《供配電技術(shù)[唐志平主編]》PPT電子教案,供配電技術(shù)【唐志平主編,配電,技術(shù),唐志平,主編,PPT,電子,教案 第一章第一章 電力系力系統(tǒng)概概論 電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。到2003年底，我國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)38450萬千瓦，發(fā)電量達(dá)19080億度，居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的5070%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。第一節(jié)第一節(jié) 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓第三節(jié)第三節(jié) 中性點(diǎn)運(yùn)行方式中性點(diǎn)運(yùn)行方式第四第四節(jié) 電能的能的質(zhì)量指量指標(biāo) 第五第五節(jié) 電力力負(fù)荷荷第一節(jié)第一節(jié) 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)1.電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個(gè)整體。電力系統(tǒng)示意圖如下：從發(fā)電廠到用戶的發(fā)、輸、配電過程 名詞解釋1）發(fā)電廠：將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。有火力、水力、核能等2）變電所：功能是接受電能、變換電壓和分配電能。3）配電所：僅用于接受和分配電能的場(chǎng)所。4）換流站：交、直流相互轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所。5）電力線路：將發(fā)電廠、變電所和電能用戶連接起來，完成輸送電能和分配電能的任務(wù)。（220KV輸電線，110KV配電線）6）電能用戶：所有消耗電能的用電設(shè)備或用電單位。7）電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中除發(fā)電廠和電能用戶之外的部分。8）為什么建電力系統(tǒng)：減少裝機(jī)容量；裝設(shè)大機(jī)組；充分利用動(dòng)力資源；提高供電可靠性；提高電能質(zhì)量；提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。2 供配電系統(tǒng)由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設(shè)備組成?？偨祲鹤冸娝簩?5-110KV的外部供電電源降到6-10KV共高壓配電所、車間變電所或建筑物變電所、高壓用電設(shè)備。一般大型企業(yè)都設(shè)之。高壓配電所：接受6-10KV電壓，再分配。一般負(fù)荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)需設(shè)置。配電線路：分6-10KV廠內(nèi)高壓配電線路和380/220V廠內(nèi)低壓配電線路。車間變電所（建筑物變電所）：6-10KV降到380/220V 供配電的要求和課程任務(wù)供配電的基本要求是：（1）安全（2）可靠 （3）優(yōu)質(zhì)（4）經(jīng)濟(jì) 本課程的任務(wù)：講述供配電系統(tǒng)電能供應(yīng)和分配的基本知識(shí)和理論，使學(xué)生掌握供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，管理和運(yùn)行技能，為學(xué)生今后從事供配電技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。第二節(jié) 電力系統(tǒng)額定電壓 1、電網(wǎng)（線路）額定電壓 UN 低壓 380V,660V 高壓（3），6，10，35，（66），110，220，（330），500kV 2、用電設(shè)備的額定電壓，等于同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓3、發(fā)電機(jī)的額定電壓：UNGG=1.05UN 注：用電設(shè)備偏移5%，線路允許電壓降10%4、電壓變壓器的額定電壓（1）升壓變壓器：U1N=UNGGG=1.05UN；U2N=1.1UN（2）降壓變壓器：U1N=UN（一次側(cè)）U2N=1.05UN 10kV及以下，線路較短時(shí) 1.1UN 35kV及以上，線路較長時(shí)例例1-1已知圖示系統(tǒng)中線路的額定電壓，求發(fā)電機(jī)和變壓器的已知圖示系統(tǒng)中線路的額定電壓，求發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電壓。額定電壓。解：G:UNG=1.05UN3L=1.056=6.3kV1T:U1N1T=UNG=6.3kVU2N1T=1.1UN1L=1.1X110=121kV6.3/121kV2T:U1N2T=UN1L=110kVU2N2T=1.1UN2L=1.1X35=38.5kV110/38.5kV習(xí)題1-8、1-9圖見書P14。第三節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式一、概述一、概述 三相系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式取決于供電可靠性，工作要求和設(shè)備制造。110kV及以上：中性點(diǎn)直接接地 設(shè)備絕緣按相電壓設(shè)計(jì) 單相接地跳閘停電，采用重合閘提高可靠性 366kV：中性點(diǎn)不接地 設(shè)備絕緣按線電壓設(shè)計(jì) 單相接地可短時(shí)運(yùn)行2H 接地電流大于等于防止間隙電弧過電壓或高頻電流經(jīng)消弧線圈接地 380V：中性點(diǎn)直接接地，單相設(shè)備工作要求二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng) 1.正常運(yùn)行 三相線電壓對(duì)稱；三相相電壓對(duì)稱；三相對(duì)地電容電流對(duì)稱2.單相接地：C相接地 接地相對(duì)地電壓為零；非接地相對(duì)地電壓上升為線電壓；三相線電壓仍對(duì)稱；接地相對(duì)地電容電流為零；非接地相對(duì)地電容電流增大倍；接地電流為正常電容電流的3倍 Ic的估算UN系統(tǒng)額定電壓kV;lah系統(tǒng)架空線總長度km;lcab系統(tǒng)電纜總長度km 三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)1.正常運(yùn)行：同“中性不接地系統(tǒng)”2.單向接地：除消弧線圈有電流IL外，同中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 全補(bǔ)償ILIC；欠補(bǔ)償ILIC；過補(bǔ)償ILIC 四、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)四、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng) 接地相對(duì)地電壓為零；非接地相對(duì)地電壓升為相電壓，單相接地即單相短路，保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標(biāo)1 1、電壓、電壓 電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度、電壓波動(dòng)與閃變和電壓波形來衡量。1）電壓偏差電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分?jǐn)?shù)表示，即式中，V%為電壓偏差百分?jǐn)?shù)，U為實(shí)際電壓，UN為額定電壓。2）電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1%的即為電壓急劇變化。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示，即U=Umax-UminU%=式中，U為電壓波動(dòng)；U%為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；Umax、Umin為電壓波動(dòng)的最大值和最小值（kV）；UN為額定電壓（kV）。3）波形波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。2 2、頻率、頻率:頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。3 3、供電的可靠性、供電的可靠性:供電可靠性是以對(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來衡量。它常用供電可靠率表示，即實(shí)際供電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間的比值的百分?jǐn)?shù)表示，第五節(jié)電力負(fù)荷一、按對(duì)供電可靠性要求的負(fù)荷分類我國將電力負(fù)荷按其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度劃分為三級(jí)。1一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時(shí)間恢復(fù)等；中斷供電將有重大政治、經(jīng)濟(jì)影響的用電單位的正常工作的負(fù)荷者。2二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負(fù)荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要公共場(chǎng)所秩序混亂者。3三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷為不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。對(duì)一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報(bào)廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬三級(jí)負(fù)荷。二、按工作制的負(fù)荷分類電力負(fù)荷按其工作制可分為三類。1連續(xù)工作制負(fù)荷連續(xù)工作制負(fù)荷是指長時(shí)間連續(xù)工作的用電設(shè)備，其特點(diǎn)是負(fù)荷比較穩(wěn)定，連續(xù)工作發(fā)熱使其達(dá)到熱平衡狀態(tài)，其溫度達(dá)到穩(wěn)定溫度，用電設(shè)備大都屬于這類設(shè)備。如泵類、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電爐、運(yùn)輸設(shè)備、照明設(shè)備等。2短時(shí)工作制負(fù)荷短時(shí)工作制負(fù)荷是指工作時(shí)間短、停歇時(shí)間長的用電設(shè)備。其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)其溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)其溫度降到環(huán)境溫度，此負(fù)荷在用電設(shè)備中所占比例很小。如機(jī)床的橫梁升降、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、閘門電動(dòng)機(jī)等。3反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷是指時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行的設(shè)備，其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)也達(dá)不到環(huán)境溫度。如起重機(jī)、電梯、電焊機(jī)等。反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷可用負(fù)荷持續(xù)率（或暫載率）來表示。式中，tw為工作時(shí)間，to為停歇時(shí)間，T為工作周期。第二章第二章供配供配電的的負(fù)荷荷計(jì)算算第一節(jié)第一節(jié)負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線第二節(jié)第二節(jié)用電設(shè)備的設(shè)備容量用電設(shè)備的設(shè)備容量第三節(jié)第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法第四節(jié)第四節(jié)功率損耗和電能損耗功率損耗和電能損耗 第五節(jié)第五節(jié)全廠負(fù)荷計(jì)算全廠負(fù)荷計(jì)算第六節(jié)第六節(jié)尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算 第七節(jié)第七節(jié)功率因數(shù)及無功功率補(bǔ)償功率因數(shù)及無功功率補(bǔ)償?shù)谝还?jié)第一節(jié)負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線是電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形。一、日負(fù)荷曲線：負(fù)荷在一晝夜間（024h）變化情況。制作：（1）以某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，在24h中各個(gè)時(shí)刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制而成折線形狀，稱折線形負(fù)荷曲線。（2）通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成階梯狀的是階梯形負(fù)荷曲線。二、年持續(xù)負(fù)荷曲線二、年持續(xù)負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成。年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬季日負(fù)荷曲線和夏季日負(fù)荷曲線。繪制方法如圖22所示。圖22是南方某廠的年負(fù)荷曲線，圖中P1在年負(fù)荷曲線上所占的時(shí)間計(jì)算為T1=200t1+165t2。其中夏季和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況核定。一般在北方，近似認(rèn)為冬季200天，夏季165天；在南方，近似認(rèn)為冬季165天，夏季200天。圖22年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制（a）夏季日負(fù)荷曲線（b）冬季日負(fù)荷曲線（c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線三、負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量荷曲線的有關(guān)物理量1.年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)（1）年最大負(fù)荷Pmax年最大負(fù)荷是指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)30分鐘平均功率的最大值。（2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax如圖23所示，陰影為全年實(shí)際消耗電能，如果以Wa表示全年實(shí)際消耗的電能,則有：圖23年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)圖24年平均負(fù)荷2.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)（1）平均負(fù)荷Pav平均負(fù)荷就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。年平均負(fù)荷Pav,如圖24所示，陰影部分表示全年實(shí)際消耗的電能Wa，則：（2）負(fù)荷系數(shù)KL負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，有功負(fù)荷系數(shù)KaL和無功負(fù)荷系數(shù)KrL，即有時(shí)也用表示有功負(fù)荷系數(shù)，用表示無功負(fù)荷系數(shù)。一般工廠=0.70.75，=0.760.82注意：對(duì)單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組，有：第二節(jié)第二節(jié)用電設(shè)備的設(shè)備容量用電設(shè)備的設(shè)備容量一、一、設(shè)備容量的定義設(shè)備容量的定義設(shè)備的銘牌額定功率PN經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為設(shè)備容量，用Pe來表示。二、設(shè)備容量的確定設(shè)備容量的確定1.長期工作制和短期工作制的用電設(shè)備長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定功率，即Pe=PN2.反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。式中，PN為電焊機(jī)額定有功功率；SN為額定視在功率；N為額定負(fù)荷持續(xù)率；cosN為額定功率因數(shù)。1）電焊機(jī)和電焊裝置組要求統(tǒng)一換算到=100%時(shí)的功率，即：2）起重機(jī)（吊車電動(dòng)機(jī)）要求統(tǒng)一換算到=25%時(shí)的功率，即：3）電爐變壓器組設(shè)備容量是指額定功率下的有功功率，即：Pe=SN*cosN4）照明設(shè)備不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即：Pe=PN用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。熒光燈：Pe=1.2PN 高壓水銀燈、金屬鹵化物燈：Pe=1.1PN照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：式中：是建筑物單位面積的照明容量，S為建筑物的面積。第三節(jié)第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法一、一、計(jì)算負(fù)荷的估算法計(jì)算負(fù)荷的估算法1、單位產(chǎn)品耗電量法、單位產(chǎn)品耗電量法有功計(jì)算負(fù)荷為：有功計(jì)算負(fù)荷為：式中，Wa為全年電能，Wa=am，m為年產(chǎn)量，a為單位產(chǎn)品的耗電量；Tmax為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。2、單位面積負(fù)荷密度法若已知車間生產(chǎn)面積S和負(fù)荷密度指標(biāo)時(shí)，車間平均負(fù)荷為:Pav=*S，車間計(jì)算負(fù)荷為:二、需要系數(shù)法二、需要系數(shù)法Kd所有用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量，兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系，因此引進(jìn)需要系數(shù)的概念，即1、單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷式中，Kd為需要系數(shù)；Pe為設(shè)備容量；tg為設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。例例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為380V的電動(dòng)機(jī)30臺(tái)，其總的設(shè)備容量為120kw。試求其計(jì)算負(fù)荷。解解：查表可得，Kd=0.160.2(取0.2計(jì)算)，cos=0.15,tg=1.73。根據(jù)公式得：PC=KdPe=0.2120=24(KW)QC=PCtg=241.73=41.52(kvar)Sc=Pc/cos=24/0.5=48(kVA)2、多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷式中，n為用電設(shè)備組的組數(shù)，Kp、Kq分別為有功、無功同時(shí)系數(shù)，Pci，Qci為各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。解:(1)冷加工機(jī)床：查附錄表1可得Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73Pc1=Kd1Pe1=0.250=10kWQc1=Pc1tg1=101.73=17.3kvar(2)通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75Pc2=Kd2Pe2=0.82.4=1.92kWQc2=Pc2tg2=1.920.75=1.44kvar例22一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。(3)電阻爐：因只1臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量Pc3=Pe3=2kWQc3=0(4)車間計(jì)算負(fù)荷：三、二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法(1)單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷式中，b、c為二項(xiàng)式系數(shù)；Pe是該組用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；Px為x臺(tái)最大設(shè)備的總?cè)萘浚?dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備總臺(tái)數(shù)n2x時(shí)，則最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)取x=n/2，且按“四舍五入”法取整，當(dāng)只有一臺(tái)設(shè)備時(shí)，可認(rèn)為Pc=Pe；tg為設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。(2)多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷式中，（bPe）i為各用電設(shè)備組的平均功率Pe是各用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；cPx為每組用電設(shè)備組中x臺(tái)容量較大的設(shè)備的附加負(fù)荷；（cPx）max為附加負(fù)荷最大的一組設(shè)備的附加負(fù)荷；tgmax為最大附加負(fù)荷設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值。例23試用二項(xiàng)式法來確定例22中的計(jì)算負(fù)荷。解:求出各組的平均功率bPe和附加負(fù)荷cPx（）金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組查附錄表1，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1=1.73，x=5，則(bPe)1=0.1450=7kW(cPx)1=0.4(7.52+42+2.21)=10.08kW（）通風(fēng)機(jī)組查附錄表1，取b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，tg2=0.75，n=22x，取x2=n/2=1，則(bPe)2=0.652.4=1.56kW(cPx)2=0.251.2=0.3kW（）電阻爐(bPe)3=2kW(cPx)3=0顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷(cPx)1最大，故總計(jì)算負(fù)荷為：Pc=（bPe）i+（cPx）1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW比較例22和例23的計(jì)算結(jié)果可知，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多?？梢姸?xiàng)式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。Qc=（bPetg）i+（cPx）tg1=(71.73+1.560.75+0)+10.081.73=30.72kvar四、單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷計(jì)算單相設(shè)備應(yīng)盡可能地均勻分布在三相上，以使三相負(fù)荷保持平衡。單相負(fù)荷的計(jì)算如下：1.三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，單相設(shè)備可按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。2.三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，應(yīng)把單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。單相設(shè)備組等效三相設(shè)備容量的計(jì)算如下：（1）單相設(shè)備接于相電壓時(shí)Pe=3Pem式中，Pem為最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量（2）單相設(shè)備接于線電壓時(shí)接于同一線電壓時(shí)接于不同線電壓時(shí)設(shè)接于三個(gè)線電壓的設(shè)備容量分別為P1、P2、P3，且cos1cos2cos3，P1P2P3，則等效三相設(shè)備容量為（3）有的單相設(shè)備接于線電壓、有的單相設(shè)備接于相電壓時(shí)應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后分別計(jì)算各相的設(shè)備容量。將線電壓的單相設(shè)備容量換算為相電壓的設(shè)備容量的換算公式為：PAB、PBC、PCA為接于AB、BC、CA相間的有功設(shè)備容量；PeA、PeB、PeC為換算為A、B、C相的有功設(shè)備容量；QeA、QeB、QeC為換算為A、B、C相的無功設(shè)備容量；pABA、qABA等為有功和無功換算系數(shù)。等效三相設(shè)備容量計(jì)算出來后，就可以算出等效三相計(jì)算負(fù)荷：第（1）和第（2）種情況可直接用需要系數(shù)法算出等效三相計(jì)算負(fù)荷；第（3）種情況的等效三相計(jì)算負(fù)荷取其最大有功負(fù)荷相的計(jì)算負(fù)荷的3倍，即式中，Pcm為最大有功負(fù)荷相的有功計(jì)算負(fù)荷；Qcm為最大有功負(fù)荷相的無功計(jì)算負(fù)荷。例例2-4某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單相電熱干燥箱6臺(tái)、單相電加熱器2臺(tái)和380V單相對(duì)焊機(jī)6臺(tái)。電熱干燥箱20kW2臺(tái)接于A相，30kW1臺(tái)接于B相，10kW3臺(tái)接于C相；電加熱器20kW2臺(tái)分別接于B相和C相；對(duì)焊機(jī)14kW（=100%）3臺(tái)接于AB相，20kW（=100%）2臺(tái)接于BC相，46kW（=60%）1臺(tái)接于CA相。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。解解:1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計(jì)算負(fù)荷 查附錄表1得 Kd=0.7，cos=1，tg=0，因此只要計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷A相PcA1=KdPeA=0.7202=28kWB相PcB1=KdPeB=0.7(301+201)=35kWC相PcC1=KdPeC=0.7(103+201)=35kW2.對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷查附錄表1得Kd=0.35，cos=0.7，tg=1.02查表24得cos=0.7時(shí)pABA=pBCB=pCAC=0.8pABB=pBCC=pCAA=0.2qABA=qBCB=qCAC=0.22qABB=qBCC=qCAA=0.8先將接于CA相的46kW（=60%）換算至=100%的設(shè)備容量，即（1）各相的設(shè)備容量為A相PeA=pABAPAB+pCAAPCA=0.8143+0.235.63=40.73kWQeA=qABAPAB+qCAAPCA=0.22143+0.835.63=37.74kvarB相PeB=pBCBPBC+pABBPAB=0.8202+0.2143=40.4kWQeB=qBCBPBC+qABBPAB=0.22202+0.8143=42.4kvarC相PeC=pCACPCA+pBCCPBC=0.835.63+0.2202=36.5kWQeC=qCACPCA+qBCCPBC=0.2235.63+0.8202=39.84kvar（2）各相的計(jì)算負(fù)荷為A相PcA2=KdPeA=0.3540.73=14.26kWQcA2=KdQeA=0.3537.74=13.21kvarB相PcB2=KdPeB=0.3540.4=14.14kWQcB2=KdQeB=0.3542.4=14.84kvarC相PcC2=KdPeC=0.3536.5=12.78kWQcC2=KdQeC=0.3539.84=13.94kvar3.各相總的計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95）A相PcA=K（PcA1+PcA2）=0.95（28+14.26）=40.15kWQcA=K（QcA1+QcA2）=0.95（0+13.21）=12.55kvarB相PcB=K（PcB1+PcB2）=0.95（35+14.14）=46.68kWQcB=K（QcB1+QcB2）=0.95（0+14.84）=14.10kvarC相PcC=K（PcC1+PcC2）=0.95（35+12.78）=45.39kWQcC=K（QcC1+QcC2）=0.95（0+13.94）=13.24kvar4.總的等效三相計(jì)算負(fù)荷因?yàn)锽相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，所以Pcm=PcB=46.68kWQcm=QcB=14.10kvarPc=3Pcm=346.68=140.04kWQc=3Qcm=314.10=42.3kvar第四節(jié)第四節(jié) 功率損耗和電能損耗功率損耗和電能損耗一、一、供配電系統(tǒng)的功率損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時(shí)功率損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時(shí)功率損耗。1、線路的功率損耗：、線路的功率損耗：(1)線路功率損耗線路功率損耗 PWL=3IC2RWL*10-3 QWL=3IC2XWL*10-3式中，式中，Ic為線路的計(jì)算電流（為線路的計(jì)算電流（A）；）；RWL為線路每相的電阻為線路每相的電阻（），），RWL=R0L，R0為線路單位長度的電阻（為線路單位長度的電阻（/km），），L為線為線路的計(jì)算長度（路的計(jì)算長度（km）；）；XWL為線路每相的電抗（為線路每相的電抗（），），XWL=X0L，X0為線路單位長度的電抗（為線路單位長度的電抗（/km）。(2)變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗 估算法估算法 PT=0.015ScQQT=0.06Sc精確法有功功率損耗鐵損PFe 空載損耗P0可認(rèn)為就是鐵損，所以鐵損又稱為空載損耗。銅損PCu 負(fù)載損耗Pk可認(rèn)為就是額定電流下的銅損PCu。變壓器的有功功率損耗為PTP0+Pk2式中，SN為變壓器的額定容量；Sc為變壓器的計(jì)算負(fù)荷；為變壓器的負(fù)荷率（=Sc/SN）無功功率損耗空載無功功率損耗 Q0負(fù)載無功功率損耗 QL變壓器的無功功功率損耗為：式中，I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值;Uk%為變壓器的短路電壓百分值。二、供配電系統(tǒng)的電能損耗二、供配電系統(tǒng)的電能損耗（1）線路電能損耗最大損耗時(shí)間：當(dāng)線路或變壓器中以最大計(jì)算電流Ic流過小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于全年流過實(shí)際變化的電流時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗。線路電能損耗 WL=PWL*（2）變壓器的電能損耗 WT=P0*8760+Pk(SC/SN)2*第五節(jié)第五節(jié) 用戶負(fù)荷計(jì)算用戶負(fù)荷計(jì)算一、負(fù)荷計(jì)算原則是選擇電源進(jìn)線和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)。逐級(jí)計(jì)算法（用需要系數(shù)法）：從用電設(shè)備向電源方向逐級(jí)計(jì)算負(fù)荷。二、負(fù)荷計(jì)算的步驟（以下圖為依據(jù)）1.供給單臺(tái)用電設(shè)備的支線的計(jì)算負(fù)荷確定（如圖中1點(diǎn)處）計(jì)算目的：用于選擇其開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線截面計(jì)算負(fù)荷為：2.用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（如圖中2點(diǎn)處）計(jì)算目的：用來選擇車間配電干線及干線上的電氣設(shè)備。計(jì)算負(fù)荷為：3.車間干線或多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷確定（如圖中3點(diǎn)處）計(jì)算公式為：4.車間變電所低壓母線計(jì)算負(fù)荷的確定（如圖中4點(diǎn)處）計(jì)算目的：以此選擇車間變電所的變壓器容量。5.車間變電所高壓母線的計(jì)算負(fù)荷確定（如圖中5點(diǎn)處）計(jì)算目的：以次選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備。計(jì)算公式：估算：6.總降變電所二次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷確定（如圖中6點(diǎn)處）計(jì)算負(fù)荷為：7.總降變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷確定（如圖中7點(diǎn)處）計(jì)算負(fù)荷為：第六節(jié)尖峰電流的計(jì)算尖峰電流Ipk是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)12秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流。它是由于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、電壓波動(dòng)等原因引起的，尖峰電流比計(jì)算電流大的多。計(jì)算尖峰電流的目的是選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護(hù)裝置、計(jì)算電壓波動(dòng)及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。1、單臺(tái)用電設(shè)備供電的支線尖峰電流計(jì)算尖峰電流就是用電設(shè)備的起動(dòng)電流，即Ipk=Ist=KstIN式中，Ist為用電設(shè)備的起動(dòng)電流；IN為用電設(shè)備的額定電流；Kst為用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)。2、給多臺(tái)用電設(shè)備供電的干線尖峰電流計(jì)算 計(jì)算公式為：或式中，Istmax為用電設(shè)備組中起動(dòng)電流與額定電流之差為最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流；（IstIN）max為用電設(shè)備組中起動(dòng)電流與額定電流之差為最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流與額定電流電流之和；K為上述n1臺(tái)設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，其值按臺(tái)數(shù)多少選取，一般為0.71；Ic為全部設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流。例例2-5有一380V配電干線，給三臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電，已知IN1=5A，IN2=4A，IN3=10A，Ist1=35A，Ist2=16A，Kst3=3，求該配電線路的尖峰電流。解：解：Ist1IN1=355=30AIst2IN2=164=12AIst3IN3=Kst3IN3IN3=31010=20A可見，（IstIN）max=30A，則Istmax=35A，取K=0.9，因此該線路的尖峰電流為Ipk=K（IN2+IN3）+Istmax=0.9（4+10）+35=47.6A第七節(jié)功率因數(shù)和無功功率補(bǔ)償功率因數(shù)和無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)的計(jì)算一、功率因數(shù)的計(jì)算1.瞬時(shí)功率因數(shù)2.最大負(fù)荷功率因數(shù)3.平均功率因數(shù)（1）由消耗的電能計(jì)算式中，Wa為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kWh）；Wr為某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kVAh）。（2）由計(jì)算負(fù)荷計(jì)算4.供電部門對(duì)用戶功率因數(shù)的要求cos0.9二、功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法的方法1、功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響 電能損耗增加 P=3I2R 電壓損失增大在功率因數(shù)降低后，不得不降低輸送的有功功率P來控制電流I的值，這樣就降低了供電設(shè)備的供電能力。2.提高功率因數(shù)的方法(1)提高自然功率因數(shù) 自然功率因數(shù)是指未裝設(shè)任何補(bǔ)償裝置的實(shí)際功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)，采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備的無功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。供電設(shè)備利用率降低合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號(hào)防止電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量合理選擇變壓器的容量交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行(2)人工補(bǔ)償功率因數(shù) 并聯(lián)電容器 同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償 調(diào)相機(jī)(僅發(fā)無功功率的同步發(fā)電機(jī))補(bǔ)償 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償三、并聯(lián)電容器補(bǔ)償并聯(lián)電容器補(bǔ)償1、并聯(lián)電容器的型號(hào)并聯(lián)電容器的型號(hào)由文字和數(shù)字兩部分組成，型號(hào)各部分所表示的意義如下：例如：BW0.4121型即為單相戶內(nèi)型十二烷基苯浸漬的并聯(lián)電容器，額定電壓為0.4kV、容量為12kvar。2.補(bǔ)償容量和電容器臺(tái)數(shù)的確定（1）采用固定補(bǔ)償Qcc=Pav（tgav1tgav2）式中，Qcc為補(bǔ)償容量；Pav為平均有功負(fù)荷，Pav=Pc或Wa/t，Pc為負(fù)荷計(jì)算得到的有功計(jì)算負(fù)荷，為有功負(fù)荷系數(shù)，Wa為時(shí)間t內(nèi)消耗的電能；tgav1為補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角的正切值；tgav2為補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值；（2）采用自動(dòng)補(bǔ)償Qcc=Pc（tg1tg2）式中，QcN為單個(gè)電容器的額定容量（kvar）例26如某一工廠的計(jì)算負(fù)荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補(bǔ)償），問需要裝設(shè)多大容量的并聯(lián)電容器？如果采用BWF10.5401型電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？解tgav1=tg(arccos0.67)=1.1080tg av2=tg(arccos0.9)=0.4843Qcc=Pav（tgav1tgav2）=0.752400(1.10800.4843)1122.66kvarn=Qcc/qcN=1122.66/40=28個(gè)考慮三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè)30個(gè)，每相10個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際值為3040=1200kvar，此時(shí)的實(shí)際平均功率因數(shù)為滿足要求。四、并聯(lián)電容器的裝設(shè)與控制1.并聯(lián)電容器的結(jié)線不同的接線方法其補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘坎煌盒谓Y(jié)線時(shí)形結(jié)線時(shí)高壓電容器組接形；容量較小(450Kvar)或低壓電容器組接形。2.并聯(lián)電容器的裝設(shè)地點(diǎn)(1)高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是指將高壓電容器組集中裝設(shè)在工廠變電所的610kV母線上。補(bǔ)償范圍小，運(yùn)行維護(hù)方便，投資少，利用率高，大中企業(yè)用。(2)低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是指將低壓電容器集中裝設(shè)在車間變電所的低壓母線上。補(bǔ)償范圍中，經(jīng)濟(jì)，維護(hù)方便，用戶普遍應(yīng)用。(3)單獨(dú)就地補(bǔ)償單獨(dú)就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償或分散補(bǔ)償）是指在個(gè)別功率因數(shù)較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組。補(bǔ)償范圍最大，效果最好，利用率低。3.并聯(lián)電容器的控制方式并聯(lián)電容器的投切是隨著負(fù)荷的變化，以某個(gè)參量進(jìn)行分組投切控制的，有：按功率因數(shù)進(jìn)行控制；按負(fù)荷電流進(jìn)行控制。五、補(bǔ)償后全廠負(fù)荷和功率因數(shù)計(jì)算1.負(fù)荷計(jì)算若補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)在變壓器一次側(cè)，計(jì)算負(fù)荷為：若補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)在變壓器二次側(cè)，則還要考慮變壓器的損耗：其中PT、QT為考慮了補(bǔ)償容量Qcc后的變壓器的有功功率和無功功率損耗。補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷為2.功率因數(shù)計(jì)算（1）固定補(bǔ)償一般計(jì)算其平均功率因數(shù)，補(bǔ)償后平均功率因數(shù)（2）自動(dòng)補(bǔ)償一般計(jì)算其最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，補(bǔ)償后功率因數(shù)為例26有一工廠修建10/0.4kV的車間變電所，已知車間變電所低壓側(cè)的視在功率Sc1為800kVA，無功計(jì)算負(fù)荷Qc1為540kvar，現(xiàn)要求車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9，如果在低壓側(cè)裝設(shè)自動(dòng)補(bǔ)償電容器，問補(bǔ)償容量需多少？補(bǔ)償后車間總的視在計(jì)算負(fù)荷（高壓側(cè)）降低了多少？解（1）補(bǔ)償前低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷低壓側(cè)的功率因數(shù)cos1=590.25/800=0.74變壓器的功率損耗（設(shè)選低損耗變壓器）PT=0.015Sc=0.015800=12kWQT=0.06Sc=0.06800=48kvar變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為Pc2=Pc1+PT=590.25+12=602.25kWQc2=Qc1+QT=540+48=588kvar變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為cos=602.25/841.7=0.716(2)確定補(bǔ)償容量現(xiàn)要求在高壓側(cè)不低于0.9，而補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，所以我們考慮到變壓器損耗，可設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92，來計(jì)算需補(bǔ)償?shù)娜萘縌cc=Pc1（tg1tg2）=590.25（tgarccos0.74tgarccos0.92）=285.03kvar查附錄表2選BW0.4141型電容器，需要的個(gè)數(shù)為n=285.03/14=21個(gè)實(shí)際補(bǔ)償容量為Qcc=2114=294kvar(3)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷此時(shí)變壓器的功率損耗變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷S=841.7663.84=177.86kVA變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)符合要求。如果結(jié)果小于0.9，則需重新計(jì)算，同時(shí)把一開始的設(shè)定值0.92取大一點(diǎn)，到cos的值滿足要求為止。通過上述計(jì)算可得：需補(bǔ)償?shù)娜萘繛?94kvar，補(bǔ)償后車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.904，高壓側(cè)的總視在功率減少了177.86kVA。補(bǔ)償前車間變電所變壓器容量應(yīng)選1000kVA，補(bǔ)償后選800kVA即滿足要求。第六章第六章 電力力線路路第一節(jié)第一節(jié) 電力線路的結(jié)線方式電力線路的結(jié)線方式第二節(jié)第二節(jié) 導(dǎo)線和電纜選擇的一般原則導(dǎo)線和電纜選擇的一般原則第三節(jié)第三節(jié) 按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面第四節(jié)第四節(jié) 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面第五節(jié)第五節(jié) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面第六節(jié)第六節(jié) 電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)第一節(jié)第一節(jié) 電力線路的結(jié)線方式電力線路的結(jié)線方式一、高壓電力線路的結(jié)線方式1.高壓放射式結(jié)線 高壓放射式結(jié)線單回路放射式（圖a）：結(jié)線清晰，操作維護(hù)方便，保護(hù)簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，供電可靠性較高。雙回路放射式（圖b）：增加 了備用線路，提高了供電可靠性；公共備用結(jié)線（圖c）：低壓聯(lián)絡(luò)線路（圖d）：特點(diǎn)：高壓開關(guān)設(shè)備較多，投資較大。2.高壓樹干式結(jié)線 高壓樹干式結(jié)線 無備用的單樹干式結(jié)線：圖a，變配電所的出線減少，高壓開關(guān)柜相應(yīng)也減少，可節(jié)約有色金屬的消耗量，供電可靠性差。雙樹干式結(jié)線：圖b，提高 了供電可靠性。兩端電源的單樹干式：圖c。3.高壓環(huán)形結(jié)線 高壓環(huán)形結(jié)線 特點(diǎn)：運(yùn)行靈活，供電可靠性高。在現(xiàn)代化城市配電網(wǎng)中應(yīng)用較廣。高壓樹干式結(jié)線 高壓環(huán)形結(jié)線二、低壓電力線路的結(jié)線方式1.低壓放射式結(jié)線低壓放射式結(jié)線 特點(diǎn)：供電可靠性較高，所用開關(guān)設(shè)備及配電線路也較多。多用于用電設(shè)備容量大，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或車間內(nèi)負(fù)荷排列不整齊，或車間為有爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須由與車間隔離的房間引出線路等情況。2.低壓樹干式結(jié)線 低壓樹干式結(jié)線 特點(diǎn)：引出配電干線較少，采用的開關(guān)設(shè)備自然較少，但供電可靠性差。在機(jī)械加工車間、工具車間和機(jī)修車間應(yīng)用比較普遍 3.低壓環(huán)形結(jié)線 低壓環(huán)形結(jié)線 特點(diǎn)：供電可靠性較高，保護(hù)裝置整定配合比較復(fù)雜，易發(fā)生誤動(dòng)作。B5005295供配電系統(tǒng)實(shí)際規(guī)范中規(guī)定：供配電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)。低壓放射式結(jié)線低壓樹干式結(jié)線低壓環(huán)形結(jié)線第二節(jié)導(dǎo)線和電纜選擇的一般原則導(dǎo)線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：選擇型號(hào)；選擇截面一、導(dǎo)線、電纜型號(hào)的選擇原則導(dǎo)線和電纜的選擇根據(jù)其使用環(huán)境、工作條件等因素確定。戶外架空線路10KV及以上電壓等級(jí)一般采用裸導(dǎo)線，380V電壓等級(jí)一般采用絕緣導(dǎo)線。裸導(dǎo)線常用的型號(hào)：（1）鋁絞線（LJ）導(dǎo)電性能較好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差。多用于610kV的線路。（2）鋼芯鋁絞線（LGJ）在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)合和35kV及以上的架空線路上多被采用。（3）銅絞線（TJ）導(dǎo)電性能好，機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)風(fēng)雨和化學(xué)腐蝕作用的抵抗力都較強(qiáng)，但價(jià)格較高。（4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）具有鋼芯鋁絞線的特點(diǎn)，同時(shí)防腐性好，一般用在沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周圍有腐蝕性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上。2.常用電力電纜型號(hào)及選擇原則（1）電力電纜型號(hào)的表示和含義31依次含義為：類別代號(hào)：Z油浸紙絕緣電力電纜V聚氯乙烯絕緣電力電纜YJ交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜X橡膠絕緣電力電纜導(dǎo)體材質(zhì)：L鋁導(dǎo)體 LH鋁合金導(dǎo)體 T銅導(dǎo)體 TR軟銅導(dǎo)體 內(nèi)護(hù)套代號(hào)：Q鉛包L鋁包（現(xiàn)不生產(chǎn)）V聚氯乙烯護(hù)套特征代號(hào)：P滴干式D不滴流式F分相鉛包式外護(hù)層代號(hào)：02聚氯乙烯套03聚乙烯套20裸鋼帶鎧裝30裸細(xì)圓鋼絲鎧裝40裸粗圓鋼絲鎧裝額定電壓（V）；相線芯數(shù)；相線芯截面（mm2）；中性線芯數(shù)；中性線芯截面（mm2）（2）常用型號(hào)及選擇原則塑料絕緣電力電纜（BLV、BLVV、BVR）結(jié)構(gòu)簡單，重量輕、抗酸堿、耐腐蝕，敷設(shè)安裝方便。常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護(hù)套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜。油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜可用于垂直或高落差處，敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機(jī)械壓力，但不能承受大的拉力。3常用的絕緣導(dǎo)線型號(hào)選擇塑料絕緣的絕緣性能良好，價(jià)格低，可節(jié)約橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)時(shí)常用。常用塑料絕緣線型號(hào)有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。二、導(dǎo)線、電纜截面的選擇原則1.按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面2.按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和截面 3.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面 4.按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面這是對(duì)架空線路而言的。要求所選的截面不小于其最小允許截面（見附錄表15）。對(duì)電纜不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。5.滿足短路穩(wěn)定度的條件第三節(jié)按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面一、三相系統(tǒng)相線截面的選擇通過相線的計(jì)算電流Ic不超過其允許載流量Ial，即IcIal 按允許載流量選擇截面時(shí)須注意以下幾點(diǎn)：1.允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。2.電纜多根并列時(shí)，要用電纜并列校正系數(shù)KP進(jìn)行校正。見附錄表A-14-63.電纜在土壤中敷設(shè)時(shí)，允許載流量也應(yīng)乘上土壤熱阻系數(shù)KS校正。4計(jì)算電流Ic的選?。簩?duì)降壓變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線，取變壓器額定一次電流I1NT；對(duì)電容器的引入線，考慮電容器充電時(shí)有較大涌流，所以選高壓電容器的引入線時(shí)，取電容器額定電流INc的1.35倍，選低壓電容器的引入線應(yīng)為電容器額定電流的1.5倍。二、中性線和保護(hù)線截面的選擇1.中性線（N線）截面的選擇（1）一般三相四線制線路中的中性線截面S0 S00.5S（2）由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路 S0=S（3）如果三相四線制線路的三次諧波電流相當(dāng)突出 S0S 2.保護(hù)線（PE線）截面的選擇（1）當(dāng)S16mm2時(shí) SPES（2）當(dāng)16mm2S35mm2時(shí) SPE16mm2(3)當(dāng)S35mm2時(shí)SPE0.5S3.保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇因?yàn)镻EN線具有PE線和N線的雙重功能，所以選擇截面時(shí)按其中的最大值選取。例61 有一條220/380V的三相四線制線路，采用BLV型鋁芯塑料線穿鋼管埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5。該線路供電給一臺(tái)40kW的電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)為0.8，效率為0.85，試按允許載流量選擇導(dǎo)線截面。解：解：（1）計(jì)算線路中的計(jì)算電流（2）相線截面的選擇查附錄表132得，4根單芯線穿鋼管敷設(shè)的每相芯線截面為35mm2的BLV型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為25時(shí)的允許載流量為80A，其正常最高允許溫度為65，即Ial=83Aal=65oC0=25oC0=15oC溫度校正系數(shù)為：導(dǎo)線的實(shí)際允許載流量為：Ial=KIal=1.1280A=89.6AIC=89A所選相線截面滿足允許載流量的要求。（3）保護(hù)線截面SPEN的選擇按SPEN0.5S要求，選SPEN=25mm2所以選擇BLV型鋁芯塑料導(dǎo)線BLV-500-3*35+1*25。第四節(jié)按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面一、電壓損失電壓損失 1.電壓降落：線路兩端電壓的相量差稱電壓降落,即2.電壓損失：線路兩端電壓的代數(shù)差稱電壓損失,即U=U1-U2電壓損失一般以百分?jǐn)?shù)表示，即電壓損失的有名值與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)表示線路的電壓損失不宜超過規(guī)定值：高壓配電線路的電壓損失，一般不超過線路額定電壓的5%；從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備受電端的低壓配電線路的電壓損失，一般不超過5%；對(duì)視覺要求較高的照明電路，則為2%3%。二、線路電壓損失計(jì)算電壓損失計(jì)算1.線路末端有一個(gè)集中負(fù)荷時(shí)三相線路電壓損失的計(jì)算線路末端有一個(gè)集中負(fù)荷S=P+jQ，線路額定電壓為UN，線路電阻為R，電抗為X。設(shè)每相電流為I，負(fù)荷的功率因數(shù)為cos2，線路首端和末端的相電壓分別為U1、U2，以末端電壓U2為參考軸作出一相的電壓相量圖，如圖所示。(a)末端接有一個(gè)集中負(fù)荷的三相線路(b)末端接有一個(gè)集中負(fù)荷的三相線路其中一相的電壓矢量圖由相量圖可以看出，線路相電壓損失為：U=U1U2=ae在工程計(jì)算中，常以ad段代替ae段，其誤差不超過實(shí)際電壓損失的5%，所以每相的電壓損失為U=ad=af+fd=IRcos2+IXsin2=I(Rcos2+Xsin2)換算成線電壓損失為因?yàn)樗栽趯?shí)際計(jì)算中，常采用線路的額定電壓UN來代替U2，誤差極小，所以線電壓損失為電壓損失百分?jǐn)?shù)為2.沿線有多個(gè)集中負(fù)荷時(shí)電壓損失以帶三個(gè)集中負(fù)荷的三相線路為例，圖下圖所示。圖中，P1、Q1、P2、Q2、P3、Q3為通過各段干線的有功和無功功率；p1、q1、p2、q2、p3、q3為各支線的有功和無功功率；r1、x1、r2、x2、r3、x3為各段干線的電阻和電抗；R1、X1、R2、X2、R3、X3為從電源到各支線負(fù)荷線路的電阻和電抗；l1、l2、l3為各干線的長度；L1、L2、L3為從電源到各支線負(fù)荷的長度；I1、I2、I3為各段干線的電流。因?yàn)楣╇娋€路一般較短，線路上的功率損耗略去不計(jì)。（1）用干線負(fù)荷及干線的電阻電抗計(jì)算通過第一段干線的負(fù)荷為P1=p1+p2+p3,Q1=q1+q2+q3；通過第二段干線的負(fù)荷為P2=p2+p3,Q2=q2+q3；通過第三段干線的負(fù)荷為P3=p3,Q3=q3；線路上每段干線的電壓損失為線路上總的電壓損失為推廣到線路上有n個(gè)集中負(fù)荷時(shí)的情況，線路電壓損失的計(jì)算公式為（2）用支線負(fù)荷及支線到電源的電阻電抗計(jì)算同理可得：（3）若線路截面相同，則（4）對(duì)于全線的導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格一致的“無感”線路（均一無感線路），電壓損失計(jì)算公式為例6-2已知LJ50：r0=0.64/km，x0=0.38/km；LJ70：r0=0.46/km，x0=0.369/km；LJ95：r0=0.34/km，x0=0.36/km。計(jì)算圖6-11所示供電系統(tǒng)的電壓損失：1）1WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ702）1WL為LJ95，2WL為LJ50解：（1）1WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ70時(shí)的電壓損失（2）1WL為LJ95，2WL為LJ50時(shí)的電壓損失1WL的損失：2WL的損失：總電壓損失：3.均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失計(jì)算設(shè)單位長度線路上的負(fù)荷電流為i0，則微小線段dl的負(fù)荷電流為i0dl。負(fù)荷電流i0dl流過線路（長度為l，電阻為R0l）所產(chǎn)生的電壓損失為：三、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜的截面 令I(lǐng)=i0L2,I為與均勻分布負(fù)荷等效的集中負(fù)荷，表明帶有均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失,可將分布負(fù)荷集中于分布線段的中點(diǎn)，按集中負(fù)荷來計(jì)算。式中，Ual%為線路的允許電壓損失。逐次試求法具體計(jì)算步驟為：（公式一）（公式二）（1）先取導(dǎo)線或電纜的電抗平均值（對(duì)于架空線路，可取0.350.40/km，低壓取偏低值；對(duì)于電纜線路，可取0.08/km），求出Ur%。（2）根據(jù)Ua%=Ual%Ur%求出Ua%。（3）根據(jù)公式（公式二）求出導(dǎo)線或電纜的截面S。并根據(jù)此值選出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)截面。（4）校驗(yàn)。根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)截面及敷設(shè)方式，查出R0和X0，按式（公式一）計(jì)算線路實(shí)際的電壓損失，與允許電壓損失比較，如不大于允許電壓損失則滿足要求，否則重取電抗平均值回到第（1）步重新計(jì)算，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。例例6-36-3 某變電所架設(shè)一條10KV的架空線路，向工廠1和2供電，如圖所示。已知導(dǎo)線采用LJ型鋁絞線，全線導(dǎo)線截面相同，三相導(dǎo)線布置成三角形，線間距為1m。干線01的長度為3km，干線12的長度為1.5km。工廠1的負(fù)荷為有功功率800kW，無功功率560kvar，工廠2的負(fù)荷為有功功率500kW，無功功率200kvar。允許電壓損失為5%，環(huán)境溫度為25oC，按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱情況和機(jī)械強(qiáng)度。解：解：（1）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面 因?yàn)槭?0KV 架空線路，所以初設(shè)X0=0.38/km，則 Ua%=U%-Ur%=50.98=4.02 查附表A-16-1，選LJ-50：幾何均距為1000mm，截面為50mm2的LJ型鋁絞線的X0=0.355/km，R0=0.64/km，實(shí)際的電壓損失為 故所選導(dǎo)線LJ-50滿足允許電壓損失的要求。（2）校驗(yàn)發(fā)熱情況 查附表A-12-1可知，LJ-50在室外溫度為25oC時(shí)允許載流量為Ial=215A；線路中最大負(fù)荷(在01段)為 P=p1+p2=800+500=1300 kW Q=q1+q2=560+200=760 kvar 顯然發(fā)熱情況也滿足要求。（3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查附表A-15-1可知，高壓架空裸鋁絞線的最小允許截面為35mm2，所以所選的截面50mm2 滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。第五節(jié) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面一、選擇導(dǎo)線和電纜截面的選擇導(dǎo)線和電纜截面的經(jīng)濟(jì)原則原則（1）選擇截面越大，電能損耗就越小，但是線路投資、有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用就越高。（2）截面選擇越小，線路投資、有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗大。從全面的經(jīng)濟(jì)效益考慮，使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用符號(hào)Sec表示。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用符號(hào)jec表示。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度如表6-1所示。二、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面二、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面 按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面的公式為根據(jù)上式計(jì)算出截面后，從手冊(cè)中或附錄表A-12、A-13、A-14選取一種與該值最接近（可稍?。┑臉?biāo)準(zhǔn)截面，再校驗(yàn)其他條件即可。例例6-3 某地區(qū)變電站以35kV架空線路向一容量為（3800+j2100）kVA的工廠供電，工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5600h，架空線路采用LGJ型鋼芯鋁絞線。選擇其經(jīng)濟(jì)截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。解：解：（1）選擇經(jīng)濟(jì)截面；工廠的計(jì)算電流為：查表6-1可知，其jec=0.9A/mm2；所以Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2選擇準(zhǔn)截面70mm2，即型號(hào)為LGJ-70的鋁絞線。（2）校驗(yàn)發(fā)熱條件查附表A-12，LGJ-70在室外溫度為25oC時(shí)允許載流量為Ial=275AIC=71.6A，所以滿足發(fā)熱條件。（3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附表A-15，35kV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=35mm2S=70mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。第六節(jié) 電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)一、電力線路的結(jié)構(gòu)1架空線路的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)架空線路由導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、絕緣子、線路金具等組成。鋼芯鋁絞線圖導(dǎo)線排列：三角形、水平、垂直。導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：單股線、多股絞線（如圖為LGJ）電桿：水泥、鋼、鐵架塔橫擔(dān)：鐵、瓷2電纜線路的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。電力電纜由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。二、電力線路的敷設(shè)1.架空線路；架空線路的敷設(shè)原則為：架空線路須合理選擇路徑，確定桿型。電桿尺寸應(yīng)滿足下面4個(gè)要求：（1）不同電壓等級(jí)線路的擋距不同。（2）同桿導(dǎo)線的線距與線路電壓等級(jí)及擋距等因素有關(guān)。（3）弧垂要根據(jù)擋距、導(dǎo)線型號(hào)與截面積、導(dǎo)線所受拉力及氣溫條件等決定。（4）限距需遵循有關(guān)手冊(cè)規(guī)定。2電纜線路電纜常用的敷設(shè)方式：（1）直接埋地敷設(shè)（2）電纜溝敷設(shè)（3）電纜排管敷設(shè)（4）沿墻敷設(shè)（5）電纜橋架敷設(shè)三、車間動(dòng)力電氣平面布置（1）須表示出所有用電設(shè)備的位置，依次進(jìn)行編號(hào)，并注明設(shè)備的容量。（2）須表示出所有配電設(shè)備的位置，依次編號(hào)，并標(biāo)注其型號(hào)規(guī)格。（3）對(duì)配電干線和支線上的開關(guān)和熔斷器也要分別進(jìn)行標(biāo)注。（4）對(duì)配電支線，標(biāo)注的格式為：d(ef)g 或d(ef)Ggd導(dǎo)線型號(hào);e導(dǎo)線根數(shù)；f導(dǎo)線截面；g導(dǎo)線敷設(shè)方式。習(xí)題習(xí)題1.電力線路按結(jié)構(gòu)形式分，有電力線路按結(jié)構(gòu)形式分，有 和和 以及以及 等。等。2.線路的結(jié)線方式有線路的結(jié)線方式有 、等。等。3.導(dǎo)線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：導(dǎo)線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：、。4.架空線路在電桿上的排列方式，一般架空線路在電桿上的排列方式，一般為為、等。等。5.電纜線路常用的敷設(shè)方式有：電纜線路常用的敷設(shè)方式有：、。答案答案1.架空線路和電纜線路以及室內(nèi)線路。2.放射式、樹桿式、環(huán)形。3.確定型號(hào)、使用環(huán)境和敷設(shè)方式；選擇截面。4.三角形排列、水平排列、垂直排列。5.直接埋地敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、沿墻敷設(shè)、排管敷設(shè)。