供配電技術(shù)[唐志平主編][電子教案(PPT版本)].rar,唐志平主編,電子教案PPT版本,配電,技術(shù),唐志平,主編,電子,教案,PPT,版本 第六章 電力線路,第一節(jié) 電力線路的結(jié)線方式 第二節(jié) 導線和電纜選擇的一般原則 第三節(jié) 按允許載流量選擇導線和電纜截面 第四節(jié) 按允許電壓損失選擇導線和電纜截面 第五節(jié) 按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面 第六節(jié) 電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),第一節(jié) 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，操作維護方便，保護簡單，便于實現(xiàn)自動化，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：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：運行靈活，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：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，或負荷性質(zhì)重要，或車間內(nèi)負荷排列不整齊，或車間為有爆炸危險的廠房，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：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。在機械加工車間、工具車間和機修車間應(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：供電可靠性較高，保護裝置整定配合比較復雜，易發(fā)生誤動作。 B50052–95《供配電系統(tǒng)實際規(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)的變配電級數(shù)不宜多于兩級。,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) 導線和電纜選擇的一般原則,導線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：①選擇型號；②選擇截面 一、導線、電纜型號的選擇原則,導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及以上電壓等級一般采用裸導線，380V電壓等級一般采用絕緣導線。 裸導線常用的型號： （1）鋁絞線（LJ） 導電性能較好，重量輕，對風雨作用的抵抗力較強，但對化學腐蝕作用的抵抗力較差。 多用于6~10kV的線路。 （2）鋼芯鋁絞線（LGJ） 在機械強度要求較高的場合和35kV及以上的架空線路上多被采用。,（3）銅絞線（TJ） 導電性能好，機械強度好，對風雨和化學腐蝕作用的抵抗力都較強，但價格較高。 （4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF） 具有鋼芯鋁絞線的特點，同時防腐性好，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.常用電力電纜型號及選擇原則 （1）電力電纜型號的表示和含義 □ □ □ □ □─□—3× □＋1×□ 依次含義為： 類別代號 ：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,導體材質(zhì) ：L—鋁導體 LH—鋁合金導體 T—銅導體 TR—軟銅導體 內(nèi)護套代號 ：Q—鉛包 L—鋁包（現(xiàn)不生產(chǎn)） V—聚氯乙烯護套 特征代號 ：P—滴干式 D—不滴流式 F—分相鉛包式 外護層代號 ：02—聚氯乙烯套 03—聚乙烯套 20—裸鋼帶鎧裝 30—裸細圓鋼絲鎧裝 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）常用型號及選擇原則 ①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：聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜。,,②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，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。,3．常用的絕緣導線型號選擇 塑料絕緣的絕緣性能良好，價格低，可節(jié)約橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)時常用。 常用塑料絕緣線型號有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。,二、導線、電纜截面的選擇原則,1.按允許載流量選擇導線和電纜的截面 2.按允許電壓損失選擇導線和截面 3.按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面 4.按機械強度選擇導線和電纜截面 這是對架空線路而言的。要求所選的截面不小于其最小允許截面（見附錄表15）。對電纜不必校驗其機械強度。 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,通過相線的計算電流Ic不超過其允許載流量Ial，即 Ic≤Ial,按允許載流量選擇截面時須注意以下幾點： 1.允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。,,2.電纜多根并列時，要用電纜并列校正系數(shù)KP進行校正。 見附錄表A-14-6,3.電纜在土壤中敷設(shè)時，允許載流量也應(yīng)乘上土壤熱阻系數(shù)KS校正。 4計算電流Ic的選?。?對降壓變壓器高壓側(cè)的導線，取變壓器額定一次電流I1NT； 對電容器的引入線，考慮電容器充電時有較大涌流，所以選高壓電容器的引入線時，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 S0≥0.5Sφ （2）由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路 S0=Sφ （3）如果三相四線制線路的三次諧波電流相當突出 S0≥Sφ,2.保護線（PE線）截面的選擇 （1）當Sφ≤16mm2時 SPE≥Sφ,（2）當16mm2＜Sφ≤35mm2時 SPE≥16mm2 (3) 當Sφ≥35mm2時 SPE≥0.5Sφ,3.保護中性線（PEN線）截面的選擇 因為PEN線具有PE線和N線的雙重功能，所以選擇截面時按其中的最大值選取。,例6–1 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?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5℃。該線路供電給一臺40kW的電動機，其功率因數(shù)為0.8，效率為0.85，試按允許載流量選擇導線截面。 解：（1）計算線路中的計算電流,（2）相線截面的選擇 查附錄表13–2得，4根單芯線穿鋼管敷設(shè)的每相芯線截面為35mm2的BLV型導線，在環(huán)境溫度為25℃時的允許載流量為80A，其正常最高允許溫度為65℃，即 Ial=83A θal=65oC θ0 =25oC θ′0 =15oC,溫度校正系數(shù)為：,導線的實際允許載流量為 ：,Iˊal = KθIal= 1.12× 80A = 89.6A ＞ IC = 89A,所選相線截面滿足允許載流量的要求。,（3）保護線截面SPEN的選擇 按SPEN≥0.5SФ要求，選SPEN=25mm2 所以選擇BLV型鋁芯塑料導線BLV-500-3*35+1*25。,第四節(jié) 按允許電壓損失選擇導線和電纜截面,一、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 ΔU = U1 - U2,,電壓損失一般以百分數(shù)表示，即電壓損失的有名值與額定電壓之比的百分數(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%；對視覺要求較高的照明電路，則為2%~3%。,二、線路電壓損失計算,1.線路末端有一個集中負荷時三相線路電壓損失的計算,線路末端有一個集中負荷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，負荷的功率因數(shù)為cosφ2，線路首端和末端的相電壓分別為Uφ1、Uφ2，以末端電壓Uφ2為參考軸作出一相的電壓相量圖，如圖所示。,(a)末端接有一個集中負荷的三相線路 (b)末端接有一個集中負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： △Uφ=Uφ1－Uφ2=ae 在工程計算中，常以ad段代替ae段，其誤差不超過實際電壓損失的5%，所以每相的電壓損失為 △Uφ=ad=af+fd=IRcosφ2+IXsinφ2=I(Rcosφ2+Xsinφ2) 換算成線電壓損失為,因為,所以,在實際計算中，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,電壓損失百分數(shù)為,2. 沿線有多個集中負荷時電壓損失,以帶三個集中負荷的三相線路為例，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荷的長度；I1、I2、I3為各段干線的電流。,因為供電線路一般較短，線路上的功率損耗略去不計。 （1）用干線負荷及干線的電阻電抗計算 通過第一段干線的負荷為P1= p1+ p2+ p3,Q1= q1+ q2+ q3； 通過第二段干線的負荷為P2= p2+ p3, Q2= q2+ q3； 通過第三段干線的負荷為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個集中負荷時的情況，線路電壓損失的計算公式為,（2）用支線負荷及支線到電源的電阻電抗計算 同理可得：,（3）若線路截面相同，則,（4）對于全線的導線型號規(guī)格一致的“無感”線路（均一無感線路），電壓損失計算公式為,例6-2 已知LJ—50：r0=0.64Ω/km，x0=0.38Ω/km；LJ—70：r0=0.46Ω/km，x0=0.369Ω/km；LJ—95：r0=0.34Ω/km，x0=0.36Ω/km。計算圖6-11所示供電系統(tǒng)的電壓損失： 1）1WL、2WL導線型號均LJ—70 2）1WL為LJ—95，2WL為LJ—50,解：（1）1WL、2WL導線型號均LJ—70時的電壓損失,（2）1WL為LJ—95，2WL為LJ—50時的電壓損失,1WL的損失：,2WL的損失：,總電壓損失：,3.均勻分布負荷線路的電壓損失計算,設(shè)單位長度線路上的負荷電流為i0，則微小線段dl的負荷電流為i0dl。負荷電流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線和電纜的截面,令I(lǐng)=i0L2,I為與均勻分布負荷等效的集中負荷，表明帶有均勻分布負荷線路的電壓損失,可將分布負荷集中于分布線段的中點，按集中負荷來計算。,式中，△Ual%為線路的允許電壓損失。,逐次試求法具體計算步驟為 ：,（公式一）,（公式二）,（1）先取導線或電纜的電抗平均值（對于架空線路，可取0.35~0.40Ω/km，低壓取偏低值；對于電纜線路，可取0.08Ω/km），求出△Ur%。,（2）根據(jù)△Ua%=△Ual%–△Ur%求出△Ua%。 （3）根據(jù)公式（公式二）求出導線或電纜的截面S。并根據(jù)此值選出相應(yīng)的標準截面。 （4）校驗。根據(jù)所選的標準截面及敷設(shè)方式，查出R0和X0，按式（公式一）計算線路實際的電壓損失，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）步重新計算，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。,例6-3 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。已知導線采用LJ型鋁絞線，全線導線截面相同，三相導線布置成三角形，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的負荷為有功功率800kW，無功功率560kvar，工廠2的負荷為有功功率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線截面，并校驗其發(fā)熱情況和機械強度。,解：（1）按允許電壓損失選擇導線截面 因為是10KV 架空線路，所以初設(shè)X0=0.38Ω/km，則,ΔUa%=ΔU%-ΔUr%= 5–0.98 =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=0.355Ω/km，R0=0.64Ω/km，實際的電壓損失為,故所選導線LJ-50滿足允許電壓損失的要求。,（2）校驗發(fā)熱情況,查附表A-12-1可知，LJ-50在室外溫度為25oC時允許載流量為Ial=215A；,線路中最大負荷(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） 校驗機械強度,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 滿足機械強度要求。,第五節(jié) 按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜的截面,一、選擇導線和電纜截面的經(jīng)濟原則,（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用雖然低，但電能損耗大。 從全面的經(jīng)濟效益考慮，使線路的年運行費用接近最小的導線截面，稱為經(jīng)濟截面，用符號Sec表示。 對應(yīng)于經(jīng)濟截面的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度，用符號jec表示。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟電流密度如表6-1所示。,二、按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜的截面,按經(jīng)濟電流密度計算經(jīng)濟截面的公式為,根據(jù)上式計算出截面后，從手冊中或附錄表A-12、A-13、A-14選取一種與該值最接近（可稍?。┑臉藴式孛?，再校驗其他條件即可。,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，工廠的年最大負荷利用小時為5600h，架空線路采用LGJ型鋼芯鋁絞線。選擇其經(jīng)濟截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。,解：（1）選擇經(jīng)濟截面 ；工廠的計算電流為：,查表6-1可知，其jec=0.9A/mm2；所以 Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2 選擇準截面70mm2，即型號為LGJ-70的鋁絞線。,（3）校驗機械強度 查附表A-15，35kV架空鋁絞線的機械強度最小截面為Smin=35mm2＜S=70mm2 因此，所選的導線截面也滿足機械強度要求。,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) 架空線路由導線、電桿、橫擔、絕緣子、線路金具等組成。,鋼芯鋁絞線圖,導線排列：三角形、水平、垂直。,,導線結(jié)構(gòu)：單股線、多股絞線（如圖為LGJ）,,電桿：水泥、鋼、鐵架塔,橫擔：鐵、瓷,2．電纜線路的結(jié)構(gòu) 電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。電力電纜由導體、絕緣層和保護層三部分組成。,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個要求： （1） 不同電壓等級線路的擋距不同。 （2） 同桿導線的線距與線路電壓等級及擋距等因素有關(guān)。 （3） 弧垂要根據(jù)擋距、導線型號與截面積、導線所受拉力及氣溫條件等決定。 （4） 限距需遵循有關(guān)手冊規(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，依次進行編號，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，并標注其型號規(guī)格。 （3）對配電干線和支線上的開關(guān)和熔斷器也要分別進行標注。,（4）對配電支線，標注的格式為： d(e×f)–g 或 d(e×f)G–g,d導線型號;e導線根數(shù)；f導線截面；g導線敷設(shè)方式。,習題 1.電力線路按結(jié)構(gòu)形式分，有 —— 和 —— 以及 —— 等。 2.線路的結(jié)線方式有 —— 、 —— 、—— 等。 3.導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，一般為—— 、 —— 、——等。 5.電纜線路常用的敷設(shè)方式有： —— 、 —— 、—— 、——。,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. ①確定型號、使用環(huán)境和敷設(shè)方式； ②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)。,