项目1供配电系统配电方案选择.ppt

项目一、供配电系统配电方案选择,单元1.1 供配电系统配电方案导论,单元1.2 供配电系统的负荷分析,单元1.3 供配电系统的短路分析,单元1.4 电力线路选择与敷设,一、电力系统概论：,1.供配电系统基本知识：,电能：由发电厂将一次能源（如煤、油、水、原子能等）转换而成的二次能源。,电能的供应和分配，提供电能,单元1.1 供配电系统配电方案导论,电能特点：（1）输送和分配简单经济；（2）便于控制、调节和测量；（3）易于转换为其它形式的能量（如机械能、光能、热能等）。,1）电力系统组成：由发电厂、电力网和电能用户组成的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。,包括各个电压等级的电力线路和变配电所,发电厂,水力发电厂,火力发电厂,核能发电厂,风力、地热、太阳能发电厂,变配电所,升压变电所,降压变电所,枢纽变电所,地区变电所,工业企业变电所,变电所的作用是：接受电能、变换电压和分配电能；配电所的作用是：受电和配电,秦山核电站全景,秦山核电站是中国自己设计、建设、调试和运营的第一座核电站，1991年12月15日首次并网发电。总装机容量为300万千瓦。,秦山核电站汽轮机厂房,中国第一个大型风电厂，也是亚洲最大的风力发电站。目前安装有200台风车，年发电量为1800万瓦。,新疆达板城风电厂,大型太阳能光伏并网发电站,地热发电厂,日本松川地热发电站是1966年启动的日本第一座地热发电站，是世界上第四座地热发电站。,潮汐能发电厂,当潮水流进或流出大坝时，都通过水轮机而发电。建造潮汐电站的费用昂贵，全世界很少。,电力线路,按传输电流种类分,交流线路,直流线路,按结构和敷设方式分,架空线路,电缆线路,室内配电线路,作用：输送电能，连接发电厂、变配电所和电能用户。送电线路：35KV及以上的高压电力线路。配电线路：10KV及以下的电力线路。,电能用户（电力负荷）,按电流分,直流设备,交流设备,按电压分,低压设备：1KV及以下,高压设备：高于1KV,按频率分,低频：低于50HZ,工频：50HZ,中高频：高于50HZ,按工作制分：连续、短时、反复短时,2）供配电系统概况：,供配电系统由总降压变电所（高压配电所）、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。,（1）一次变压的供配电系统,车间变电所用于用电量很少的小型工厂或生活区,基本要求：安全、可靠、优质、经济,中、小型工厂采用,用于本地电压为35KV的中小型工厂优点：节省一级变压，简化供配电系统，节约有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高了供电质量，有利于电力负荷的发展。,（2）二次变压的供配电系统：,大型工厂和某些电力负荷较大的中型工厂采用,（3）低压供配电系统：,用于无高压用电设备且用电设备总容量较小的小型工厂,2.电力系统的电压：,1）额定电压的国家标准：,电力线路（或电网）的额定电压：是确定各类用电设备额定电压的基本依据。,用电设备的额定电压：规定与同级电力线路的额定电压相同。,发电机的额定电压：高于同级电力线路额定电压的5%。,电力变压器的额定电压：,一次侧的额定电压,直接与发电机相连：与发电机的额定电压相同；,连接在线路上：与线路的额定电压相同。,二次侧的额定电压,供电线路很长：比线路额定电压高10%；,供电线路不长：比线路额定电压高5%。,2）供电电能的质量：,电压及波形：,电压偏移正常情况下，我国用电设备端子处电压偏移的允许值为：电动机：5%；照明灯：一般场所5%；视觉要求较高场所+5%，-2.5%；其它用电设备：无特殊要求时5%。,波形畸变：谐波电流的注入，造成电压正弦波的畸变，使电能质量大大下降，给供电和用电设备带来严重危害：损耗增加、系统谐振从而产生过电压，击穿设备绝缘、造成继电保护和自动装置误动作、对附近的通信设备和线路产生干扰。,频率：电网容量在300万KW及以上者变化范围不得超过0.2HZ;在300万KW以下者频率的变化范围一般不应超过0.5HZ。,供电的可靠性：,3）电压调整：,合理选择变压器的电压分接头或采用有载调压器变压器，使之在负荷变动的情况下，有效地调节电压，保证用电设备端电压的稳定。合理地减少供配电系统的阻抗，以降低电压损耗，从而缩小电压偏移范围。,尽量使系统的三相负荷均衡，以减小电压偏移。,合理地改变供配电系统的运行方式，以调整电压偏移。采用无功功率补偿装置，提高功率因数，降低电压损耗，缩小电压偏移范围。,3.电力系统的中性点运行方式：,1)中性点不接地的电力系统:,中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,运行时间不应超过2h;一般都装有单相接地保护装置或绝缘监测装置，当发生单相接地故障时，会及时发出警报，提醒工作人员尽快排除故障；同时，在可能的情况下，应把负荷转移到备用线路上。,适用366KV系统，特别是310KV系统,当C相发生单相接地故障时，单相接地电容电流为：,单相接地电容电流（A）,系统的额定电压（KV）,同一电压UN具有电气联系的架空线路总长度（Km）,同一电压UN具有电气联系的电缆线路总长度（Km）,2）中性点经消弧线圈接地的电力系统,发生单相接地故障时的运行时间同样不允许超过2h,310KV系统，接地电流大于30A；20KV及以上系统，接地电流大于10A时,3）中性点直接接地的电力系统,110KV及以上的超高压电力系统和380/220低压配电系统采用,作用于跳闸，切除短路故障，使非故障部分正常运行,我国380/220V低压配电系统一般采用TN系统：,TN-C系统：,当PEN断线时，可使设备外露可导电部分带电，对人有触电危险，所以不适合安全要求较高的场所和要求抗干扰的场所,TN-S系统：,PE线上没有电流通过，即使N线断开也不影响接在PE线上用点设备的安全；,用于环境条件较差，对安全可靠性要求较高及用电设备对抗电磁干扰要求较严的场所,TN-C-S系统：,用于配电系统末端环境条件差且要求无电磁干扰的数据处理或具有精密检测装置等设备的场所,4）中性点经低电阻接地的电力系统：,保护装置会迅速动作，切除故障线路，通过备用电源的自动投入，使系统的其他部分恢复正常工作,适用于现代化大、中城市10KV的电缆线路,二、变配电所主接线方案选择,（一）电力线路的接线方式：,1.高压电力线路（1KV以上）的接线方式：,放射式接线,树干式接线,环形接线,大中型工厂，高压配电系统优先考虑,对供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活区,高压单回路放射式接线：,1）高压放射式接线：,特点：接线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，还便于装设自动装置，保护装置也较简单；高压开关设备用的较多，投资高，某一线路发生故障或需检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。,只能用于二、三级负荷或容量较大及较重要的专用设备,有公共备用干线的放射式接线：,特点：供电的可靠性得到了提高；开关设备的数量和导线材料的消耗量增加。,一般可用于供电给二级负荷，若备用干线采用独立电源供电且分支较少，则可用于一级负荷,双回路放射式接线：,供电可靠性高，可供电给一、二级的重要负荷，但投资相对较大,用低压联络线作备用干线的放射式接线：,特点：比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。,多用于工矿企业,2）高压树干式接线：,单回路树干式接线：,特点：跟放射式相比，配出线大大减少，高压开关柜数量减少，节约了有色金属；各用户之间互相干扰，当干线发生故障或检修时，全部用户停电，可靠性差，不易实现自动化控制。,用于三级负荷，且干线上连接的变压器不超过5台，总容量不超过2300KVA。在城镇街道应用较多。,单侧供电的双回路树干式接线：,特点：供电可靠性提高，但投资也相应有所增加。应用：可供电给二、三级负荷。,两端供电的单回路树干式接线：,特点:若一侧干线发生故障，可采用另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，发生故障时要手动切换，而且寻查故障时也需中断供电。,只可用于对二、三级负荷供电。,两端供电的双回路树干式接线：,特点：供电可靠性进一步提高；投资不比单侧供电的双回路树干式接线大多少，但需双电源供电的条件。,主要用于二级负荷，当电源足够可靠时，可供电给一级负荷,3.高压环形接线：,特点：运行灵活，线路检修时可切换电源；故障时可切除故障线段，缩短停电时间，供电可靠性高。,可供二、三级负荷，在现代化城市电网中应用较广泛,通常采用“开环”运行方式，以负荷开关为主开关的高压环网柜作为配电设备,2.低压电力线路的接线方式：,1）低压放射式接线,特点：各低压配电出线互不影响，供电可靠性较高。所用配电设备及导线材料较多，且运行不够灵活。,用于用电设备容量大，负荷集中或性质重要的负荷，以及需要集中连锁起动、停车的用电设备和有爆炸危险的场所,2）低压树干式接线：,低压母线放射式配电的树干式接线,特点 引出配电干线较少，采用的开关设备较少，金属消耗量也少，这种接线多采用成套的封闭式母线槽，运行灵活方便，也比较安全。干线发生故障时，停电的范围大，和放射式相比，供电的可靠性较低。,适用于机械加工、工具车间和机修车间的中小型机床设备及照明配电,“变压器干线组”接线,特点：省去了变电所低压侧的整套低压配电装置，简化了变电所的结构，大大减少了投资。,一般接出的分支回路数不宜超过10条，而且不适用于需频繁起动、容量较大的冲击性负荷和对电压质量要求高的设备。,链式接线：,适用于用电设备彼此距离近、容量都较小的情况,不超过5台，总容量不宜超过10KW。,不超过3台，总容量不宜超过10KW。,3）低压环形接线,特点：供电可靠性较高，任一段线路故障或检修，一般可不中断供电，或只是短时停电，经切换操作后即可恢复供电；而且可使电能损耗和电压损耗减少。保护装置及其整定配合比较复杂，如果整定配合不当，容易发生误动作，反而扩大故障停电范围，所以低压环形线路通常多采用“开环”方式运行。,二、变配电所的主接线方案：,1.概述：,1）主接线图的作用和类型：,主接线图定义：供配电系统中为实现电能输送和分配的一种电气接线；对应的接线图叫主接线图，或主电路图，又称一次电路图、一次接线图。,注：虽然电力系统是三相系统，通常电气主接线图采用单线来表示三相系统，使之更简单、清楚和直观。,系统式主接线图：,按电能的输送和分配的顺序、用规定的电器符号和文字说明系统地反映主接线中电气设备相互连接关系的主接线图,作用：模拟盘或教学中使用或用来分析、计算和选择电气设备，但不能反映电路中个电气设备和成套设备之间的相互排列位置,装置式主接线图：,是按照高、低压成套配电装置之间的相互连接和排列位置绘制的主接线图，多用作施工图，便于配电装置的采购和安装施工。,2）对电气主接线的基本要求：,安全：充分保证人身和设备的安全。,可靠：满足不同等级负荷对供电的 要求。,灵活：能适应各种不同的运行方式，并能灵活地转换，使之便于操作、检修和适应负荷的发展。,经济：力求接线简单、投资少、运行管理费用低，节约有色金属。,二、变配电所常用主接线类型和特点：,1.线路变压器组单元接线：,变压器容量不超过1250KVA,接线简单，电气设备少，配电装置简单，节约了建设投资。但任一设备发生故障或检修时变电所全部停电，供电可靠性不高。适用于小容量的三级负荷、小型工厂或非生产性用户,2.单母线接线：,汇流排（文字符号：W或WB）,1）单母线不分段接线：,母线隔离开关用于隔离母线电源和检修断路器,线路隔离开关防止检修断路器时从用户侧反向送电和防止雷电压沿线路侵入，保证维修人员安全,优点：接线简单清晰，使用设备少，投资低，比较经济，发生误操作的可能性较小。缺点：可靠性和灵活性差。应用：可靠性和连续性要求不高的中、小型三级负荷用户或有备用电源的二级负荷。,2)单母线分段接线:,特点:如需对母线或母线隔离开关检修，可将分段隔离开关断开后分段进行检修。当母线发生故障时，经短时间倒闸操作将故障段切除，非故障段仍可继续运行，只有故障段所接用户停电。,应用:该接线方式的供电可靠性和灵活性较高，可给二、三级负荷供电。,特点:可分段检修母线或母线隔离开关；可在母线或母线隔离开关发生故障时，母线分段断路器和进线断路器能同时自动断开，以保证非故障部分连续供电。供电可靠性高，运行方式灵活。除母线故障或检修外，可对用户连续供电。接线复杂，使用设备多，投资大。,适用于有两路电源进线、装设了备用电源自动投入装置，分段断路器可自动投入及出线回路数较多的变配电所，可供电给一、二级负荷。,3）单母线带旁路接线：,特点：运行方式灵活，检修设备时可以利用旁路母线供电，可减少停电次数，提高了供电的可靠性。,适用于配电线路较多、负载性质较重要的主变电所或高压配电所。,3.双母线接线：,特点：两段母线可互为备用，运行可靠性和灵活性都得到很大提高，但开关设备的数量大大增加，从而其投资较大。,主要用于负荷大且重要的枢纽变电站等场所，在中、小型变配电所中很少采用。,4.桥式接线：,1）内桥式接线：,接线跨桥靠近变压器侧，省掉变压器回路的断路器，仅装隔离开关,适用范围：供电线路较长，线路故障几率多；负荷比较平稳，主变压器不经常切换退出工作的；没有穿越功率的35KV及以上总降压变电所。,2）外桥式接线：,跨桥连接靠近线路侧，省掉线路回路的断路器，仅装隔离开关,适用范围：供电线路短，线路故障几率少；工厂负荷变化大，变压器操作频繁；有穿越功率流经的须经济运行的总降压变电所。,三、高压配电所的主接线方案：,四、10（6）/0.4KV变电所（车间变电所）的主接线方案：,没有高压配电室，只有变压器室或户外变压器台和低压配电室,1.非独立式车间变电所的主接线方案：,2.独立式变电所的主接线方案：,特点：该接线结构简单，投资少，但供电可靠性不高，且不宜频繁操作，这种接线的低压侧应采用低压断路器以便带负荷进行停、送电操作。应用：一般只用于500 kVA及以下容量变电所，对不重要的三级负荷供电。,1）装设一台610KV独立式变电所主接线：,特点：由于负荷开关能带负荷操作，使变电所的停、送电操作比上图的方案要简便、灵活，但仍用熔断器进行短路保护，其供电可靠性依然不高；该接线的低压侧的主开关既可用低压断路器，也可采用低压刀开关。应用：一般也用于不重要的三级负荷的小型变电所。,特点：停、送电操作十分方便灵活，而且高压断路器都配有继电保护装置，因此短路保护和过负荷保护的性能好，恢复供电的时间短，供电可靠性较前两种接线方案高；当不需带负荷操作时，变压器的低压侧可采用刀开关作主开关。应用：由于只有一路电源接线，一个回路，一般也只能用于三级负荷，但供电容量较大。,该接线方案供电可靠性较之上图大大提高，可供电给二级负荷，如果低压侧还有来自其它变配电所的公共备用线，或有备用电源，还可供电给少量的一级负荷,特点：该接线方案的高压断路器两侧均装设高压隔离开关，低压侧断路器的母线侧必须装设刀开关以保证安全检修。低压母线的分段开关如无自动切换要求，可采用刀开关。应用：这种接线的供电可靠性高，操作灵活方便，适用于有两路电源、负荷是一、二级的重要变电所。,2）装设两台610KV独立式变电所的主接线方案：,特点：该接线采用高压侧两端受电、双干线供电的树干式接线。应用：适用于有两个电源、两台或两台以上变压器或需多路高压出线的变电所。其供电可靠性也较高，但当电源进线或高压母线发生故障或需停电检修时，整个变电所都要停电，因此只能供电给二、三级负荷，如有高压或低压联络线时，可供电给一、二级负荷用。,高压侧采用双回路电源进线单母线分段，在加之低压母线的分段，使其供电可靠性相当高，且操作灵活方便，可供电给一、二级负荷、有两个电源的重要变电所。,1,选择校验导线截面和元器件,2,确定变压器容量,3,改善功率因数,4,选择和整定保护设备,根据计算负荷,一、负荷计算的目的及意义：,单元1.2 供配电系统的负荷分析,意义：,合理的计算负荷,元器件和导线电缆经济运行,系统正常可靠运行,1.用电设备容量的确定：,用电设备的工作制,长期工作制：连续工作超过8h，负荷稳定。,短时工作制：工作时间短，间歇时间相对较长。,断续周期工作制：具有周期性，用负荷持续率来表征。,设备容量的确定：,1）长期工作制和短时工作制的设备：,2）断续周期工作制的设备：,电焊设备,额定负荷持续率，计算时用小数。,起重机：,3）电炉变压器组：,4）照明设备：,对白炽灯、碘钨灯等：,用镇流器的照明设备：,用建筑物的单位面积容量法估算：,建筑物单位面积的照明容量（W/m2）,建筑物的面积（m2）,2.负荷曲线：,一般认为：南方：冬季165天，夏季200天；北方：冬季200天，夏季165天。,与负荷曲线有关的参数：,全年实际消耗的电能,年最大负荷,年最大负荷利用小时数值越大，负荷越平稳；一班制，为18003000h；两班制，为35004800h；三班制，为50007000h.,平均负荷,负荷系数或负荷率、负荷填充系数一般，有功负荷系数=0.70.75；无功负荷系数=0.760.82。,3.计算负荷的确定：,1）单个用电设备的负荷计算：,2）用电设备组的负荷计算：,需要系数法：,需要系数，见P318附表1,（1）单组用电设备组的计算负荷确定：,（2）多组用电设备组的计算负荷的确定：,有功同时系数,无功同时系数,由用电设备组的P30,由车间干线的P30,二项式系数法：,（1）单组用电设备组的计算负荷：,用电设备组的总容量,x台较大设备容量的和；,当总台数n2x时，x=n/2，且按“四舍五入”取整数。,设备组的平均功率,附加功率,（2）多组用电设备组的计算负荷：,多组用电设备各平均功率之和,附加负荷最大的一组设备的附加负荷,3）单相用电设备计算负荷的确定：,（1）若单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何连接，均可作为三相平衡负荷对待。,（2）单相设备接于相电压时，应尽量使三相负荷均衡分配后，取最大负荷所接的单相设备容量乘以3，便求得其等效三相设备容量。,（4）单相设备既有接于相电压的，又有接于线电压的：,先将接于线电压的单相负荷换算为接于相电压的单相负荷,各相负荷计算公式如下：,接于ab线间单相负载的功率,接于bc线间单相负载的功率,接于ca线间单相负载的功率,再将各相负荷相加，选出最大相负荷，取其3倍为等效三相负荷。,例：某线路上装有220V电热干燥箱3台，其中40KW2台分别接在A相和C相；20KW一台接于B相。电加热器20KW2台接于B相。单相380V对焊机（负荷持续率为100%）共6台，其中46KW3台分别接于AB、BC、CA相；51KW2台分别接于AB和CA相；32KW1台接于BC相。试求该线路的计算负荷。,解：（1）电热干燥箱及各电热器各相计算负荷。查P318附表1-1，得：,(3)各相总计算负荷为：,（4）三相等效计算负荷：由以上数值可知B相负荷最大，故，,4.变配电所总计算负荷的确定：,1）供配电系统的功率损耗：,（1）线路功率损耗的计算：,线路每相电阻=R0l,线路每相电抗=X0l,与导线截面和线间几何间距有关；,（2）变压器功率损耗：,在负荷计算中，SL7、S7、S9等低损耗电力变压器的功率损耗可按下列简化公式近似计算。,2）车间或全厂计算负荷的确定：,需要系数法逐级计算,计算工厂及变电所低压侧总计算负荷时，,3）无功功率补偿：,（1）瞬时功率因数：,由功率因数表直接测量,（2）平均功率因数：,电业部门收的电费按月平均功率因数高低进行调整,功率因数,（3）最大负荷时的功率因数：,规定：100KVA及以上高压供电的用户，0.90；其它电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，0.85；农业用电，0.80；,无功功率补偿：,规定：补偿后变压器高压侧，0.9；低压侧，0.92。,无功补偿率可由P319附表2-1查得,补偿电容个数,并联电容器的单个容量，可参见P319附表2-2,补偿后的视在计算负荷,1.短路原因及后果：,1）原因：,绝缘损坏,误操作及误接,飞禽跨接裸导体,其它原因：断线、倒杆、碰线或人为破坏,单元1.3 供配电系统的短路分析,2）后果,短路电流产生很大的热量和温度,短路电流产生很大的电动力,电压骤降,造成停电,严重短路可影响电力系统的稳定性,单相短路，产生较强的不平衡交变磁场,2.短路种类：,三相短路,两相短路,单相短路,单相接中性点短路,两相接地短路,两相短路接地,3.无限大容量电力系统供电的三相短路电流计算：,1）无限大容量电力系统：指容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本不变，可将该电力系统视为无限大容量电力系统。,2）短路冲击电流：,在高压电路（大于1KV的电压）中发生三相短路时：,在低压电路（小于1KV的电压）中发生三相短路时：,3）用标幺值法计算短路电流：,标幺值概念：,标幺值,实际值,基准值,在工程计算中，为计算方便，一般：,元件所在线路的平均电压=1.05UN,电力系统中各主要元件电抗标幺值的计算：,电力系统的电抗标幺值,电力变压器的电抗标幺值,电力变压器短路电压百分数,额定容量,线路的电抗标幺值,导线单位长度的电抗,（3）三相短路电流标幺值：,（4）三相短路容量标幺值：,（5）三相短路总电抗标幺值的计算：,4）用短路功率法计算短路电流：,（1）概念：,（2）供电系统中各主要元件的短路功率计算：,电力系统的短路功率：,电力变压器的短路功率：,电力线路的短路功率：,（3）元件的串、并联：,元件的并联：,元件的串联：,（4）短路电流的计算：,4.两相短路电路的近似计算：,5.低压电力线路中短路电流的计算：,1）低压电力线路短路计算的特点：,电力系统阻抗可忽略；,电阻值较大，不可忽略，当XR/3时，可忽略X值；,采用有名值计算，阻抗用m表示。,2）低压配电系统中各元件的阻抗：,变压器的阻抗（换算到二次侧）：,短路损耗（KW）,二次侧额定电压（V）,额定容量（KVA）,（2）线路的阻抗：,（3）其它电器元件的阻抗：,触头的接触电阻（m）,自动空气开关过电流线圈的阻抗（m）,电流互感器一次线圈电阻及电抗（二次侧开路）m,3）三相短路电流的计算：,6.短路电流效应,1）短路电流的力效应,载流导体的力效应,导体中流过的电流（A）,挡距即导体两相邻支点间的距离（m）,两平行导体间的距离（m）,短路时的最大电动力,发生两相短路：,发生三相短路：,所以，三相线路中发生三相短路时，中间相导体所受的电动力最大，校验电动力时，应以最不利的条件进行校验。,2）短路电流的热效应：,短路时导体的发热过程：,生热并散热阶段,热平衡阶段,绝热过程,散热过程,载流导体的发热计算：,a.等效发热的计算：,短路发热假想时间含义示意图,假设：导体在实际短路时间内所产生的热量，等于短路稳态电流在短路发热假想时间内产生的热量，即：,其中，,短路保护装置实际最长的动作时间,断路器的断开时间,b.曲线法：,导体加热系数,注意：若电气设备和导体在短路时的发热温度不超过短路时的最高允许温度（见附表17），则其满足热稳定性要求，否则，应重选导体的材料或截面。,C.最小截面法：,三相短路电流（KA）,导体的热稳定系数（见附表17）,注意：若所选导体的截面大于最小截面，则其满足短路热稳定的要求,谢谢您的合作与鼓励！,1、导线、电缆型号的选择：,1）常用架空线路裸导线型号及选择：,（1）铝绞线（LJ）：,导电较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强；对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用在10KV以下线路上，其杆距不超过100120m。,单元1.4 电力线路选择与敷设,（2）钢芯铝绞线（LGJ）：,钢芯,铝线,机械强度高，多用在机械强度要求较高的场所和35KV及以上的架空线路中,（3）铜绞线（TJ）：,导电好，机械强度高，对风雨及化学腐蚀作用的抵抗力强，价格贵。,2）常用电力电缆型号及选择：,（1）油浸纸绝缘铝包或铅包电力电缆：,1铅皮 2缠带绝缘 3线芯绝缘 4填充物 5线芯导体,1缆芯（铜芯或铝芯）2油浸纸绝缘层 3麻筋（填料）4油浸纸（统包绝缘）5-铅包 6涂沥青的纸带(内护层)7浸沥青的麻被（内护层）8钢铠（外护层）9麻被（外护层）,耐压强度高，耐热能力好，使用年限长，不宜用在较大高差的场所。,（2）塑料绝缘电力电缆：,1缆芯（铜芯或铝芯）2交联聚乙烯绝缘层 3聚氯乙烯护套（内护层）4钢铠或铝铠（外护层）5聚氯乙烯外套（外护层）,YJLV或YJV已生产至35KV级,重量轻，抗酸碱，耐腐蚀，有取代油浸纸绝缘电缆的趋势,V V型全塑电力电缆：聚氯乙烯绝缘、护套,3）常用绝缘导线型号及选择：,塑料绝缘导线,BLV（BV）,BLVV（BVV）：塑料绝缘塑料护套,BVR,绝缘性能好，价格低，适用于室内,橡皮绝缘线,BLX（BX）：棉纱编织,BBLX（BBX）：玻璃丝编织,BLXG（BXG）：棉纱编织、浸渍,BXR：棉纱编织,户内、户外都适用,2.电力线路截面选择及校验：,满足条件,发热条件：,电压损耗条件：,经济电流密度：35KV及以上或35KV以下但长距离、大电流的线路,机械强度：见P333 附表15,短路时的动稳定度、热稳定度校验,与保护装置配合,较短的高压线路可不要求,注意：1）对电缆，不必校验机械强度和短路动稳定度，但要校验热稳定度，还应满足工作电压的要求；2）对于架空线路，不必校验热稳定度，但要校验机械强度和允许电压损耗；3）对于母线，则动、热稳定度都要校验。,在工程设计中：,1）对610KV及以下的高压配电线路和低压动力线路：,按发热条件选导线截面,校验电压损耗和机械强度,2）对35KV及以上的高压输电线路和610KV长距离、大电流线路：,按经济电流密度选导线截面,校验发热条件、电压损耗和机械强度,3）对低压照明线路：,按电压损耗选择导线截面,校验发热条件和机械强度,按发热条件选择导线和电缆截面：,1）三相系统相线截面的选择：,温度校正系数,导线的允许载流量P328附表13、14,计算电流对降压变压器的高压侧导线，取I1NT对电容器的引入线，取1.35INC,导线额定负荷时的最高允许温度,导线允许载流量所规定的环境温度,导线敷设地点的实际环境温度在室外，取当地最热月平均最高气温；在室内，当地最热月平均最高气温加5度；对土中直埋电缆，可近似采用当地最热月平均最高气温。,2）中性线截面的选择：,一般三相线路：,零线截面,相线截面,由三相线路引出的两相三线线路和单相线路：,三次谐波电流较大的三相四线制线路及三相负荷很不平衡的线路：,3）保护线（PE线）截面的选择：,4）PEN线截面的选择：同时满足N线和PE线的条件，且取最大值。,按经济电流密度选择导线和电缆截面：,按允许电压损耗选择导线和电缆的截面:,1)电压损耗:线路首端和末端线电压的代数差。,规定：610KV高压配电线路不超过线路额定电压的5%；从配电变压器一次侧出口到用电设备受电端，不超过设备额定电压的5%；对视觉要求较高的照明线路，不得超过额定电压的2%3%；,2）电压损耗的计算：,（1）集中负荷的三相线路电压损耗的计算与选择导线截面：,线路总的电压损耗为：,则，线路电压损耗的百分数为：,KV,KW,KVar,km,其中，有功负荷及电阻引起的电压损耗为：,导线的电导系数对于铜线，为0.053km/mm2；对于铝线，为0.032 km/mm2；,导线截面积（mm2）,上式中，只要知道Ux%，导线截面就可求出。但因导线截面未选定前，线路单位长度X0是未知的，Ux%就不能求出，通常可采用下面方法解决：,当导线截面很小或用户无功负荷很小时，可先略去Ux%不计。,对架空线路X0=0.300.40/km（低压取偏低值）；对电缆可取0.08/km。,例 某变电所通过10KV线路向工厂a、b供电，如下图所示。线路oa段和ab段距离分别为4km和3km，工厂a和b的负荷分别为Sa=1+j0.8MVA，Sb=0.5+j0.3MVA。设允许电压损耗为5%，三相导线布置成三角形，线间间距为1m。试选择导线截面。,解：1）按允许电压损耗选择导线截面：,选择铝绞线，先假设X0=0.36/km，则：,与上截面相近的标准截面有70和95mm2，选LJ70的导线，查相关手册，得：,验算电压损耗：,所选导线截面能满足电压损耗不超过5%的要求。,2）按发热条件校验导线截面：,线路中最大负荷（在oa段）为：,查P328附表12知，LJ-70在250C时的允许载流量为265A，满足发热条件。,3）校验机械强度：由P333附表15-1知，所选导线满足机械强度要求。,（2）均匀分布负荷的三相线路电压损耗计算和导线截面选择：,方法：先将均布负荷转化成集中负荷，再按集中负荷的方法选择导线截面。,母线的选择:,1)对一般汇流母线按持续工作电流选择母线截面:,2)对年平均负荷、传输容量较大的母线，宜按经济电流密度选择其截面：,3）应母线动稳定度校验：,母线材料最大允许应力（Pa）硬铝母线（LMY），为70MPa；硬铜母线（TMY），为140MPa。,母线三相短路冲击电流产生的最大计算应力,母线通过三相短路冲击电流时受到的弯曲力矩,母线截面系数,母线截面系数W的计算公式为：,对矩形母线：,母线截面的水平宽度（m）,母线截面的垂直高度（m）,对圆形母线：,截面直径（m）,母线通过三相短路冲击电流时受到的弯曲力矩M的计算公式为：,挡距（m）,系数当母线挡数为12挡时，K=8；当母线挡数大于2时，K=10。,三相短路时，中间相受到的最大计算电动力,三相短路冲击电流的峰值高压电网，低压电网，,挡距（m）,相邻导线的轴线间距离(m),4)母线热稳定校验：,导体的热稳定系数见P335附表17,短路发热假想时间,短路保护装置实际最长动作时间,断路器（开关）的断路时间对一般高压断路器（如油断路器）取0.2S；对高速断路器（如真空断路器）取0.10.15S。,3.1架空线路的结构与敷设,1.结构：,1）导线：,2）电杆、横担和拉线,电杆：支持导线及其附属的横担、绝缘子等。,3.线路敷设,分类：,按材料分,水泥杆：应用最普遍，使用年限长，机械强度高，维护简单，成本低，但重量大，搬运安装不便。,金属杆：分钢管杆、型钢杆和铁塔，它机械强度大，维修量小，使用年限长，但维修费用高、价格贵，主要用于110KV以上的高压架空线路上；35KV及以上线路和10KV线路的终端杆一般用铁塔。,按电杆在线路中的地位和功能,直线杆（中间杆）,分段杆（耐张杆）,分支杆,转角杆,终端杆,跨越杆,横担 作用：安装在电杆的上部，用于安装绝缘子以固定导线。类型：常用的有铁横担、木横担和瓷横担。注：从保护环境和经久耐用看，现在普遍采用的是铁横担和瓷横担，一般不用木横担。,拉线 作用：用于平衡电杆所受到的不平衡作用力，并可抵抗风压防止电杆倾倒，在受力不平衡的转角杆、分段杆、终端杆上需装设拉线。,1电杆 2抱箍 3上把 4拉线 5腰把 7底把 8地盘,要求：拉线必须具有足够的机械强度并要保证拉紧。注：为了保证其绝缘性能，其上把、腰把和底把用钢绞线制作，且均须安装拉线绝缘子进行电气绝缘。,绝缘子的外形图,柱式绝缘子,3）绝缘子和金具：,常用金具,2.架空线路的敷设：,1）导线排列,2）挡距、弧垂和线间距离,3.2电缆线路的结构与敷设：,1.电缆型号:,2.电缆敷设:,1）电缆的敷设方法,直接埋地敷设,采用电缆隧道敷设,电缆排管敷设,利用电缆沟敷设,电缆桥架敷设,2）电缆敷设的要求,1）严格遵守技术规程和设计要求；2）竣工后，要按规定的手续、要求检查和验收，以保证电缆线路的质量；3）具体的规定和要求可查阅GB502171994电力工程电缆设计规范。,3）电缆敷设路径的选择要求(1)避免电缆遭受机械性外力、过热和腐蚀等的危害；(2)在满足安全条件下尽可能缩短电缆敷设长度；(3)便于运行维护；(4)避免将要挖掘施工的场所；,3.3车间线路的敷设,1.绝缘导线的敷设：,1）明敷和暗敷：,导线每隔一定距离，固定在支持件上，或穿过硬塑料管、钢管、线槽等保护体内，再直接固定在建筑物的墙壁上、顶棚的表面或支架上。广泛用于潮湿的房间、地下室和过道内,导线直接或穿在管子、线槽内，敷设在墙壁、地坪、楼板等的内部或水泥板孔内。,敷设方式,2）按照绝缘导线在敷设时是否穿管或线槽的分类：,塑料护套绝缘导线的直敷布线：建筑物顶棚内不得采用。绝缘导线穿金属管（钢管）、电线管的明敷和暗敷：不宜用在有严重腐蚀的场所；绝缘导线穿塑料管的明敷、暗敷：不宜用在易受机械损伤的场所；,绝缘导线穿金属线槽的明敷：适用于无严重腐蚀的室内；地面内暗装金属线槽布线：适用于大空间且隔断变化多、用电设备移动多或同时敷设有多种功能线路的室内，一般暗敷在水泥地面、楼板或楼板垫层内。,绝缘导线的敷设要求 线槽布线和穿管布线的导线，在中间不许直接接头，接头必须经专门的接线盒；穿金属管和穿金属线槽的交流线路，应将同一回路的所有相线和中性线(如有中性线时)穿于同一管、槽内。原因：如果只穿部分导线，则由于线路电流不平衡而产生交变磁场作用于金属管、槽，导致涡流损耗的产生，对钢管还将产生磁滞损耗，使管、槽发热，而导致其中的绝缘导线过热甚至可能烧毁。,导线管槽与热水管、蒸汽管同侧敷设时，应敷设在水、汽管的下方；有困难时，可敷设在其上方，但相互间的距离应适当增大，或采取隔热措施。,2.裸导线的敷设：,适用于干燥和无腐蚀性气体的场所；特点：封闭式母线安全、灵活、美观、容量大，但耗用金属材料多，投资大。敷设要求：水平敷设 封闭式母线至地面的距离不应小于2.2m。垂直敷设 距地面1.8m以下的封闭式母线部分应采取防止机械损伤的措施,封闭式母线在机械加工车间内的应用,插接式母线槽在高层建筑内的敷设方式,特点：容量大、绝缘性能好、通用性强、拆装方便、安全可靠、使用寿命长，并且可通过增加母线槽的数量来延伸线路。,插接式母线槽在车间内的敷设方式,3.竖井内布线 1）应用 适用于多层和高层建筑物内垂直配电干线的敷设。2）敷设方法 可采用金属管、金属线槽、电缆、电缆桥架、封闭式母线等敷设方式。,