工厂供电第5章

我们我们,我们,我们,我们,第四级,第五级,一页,返 回,上一页,下一页,第 五 章,工厂电力线路,36,第五章 工厂电力线路,第一节 工厂电力线路及其接线方式,第二节 工厂电力线路的结构与敷设,第三节 导线和电缆截面的选择计算,第四节 车间动力电气平面布线图,第五节 电力线路的运行维护与检修试验,第一节 工厂电力线路及其接线方式,第二节 工厂电力线路的结构与敷设,第三节 导线和电缆截面的选择计算,习题 5-3 5-4,一、,电,电力,线,线路,的,的任,务,务和,类,类别,任务：,类别：,按电,压,压分：,按结,构,构分：架,空,空线,路,路、,电,电缆,线,线路,；,；,按布,置,置形,式,式分：开,式,式电,力,力网,，,，闭,式,式电,力,力网,按接,线,线方,式,式分：放,射,射式,、,、树,干,干式,、,、环,形,形接,线,线,第一,节,节,工,工,厂,厂电,力,力线,路,路及,其,其接,线,线方,式,式,高压,线,线路,：,：1KV,及,及以,上,上的,线,线路,低压,线,线路,：,：1KV,以,以下,的,的线,路,路,二、,高,高压,线,线路,的,的接,线,线方,式,式,工厂,高,高压,电,电力,线,线路,与,与地,方,方电,力,力网,相,相似,。,。,特点,为,为：供电,范,范围,小,小，,配,配电,距,距离,短,短，,输,输送,容,容量,小,小。,高低,压,压电,力,力线,路,路常,用,用的,有,有放射,式,式、,树,树干,式,式、,环,环形,接,接线。,输送,电,电能,（一,）,）放,射,射式,接,接线,一条,线,线路,只,只能,接,接一,个,个负,荷,荷，,沿,沿线,不,不能,接,接其,它,它负,荷,荷。,主要,有,有下,面,面几,种,种方,式,式：,1）,单回,路,路放,射,射式；2,）,）单电,源,源双,回,回路,放,放射,式,式；,3）双电,源,源双,回,回路,交,交叉,放,放射,式,式；4,）,）具有,公,公共,备,备用,线,线的,放,放射,式,式；,5）采用,低,低压,联,联络,的,的单,回,回路,放,放射,式,式。,优点：线,路,路敷,设,设简,单,单，,维,维护,方,方便,，,，保,护,护简,单,单。,1）2）,的,的供,电,电可,靠,靠性,不,不高,，,，适,于,于三,级,级负,荷,荷或,次,次要,的,的二,级,级负,荷,荷。,3）,、,、4,）,）、5）,的,的供,电,电可,靠,靠性,较,较高,，,，适,于,于一,、,、二,级,级负,荷,荷。,缺点：开,关,关柜,数,数量,多,多，,导,导线,多,多，,投,投资,较,较大,。,。,（三,）,）环,行,行接,线,线,两路,链,链串,型,型树,干,干式,的,的线,路,路联,络,络起,来,来形,成,成环,型,型接,线,线。,优点：运,行,行灵,活,活，,供,供电,可,可靠,性,性高,。,。,缺点：闭,环,环运,行,行时,，,，继,电,电保,护,护整,定,定困,难,难，,有,有色,金,金属,消,消耗,量,量大,。,。,在实,际,际运,行,行中,，,，常,采,采用,混,混合,式,式。,（二,）,）树,干,干式,一,一条,主,主干,线,线可,以,以引,出,出多,条,条分,支,支线,，,，接,多,多个,负,负荷,。,。,1）单干,线,线供,电,电；2）双干,线,线供,电,电；3,）,）两端,供,供电,。,。,优点：开,关,关柜,数,数量,少,少，,投,投资,小,小，,敷,敷设,简,简单,，,，节,约,约有,色,色金,属,属。,缺点：供,电,电可,靠,靠性,较,较低,，,，适,于,于三,级,级负,荷,荷或,次,次要,的,的二,级,级负,荷,荷。,三、,低,低压,线,线路,的,的接,线,线方,式,式,从,车间,变,变电,所,所或,配,配电,箱,箱,到,用电,设,设备,的线,路,路属,于,于低压,配,配电,线,线路。,低压,树,树干,式,式接,线,线,低压,放,放射,式,式接,线,线,2、,树,树干,式,式,1、,放,放射,式,式,第三,节,节,导,导,线,线和,电,电缆,截,截面,的,的选,择,择计,算,算,一、,概,概述,工厂,电,电力,线,线路,的,的结,构,构：架,空,空线,路,路或,电,电缆,线,线路,，,，或,两,两者,的,的结,合,合。,电力,线,线路,的,的材,料,料：铜,或,或铝,。,。高,压,压大,多,多用,铝,铝线,，,，低,压,压大,多,多用,铜,铜线,。,。,型号：TJ、LJ,、,、LGJ,、,、LYJ,、,、BLX,（,（BX）BLV（BV,）,）、,BLXF,（,（BXF,）,）、VLV（VV,）,）、YJLV,（,（YJV,）,）,TJ,铜,铜绞,线,线；LJ,铝,铝绞,线,线；LGJ,钢,钢芯,铝,铝绞,线,线；,LYJ,架,架空,绝,绝缘,电,电缆,，,，铝,芯,芯绝,缘,缘导,线,线，交联,聚,聚乙,烯,烯绝,缘,缘。,另外,还,还有聚氯,乙,乙烯,绝,绝缘或聚乙,烯,烯绝,缘,缘的架,空,空线,。,。,GJ,钢,钢绞,线,线，,一,一般,作,作为,接,接地,引,引下,线,线。,氯丁,橡,橡皮,绝,绝缘,铝芯,橡,橡皮,绝,绝缘,线,线,铝芯,塑,塑料,绝,绝缘,线,线,铜芯,塑,塑料,绝,绝缘,线,线,聚氯,乙,乙烯,绝,绝缘,铝,铝芯,电缆,交联,聚,聚乙,烯,烯绝,缘,缘铝,芯,芯,电缆,图,铜芯,橡,橡皮,绝,绝缘,线,线,p18,选择,导,导线,电,电缆,的,的截,面,面时,应,应满,足,足的,条,条件,：,：,1、,正常,发,发热,条,条件：,正常,运,运行,时,时发,热,热温,度,度不,超,超过,允,允许,值,值。,2、,机械强度：,不应小于,机,机械强度,要,要求的最,小,小允许截,面,面。选择,截,截面时：A,A,min,，,A,min,可查附录表14、15。,电缆不必,校,校验此项,。,。,3、,电压损失,条,条件：,不应超过,正,正常运行,时,时允许的,电,电压损失,。,。工厂内,较,较短的高,压,压线路可,不,不校验此,项,项。,4、,经济电流,密,密度：,适用于35KV及,以,以上的线,路,路或低压,特,特大电流,的,的线路。,5、,校验热稳,定,定最小允,许,许截面：,架空线,不,不必校验,此,此项。,对于绝缘,导,导线和电,缆,缆，还应,按,按额定电,压,压条件选,择,择。,返20,根据实际,经,经验，具,体,体选择方,法,法如下,：,选择架空,线,线：,1）当L,2KM,时,时，可按照,正,正常发热,条,条件选择,，,，再校验,机,机械强度,和,和电压损,失,失。,2）当L,2KM时，可按照,电,电压损失,选,选择，再,校,校验正常,发,发 热条,件,件和机械,强,强度。,选择10KV及以,下,下的电缆,线,线时：可按照,正,正常发热,条,条件选择,，,，再校验,电,电压损失,和,和热稳定,最,最小允许,截,截面。,选择长距,离,离大电流,线,线路或35KV及,以,以上的线,路,路时：应按照经,济,济电流密,度,度确定经,济,济截面，,再,再校验其,它,它条件。,低压线,路,路：,1）动力,线,线，,可按照正,常,常发热条,件,件选择，,再,再校验机,械,械强度和,电,电压损失,。,。,2,）照明线，可按照,电,电压损失,选,选择，再,校,校验机械,强,强度和正,常,常发热条,件,件。,按上述条,件,件选择截,面,面，容易,满,满足要求,，,，减少返,工,工，,返20,二、按发,热,热条件选,择,择导线和,电,电缆的截,面,面,（一）按,正,正常发热,条,条件选择,三,三相系统,相,相线截面,应,应满足：,式中：,I,al,导线,在,在一定环,境,境温度下,的,的允许载,流,流量；,见附录表16-19。,I,30,线路的计,算,算电流。,K,温度校正,系,系数。,0,导线,允,允许载流,量,量采用的,温,温度，一,般,般为25,。,实际,环,环境温度,。,。一般取,当地最热,月,月平均最,高,高气温,，室内时,应加5,。,al,导线电缆,正,正常工作,时,时的最高,允,允许温度,。,。,一般：铝导线为70,，铜导线,为,为70-85,，电缆为60-80,。,对变压器,高,高压侧导,线,线：,I,30,=,I,1NT,对电容器,的,的引入线,：,I,30,=1.35,I,NC,注意：对低压绝,缘,缘导线和,电,电缆，按,发,发热条件,选,选择时，,还,还应注意,与,与保护（,熔,熔断器和,自,自动开关,）,）的配合,，,，以避免,发,发生线路,已,已烧坏，,而,而保护未,动,动作的情,况,况。,对熔断器,保,保护：,对自动开,关,关保护：K,ol,的取值方,法,法见课本p199,、,、p206。,（二）低,压,压中性线,和,和保护线,截,截面的选,择,择,1、中性,线,线（N线,）,）的选择,不应小,于,于三相系,统,统的最大,不,不平衡电,流,流。,1）一般三相,四,四线制的,中性线,截面：A,0,0.5A,或,A,0,A,2）,两相三线,及,及单相线,路,路的中性,线,线截面：,A,0,=A,3）三次谐波,突,突出的,三相四线,制,制的,中性线截,面,面：,A,0,A,（一般取,A,0,=,A,）,中性线,相线,绝缘导线,及,及电缆允,许,许的短时,过,过负荷倍,数,数,变压器接,线,线方式为,，yn0,变压器接,线,线方式为D,yn11,低压设,计,计规范,规,规定：,当A,16mm,2,时，,A,PE,A,（一般取,A,0,=,A,）,当,16mm,2,A,35,mm,2,时，,A,PE,16mm,2,当A,35,mm,2,时，,A,PE,0.5,A,3、保护,中,中性线截,面,面（PEN线的选,择,择）的选,择,择,应同时满,足,足1、2,的,的条件。,例题5-1,2,、,保护线截,面,面（,PE,线）,的选择,应考虑到单相短,路,路电流通过PE,线,线时的热稳定度,。,。,有一条采用BLX-500型铝,芯,芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线,路,路，线路计算电,流,流为150A，,当,当地最热月平均,最,最高气温为+30。试按发热,条,条件选择此线路,的,的导线截面。,解：,1、相线截面,A,的选择,查附录表19-1：环境温度为30时，明敷的BLX-500型截,面,面为50mm,2,的铝芯橡皮线I,al,=163A,I,30,=150A，,满足发热条件。,则,则选得相线截面,为,为：A,=50mm,2,校验机械强度：查附录表15,，,，假设为室外明,敷,敷且15mL,25m，,查得：A,min,=10mm,2,。则,A,A,min，,满足机械强度要,求,求。,例题5-1,3、保护线截面,的,的选择,因,A,35,mm,2,，故选,A,PE,0.5A,=25mm,2,校验机械强度：A,min,=10mm,2,。则,A,A,min，,满足机械强度要,求,求。,所选导线型号可,表,表示为：,BLX-500-（350+125+PE25）。,2、中性线的选,择,择,因,A,0,0.5A,，,选,A,0,=25mm,2,。,校验机械强度：因A,min,=10mm,2,。则,A,A,min，,满足机械强度要,求,求。,三、按经济电流,密,密度选择导线和,电,电缆的截面,目的：使年运行费用,低,低，有色金属消,耗,耗量小来进行选,择,择。,年运行费：包括线路折旧,费,费、维修管理费,、,、电能损耗费。,线路折旧费=线,路,路投资/折旧年,限,限,图5-28：,曲线1,:(,线路折旧费+线,路,路维修管理费),与导线截面的关,系,系；,曲线2：电能损耗费与,导,导线截面的关系,；,；,计算经济截面的,公,公式为：,式中：,经济电流,密,密度。,见表5-3。,年运行费与,导线截面的关系。,例5-3,自,自学,四、线路电压损,失,失的计算,定义：电压降线路始末两,端,端电压的相量差,；,；,电压损失线路始末两,端,端电压的数值差,。,。,（一）线路末端,接,接有一集中负荷,的,的三相线路,U的计算,1、,线路末端接有一,集,集中负荷的三相,线,线路,U的计算,因为三相对称，,等值电路为：,矢量图：,取一相分析,：,g,由矢量图可看出：电压损失为ae段。为计算方便,，,，用ad段代替ae段。其误差为实,际,际电压损失的5%以内。,ae段为：,U,ad=af+fd=IRcos, +,IXsin,用线电压的电压,损,损失表示为：,式中：P Q U,X,R X单位分别为：W var V,，,或：KW KvarKV,。,用百分数表示时,：,：,式中：P Q U,X,R X单位为：WvarV,。,若用kWkvarkV,表示时：,或表示为：,式中：PQ U,X,R X单位为：,kW kvar kV,。,2、,线路各段接有负,荷,荷时的三相线路,U的计算,以三个集中负荷,为,为例：见下图：,A,B,有两种计算方法,：,：,1）计算各段线,路,路的U然后叠,加,加,每一段线路通过,的,的总负荷功率如,图,图所示。,线段：,线段：,线段：,线路各段的电压,损,损失为：,段：,段：,段：,总的电压损失通,用,用式为：,2）计算各负荷,单,单独作用时的电,压,压损失，然后叠,加,加。,分别计算出三段,线,线路的总阻抗,R,i,X,i,（,见上页图）,第一,段：,第二,段：,第三,段：,总的电压损失通,用,用式为：,对于无电感的线,路,路，即cos,1或x =0,的线路，线路电,压,压损耗为：,或表示为：,式中：,的,的单位为V,；,； 的单,位,位为KW；,为,为导线的电导,率,率,单位为m/,. mm,2,；A为导线的截面，mm,2,；L的单位为m；M为功率矩，KW.m；C为计算系数，可查表5-4。,对于均一无感的单相交流和直流线路，因负荷电流要,通,通过来回两根导,线,线，阻抗增大了,一,一倍，所以电压,损,损耗应为一根导,线,线上的两倍，即,：,：,对于均一无感的,两,两相三线线路，,可,可推导出：推导,略,略.,在工业企业电力,网,网络中，由于线,路,路的总长度不长,，,，通常各段导线的结构,和,和截面都一样，则：,R=R,0,L，X=X,0,L或r=R,0,，x=X,0,。,R,0,X,0,单位长度的,电,电阻、电抗，见附录表6。,此公式常用,试验算例5-3,所,所选,LGJ-50型(35kV),钢芯铝绞线是否,满,满足允许电压损,失,失5%的要求。,已,已知该线路导线,为,为水平等距排列，相邻线距为,1.6m。线路全长5km。,解：,由例5-3知,P,30,=2500kW,，cos,=0.7,，因此,tan,=1，,Q,30,=,2500kvar,。,利用A=50mm,2,（LGJ）,和a,av,=1.26,1.62m,查附录表6，得R,0,=0.68,/km,，,X,0,=0.39/km。,线路的电压损,耗,耗为：,线路的电压损,耗,耗百分值为：,因此所选导线LGJ-50满足电压损失,的,的要求。,作业:,习,习题5-3,例题 5-4,（二）均匀分,布,布负荷的三相,线,线路电压损失,的,的计算（适于,低,低压线路）,L,2,/ 2,如图所示：,设,设线路上单位长度的负荷电流为,，,，单,位,位长度的电阻,为,为R,0,。,则微小线段的负荷电流,为,，,，,线段 的,电,电阻为R=R,O,，不计电抗，,电流,在,在,段,段上产生,的,的电压损失为,：,：,整条线路的电,压,压损失为：,对均匀分布负,荷,荷的线路，计,算,算电压损失时,，,，可以把均匀,分,分布负荷作为,一,一个集中负荷，该集中负荷位于均匀分布负荷,的,的中点。,结论：,某220/380v的TN-C线路，如图所,示,示。线路拟采,用,用BX-500,型,型铜芯橡皮绝,缘,缘线户内明敷，环,境,境温度为30,，允许电压,损,损失为5%，,试,试选择该线路,的,的导线截面。,解：,（,1）线路的等,效,效变换,30m,50m,40m,0.4kw/m,Cos,=0.8,20kw,Cos,=0.8,55m,40m,20kw,+j15kvar,20kw,+j15kvar,原集中负荷：p,1,=20kw，,cos,1,=0.8，tan,1,=0.75，,q,1,=200.75=15kvar。,原分布负荷：p,2,=0.450=20kw,，,，,cos,2,=0.8，tan,2,=0.75，,q,2,=200.75=15kvar。,返43,例5-6,（2）按正常发,热,热条件选择导,线,线截面,线路中总的计,算,算负荷为：P=p,1,+p,2,=20+20=40kw，,Q=q,1,+q,2,=15+15=30kvar，,查附录表19-1，得BX-500型铜芯导,线,线A=10mm,2，,在30明敷,时,时的,I,al,=77AI=76A，因,此,此可选3根BX-500-110导线作相线，,另,另选1根BX-500-110导线作PEN线。,（3）校验机,械,械强度：查附录表15，室内明敷铜,芯,芯线最小截面,为,为1mm,2,，10mm,2,1mm,2,，则满足机械,强,强度要求。,（4）校验电,压,压损失，查附录表6知， BX-500-110的电阻、,电,电抗。R,0,=2.19,/km,，线距按150mm计时：X,0,=0.31,/km。,电压损失为：,用百分数表示：,因此所选线路,也,也满足允许电,压,压损失的要求,。,。,所选导线截面,为,为：,BLX-500（310+110）。,还可以把两个,相,相同的负荷作,为,为一个集中负,荷,荷，即：,第四节 车,间,间动力电气平,面,面布线,略,略,第五节,电,电力线路的运,行,行维护与检修,试,试验,略,略,P41,补充（三）按允许,电,电压损失选择,导,导线电缆的截,面,面,根据公式：,下标a：activepower，,：,：有功,功,功率产生的电,压,压损失；,下标r：rective power，,：,：无功功,率,率产生的电压,损,损失；,分两种情况讨,论,论：,1、不计,时,时。有三种情况可,以,以不计,：,：,cos,0.8.导,线,线截面A,16mm,2,；,或cos,0.9，导,线,线截面A,25mm,2,；,照明线路，cos,=1,（认为q=0,）,）,；,截面小于50mm,2,的三芯电缆（,认,认为x,0,0）。,则有：,若,的单位为km/.mm,2,，则：铝导体,：,：,=0.032 km/.mm,2,；,铜导体：,=0.053km/.mm,2,。,式中：p：kw；L：km；,U,N,：kv；A：mm,2,2、计入,时,时：,高压线路中：x,0,=0.30.4/km；电缆线路：x,0,=0.08/km,一般同截面的,电,电缆电抗远小,于,于架空线，而,电,电阻相差不大,。,。,由于x,0,变化不大 ，,因,因此：,先,假,假,定,定,一,一,个,个x,0,计,算,算,出,出A。,按,电,电,压,压,损,损,失,失,选,选,择,择,导,导,线,线,截,截,面,面,的,的,步,步,骤,骤,：,：,1,）,）,假,假,定,定x,0,，,计,计,算,算,出,出,；,；,2,）,）,计,计,算,算：=-,3,）,）,计,计,算,算,截,截,面,面A：,4,）,）,根,根,据,据,标,标,准,准,截,截,面,面，,查,查,出,出,对,对,应,应,的,的R,0,、X,0,，,代,代,入,入,式,中,中,校,校,验,验,。,。,例,题,题：,一,一,条,条10kv架,空,空,线,线,路,路,向,向,两,两,个,个,用,用,户,户,供,供,电,电,，,，,三,三,相,相,导,导,线,线,为,为LJ型,，,，,三,三,角,形,形,排,排,列,列,，,，,线,线,间,间,几,几,何,何,均,均,距,距,为,为1m,，,，线,路,路,总,总,长,长3km，,允,允,许,许,电,电,压,压,损,损,失,失,为5%，,环,环,境,境,温,温,度,度,为,为35,，,试,试,选,选,择,择,此,此,导,导,线,线,截,截,面,面,。,。,10kv,变电所,2km,1km,(1000+j800)kVA,(500+j200)kVA,解：,此,此,线,线,路,路长,于,于2km，,所,所,以,以,应,应按,允,允,许,许,电,电,压,压,损,损,失,失,选,选,择,择,，,，,按,按,其,其,他,他,条,条,件,件,校,校,验,验,。,。,1,、,、,按,按,允,允,许,许,电,电,压,压,损,损,失,失,选,选,择,择,：,：,设X,0,=0.35,/km,，,，,计,算,算,导,导,线,线,截,截,面,面,：,：,铝,导,导,体,体,为,为,=0.032km/,.mm,2,初,选,选,架,架,空,空,线,线10kV,为,为LJ-35,型,型.,校,验,验,电,电,压,压,损,损,失,失,：,：,附,录,录,表,表6，LJ-35,型,型,导,导,线,线R,0,=0.96,/km,，,，X,0,=0.37,/km,。,。,满,足,足,电,电,压,压,损,损,失,失,的,的,要,要,求,求。,4,、,、,校,校,验,验,正,正,常,常,发,发,热,热,条,条,件,件,查附,录,录,表,表16，,当,当,环,环,境,境,温,温,度,度,为,为35,时,，,I,al,=151A,，,，,满,足,足,正,正,常,常,发,发,热,热,的,的,要,要,求,求。,5,、,、,校,校,验,验,机,机,械,械,强,强,度,度,：,：,查附,录,录,表,表14，最小允,许,许截面为35mm,2,，A=A,min,所以也满足机械,强,强度的要,求,求。选得截面,为,为：LJ-35mm,2,。,