《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]》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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)度；L1、L2、L3為從電源到各支線負(fù)荷的長(zhǎng)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L(zhǎng)J95，2WL為L(zhǎng)J50解：（1）1WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ70時(shí)的電壓損失（2）1WL為L(zhǎng)J95，2WL為L(zhǎng)J50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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度為3km，干線12的長(zhǎng)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(guó)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L(zhǎng)GJ-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)：?jiǎn)喂删€、多股絞線（如圖為L(zhǎng)GJ）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)。