1、NoImage第六章第六章 電力線路電力線路 第一節第一節 電力線路的結線方式電力線路的結線方式 第二節第二節 導線和電纜選擇的一般原則導線和電纜選擇的一般原則 第三節第三節 按允許載流量選擇導線和電纜截面按允許載流量選擇導線和電纜截面 第四節第四節 按允許電壓損失選擇導線和電纜截面按允許電壓損失選擇導線和電纜截面 第五節第五節 按經濟電流密度選擇導線和電纜截面按經濟電流密度選擇導線和電纜截面 第六節第六節 電力線路的結構和敷設電力線路的結構和敷設 NoImage第一節第一節 電力線路的結線方式電力線路的結線方式一、 高壓電力線路的結線方式 1.高壓放射式結線 高壓放射式結線 單回路放射式（圖

2、a）：結線清晰，操作維護方便，保護簡單，便于實現自動化，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； 公共備用結線（圖c）： 低壓聯絡線路（圖d）： 特點：高壓開關設備較多，投資較大。 NoImageNoImage2.高壓樹干式結線 高壓樹干式結線 無備用的單樹干式結線 ：圖a，變配電所的出線減少，高壓開關柜相應也減少，可節約有色金屬的消耗量 ，供電可靠性差。 雙樹干式結線：圖b，提高 了供電可靠性。 兩端電源的單樹干式 ：圖c。 3.高壓環形結線 高壓環形結線 特點：運行靈活，供電可靠性高。在現代化城市配電網中應用較廣。 NoImage 高壓樹干式結線 NoI

3、mage高壓環形結線NoImage二、 低壓電力線路的結線方式 1.低壓放射式結線 低壓放射式結線 特點：供電可靠性較高，所用開關設備及配電線路也較多。多用于用電設備容量大，或負荷性質重要，或車間內負荷排列不整齊，或車間為有爆炸危險的廠房，必須由與車間隔離的房間引出線路等情況。 2.低壓樹干式結線 低壓樹干式結線 特點：引出配電干線較少，采用的開關設備自然較少，但供電可靠性差。在機械加工車間、工具車間和機修車間應用比較普遍 NoImage 3.低壓環形結線 低壓環形結線 特點：供電可靠性較高，保護裝置整定配合比較復雜，易發生誤動作。 B5005295供配電系統實際規范中規定：供配電系統應簡單可

4、靠，同一電壓供電系統的變配電級數不宜多于兩級。 NoImage低壓放射式結線NoImage低壓樹干式結線NoImage低壓環形結線NoImage第二節導線和電纜選擇的一般原則 導線和電纜的選擇包括兩方面內容：選擇型號；選擇截面 一、導線、電纜型號的選擇原則 導線和電纜的選擇根據其使用環境、工作條件等因素確定。 戶外架空線路10KV及以上電壓等級一般采用裸導線，380V電壓等級一般采用絕緣導線。 裸導線常用的型號： （1）鋁絞線（LJ） 導電性能較好，重量輕，對風雨作用的抵抗力較強，但對化學腐蝕作用的抵抗力較差。 多用于610kV的線路。 （2）鋼芯鋁絞線（LGJ） 在機械強度要求較高的場合和3

5、5kV及以上的架空線路上多被采用。 NoImage（3）銅絞線（TJ） 導電性能好，機械強度好，對風雨和化學腐蝕作用的抵抗力都較強，但價格較高。 （4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF） 具有鋼芯鋁絞線的特點，同時防腐性好，一般用在沿海地區、咸水湖及化工工業地區等周圍有腐蝕性物質的高壓和超高壓架空線路上。 2.常用電力電纜型號及選擇原則 （1）電力電纜型號的表示和含義 3 1 依次含義為： 類別代號 ：Z油浸紙絕緣電力電纜 V聚氯乙烯絕緣電力電纜 YJ交聯聚乙烯絕緣電力電纜 X橡膠絕緣電力電纜 NoImage導體材質 ：L鋁導體 LH鋁合金導體 T銅導體 TR軟銅導體 內護套代號 ：Q鉛包 L鋁包（現

6、不生產） V聚氯乙烯護套 特征代號 ：P滴干式 D不滴流式 F分相鉛包式 外護層代號 ：02聚氯乙烯套 03聚乙烯套 20裸鋼帶鎧裝 30裸細圓鋼絲鎧裝 40裸粗圓鋼絲鎧裝 額定電壓（V） ；相線芯數 ；相線芯截面（mm2）；中性線芯數 ；中性線芯截面（mm2） （2）常用型號及選擇原則 塑料絕緣電力電纜（BLV、BLVV、BVR） 結構簡單，重量輕、抗酸堿、耐腐蝕，敷設安裝方便。 常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜。 NoImage油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜 可用于垂直或高落差處，敷設在室內、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。 3常用

7、的絕緣導線型號選擇 塑料絕緣的絕緣性能良好，價格低，可節約橡膠和棉紗，在室內敷設時常用。 常用塑料絕緣線型號有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。 NoImage二、導線、電纜截面的選擇原則 1.按允許載流量選擇導線和電纜的截面 2.按允許電壓損失選擇導線和截面 3.按經濟電流密度選擇導線和電纜截面 4.按機械強度選擇導線和電纜截面 這是對架空線路而言的。要求所選的截面不小于其最小允許截面（見附錄表15）。對電纜不必校驗其機械強度。 5.滿足短路穩定度的條件 NoImage第三節按允許載流量選擇導線和電纜截面 一、 三相系統相線截面的選擇 通過相線的計算電流Ic不超過其允許載流量Ia

8、l，即 IcIal 按允許載流量選擇截面時須注意以下幾點： 1.允許載流量與環境溫度有關。 NoImage2.電纜多根并列時，要用電纜并列校正系數KP進行校正。 見附錄表A-14-6 3.電纜在土壤中敷設時，允許載流量也應乘上土壤熱阻系數KS校正。 4計算電流Ic的選取： 對降壓變壓器高壓側的導線，取變壓器額定一次電流I1NT； 對電容器的引入線，考慮電容器充電時有較大涌流，所以選高壓電容器的引入線時，取電容器額定電流INc的1.35倍，選低壓電容器的引入線應為電容器額定電流的1.5倍。 NoImage二、 中性線和保護線截面的選擇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

9、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突出 S0S 2.保護線（PE線）截面的選擇 （1）當S16mm2時 SPES NoImage （2）當16mm2S35mm2時 SPE16mm2 (3) 當S35mm2時 SPE0.5S 3.保護中性線（PEN線）截面的選擇 因為PEN線具有PE線和N線的雙重功能，所以選擇截面時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，當地最熱月平均最高氣溫為15。該線路供電給一臺40kW的電動機，其功率因數為0.8

10、，效率為0.85，試按允許載流量選擇導線截面。 解：解：（1）計算線路中的計算電流 NoImage （2）相線截面的選擇 查附錄表132得，4根單芯線穿鋼管敷設的每相芯線截面為35mm2的BLV型導線，在環境溫度為25時的允許載流量為80A，其正常最高允許溫度為65，即 Ial=83A al=65oC 0 =25oC 0 =15oC 溫度校正系數為： 導線的實際允許載流量為 ：Ial = KIal= 1.12 80A = 89.6A IC = 89A 所選相線截面滿足允許載流量的要求。 NoImage （3）保護線截面SPEN的選擇 按SPEN0.5S要求，選SPEN=25mm2 所以選擇BL

11、V型鋁芯塑料導線BLV-500-3*35+1*25。 NoImage第四節按允許電壓損失選擇導線和電纜截面 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差稱電壓損失,即 U = U1 - U2 電壓損失一般以百分數表示，即電壓損失的有名值與額定電壓之比的百分數表示 線路的電壓損失不宜超過規定值：高壓配電線路的電壓損失，一般不超過線路額定電壓的5%；從變壓器低壓側母線到用電設備受電端的低壓配電線路的電壓損失，一般不超過5%；對視覺要求較高的照明電路，則為2%3%。 NoImage二、線路電壓損失計算電壓損失計算 1.線路末端有一個集中負

12、荷時三相線路電壓損失的計算 線路末端有一個集中負荷S=P+jQ，線路額定電壓為UN，線路電阻為R，電抗為X。設每相電流為I，負荷的功率因數為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)末端接有一個集中負荷的三相線路 (b)末端接有一個集中負荷的三相線路其中一相的電壓矢量圖 NoImage由相量圖可以看出，線路相電壓損失為： U=U1U2=ae 在工程計算中，常以ad段代替ae段，其誤差不超過實際電壓損失的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

13、為 因為所以在實際計算中，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 電壓損失百分數為 NoImage 2. 沿線有多個集中負荷時電壓損失 以帶三個集中負荷的三相線路為例，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荷線路的電阻和電抗；l1、l2、l3為各干線的長度；L1、L2、L3為從電源到各支線負荷的長度；I1、I2、I3為各段干線的電流。 NoImage因為供電

14、線路一般較短，線路上的功率損耗略去不計。 （1）用干線負荷及干線的電阻電抗計算 通過第一段干線的負荷為P1= p1+ p2+ p3,Q1= q1+ q2+ q3； 通過第二段干線的負荷為P2= p2+ p3, Q2= q2+ q3； 通過第三段干線的負荷為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 NoImage推廣到線路上有n個集中負荷時的情況，線路電壓損失的計算公式為 （2）用支線負荷及支線到電源的電阻電抗計算 同理可得：NoImage（3）若線路截面相同，則 （4）對于全線的導線型號規格一致的“無感”線路（均一無感線路），電壓損失計算公式為 例6-2 已知

15、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。計算圖6-11所示供電系統的電壓損失： 1）1WL、2WL導線型號均LJ70 2）1WL為LJ95，2WL為LJ50 NoImage解：（1）1WL、2WL導線型號均LJ70時的電壓損失 （2）1WL為LJ95，2WL為LJ50時的電壓損失 1WL的損失： 2WL的損失： NoImage總電壓損失： 3.均勻分布負荷線路的電壓損失計算 設單位長度線路上的負荷電流為i0，則微小線段dl的負荷電流為i0dl。負荷電流i0dl流過線路（長

16、度為l，電阻為R0l）所產生的電壓損失為：NoImage三、按允許電壓損失選擇導線和電纜的截面 令I=i0L2,I為與均勻分布負荷等效的集中負荷，表明帶有均勻分布負荷線路的電壓損失,可將分布負荷集中于分布線段的中點，按集中負荷來計算。式中，Ual%為線路的允許電壓損失。 逐次試求法具體計算步驟為 ：（公式一）（公式二）NoImage（1）先取導線或電纜的電抗平均值（對于架空線路，可取0.350.40/km，低壓取偏低值；對于電纜線路，可取0.08/km），求出Ur%。 （2）根據Ua%=Ual%Ur%求出Ua%。 （3）根據公式（公式二）求出導線或電纜的截面S。并根據此值選出相應的標準截面。

17、（4）校驗。根據所選的標準截面及敷設方式，查出R0和X0，按式（公式一）計算線路實際的電壓損失，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）步重新計算，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。NoImage例例6-36-3 某變電所架設一條10KV的架空線路，向工廠1和2供電，如圖所示。已知導線采用LJ型鋁絞線，全線導線截面相同，三相導線布置成三角形，線間距為1m。干線01的長度為3km，干線12的長度為1.5km。工廠1的負荷為有功功率800kW，無功功率560kvar，工廠2的負荷為有功功率500kW，無功功率200kvar。允許電壓損失為5%，環境溫

18、度為25oC，按允許電壓損失選擇導線截面，并校驗其發熱情況和機械強度。 解：解：（1）按允許電壓損失選擇導線截面 因為是10KV 架空線路，所以初設X0=0.38/km，則 NoImageUa%=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，實際的電壓損失為 故所選導線LJ-50滿足允許電壓損失的要求。 （2）校驗發熱情況 NoImage查附表A-12-1可知，LJ-50在室外溫度為25oC時允許載流量為Ial=215A； 線路中最大負荷(在01段)為 P = p

19、1 +p2 = 800 + 500 = 1300 kW Q = q1 +q2 = 560 + 200 = 760 kvar 顯然發熱情況也滿足要求。 （3） 校驗機械強度 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 滿足機械強度要求。 NoImage第五節 按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面 一、選擇導線和電纜截面的選擇導線和電纜截面的經濟原則原則 （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用雖然低，但電能損耗大。 從全面的經濟效益考慮，使

20、線路的年運行費用接近最小的導線截面，稱為經濟截面，用符號Sec表示。 對應于經濟截面的電流密度稱為經濟電流密度，用符號jec表示。我國現行的經濟電流密度如表6-1所示。NoImage二、按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面二、按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面 按經濟電流密度計算經濟截面的公式為 根據上式計算出截面后，從手冊中或附錄表A-12、A-13、A-14選取一種與該值最接近（可稍小）的標準截面，再校驗其他條件即可。 例例6-3 某地區變電站以35kV架空線路向一容量為（3800+j2100）kVA的工廠供電，工廠的年最大負荷利用小時為5600h，架空線路采用LGJ型鋼芯鋁絞線。選擇其經濟

21、截面，并校驗其發熱條件和機械強度。解：解：（1）選擇經濟截面 ；工廠的計算電流為： NoImage查表6-1可知，其jec=0.9A/mm2；所以 Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2 選擇準截面70mm2，即型號為LGJ-70的鋁絞線。（2）校驗發熱條件 查附表A-12，LGJ-70在室外溫度為25oC時允許載流量為Ial=275AIC=71.6A，所以滿足發熱條件。（3）校驗機械強度 查附表A-15，35kV架空鋁絞線的機械強度最小截面為Smin=35mm2S=70mm2 因此，所選的導線截面也滿足機械強度要求。 NoImage第六節 電力線路的結構和敷設 一、 電力線路的結構 1架空線路的結構的結構 架空線路由導線、電桿、橫擔、絕緣子、線路金具等組成。 鋼芯鋁絞線圖導線排列：三角形、水平、垂直。導線結構：單股線、多股絞線（如圖為LGJ）電桿：水泥、鋼、鐵架塔橫擔：鐵、瓷NoImage2電纜線路的結構的結構 電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。電力電纜由導體、絕緣層和保護層