管型母线是一种在电力系统中广泛应用的电力传输设备，它的主要作用是在输电过程中将电能从发电厂传输到各个用电单位。
管型母线的载流量是衡量其传输能力的重要指标，直接影响着电力传输的效率和稳定性。
因此，深入研究管型母线的载流量对于提高电力系统的运行效率具有重要的意义。
管型母线的载流量受多种因素影响，其中主要包括材质、截面积、冷却方式和工作温度等。
在实际应用中，需要根据这些因素来计算和选择合适的载流量，以保证电力传输的效率和稳定性。
一般来说，提高管型母线的载流量可以采用以下几种方法：首先，选择合适的材质是提高管型母线载流量的重要途径。
目前，市场上主要有铝、铜、钢等材质的管型母线，不同材质的导电性能和耐热性能有所不同。
因此，在选择材质时需要综合考虑导电性能和耐热性能，以达到较高的载流量。
其次，优化截面积也是提高管型母线载流量的有效方法。
截面积越大，导电能力越强，载流量也相应增大。
但同时，截面积的增大也会增加母线的体积和重量，因此需要在满足载流量要求的前提下，尽量选择较小的截面积。
此外，改进冷却方式也可以提高管型母线的载流量。
目前，主要有自然冷却和强制风冷等冷却方式。
通过改进冷却方式，可以降低母线的工作温度，从而提高其载流量。
最后，降低工作温度也是提高管型母线载流量的途径之一。
工作温度越高，载流量越小，因此需要尽量降低母线的工作温度，以提高其载流量。
管母计算书标准版
110kV管母计算1.计算条件1.1气象条件最大风速VMAX=35M/S内过电压风速VN=15M/S最热月最高温度平均值35度1.2短路电流峰值三相短路电流I=31.5KA短路电流峰值ICH=80.33KA1.3结构尺寸跨距=8M计算跨距L =8M母线相间距a=160CM隔离开关触头重P=25KG装于母线跨距中央考虑合适的伸缩量，每四或五跨设一伸缩接头1.4管母材料LDRE型铝镁合金管比重g= 2.712g/cm3屈服强度>196MPa焊接性能>130MPa弹性模量>1000MPa2.管径选择2.1母线自重产生的垂直弯矩Mcz，手册P345查得均布荷载最大弯矩系数X为0.105则弯矩为Mcz=X*9.8*q*L*L=X*9.8*q1*L*L=140202.2*(D^2-d^2)(N.M)D,d单位为M2.2集中荷载产生的垂直弯矩Mcj，手册P345查得集中荷载最大弯矩系数XX为0.158则弯矩为Mcj=XX*9.8*p*L=309.7(N.M)2.3短路电动力产生的水平弯矩Msdfd=1.76*ICH^2/a*β=41.16(KG/M)Msd=X*9.8*fd*L*L=2711(N.M)2.4内过电压下的水平弯矩Msf'fv'=αv*Kv*D*Vn*Vn/16=16.88 D (KG/M)Msf'=X*9.8*fv'*L*L=1111D (N.M)选管母φ120/110D=0.12d=0.11算得W=0.0982*(D^4-d^4)/D*1000000=49.87742短路状态时母线所承受得最大弯矩及应力为Md=ρ(Msd+Msf'，Mcz+Mcj)=2913.684 (N.M)σd=100*Md/W=5842 <17000 (N/CM2) 手册P332数据，满足。
3.校验3.1正常状态时母线所受的最大弯矩Mcz=322.46 (N.M)Mcj=309.68 (N.M)最大风速下的水平弯矩Msffv=αv*Kv*D*VMAX^2/16=11.03(KG/M)Msf=X*9.8*fv*L*L=726.1(N.M)母线所承受得最大弯矩及应力为M=ρ(Msf，Mcz+Mcj)=962.7 (N.M)σd=100*M/W=1930 <17000 (N/CM2) 手册P332数据，满足。
管型母线的载流量
管型母线的载流量（原创实用版）目录1.管型母线的定义与分类2.管型母线的载流量计算3.TMY-3*(60*6) 型母线的载流量4.TMY-3*(80*10) 型母线的载流量5.管型母线载流量的实际应用正文一、管型母线的定义与分类管型母线，又称管状母线，是一种用于输电和配电系统中，具有较高载流量能力的电力传输设备。
管型母线主要分为铜母线和铝母线两种，根据不同的应用场景和需求选择合适的母线类型。
二、管型母线的载流量计算管型母线的载流量是指在特定条件下，母线能够持续承载的电流大小。
载流量的计算需要考虑母线的截面积、材质、散热条件等因素。
一般来说，管型母线的载流量可以通过以下公式进行计算：I = S / (ρ * (t+θ))，其中：I 为载流量，单位为安培（A）；S 为母线截面积，单位为平方毫米（mm）；ρ为母线材质的电阻率，单位为欧姆·米（Ω·m）；t 为母线的厚度，单位为米（m）；θ为母线的散热温度，单位为摄氏度（℃）。
三、TMY-3*(60*6) 型母线的载流量根据提供的参考信息，TMY-3*(60*6) 型母线的载流量为 2240A。
这款母线采用铜材质，具有较高的导电性能和较好的散热性能，适用于输电和配电系统中较高的载流量需求。
四、TMY-3*(80*10) 型母线的载流量同样根据提供的参考信息，TMY-3*(80*10) 型母线的载流量为 3232A。
这款母线的截面积较大，因此能够承载更大的电流，适用于更高负荷的电力传输需求。
五、管型母线载流量的实际应用在实际的输电和配电系统中，管型母线的载流量需要根据具体的设备、线路和负载情况进行选择。
为了保证电力传输的稳定和安全，应选择适当规格的母线，使其在满载情况下不过载，同时留有一定的安全余量。
全绝缘铜管母线载流量计算公式
全绝缘铜管母线载流量计算公式
全绝缘铜管母线的载流量计算公式可以通过以下步骤来推导和计算。
首先，载流量的计算需要考虑母线的截面积、电流密度以及导体的材料特性等因素。
1. 母线截面积计算，母线截面积的计算可以通过横截面积的形状来确定。
如果是矩形截面，则可以使用宽度和厚度来计算，公式为截面积 = 宽度 x 厚度。
如果是圆形截面，则可以使用半径来计算，公式为截面积= π x 半径的平方。
2. 电流密度计算，电流密度是指单位截面积上通过的电流量，通常用A/mm^2或A/cm^2来表示。
电流密度的选择需要考虑导体的材料特性、温升限制等因素。
一般来说，电流密度不宜过大，以免导致过热损坏。
3. 导体材料特性，全绝缘铜管母线的导体材料为铜，需要考虑铜的电阻率和温度系数。
铜的电阻率随温度的升高而增加，因此在计算载流量时需要考虑导体温升对电阻的影响。
综合考虑以上因素，全绝缘铜管母线的载流量计算公式可以表
示为：
载流量 = 母线截面积 x 电流密度。
在实际应用中，还需要考虑安全系数、环境温度、通风情况等因素对载流量的影响，以确保母线的安全可靠运行。
另外，在工程实践中，也可以根据具体情况进行载流量的精确计算，以满足工程要求和安全标准。
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管型母线计算
一、计算数据：
1）气象条件：
最大风速v max=30m/s,覆冰时风速v f=10m/s,最高气温＋40℃，最低气温-10℃。
2）导体、隔离开关型号及技术特性：
导体选用LDRe-200/180型铝镁稀土合金管
导体直径D1＝0.200m
导体材料的热膨胀系数a x=24.7X10-6(1/℃)
弹性模数E＝72X105(N/cm2)=7.2X105(kg/cm2)
惯性矩J＝2701（cm4）
导体密度（比重）γ＝2.73（g/ cm3）
导体截面S＝5966（mm2）
自重q＝16.29（kg/m）
导体截面系数W＝275.1（cm3）
隔离开关采用GW10-550型单柱垂直伸缩式户外交流高压隔离开关，其静触头加金具重65kg。
3）构架尺寸：
跨距l＝28.000m，此距为两三角形构架中心线的距离，绝缘子挂点距三角形构架中心0.900m，所以校正跨距为l′＝28.000－（2X0.900）＝26.200m，下图为构架详图，所标尺寸均留有一定裕度（计算结果均精确到毫米）
V型绝缘子串单边长度（含金具）L=7.564m；
V型绝缘子串悬挂点间距离D=6.000m；
管母距构架横担净距要求H=4.400m；
管母半径d＝0.100m；
经计算：
a) 缘子串投影到悬点中心距离D1=√L2-1/4D2
=√7.5642-1/4*3.0002
=√57.216-9.000
=√48.214
=6.943(m)
b) 悬挂点至铝管固定点距离S2=√D12-(H-d)2
=√6.9432-4.3002
=√48.214-18.490
=√29.724
=5.452(m)
经以上计算计算跨距l js1= l′- 2S2=15.296(m)，因为中间构架管母两挂点间距离l js2=2 S2＋2X0.900=12.704(m),根据设计手册“托架长度>4m,跨与跨之间不能传递弯矩，对此结构可作为两端固定的单跨梁计算”，因此可按单跨梁进行计算，跨距取l js1= 15.296(m)。
二、最大弯矩和弯曲应力的计算：
采用计算系数法进行机械计算。
（内力系数查设计手册表8－19）
1、常状态时母线所受的最大弯矩M max和应力σmax的计算。
正常状态时母线所受的最大弯矩由母线自重产生的垂直弯矩、集中荷载（隔离开关静触头）产生的垂直弯矩及最大风速产生的水平组成。
其计算公式如下
1）母线自重产生的垂直弯矩M cz为：
从表8－19查得均布荷载弯矩系数为0.125，则弯矩为：
M cz＝0.125*q* l2js1*9.8=0.125*16.29*15.2962*9.8=4668.882(Nm)
2)集中荷载产生的垂直弯矩M cj为：
从表8－19查得集中荷载弯矩系数为0.250，则弯矩为：M cj＝0.250*P* l js1*9.8＝0.250*65*15.296*9.8＝2435.888(Nm)
3）最大风速产生的水平弯矩M sf。
取风速不均匀系数a v=1,取空气动力系数K v＝1.2，最大风速v max=30m/s,则风压为：
f v=a v K v D1 v2max/16＝1*1.2*0.2*302/16＝13.500（kg/m）
M sf＝0.125*f v l2js1*9.8＝0.125*13.5*15.2962*9.8=3869.239(Nm) 所以正常状态时母线所承受的最大弯矩及应力为：
M max＝[（M cz＋M cj）2＋M2sf]1/2=[（4668.882＋2435.888）2＋
3869.2392]1/2=8005.513(Nm)
σmax=100* M max/W=100*8005.513/275.1=2910.037(N/cm2)
此值小于材料的允许应力，故满足要求。
2、覆冰状态时母线所受的最大弯矩M bmax和应力σbmax的计算。
覆冰状态时母线所受的最大弯矩由导体自重、集中荷载、冰重及对应于覆冰情况下的风速所产生的最大弯矩组成。
覆冰厚度取h＝0.01 (m),冰密度γb＝0.9（g/ cm3），管母的覆冰截面面积S b＝[（D1/2＋h）2- (D1/2)2]*π＝0.007（m2）,所以冰重q b＝6.300（kg/m3）。
由于无相关资料，覆冰时在隔离开关静触头上的重量取隔离开关静触头的20％计算。
1)母线自重及冰重产生的垂直弯矩M b为：
M b＝0.125*（q+ q b）* l2js1*9.8=6474.527(Nm)
2)覆冰时集中荷载产生的垂直弯矩M bj为：
M bj＝0.250*(P+20%P)* l js1*9.8=2923.066(Nm)
3）覆冰时最大风速产生的水平弯矩M sf为：
f ′v=a v K v （D1+2h）v2f/16＝1*1.2*0.22*102/16＝1.650（kg/m）
M′sf＝0.125*f′v l2js1*9.8=472.907(Nm)
所以覆冰状态时母线承受的最大弯矩及应力为:
M bmax＝[（M b＋M bj）2＋（M′sf）2]1/2=9409.484(Nm)
σbmax=100* M bmax /W=3420.387(N/cm2)
此值小于材料的允许应力，故满足要求。
三、正常状态时的绕度效验：。