第六章电力线路

Company Logo第六章第六章 电力线路电力线路 6.1 电力线路的接线方式电力线路的接线方式6.2导线和电缆选择的一般原则导线和电缆选择的一般原则 6.3按允许载流量选择导线和电缆截面按允许载流量选择导线和电缆截面 6.4按允许电压损失选择导线和电缆截面按允许电压损失选择导线和电缆截面 6.5 按经济电流密度选择导线和电缆的截面按经济电流密度选择导线和电缆的截面 6.6 电力电缆的结构和敷设电力电缆的结构和敷设小结小结思考题与习题思考题与习题 Company Logo 6.1 电力线路的接线方式电力线路的接线方式 电力线路的基本要求：供电安全可靠，操作方便，运电力线路的基本要求：供电安全可靠，操作方便，运行灵活、经济和有利发展。行灵活、经济和有利发展。 电力线路按电压高低分：有电力线路按电压高低分：有1kV以上的高压线路和以上的高压线路和1kV以下的低压线路。以下的低压线路。 电力线路按结构形式分：有架空线路和电缆线路以及电力线路按结构形式分：有架空线路和电缆线路以及室内线路等。室内线路等。 电力线路常用的接线方式：放射式、树干式和环式。电力线路常用的接线方式：放射式、树干式和环式。放射式接线是指变配电所母线上引出的一回线路直接向放射式接线是指变配电所母线上引出的一回线路直接向一个车间变电所或高、低压用电设备供电，沿线不支接一个车间变电所或高、低压用电设备供电，沿线不支接其他负荷。分为高压放射式接线盒低压放射式接线。其他负荷。分为高压放射式接线盒低压放射式接线。 6.1.1放射式接线放射式接线Company Logo1.高压放射式接线高压放射式接线6.1.1放射式接线放射式接线高压单路放射式接线高压单路放射式接线 单回路放射式（图单回路放射式（图a a）：）：结线清晰，操作维护方便，保护简单，便结线清晰，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化，供电可靠性较高。于实现自动化，供电可靠性较高。HSS或HDS10kV10/10kVHDSSTSn10/0.38kVSTS210/0.38kVSTS110/0.38kV总降压变电所或高压配电所总降压变电所或高压配电所Company Logo高压双回放射式接线高压双回放射式接线 双回路放射式（图双回路放射式（图b b）：）：增加增加 了备用线路，提高了供电可靠性；了备用线路，提高了供电可靠性；用于配电给一、二级负荷。用于配电给一、二级负荷。STS1HSS或HDS10kV10/0.38kVSTSn10/0.38kV（总降压变电所或高压配电所）（总降压变电所或高压配电所）Company Logo高压放射式接线高压放射式接线 公共备用结线（图公共备用结线（图c c）：）：一般用于配电给二级负荷。一般用于配电给二级负荷。如公共备用干线电源可靠如公共备用干线电源可靠时，亦可配电给一级负荷。时，亦可配电给一级负荷。Company Logo低压联络线低压联络线路（图路（图d d）：）：特点：高压特点：高压开关设备较开关设备较多，投资较多，投资较大。大。 放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。 Company Logoa) a) 单回路放射式单回路放射式 ：一般用于配电给容量较大的集中负荷：一般用于配电给容量较大的集中负荷或重要负荷或重要负荷2.2.低压配电网放射式接线低压配电网放射式接线MSTSAP0.38kVMM车间变电所车间变电所电力电力配电箱配电箱用电设备用电设备Company Logob) b) 双回路放射式双回路放射式 ：用于配电给一、二级负荷。用于消防负：用于配电给一、二级负荷。用于消防负荷时，应在末级配电箱处自动切换。荷时，应在末级配电箱处自动切换。AT10.38kVATn车间变电所车间变电所双电源自动切换箱双电源自动切换箱Company Logo特点：特点： 放射式接线引出线发生故障时互放射式接线引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高，接线简单，操不影响，供电可靠性高，接线简单，操作维护方便，但该接线使变配电所的出作维护方便，但该接线使变配电所的出线多，其有色金属消耗量较多，采用的线多，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多，故投资较大。多用于开关设备也较多，故投资较大。多用于用电设备容量大，或负荷性质重要，特用电设备容量大，或负荷性质重要，特别是大型设备的供电。别是大型设备的供电。或车间内负荷排或车间内负荷排列不整齐，或车间为有爆炸危险的厂房，列不整齐，或车间为有爆炸危险的厂房，必须由与车间隔离的房间引出线路等情必须由与车间隔离的房间引出线路等情况。况。低压放射式接线低压放射式接线 Company Logo6.1.2 树干式接线树干式接线树干式接线是指由变配电所母线上或低压配电屏引出的配电树干式接线是指由变配电所母线上或低压配电屏引出的配电干线上，沿线支接了几个车间变电所或负荷点的接线方式。干线上，沿线支接了几个车间变电所或负荷点的接线方式。 无备用的单树干式结线无备用的单树干式结线 ：图：图a a，变变配电所的出线减少，高压开关柜相应配电所的出线减少，高压开关柜相应也减少，可节约有色金属的消耗量也减少，可节约有色金属的消耗量 ，供电可靠性差。供电可靠性差。10/0.38kV10/0.38kV10/0.38kVHSS或HDS10kVSTS2STS1STSn电缆分支箱电缆分支箱一般用于配电给一般用于配电给三级负荷，没回三级负荷，没回线路装接的变压线路装接的变压器不超过器不超过5 5台，容台，容量一般不超过量一般不超过2000kVA2000kVA1.1.高压高压树干式树干式总降压变电所或高压配电所总降压变电所或高压配电所Company Logo双树干式结线：图双树干式结线：图b b，提高提高 了供电可了供电可靠性。一般用于配电给二、三级负荷。靠性。一般用于配电给二、三级负荷。当供电电源可靠时，可配电给一级负当供电电源可靠时，可配电给一级负荷。荷。10/0.38kV10/0.38kV10/0.38kVHSS或HDS10kVSTS1STS2STSn电缆分支箱电缆分支箱Company Logo 两端电源的单树干式两端电源的单树干式 ：图：图c c。Company LogoAPn0.38kVSTSAP1AP2电力配电箱电力配电箱车间变电所车间变电所分支箱分支箱2. 2. 低压树干式低压树干式a) a) 单回路树干式：一般用于单回路树干式：一般用于 用电设备布置比较均用电设备布置比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。匀、容量不大、又无特殊要求的场合。Company Logob)b)双回路树干式双回路树干式 ：一般用于配电给二级负荷。当给：一般用于配电给二级负荷。当给点电源可靠时，可配电给一级负荷。点电源可靠时，可配电给一级负荷。双电源自动切换箱双电源自动切换箱车间变电所车间变电所0.38kVSTSAT2AT1ATCompany Logo特点：特点：该接线与放射式接线相反，该接线与放射式接线相反，引出配电干线较少，引出配电干线较少，引出线和引出线和有色金属消耗量少，有色金属消耗量少，采用的开关设备自然较少，采用的开关设备自然较少，节约投资，节约投资，但供但供电可靠性差。电可靠性差。适用于供电容量较小且分布均匀的用电设备。适用于供电容量较小且分布均匀的用电设备。在机在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍 低压树干式接线低压树干式接线 Company Logo 链式线路链式线路只在线路首只在线路首端设置一组端设置一组总的保护，总的保护，可靠性低。可靠性低。3. 3. 低压链式低压链式 适用于从适用于从配 电 箱 对 彼配 电 箱 对 彼此相距很近、此相距很近、容 量 很 小 的容 量 很 小 的次 要 用 电 设次 要 用 电 设备的配电。备的配电。照明箱照明箱ALb）ALAPMMMa）Company Logo6.1.3 环形接线环形接线 是树干式接线的改进，两路树干式接线联接起来就构成是树干式接线的改进，两路树干式接线联接起来就构成了环形接线。了环形接线。 这种接线运行灵活，供电可靠性高。由于闭环运行时继这种接线运行灵活，供电可靠性高。由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为避免环形线路上发生故障时影电保护整定较复杂，同时也为避免环形线路上发生故障时影响整个电网，因此大多数环形线路采用响整个电网，因此大多数环形线路采用“开环开环”运行方式，运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。在现代化城市配电网中即环形线路中有一处开关是断开的。在现代化城市配电网中这种接线应用较广。这种接线应用较广。 配电系统的高压接线实际上往往是几种接线方式的组合，配电系统的高压接线实际上往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的要求，经技术经济综合比较后才能确定。一般地说，配电系要求，经技术经济综合比较后才能确定。一般地说，配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。 Company Logo1. 1. 高压环形结线高压环形结线高压环形结线高压环形结线：运行灵活，供电可靠性高。在现代：运行灵活，供电可靠性高。在现代化城市配电网中应用较广化城市配电网中应用较广特点：特点：把两回树干把两回树干式配电线路的末端式配电线路的末端或中部连接起来构或中部连接起来构成环式网络。成环式网络。普通环式普通环式 环网节点环网节点HSS或HDS10/0.38kVSTS210kV10/0.38kVSTS110/0.38kVSTS10/0.38kVSTS22n-1n环网节点环网节点一一般般开开环环运运行行可可靠靠性性较较高高续上页续上页 拉手环式拉手环式 环网节点10/0.38kVHSS或HDS10kVSTS1HSS或HDS10kVSTS10/0.38kV环网节点n双环网节点双环网节点STSn10/0.38kV10/0.38kVSTS110kVHSS1或HDS110kVHSS2或HDSCompany Logo2. 低压环行接线低压环行接线 0.38kVSTS10.38kVSTS30.38kVSTS2 多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，互为备用。互为备用。 正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式。正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式。Company Logo 特点：供电可靠性较高，保护装置整定配合比较复杂，易特点：供电可靠性较高，保护装置整定配合比较复杂，易发生误动作。发生误动作。 B50052B500529595供配电系统实际规范中规定：供配电系统供配电系统实际规范中规定：供配电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。Company Logo导线和电缆的选择包括两方面内容：选择型号；选择截面导线和电缆的选择包括两方面内容：选择型号；选择截面6.2.1 导线和电缆型号的选择原则导线和电缆型号的选择原则导线和电缆的选择根据其使用环境、工作条件等因素确定。导线和电缆的选择根据其使用环境、工作条件等因素确定。1常用架空线路导线型号及选择常用架空线路导线型号及选择户外架空线路户外架空线路10kV及以上电压等级一般采用裸导线，及以上电压等级一般采用裸导线，380V电电压等级一般采用绝缘导线。压等级一般采用绝缘导线。裸导线常用的型号：裸导线常用的型号：（1）铝绞线（）铝绞线（LJ）导电性能较好，重量轻，对风雨作用的导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。 多用于多用于610kV的线路。的线路。6.2导线和电缆选择的一般原则导线和电缆选择的一般原则Company Logo（2）钢芯铝绞线（）钢芯铝绞线（LGJ）在机械强度要求较高的场合和在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。及以上的架空线路上多被采用。 （3 3）铜绞线（）铜绞线（TJTJ）导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。力都较强，但价格较高。（4 4）防腐钢芯铝绞线（）防腐钢芯铝绞线（LGJFLGJF）具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。压架空线路上。Company Logo（1）电力电缆型号的表示和含义）电力电缆型号的表示和含义3 1 中性线芯截面（中性线芯截面（mm2） 中性线芯数中性线芯数 相线芯截面（相线芯截面（mm2） 相线芯数相线芯数 额定电压（额定电压（V） 外护层代号外护层代号 特征代号特征代号 内护套代号内护套代号 导体材质导体材质类别代号类别代号 电缆类别代号：电缆类别代号：Z油浸纸绝缘电力电缆油浸纸绝缘电力电缆 V聚氯乙烯绝缘电力电缆聚氯乙烯绝缘电力电缆 YJ交联聚乙烯绝缘电力电缆交联聚乙烯绝缘电力电缆 X橡胶绝缘电力电缆橡胶绝缘电力电缆 材质代号：材质代号：L铝导体铝导体 LH铝合金导体铝合金导体 T铜导体铜导体 TR软铜导体软铜导体 内护套代号：内护套代号：Q铅包铅包 L铝包（现不生产）铝包（现不生产） V聚氯乙烯护套聚氯乙烯护套 特征代号：特征代号：P滴干式滴干式 D不滴流式不滴流式 F分相铅包式分相铅包式 外护层代号：外护层代号：02聚氯乙烯套聚氯乙烯套 03聚乙烯套聚乙烯套 20裸钢带铠装裸钢带铠装 30裸细圆钢丝铠装裸细圆钢丝铠装 40裸粗圆钢丝铠装裸粗圆钢丝铠装2.常用电力电缆型号及选择原则常用电力电缆型号及选择原则Company Logo（2 2）常用型号及选择原则）常用型号及选择原则塑料绝缘电力电缆塑料绝缘电力电缆 结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。 常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆和交联聚乙烯绝常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。缘聚氯乙烯护套电缆。油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。VLV-0.5/1.03*35+1*16VLV是聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铝是聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铝芯电力电缆，芯电力电缆，0.5/1.0额定耐压等级，额定耐压等级，3*35+1*16说的是电缆规说的是电缆规格，是三加一的动力电缆三根格，是三加一的动力电缆三根35平方的和一根平方的和一根16平方的。平方的。Company Logo3常用的绝缘导线型号选择常用的绝缘导线型号选择绝缘导线大量应用于从配电箱至用电设备的配电分支或末端绝缘导线大量应用于从配电箱至用电设备的配电分支或末端线路。线路。绝缘导线绝缘导线的结构主要由导电芯线（多采用铜导体）、的结构主要由导电芯线（多采用铜导体）、绝缘层（橡皮或塑料）组成。具有护套层的绝缘导线称为护绝缘层（橡皮或塑料）组成。具有护套层的绝缘导线称为护套绝缘导线。套绝缘导线。绝缘导线的敷设方式，分绝缘导线的敷设方式，分明敷明敷和和暗敷暗敷两种。两种。塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设时常用。在室内敷设时常用。 常用塑料绝缘线型号有：常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），），BLVV（BVV），），BVR。型号字母含义为型号字母含义为:B-布电线布电线,电压：电压：300/500V ；V-PVC聚氯乙烯，即塑料聚氯乙烯，即塑料 ；L-铝芯铝芯,铜芯不表铜芯不表示；示；R-软，要做到软，就是增加导体根数软，要做到软，就是增加导体根数 例例:BV-铜芯聚氯乙烯绝缘导线，铜芯聚氯乙烯绝缘导线，BVR-铜芯聚氯乙烯绝缘软导线。铜芯聚氯乙烯绝缘软导线。 Company Logo绝缘导线的结构Company Logo导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠和经济的条件，导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠和经济的条件，其选择原则为：其选择原则为：1.1.按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。2.2.按允许电压损失选择导线和截面按允许电压损失选择导线和截面在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许的电压损失。的电压损失。 3. 3.按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度选择导线和电缆截面经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。6.2.2 导线、电缆的截面选择原则导线、电缆的截面选择原则Company Logo 4. 4.按机械强度选择导线和电缆截面按机械强度选择导线和电缆截面这是对架空线路而言的。要求所选的截面不小于其最小允许这是对架空线路而言的。要求所选的截面不小于其最小允许截面（见截面（见A-14A-14） ，即，即SSm.min式中，式中，Sm.min为机械强度最小允许截面（附表为机械强度最小允许截面（附表A-15），），对对电缆不必校验其机械强度。电缆不必校验其机械强度。 5. 5.满足短路稳定度的条件满足短路稳定度的条件架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热稳定校验（这部分内容见稳定校验（这部分内容见5.4节所述），即节所述），即选择导线截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选选择导线截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选择其中截面数最大的截面。择其中截面数最大的截面。Company Logo 实际中，根据经验按其中一个原则选，再校验其他原则：实际中，根据经验按其中一个原则选，再校验其他原则：对于对于35kV及及110kV高压供电线路，其截面主要按照经济高压供电线路，其截面主要按照经济电流密度来选择，按其他条件校验；电流密度来选择，按其他条件校验；对对10kV及以下高压线路和低压动力线路，通常按发热条及以下高压线路和低压动力线路，通常按发热条件选择截面，再校验电压损失和机械强度；件选择截面，再校验电压损失和机械强度；对低压照明线路，因其对电压要求较高，通常先按允许对低压照明线路，因其对电压要求较高，通常先按允许电压损失选择截面，再校验其他条件电压损失选择截面，再校验其他条件Company Logo6.3.1 三相系统相线截面选择三相系统相线截面选择导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。允许温度。选择截面时须使通过选择截面时须使通过通过相线的计算电流通过相线的计算电流Ic不超过其允不超过其允许载流量许载流量Ial，即即IcIal按允许载流量选择截面时须注意以下几点：按允许载流量选择截面时须注意以下几点：1.1.允许载流量与环境温度有关。允许载流量与环境温度有关。6.3按允许载流量选择导线和电缆截面按允许载流量选择导线和电缆截面 Company Logo选择导线和电缆的环境温度选择导线和电缆的环境温度类别类别敷设场所敷设场所选取的环境温度选取的环境温度备注备注导线导线室外室外最热月的日最高温度平最热月的日最高温度平均值均值即最热月平均最高气温即最热月平均最高气温室内室内该处的通风设计该处的通风设计温度温度亦可取最热月的日最高温度平亦可取最热月的日最高温度平均值加均值加5电缆电缆土中直埋土中直埋埋深处的最热月平均地埋深处的最热月平均地温温亦可近似地取当地最热月亦可近似地取当地最热月平均气温平均气温室外空气中，室外空气中，电缆沟内电缆沟内最热月的日最高温度平最热月的日最高温度平均值均值有热源设备的有热源设备的厂房厂房通风设计温度通风设计温度有机械通风时有机械通风时最热月的日最高温度平最热月的日最高温度平均值加均值加5无机械通风时无机械通风时一般性厂房，一般性厂房，室内室内通风设计温度通风设计温度有机械通风时有机械通风时最热月的日最高温度平最热月的日最高温度平均值均值无机械通风时无机械通风时室内电缆沟室内电缆沟最热月的日最高温度平最热月的日最高温度平均值加均值加Company Logo2.2.电缆多根并列时，电缆多根并列时，其散热条件较单根敷设时差，故允其散热条件较单根敷设时差，故允许载流量将降低，许载流量将降低，要用电缆并列校正系数要用电缆并列校正系数KP进行校正。进行校正。见附录表见附录表A-A-13-53.3.电缆在土壤中敷设时，电缆在土壤中敷设时，因土壤热阻系数不同，散热条件因土壤热阻系数不同，散热条件也不同，其也不同，其允许载流量也应乘上土壤热阻系数允许载流量也应乘上土壤热阻系数KS校正。校正。见见附录表附录表A-13-4。4 4. .计算电流计算电流I Ic的选取：的选取：对降压变压器高压侧的导线，取变压器额定一次电流对降压变压器高压侧的导线，取变压器额定一次电流I I1NT1NT；对电容器的引入线，考虑电容器充电时有较大涌流，所以对电容器的引入线，考虑电容器充电时有较大涌流，所以选高压电容器的引入线时，取电容器额定电流选高压电容器的引入线时，取电容器额定电流I INc的的1.351.35倍，倍，选低压电容器的引入线应为电容器额定电流的选低压电容器的引入线应为电容器额定电流的1.51.5倍。倍。 按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。强度、短路热稳定等条件。Company Logo1.1.中性线（中性线（N N线）截面的选择线）截面的选择（1 1）一般三相四线制线路中的中性线截面）一般三相四线制线路中的中性线截面S S0 0 S S0 00.5S0.5S （2 2）由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路，中，中性线截面与相线截面相同，即性线截面与相线截面相同，即 S S0 0=S=S （3 3）如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，中性中性线截面不小于相线截面，即线截面不小于相线截面，即 S S0 0SS 6.3.2 中性线和保护线截面的选择中性线和保护线截面的选择Company Logo（2 2）当）当1616mmmm2 2S S35mm35mm2 2时时 S SPEPE16mm16mm2 2 (3) (3) 当当S S3 35mm5mm2 2时时S SPEPE0.5S0.5S3.3.保护中性线（保护中性线（PENPEN线）截面的选择线）截面的选择因为因为PENPEN线具有线具有PEPE线和线和N N线的双重功能，所以选择截面时按线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选取。其中的最大值选取。2.2.保护线（保护线（PEPE线）截面的选择线）截面的选择（1 1）当）当S S16mm16mm2 2时时 S SPEPESSCompany Logo例例6 61 1 有一条有一条220/380220/380V V的三相四线制线路，采用的三相四线制线路，采用BLVBLV型铝芯型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为1515。该线路供电给一台该线路供电给一台4040kWkW的电动机，其功率因数为的电动机，其功率因数为0.80.8，效率，效率为为0.850.85，试按允许载流量选择导线截面。，试按允许载流量选择导线截面。解：（解：（1）计算线路中的计算电流）计算线路中的计算电流Company Logo（2）相线截面的选择）相线截面的选择查附录表查附录表A-A-122得，得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为截面为35mm2的的BLV型导线，在环境温度为型导线，在环境温度为25时的允许载流时的允许载流量为量为80A，其正常最高允许温度为其正常最高允许温度为65，即，即Ial=80Aal=65oC0=25oC0=15oC温度校正系数为：温度校正系数为：导线的实际允许导线的实际允许载流量为载流量为：Ial = KIal= 1.12 80A = 89.6A IC = 89A 所选相线截面满足允许载流量的要求。所选相线截面满足允许载流量的要求。Company Logo（3）保护线截面）保护线截面SPEN的选择的选择按按SPEN0.5S要求，选要求，选SPEN=25mm2所以选择所以选择BLV型铝芯塑料型铝芯塑料导线导线BLV-500-3BLV-500-3* *35+135+1* *2525。Company Logo1.1.电压降落：电压降落：线路两端电压的相量差称线路两端电压的相量差称电压降落电压降落, ,即即2.电压损失：线路两端电压的代数差称电压损失电压损失：线路两端电压的代数差称电压损失,即即U=U1-U2电压损失一般以百分数表示，即电电压损失一般以百分数表示，即电压损失的有名压损失的有名值与额定电压之比的值与额定电压之比的百分数表示百分数表示线路的电压损失不宜超过规定值：高压配电线路的电压损线路的电压损失不宜超过规定值：高压配电线路的电压损失，一般不超过线路额定电压的失，一般不超过线路额定电压的5%；从变压器低压侧母线；从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失，一般不超到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失，一般不超过过5%；对视觉要求较高的照明电路，则为；对视觉要求较高的照明电路，则为2%3%。6.4按允许电压损失选择导线和电缆截面按允许电压损失选择导线和电缆截面 Company Logo1.线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算线路末端有一个集中负荷线路末端有一个集中负荷S=P+jQ，线路额定电压为线路额定电压为UN，线线路电阻为路电阻为R，电抗为电抗为X。设每相电流为设每相电流为I I，负荷的功率因数为负荷的功率因数为coscos2 2，线路首端和末端的相电压分别为线路首端和末端的相电压分别为U U11、U U22，以末端以末端电压电压U U22为参考轴作出一相的电压相量图，如图所示。为参考轴作出一相的电压相量图，如图所示。(a)末端接有一个集中负荷的三相线路末端接有一个集中负荷的三相线路(b)末端接有一个集中负荷的末端接有一个集中负荷的三相线路其中一相的电压矢量图三相线路其中一相的电压矢量图6.4.1 线路电压损失计算线路电压损失计算a) IRjXPjQCompany Logo由相量图可以看出，线路相电压损失为：由相量图可以看出，线路相电压损失为： U=U1 1U2 2=ae在工程计算中，常以在工程计算中，常以ad段代替段代替ae段，其误差不超过实际电段，其误差不超过实际电压损失的压损失的5%，所以每相的电压损失为，所以每相的电压损失为U=ad=af+fd=IRcos2 2+IXsin2 2=I(Rcos2 2+Xsin2 2)换算成线电压损失为换算成线电压损失为因为因为所以所以在实际计算中，常采用线路的额定电压在实际计算中，常采用线路的额定电压U UN N来代替来代替U U2 2，误差极小，所以线电压损失为误差极小，所以线电压损失为电压损失百分数为电压损失百分数为2233cossinUUI RXN1UPRQXU21UPRQXUN%100UUU2N1()10PRQXUCompany Logo2.沿线有多个集中负荷时电压损失沿线有多个集中负荷时电压损失以带三个集中负荷的三相线路为例，图以带三个集中负荷的三相线路为例，图下图下图所示。图中，所示。图中，P1、Q1、P2、Q2、P3、Q3为通过各段干线的有功和无功功率；为通过各段干线的有功和无功功率；p1、q1、p2、q2、p3、q3为各支线的有功和无功功率；为各支线的有功和无功功率；r1、x1、r2、x2、r3、x3为各段干线的电阻和电抗；为各段干线的电阻和电抗；R1、X1、R2、X2、R3、X3为从电源到各支线负荷线路的电阻和电抗；为从电源到各支线负荷线路的电阻和电抗；l1、l2、l3为各为各干线的长度；干线的长度；L1、L2、L3为从电源到各支线负荷的长度；为从电源到各支线负荷的长度；I1、I2、I3为各段干线的电流。为各段干线的电流。Company Logo因为供电线路一般较短，线路上的功率损耗略去不计。因为供电线路一般较短，线路上的功率损耗略去不计。（1 1）用干线负荷及干线的电阻电抗计算）用干线负荷及干线的电阻电抗计算通过第一段干线的负荷为：通过第一段干线的负荷为：P P1 1= p= p1 1+ p+ p2 2+ p+ p3 3,Q,Q1 1= q= q1 1+ q+ q2 2+ q+ q3 3；通过第二段干线的负荷为：通过第二段干线的负荷为：P P2 2= p= p2 2+ p+ p3 3, Q, Q2 2= q= q2 2+ q+ q3 3；通过第三段干线的负荷为：通过第三段干线的负荷为：P P3 3=p=p3,3,Q Q3 3=q=q3 3；线路上每段干线的电压损失为线路上每段干线的电压损失为Company Logo推广到线路上有推广到线路上有n个集中负荷时的情况，线路电压损失个集中负荷时的情况，线路电压损失的计算公式为的计算公式为（2）用支线负荷及支线到电源的电阻电抗计算）用支线负荷及支线到电源的电阻电抗计算同理可得：同理可得：线路上总的电压损失为线路上总的电压损失为nnii iii2i 1i 1N1%()10UUPrQ xUni iii2i 1N1%()10UPrQ xUCompany Logo（3）若线路截面相同，则）若线路截面相同，则（4 4）对于全线的导线型号规格）对于全线的导线型号规格一致的一致的“无感无感”线路（均一无感线路（均一无感线路），电压损失计算公式为线路），电压损失计算公式为nnnn0ii0ii0i i0i i22i=1i=1i=1i=1NN11%1010Urp Lxq LrPlxQlUU例例6-2 已知已知LJ70：R0=0.46/km，X0=0.369/km；LJ95：R0=0.34/km，X0=0.36/km，线路，线路1WL的型号为的型号为LJ-95，线路，线路2WL、3WL的型号为的型号为LJ-70，试计算如图，试计算如图6-10的的10kV供电系统的电压损失。供电系统的电压损失。Company Logo42. 4101074. 0600369. 0111672. 0147692. 070046. 0138868. 018681010%223322113322112NNiiiiUxQxQxQrPrPrPUxQrPU解：解： 用干线法求解。用干线法求解。先计算每段干线的计算负荷先计算每段干线的计算负荷kWpppP18687008 . 08604803211kWppP13887008 . 0860322kWpP70033var1476600)8 . 0sin(arccos8603603211kqqqQvar1116600)8 . 0sin(arccos860322kqqQvar60033kqQ再计算各干线的电阻和电抗：再计算各干线的电阻和电抗：1011lRr0.342=0.68/km1011lXx=0.362=0.72/km2022lRr0.461=0.46/km2022lXx=0.3691=0.369/km3033lRr0.462=0.92/km3033lXx=0.3692=0.74/km电压损失为：电压损失为：Company Logo3. 均匀分布负荷线路的电压损失计算均匀分布负荷线路的电压损失计算设单位长度线路上的负荷电流为设单位长度线路上的负荷电流为i0，则微小线段，则微小线段dl的负的负荷电流为荷电流为i0dl。负荷电流。负荷电流i0dl流过线路（长度为流过线路（长度为l，电阻为，电阻为R0l，电抗为电抗为X0l ）所产生的电压损失为）所产生的电压损失为均匀分布负荷线路的电压损失为均匀分布负荷线路的电压损失为 00202()3cossdUi dl R lX l in 1211200202120202021()3coss3coss2LLLLLLUdUiR lX l indlLi LRXinL Company Logo令令I=i0L2，I为与均匀分布负荷等效的集中负荷，为与均匀分布负荷等效的集中负荷，表明带有均匀分布负荷线路的电压损失表明带有均匀分布负荷线路的电压损失,可将分布负荷可将分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。 2020213coss2LUI RXinLCompany Logo6.4.2 6.4.2 按允许电压损失选择截面按允许电压损失选择截面导线和电缆通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线导线和电缆通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许电压损失路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许电压损失,即即U%Ual%。设各段干线截面相同，有。设各段干线截面相同，有Ri=R0Li，Xi=X0Li，代入得代入得电压损失可分为两部分：有功负荷电压损失电压损失可分为两部分：有功负荷电压损失Ua%，无功，无功负荷电压损失负荷电压损失Ur%。式中，式中，为导线的电导系数，铜线为导线的电导系数，铜线=0.053km/mm2，铝线，铝线=0.032km/mm2；S即为所求的导线截面。即为所求的导线截面。因此，有因此，有Company Logo上式中，有两个未知数上式中，有两个未知数S和和X0，但，但X0一般变化不大，可以一般变化不大，可以采用逐步试求法，先假设一个采用逐步试求法，先假设一个X0，求出截面，求出截面S， 再校验再校验U%，即，即 Company Logo（1）先取导线或电缆的电抗平均值（对于架空线路，可取）先取导线或电缆的电抗平均值（对于架空线路，可取0.350.40/km，低压取偏低值；对于电缆线路，可取低压取偏低值；对于电缆线路，可取0.08/km），），求出求出Ur%。（2）根据）根据Ua%=Ual%Ur%求出求出Ua%。（3）根据公式根据公式（公式二）（公式二）求出导线或电缆的截面求出导线或电缆的截面S。并根据并根据此值选出相应的标准截面。此值选出相应的标准截面。（4）校验。根据所选的标准截面及敷设方式，查出）校验。根据所选的标准截面及敷设方式，查出R0和和X0，按式按式（公式一）（公式一）计算线路实际的电压损失，与允许电压损失计算线路实际的电压损失，与允许电压损失比较，如不大于允许电压损失则满足要求，否则重取电抗平比较，如不大于允许电压损失则满足要求，否则重取电抗平均值回到第（均值回到第（1）步重新计算，直到所选截面满足允许电压）步重新计算，直到所选截面满足允许电压损失的要求为止。损失的要求为止。逐次试求法逐次试求法具体计算步骤为具体计算步骤为：Company Logo例例6-3 6-3 某变电所架设一条某变电所架设一条1010KVKV的架空线路，向工厂的架空线路，向工厂1 1和和2 2供电，供电，如图所示。已知导线采用如图所示。已知导线采用LJLJ型铝绞线，型铝绞线，全线导线截面相同，全线导线截面相同，三相导线布置成三角形，线间距为三相导线布置成三角形，线间距为1m。干线干线01的长度为的长度为3km，干线干线12的长度为的长度为1.5km。工厂工厂1的负荷为有功功率的负荷为有功功率800kW，无无功功率功功率560kvar，工厂工厂2的负荷为有功功率的负荷为有功功率500kW，无功功率无功功率200kvar。允许电压损失为允许电压损失为5%，环境温度为，环境温度为25oC，按允许电按允许电压损失选择导线截面，并校验其发热情况和机械强度。压损失选择导线截面，并校验其发热情况和机械强度。解：（解：（1 1）按允许电压损失选择导线截面）按允许电压损失选择导线截面 因为是因为是1010KV KV 架空线路，所以初设架空线路，所以初设X X0 0=0.38/km=0.38/km，则则 Company LogoUa%=U%-Ur%=50.98=4.02查附表查附表A-15-1A-15-1，选选LJ-50LJ-50：几何均距为几何均距为10001000mmmm，截面为截面为5050mmmm2 2的的LJLJ型铝绞线的型铝绞线的X X0 0=0.355/km=0.355/km，R R0 0=0.64/km=0.64/km，实实际的电压损失为际的电压损失为 故所选导线故所选导线LJ-50LJ-50满足允许电压损失的要求。满足允许电压损失的要求。 （2 2）校验发热情况）校验发热情况 Company Logo查附表查附表A-11-1A-11-1可知，可知，LJ-50LJ-50在室外温度为在室外温度为2525o oC C时允许载流量时允许载流量为为Ial=215A=215A； 线路中最大负荷线路中最大负荷( (在在0101段段) )为为 P = p1 +p2 = 800 + 500 = 1300 kW P = p1 +p2 = 800 + 500 = 1300 kW Q = q1 +q2 = 560 + 200 = 760 kvar Q = q1 +q2 = 560 + 200 = 760 kvar 显然发热情况也满足要求。显然发热情况也满足要求。 （3 3）校验机械强度校验机械强度 查附表查附表A-14-1A-14-1可知，高压架空裸铝绞线的最小允许截面为可知，高压架空裸铝绞线的最小允许截面为3535mmmm2 2，所以所选的截面所以所选的截面5050mmmm2 2 满足机械强度要求。满足机械强度要求。Company Logo6.5.1选择导线和电缆截面的经济原则选择导线和电缆截面的经济原则 （1）选择截面越大，电能损耗就越小，但是线路投资、选择截面越大，电能损耗就越小，但是线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用就越高。有色金属消耗量及维修管理费用就越高。（2）截面选择越小，线路投资、有色金属消耗量及维修管截面选择越小，线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用虽然低，但电能损耗大。理费用虽然低，但电能损耗大。从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号导线截面，称为经济截面，用符号Sec表示。表示。对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符号对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符号jec表表示。我国现行的经济电流密度如表示。我国现行的经济电流密度如表6-1所示。所示。6.5 按经济电流密度选择导线和电缆的截面按经济电流密度选择导线和电缆的截面 Company Logo6.5.2 按经济电流密度选择导线和电缆的截面按经济电流密度选择导线和电缆的截面 按经济电流密度计算经按经济电流密度计算经济截面的公式为济截面的公式为根据上式计算出截面后，从手册中或附录表根据上式计算出截面后，从手册中或附录表A-11A-13选取选取一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其他条一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其他条件即可。件即可。例例6-3某地区变电站以某地区变电站以35kV架空线路向一容量为架空线路向一容量为（3800+ +j2100）kVA的工厂供电，工厂的年最大负荷利用小的工厂供电，工厂的年最大负荷利用小时为时为5600h，架空线路采用架空线路采用LGJ型钢芯铝绞线。选择其经济型钢芯铝绞线。选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。截面，并校验其发热条件和机械强度。解：（解：（1）选择经济截面）选择经济截面；工厂的；工厂的计算电流为：计算电流为：cececISCompany Logo查表查表6-1可知，其可知，其jec=0.9A/mm2；所以所以Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2选择准截面选择准截面70mm2，即型号为即型号为LGJ-70的铝绞线。的铝绞线。（2）校验发热条件）校验发热条件查附表查附表A-11-1，LGJ-70在室外温度为在室外温度为25oC时允许载流时允许载流量为量为Ial= =275AIC=71.6A，所以满足发热条件。所以满足发热条件。（3）校验机械强度）校验机械强度查附表查附表A-14-1，35kV架空铝绞线的机械强度最小截面为架空铝绞线的机械强度最小截面为Smin=35mm2S=70mm2因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。Company Logo导线和电缆截面的选择与校验导线和电缆截面的选择与校验选择校验项目及条件选择校验项目及条件1.发热条件发热条件2.电压损失条件电压损失条件4.机械强度条件机械强度条件 5.5.短路热稳定条件短路热稳定条件 3.3.经济电流密度条件经济电流密度条件 Nalal%UU minSSkal3ima10 IStC或cececISj注：用户的注：用户的10kV及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。电力电缆不必校验机械强度。电力电缆不必校验机械强度。IIcal 或 Company Logo6.6.1 6.6.1 电力线路的结构电力线路的结构1架空线路架空线路的结构的结构架空线路由导线、电杆、横架空线路由导线、电杆、横担、绝缘子、线路金具等组成。担、绝缘子、线路金具等组成。导线排列：三角形、水平、垂直。导线排列：三角形、水平、垂直。导线结构：单股线、多股绞线导线结构：单股线、多股绞线（如图为（如图为LGJ）电杆：水泥、钢、铁架塔电杆：水泥、钢、铁架塔横担：铁、瓷横担：铁、瓷6.6 电力电缆的结构和敷设电力电缆的结构和敷设 Company Logo续上页橡胶橡胶聚氯乙稀聚氯乙稀交联聚乙烯交联聚乙烯矿物绝缘矿物绝缘2.电力电缆的结构电力电缆的结构特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时 不易排除。不易排除。几根（单根）绞绕的绝缘导线几根（单根）绞绕的绝缘导线三相统包绝缘（对地）三相统包绝缘（对地）高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。导线导线: :绝缘层绝缘层: :屏蔽层屏蔽层: :结结构构保护层保护层保护屏蔽层、绝缘层保护屏蔽层、绝缘层铠装层铠装层: :外护套外护套: :内护层内护层: : 外护层外护层防止外部机械损伤（需要时）防止外部机械损伤（需要时）保护铠装层、防腐保护铠装层、防腐Company Logo电力电缆的结构Company Logo6.6.2 6.6.2 电力线路的敷设电力线路的敷设1.1.架空线路架空线路架空线路的敷设原则为：架空线路的敷设原则为：架空线路须合理选择路径，确定杆型。电杆尺寸应满足下面架空线路须合理选择路径，确定杆型。电杆尺寸应满足下面4个要求：个要求：（1）不同电压等级线路的挡距不同。不同电压等级线路的挡距不同。（2）同杆导线的线距与线路电压等级及挡距等因素有关。同杆导线的线距与线路电压等级及挡距等因素有关。（3）弧垂要根据挡距、导线型号与截面积、导线所受拉力弧垂要根据挡距、导线型号与截面积、导线所受拉力及气温条件等决定。及气温条件等决定。（4）限距需遵循有关手册规定。限距需遵循有关手册规定。Company Logo2电缆线路电缆线路电缆常用的敷设方式：电缆常用的敷设方式：（1）直接埋地敷设）直接埋地敷设（2）电缆沟敷设）电缆沟敷设（3）利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、）利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、（4）沿墙敷设）沿墙敷设（5 5）电缆桥架敷设电缆桥架敷设 （6 6）利用电缆隧道、海底水中等。）利用电缆隧道、海底水中等。应遵守应遵守GB50217-94电力工程电缆设计规范。电力工程电缆设计规范。Company Logo电缆桥架的室内敷设电缆桥架的室内敷设Company Logo6.6.3 车间动力电气平面布置车间动力电气平面布置1. 概述概述 电气平面布置图就是在建筑的平面图上，应用国家规定电气平面布置图就是在建筑的平面图上，应用国家规定的电气平面图图形符号和有关文字符号（参看的电气平面图图形符号和有关文字符号（参看GB47282000），按照电气设备安装位置及电气线路的），按照电气设备安装位置及电气线路的敷设方式、部位和路径绘出的电气平面图。敷设方式、部位和路径绘出的电气平面图。 电气平面布置图按布线地区来分有厂区电气平面布置图、电气平面布置图按布线地区来分有厂区电气平面布置图、车间电气平面布置图和生活区电气平面布置图。按线路性质车间电气平面布置图和生活区电气平面布置图。按线路性质分有动力电气平面布置图、照明电气平面布置图和弱电系统分有动力电气平面布置图、照明电气平面布置图和弱电系统（包括广播、电话和有线电视等）电气平面布置图等。（包括广播、电话和有线电视等）电气平面布置图等。 这里只介绍车间动力电气平面布置图。这里只介绍车间动力电气平面布置图。Company Logo机械加工车间（一角）的动力电气平面布置图机械加工车间（一角）的动力电气平面布置图 车间动力电气平面布置图是表示供配电系统对车间动力设备车间动力电气平面布置图是表示供配电系统对车间动力设备配电的电气平面布置图。配电的电气平面布置图。Company LCompany Logo绘制电气平面布置图应注意以下几点绘制电气平面布置图应注意以下几点: :gfedcba)(（1）用电设备的位置和标注）用电设备的位置和标注须表示出所有用电设备的位置，依次进行编号，并注明须表示出所有用电设备的位置，依次进行编号，并注明设备的容量，在用电设备或电动机出口处标注的格式为：设备的容量，在用电设备或电动机出口处标注的格式为： 式中，式中，a为设备编号；为设备编号；b为设备额定容量（为设备额定容量（kW）。）。（2）配电设备的位置和标注）配电设备的位置和标注须表示出所有配电设备的位置，依次编号，并标注其型号须表示出所有配电设备的位置，依次编号，并标注其型号规格，配电设备标注的格式一般为：规格，配电设备标注的格式一般为：abc当需要标注引入线的规格时，配电设备标注的格式为：当需要标注引入线的规格时，配电设备标注的格式为：式中，式中，a为设备编号；为设备编号；b为设备型号；为设备型号；c为设备的额定容量（为设备的额定容量（kW）；）；d为导线型号；为导线型号；e为导线根数；为导线根数；f为导线截面（为导线截面（mm2）；g为导线敷设方式。为导线敷设方式。Company Logo（3）线路的走向和敷设方式标注）线路的走向和敷设方式标注须表示出所有线路的走向，注明导线或电缆的型号规格和敷须表示出所有线路的走向，注明导线或电缆的型号规格和敷设方式，标注的格式为设方式，标注的格式为d(ef)g或或d(ef)Gg式中式中d为导线型号；为导线型号；e为导线根数；为导线根数；f为导线截面（为导线截面（mm2）；）；g为导线敷设方式，为导线敷设方式，G为穿线管代号及管径。敷设方式和部位的为穿线管代号及管径。敷设方式和部位的文字代号见下表。文字代号见下表。Company Logo线路敷设方式上的文字代号线路敷设方式上的文字代号敷设部位的文字代号敷设部位的文字代号敷设方式敷设方式代号代号敷设方式敷设方式代号代号