第5章電氣設(shè)備及其選擇2ppt課件

1、5.5 導(dǎo)線選擇與電力線路導(dǎo)線選擇與電力線路一、電力線路的構(gòu)造一、電力線路的構(gòu)造1架空線路的構(gòu)造架空線路的構(gòu)造導(dǎo)線、電桿、導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、絕緣子、橫擔(dān)、絕緣子、線路金具線路金具鋼芯鋁絞線圖鋼芯鋁絞線圖導(dǎo)線陳列：三角形、程度、導(dǎo)線陳列：三角形、程度、垂直垂直導(dǎo)線構(gòu)造：?jiǎn)喂删€、多股導(dǎo)線構(gòu)造：?jiǎn)喂删€、多股絞線如圖為絞線如圖為L(zhǎng)GJ電桿：水泥、鋼、鐵架電桿：水泥、鋼、鐵架塔塔橫擔(dān)：鐵、瓷橫擔(dān)：鐵、瓷2電纜線路的構(gòu)造電纜線路的構(gòu)造電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。電力電纜電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。電力電纜由導(dǎo)體、絕緣層和維護(hù)層三部分組成。由導(dǎo)體、絕緣層和維護(hù)層三部分組成。1-載流線芯；載流線芯；2

2、-電纜紙；電纜紙；3-黃麻黃麻填料；填料；4-束帶絕緣；束帶絕緣；5-鉛包皮；鉛包皮；6-紙帶；紙帶；7-黃麻維護(hù)層；黃麻維護(hù)層；8-鋸鎧鋸鎧1-統(tǒng)包絕緣層；統(tǒng)包絕緣層；2-纜芯絕緣；纜芯絕緣；3-扎鎖管；扎鎖管；4-扎鎖管涂色層；扎鎖管涂色層；5-鉛包鉛包二、導(dǎo)線和電纜選擇的選擇二、導(dǎo)線和電纜選擇的選擇型號(hào)；截面型號(hào)；截面1、常用導(dǎo)線、常用導(dǎo)線裸導(dǎo)線；絕緣導(dǎo)線；電纜裸導(dǎo)線；絕緣導(dǎo)線；電纜1裸導(dǎo)線裸導(dǎo)線鋁絞線鋁絞線LJ鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線LGJ銅絞線銅絞線TJ防腐鋼芯鋁絞線防腐鋼芯鋁絞線LGJF2絕緣導(dǎo)線絕緣導(dǎo)線橡膠絕緣：橡膠絕緣：BLX塑料絕緣：塑料絕緣：BLVBV，BLVVBVV，BVR3

3、電力電纜電力電纜2 2、導(dǎo)線、電纜截面的選擇原那么、導(dǎo)線、電纜截面的選擇原那么1按允許載流量選擇按允許載流量選擇2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇3按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)4按允許電壓損失校驗(yàn)按允許電壓損失校驗(yàn)5滿(mǎn)足短路穩(wěn)定度的條件滿(mǎn)足短路穩(wěn)定度的條件1 1按允許載流量選擇按允許載流量選擇A、 三相系統(tǒng)相線截面的選擇允許載流量Ial大于經(jīng)過(guò)相線的計(jì)算電Ij載流量修正：1.允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。1ajII2.電纜多根并列時(shí)，要用電纜并列校正系數(shù)KP進(jìn)展校正。3.電纜在土壤中敷設(shè)時(shí)，應(yīng)乘上土壤熱阻系數(shù)KS校正。補(bǔ)充：補(bǔ)充： 中性線和維護(hù)線截面的選擇中性線和維護(hù)線截面的選擇1.1.中性線

4、中性線N N線截面的選擇線截面的選擇1 1普通三相四線制線路中的中性線截面普通三相四線制線路中的中性線截面S0S0S00.5SS00.5S2 2由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路S0=SS0=S3 3假設(shè)三相四線制線路的三次諧波電流相當(dāng)突出假設(shè)三相四線制線路的三次諧波電流相當(dāng)突出S0SS0S2.2.維護(hù)線維護(hù)線PEPE線截面的選擇線截面的選擇 1 1當(dāng)當(dāng)S16mm2S16mm2時(shí)時(shí)SPES SPES 2 2當(dāng)當(dāng)16mm216mm2S35mm2S35mm2時(shí)時(shí) SPE16mm2 SPE16mm2 3 3當(dāng)當(dāng)S35mm2S35mm2時(shí)時(shí) SPE0.

5、5S SPE0.5S 3.3.維護(hù)中性線維護(hù)中性線PENPEN線截面的選擇線截面的選擇按按PEPE線和線和N N線的最大值選取。線的最大值選取。例57 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：1計(jì)算線路中的計(jì)算電流 2相線截面的選擇查表得，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=83A al=65oC 0 =25oC 0 =15

6、oC 3維護(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。溫度校正系數(shù)為： 導(dǎo)線的實(shí)踐允許載流量為 ：Ial = KIal= 1.12 80A = 89.6A IC = 89A 所選相線截面滿(mǎn)足允許載流量的要求。 2 2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇maxgjISJmaxgjISJ3 3 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)例例5-8某地域變電站以某地域變電站以35kV架空線路向一容量為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)荷利的工廠供電，工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為用小時(shí)

7、為5600h，架空線路采用，架空線路采用LGJ型鋼芯鋁絞線。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。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)截面選擇經(jīng)濟(jì)截面；工廠的計(jì)算電流為：；工廠的計(jì)算電流為：查表5-13可知，其J=0.9A/mm2；所以Sec=Ic/J=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 查表，LGJ-70在室外溫度為25oC時(shí)允許載流量為Ial=275AIC=71.6A，所以滿(mǎn)足發(fā)熱條件。3校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查附表，35kV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=35mm2S=70mm2

8、因此，所選的導(dǎo)線截面也滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。4 4按允許電壓損失校驗(yàn)按允許電壓損失校驗(yàn)A、電壓損失 1.電壓降落：線路兩端電壓的相量差稱(chēng)電壓降落,即2.電壓損失：線路兩端電壓的代數(shù)差稱(chēng)電壓損失,即 U = U1 - U2 電壓損失普通以百分?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 %100NUUUB、線路電壓損失計(jì)算 1線路末端有一個(gè)集中負(fù)荷線路末端有一個(gè)集中負(fù)荷(a)末端接有一個(gè)集中負(fù)荷的三相線路 (b) 電壓矢量圖 由相量圖可以看出，線路相電壓損失為： U=U1U2=ae 以ad段替代ae段，每相的電壓損失為 U=ad=af+fd=IRcos2+IXsin2=I(Rcos2+Xsi

9、n2)換算成線電壓損失為 由于所以采用線路的額定電壓UN來(lái)替代U2，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)電壓損失沿線有多個(gè)集中負(fù)荷時(shí)電壓損失由于供電線路普通較短，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)算經(jīng)過(guò)第一段干線的負(fù)荷為P1= p1+ p2+ p3,Q1= q1+ q2+ q3；經(jīng)過(guò)第二段干線的負(fù)荷為P2= p2+ p3, Q2= q2+ q3；經(jīng)過(guò)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 推行到線路上有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假

10、設(shè)線路截面一樣，那么 4對(duì)于全線的導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格一致的“無(wú)感線路均一無(wú)感線路，電壓損失計(jì)算公式為 例5-9 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：11WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ7021WL為L(zhǎng)J95，2WL為L(zhǎng)J50解：11WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ70時(shí)的電壓損失 21WL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 3均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失計(jì)算均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失計(jì)算將分布

11、負(fù)荷集中于分布線段的中點(diǎn)，按集中負(fù)將分布負(fù)荷集中于分布線段的中點(diǎn)，按集中負(fù)荷來(lái)計(jì)算荷來(lái)計(jì)算三、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜的截面三、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜的截面 式中，Ual%為線路的允許電壓損失。式1式21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)式2求出導(dǎo)線或電纜的截面S。并根據(jù)此值選出相應(yīng)的規(guī)范截面。4校驗(yàn)根據(jù)所選的規(guī)范截面及敷設(shè)方式，查出R0和X0，按式1計(jì)算線路實(shí)踐的電壓損失，與允許電壓損失比較，如不大于允許電壓損失那么滿(mǎn)足要求，否那么重取電抗平

12、均值回到第1步重新計(jì)算，直到所選截面滿(mǎn)足允許電壓損失的要求為止步驟：步驟：例例5-10 5-10 某變電所架設(shè)一條某變電所架設(shè)一條10KV10KV的架空線路，向工廠的架空線路，向工廠1 1和和2 2供電，供電，如下圖。知導(dǎo)線采用如下圖。知導(dǎo)線采用LJLJ型鋁絞線，全線導(dǎo)線截面一樣，三相型鋁絞線，全線導(dǎo)線截面一樣，三相導(dǎo)線布置成三角形，線間距為導(dǎo)線布置成三角形，線間距為1m1m。干線。干線0101的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為3km3km，干線，干線1212的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為1.5km1.5km。工廠。工廠1 1的負(fù)荷為有功功率的負(fù)荷為有功功率800kW800kW，無(wú)功功率，無(wú)功功率560kvar560kvar

13、，工廠，工廠2 2的負(fù)荷為有功功率的負(fù)荷為有功功率500kW500kW，無(wú)功功率，無(wú)功功率200kvar200kvar。允許電壓損失為允許電壓損失為5%5%，環(huán)境溫度為，環(huán)境溫度為25oC25oC，按允許電壓損失選擇，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。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 1按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面 由于是由于是10KV 10KV 架空線路，所以初設(shè)架空線路，所以初設(shè)X0=0.38/kmX0=0.38/km，那，那么么 Ua%=U%-Ur%= 50.98 =4.02 查附表，選LJ-50 ：幾何均距為1000mm，

14、截面為50mm2的LJ型鋁絞線的X0=0.355/km，R0=0.64/km，實(shí)踐的電壓損失為 故所選導(dǎo)線LJ-50滿(mǎn)足允許電壓損失的要求。 2校驗(yàn)發(fā)熱情況 查附表可知，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(mǎn)足要求。 3 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查附表可知，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(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。一高壓電力線路的接線方式一高壓電力線路的接線方式1.1.高

15、壓放射式接線高壓放射式接線變配電所高壓母線上引出的一回線路直接向一個(gè)車(chē)間變配電所高壓母線上引出的一回線路直接向一個(gè)車(chē)間變電所或高壓用電設(shè)備供電，沿線不支接其他負(fù)荷。變電所或高壓用電設(shè)備供電，沿線不支接其他負(fù)荷。 2.2.高壓樹(shù)干式接線高壓樹(shù)干式接線 由變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上，由變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上，沿線支接了幾個(gè)車(chē)間變電所或負(fù)荷點(diǎn)沿線支接了幾個(gè)車(chē)間變電所或負(fù)荷點(diǎn) 3.3.高壓環(huán)形接線高壓環(huán)形接線 三、電力線路的接線方式三、電力線路的接線方式單回路放射式單回路放射式接線明晰，操作維護(hù)方便，接線明晰，操作維護(hù)方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，維護(hù)簡(jiǎn)單，便于實(shí)

16、現(xiàn)自動(dòng)化，供電可靠性較高。供電可靠性較高。雙回路放射式雙回路放射式添加添加了備用線路，提高了備用線路，提高了供電可靠性；了供電可靠性；1、高壓放射式接線、高壓放射式接線具有公共備用接線的放射式具有公共備用接線的放射式具有低壓聯(lián)絡(luò)線的放射式具有低壓聯(lián)絡(luò)線的放射式2、高壓樹(shù)干式接線、高壓樹(shù)干式接線單樹(shù)干式單樹(shù)干式雙樹(shù)干式雙樹(shù)干式兩端電源的單樹(shù)干式兩端電源的單樹(shù)干式3、高壓環(huán)形接線、高壓環(huán)形接線1.1.低壓放射式接線低壓放射式接線 多用于用電設(shè)備容量大，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或車(chē)間內(nèi)多用于用電設(shè)備容量大，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或車(chē)間內(nèi)負(fù)荷陳列不整齊，或車(chē)間為有爆炸危險(xiǎn)的廠房，必需由與車(chē)負(fù)荷陳列不整齊，或車(chē)間為有

17、爆炸危險(xiǎn)的廠房，必需由與車(chē)間隔離的房間引出線路等情況。間隔離的房間引出線路等情況。2.2.低壓樹(shù)干式接線低壓樹(shù)干式接線 在機(jī)械加工車(chē)間、工具車(chē)間和機(jī)修車(chē)間運(yùn)用比較普遍在機(jī)械加工車(chē)間、工具車(chē)間和機(jī)修車(chē)間運(yùn)用比較普遍3.3.低壓環(huán)形接線低壓環(huán)形接線 二低壓電力線路的接線方式二低壓電力線路的接線方式低壓環(huán)形接線低壓環(huán)形接線低壓放射式接線低壓放射式接線四、電力線路的敷設(shè)四、電力線路的敷設(shè)1.1.架空線路架空線路 架空線路須合理選擇途徑，確定桿型。電架空線路須合理選擇途徑，確定桿型。電桿尺寸應(yīng)滿(mǎn)足下面桿尺寸應(yīng)滿(mǎn)足下面4 4個(gè)要求：個(gè)要求： 1 1 不同電壓等級(jí)線路的擋距不同。不同電壓等級(jí)線路的擋距不同。

18、 2 2 同桿導(dǎo)線的線距與線路電壓等級(jí)及擋同桿導(dǎo)線的線距與線路電壓等級(jí)及擋距等要素有關(guān)。距等要素有關(guān)。 3 3 弧垂要根據(jù)擋距、導(dǎo)線型號(hào)與截面積、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議。導(dǎo)線所受拉力及氣溫條件等決議。 4 4 限距需遵照有關(guān)手冊(cè)規(guī)定。限距需遵照有關(guān)手冊(cè)規(guī)定。 2電纜線路電纜線路1直接埋地敷設(shè)直接埋地敷設(shè)2電纜溝敷設(shè)電纜溝敷設(shè)3電纜排管敷設(shè)電纜排管敷設(shè)4沿墻敷設(shè)沿墻敷設(shè)5電纜橋架敷設(shè)電纜橋架敷設(shè)3 3車(chē)間動(dòng)力電氣平面布置車(chē)間動(dòng)力電氣平面布置1 1須表示出一切用電設(shè)備的位置，依次進(jìn)展編須表示出一切用電設(shè)備的位置，依次進(jìn)展編號(hào)，并注明設(shè)備的容量。號(hào)，并注明設(shè)備的容量。2 2須表示出一切配電設(shè)備的位置，依次編號(hào)，須表示出一切配電設(shè)備的位置，依次編號(hào)，并標(biāo)注其型號(hào)規(guī)格。并標(biāo)注其型號(hào)規(guī)格。3 3對(duì)配電干線和支線上的開(kāi)關(guān)和熔斷