1、第5章 工廠電力線路第一節 工廠電力線路及其接線方式第二節 工廠電力線路的構造與敷設第三節 導線和電纜截面的選擇計算第4節 車間動力電氣平面布線圖第5節 電力線路的運轉維護與檢修實驗 第1節 工廠電力線路及其接線方式第2節 工廠電力線路的構造與敷設第3節 導線和電纜截面的選擇計算習題 5-3 5-4一、電力線路的義務和類別義務：類別：按電壓分：按構造分：架空線路、電纜線路；按布置方式分：開式電力網，閉式電力網按接線方式分：放射式、樹干式、環形接線第一節 工廠電力線路及其接線方式高壓線路：1KV及以上的線路低壓線路：1KV以下的線路二、高壓線路的接線方式 工廠高壓電力線路與地方電力網類似。特點為

2、： 供電范圍小，配電間隔短，保送容量小。高低壓電力線路常用的有放射式、樹干式、環形接線。保送電能一放射式接線一條線路只能接一個負荷，沿線不能接其它負荷。主要有下面幾種方式：1單回路放射式； 2單電源雙回路放射式；3雙電源雙回路交叉放射式；4具有公共備用線的放射式；5采用低壓聯絡的單回路放射式。優點：線路敷設簡單，維護方便，維護簡單。12的供電可靠性不高，適于三級負荷或次要的二級負荷。 3、4、5的供電可靠性較高，適于一、二級負荷。缺陷：開關柜數量多，導線多，投資較大。三環行接線 兩路鏈串型樹干式的線路聯絡起來構成環型接線。優點：運轉靈敏，供電可靠性高。缺陷：閉環運轉時，繼電維護整定困難，有色金

3、屬耗費量大。 在實踐運轉中，常采用混合式。二樹干式一條主干線可以引出多條分支線，接多個負荷。1單干線供電； 2雙干線供電；3兩端供電。優點：開關柜數量少，投資小，敷設簡單，節約有色金屬。缺陷：供電可靠性較低，適于三級負荷或次要的二級負荷。三、低壓線路的接線方式從車間變電所或配電箱到用電設備的線路屬于低壓配電線路。 低壓樹干式接線 低壓放射式接線 2、樹干式1、放射式第三節 導線和電纜截面的選擇計算一、概述工廠電力線路的構造：架空線路或電纜線路，或兩者的結合。電力線路的資料：銅或鋁。高壓大多用鋁線，低壓大多用銅線。型號：TJ、 LJ 、LGJ、LYJ、BLXBXBLVBV、 BLXFBXF、VL

4、VVV、YJLVYJV TJ銅絞線； LJ鋁絞線； LGJ鋼芯鋁絞線；LYJ架空絕緣電纜，鋁芯絕緣導線，交聯聚乙烯絕緣。 另外還有聚氯乙烯絕緣或聚乙烯絕緣的架空線。GJ鋼絞線，普通作為接地引下線。氯丁橡皮絕緣鋁芯橡皮絕緣線鋁芯塑料絕緣線銅芯塑料絕緣線聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜交聯聚乙烯絕緣鋁芯電纜圖銅芯橡皮絕緣線p18選擇導線電纜的截面時應滿足的條件：1、正常發熱條件：正常運轉時發熱溫度不超越允許值。2、機械強度：不應小于機械強度要求的最小允許截面。選擇截面時：AAmin，Amin可查附錄表14、15。電纜不用校驗此項。 3、電壓損失條件：不應超越正常運轉時允許的電壓損失。工廠內較短的高壓線路可不校

5、驗此項。4、經濟電流密度：適用于35KV及以上的線路或低壓特大電流的線路。5、校驗熱穩定最小允許截面： ,架空線不用校驗此項。 對于絕緣導線和電纜，還應按額定電壓條件選擇。返20根據實踐閱歷，詳細選擇方法如下：選擇架空線： 1當L2KM時，可按照正常發熱條件選擇，再校驗機械強度和電壓損失。 2當L2KM時，可按照電壓損失選擇，再校驗正常發 熱條件和機械強度。選擇10KV及以下的電纜線時：可按照正常發熱條件選擇，再校驗電壓損失和熱穩定最小允許截面。選擇長間隔大電流線路或35KV及以上的線路時：應按照經濟電流密度確定經濟截面，再校驗其它條件。低壓線路： 1動力線，可按照正常發熱條件選擇，再校驗機械

6、強度和電壓損失。 2照明線，可按照電壓損失選擇，再校驗機械強度和正常發熱條件。按上述條件選擇截面，容易滿足要求，減少返工，返20二、按發熱條件選擇導線和電纜的截面一按正常發熱條件選擇三相系統相線截面應滿足：式中：Ial導線在一定環境溫度下的允許載流量； 見附錄表16-19。I30線路的計算電流。 K溫度校正系數。 0導線允許載流量采用的溫度，普通為25。 實踐環境溫度。普通取當地最熱月平均最高氣溫，室內時 應加5。al導線電纜正常任務時的最高允許溫度。普通：鋁導線為70 ，銅導線為70-85 ，電纜為60-80 。對變壓器高壓側導線： I30= I1NT對電容器的引入線： I30=1.35 I

7、NC留意：對低壓絕緣導線和電纜，按發熱條件選擇時，還應留意與維護熔斷器和自動開關的配合，以防止發生線路已燒壞，而維護未動作的情況。對熔斷器維護： 對自動開關維護： Kol 的取值方法見課本p199、p206。 二低壓中性線和維護線截面的選擇1、中性線N線的選擇不應小于三相系統的最大不平衡電流。1普通三相四線制的中性線截面：A00.5A 或 A0A2兩相三線及單相線路的中性線截面：A0=A3三次諧波突出的三相四線制的中性線截面： A0A普通取A0=A中性線相線絕緣導線及電纜允許的短時過負荷倍數變壓器接線方式為，yn0變壓器接線方式為D,yn11規定：當A 16mm2時， APEA 普通取A0=A

8、當16mm2 A35mm2時， APE 16mm2當A35mm2時， APE 0.5A3、維護中性線截面PEN線的選擇的選擇應同時滿足1、2的條件。例題5-12、維護線截面PE線的選擇 應思索到單相短路電流經過PE線時的熱穩定度。 有一條采用BLX-500型鋁芯橡皮線明敷的220/380V的TN-S線路，線路計算電流為150A，當地最熱月平均最高氣溫為+30。試按發熱條件選擇此線路的導線截面。解：1、相線截面A的選擇查附錄表19-1：環境溫度為30時，明敷的BLX-500型截面為50mm2的鋁芯橡皮線Ial=163AI30=150A，滿足發熱條件。那么選得相線截面為：A=50mm2校驗機械強度

9、：查附錄表15，假設為室外明敷且15mL25m，查得：Amin=10mm2。 那么 AAmin，滿足機械強度要求。例題5-13、維護線截面的選擇因A 35mm2，應選APE0.5A=25mm2校驗機械強度：Amin=10mm2。 那么 AAmin，滿足機械強度要求。所選導線型號可表示為：BLX-500-350+125+PE25。2、中性線的選擇因A00.5A，選A0=25mm2。校驗機械強度：因Amin=10mm2。 那么 AAmin，滿足機械強度要求。三、按經濟電流密度選擇導線和電纜的截面目的：使年運轉費用低，有色金屬耗費量小來進展選擇。年運轉費：包括線路折舊費、維修管理費、電能損耗費。線路

10、折舊費=線路投資/折舊年限圖5-28：曲線1:(線路折舊費+線路維修管理費) 與導線截面的關系；曲線2：電能損耗費與導線截面的關系；計算經濟截面的公式為：式中： 經濟電流密度。 見表5-3。年運轉費與導線截面的關系。例5-3 自學 四、線路電壓損失的計算定義：電壓降線路始末兩端電壓的相量差； 電壓損失線路始末兩端電壓的數值差。一線路末端接有一集中負荷的三相線路U的計算1、線路末端接有一集中負荷的三相線路U的計算由于三相對稱，等值電路為：矢量圖：取一相分析：g 由矢量圖可看出：電壓損失為ae段。為計算方便，用ad段替代ae段。其誤差為實踐電壓損失的5%以內。ae段為：Uad=af+fd=IRco

11、s +IXsin 用線電壓的電壓損失表示為：式中：P Q UX R X單位分別為：W var V ， 或：KW Kvar KV 。用百分數表示時：式中：P Q UX R X單位為：W var V 。假設用kW kvar kV 表示時：或表示為：式中：P Q UX R X單位為： kW kvar kV 。2、線路各段接有負荷時的三相線路U的計算以三個集中負荷為例：見以下圖：AB有兩種計算方法：1計算各段線路的U然后疊加每一段線路經過的總負荷功率如下圖。線段 ：線段 ：線段 ：線路各段的電壓損失為： 段： 段： 段：總的電壓損失通用式為：2計算各負荷單獨作用時的電壓損失，然后疊加。分別計算出三段線

12、路的總阻抗Ri Xi見上頁圖第一段：第二段：第三段：總的電壓損失通用式為：對于無電感的線路，即cos1或x =0 的線路，線路電壓損耗為：或表示為：式中： 的單位為V； 的單位為KW； 為導線的電導率,單位為m/. mm2 ；A為導線的截面，mm2 ；L的單位為m； M為功率矩，KW.m； C為計算系數，可查表5-4。 對于均一無感的單相交流和直流線路，因負荷電流要經過來回兩根導線，阻抗增大了一倍，所以電壓損耗應為一根導線上的兩倍，即：對于均一無感的兩相三線線路，可推導出：推導略. 在工業企業電力網絡中，由于線路的總長度不長，通常各段導線的構造和截面都一樣，那么：R=R0L，X=X0L或r=R

13、0 ，x=X0 。R0 X0單位長度的電阻、電抗，見附錄表6。此公式常用 實驗算例5-3所選LGJ-50型(35kV)鋼芯鋁絞線能否滿足允許電壓損失5%的要求。知該線路導線為程度等距陳列，相鄰線距為1.6m。線路全長5km。解：由例5-3知P30=2500kW，cos=0.7，因此tan =1，Q30=2500kvar。利用A=50mm2LGJ和aav=1.261.62m查附錄表6，得R0=0.68/km， X0=0.39/km。線路的電壓損耗為：線路的電壓損耗百分值為：因此所選導線LGJ-50滿足電壓損失的要求。作業: 習題5-3例題 5-4二均勻分布負荷的三相線路電壓損失的計算適于低壓線路

14、L2 / 2如下圖： 設線路上單位長度的負荷電流為 ，單位長度的電阻為R0。那么微小線段 的負荷電流為 ，線段 的電阻為R=RO ，不計電抗，電流 在 段上產生的電壓損失為： 整條線路的電壓損失為： 對均勻分布負荷的線路，計算電壓損失時，可以把均勻分布負荷作為一個集中負荷，該集中負荷位于均勻分布負荷的中點。結論： 某220/380v的TN-C線路，如下圖。線路擬采用BX-500型銅芯橡皮絕緣線戶內明敷，環境溫度為30，允許電壓損失為5%，試選擇該線路的導線截面。解：1線路的等效變換30m50m40m0.4kw/mCos=0.820kwCos=0.855m40m20kw +j15kvar20kw

15、 +j15kvar原集中負荷：p1=20kw，cos1=0.8，tan 1=0.75， q1=200.75=15kvar。原分布負荷：p2=0.450=20kw，cos2=0.8，tan 2=0.75， q2=200.75=15kvar。返43例5-62按正常發熱條件選擇導線截面線路中總的計算負荷為：P=p1+p2=20+20=40kw， Q=q1+q2=15+15=30kvar，查附錄表19-1，得BX-500型銅芯導線A=10mm2，在30明敷時的Ial=77AI=76A，因此可選3根BX-500-110導線作相線，另選1根BX-500-110導線作PEN線。3校驗機械強度：查附錄表15，

16、室內明敷銅芯線最小截面為1mm2，10mm21mm2，那么滿足機械強度要求。4校驗電壓損失，查附錄表6知， BX-500-110的電阻、電抗。R0=2.19/km，線距按150mm計時：X0=0.31/km。電壓損失為：用百分數表示：因此所選線路也滿足允許電壓損失的要求。所選導線截面為： BLX-500310+110。還可以把兩個一樣的負荷作為一個集中負荷，即： 第四節 車間動力電氣平面布線 略 第五節 電力線路的運轉維護與檢修實驗 略P41補充三按允許電壓損失選擇導線電纜的截面根據公式：下標a：active power ， ：有功功率產生的電壓損失；下標r：rective power ， ：

17、無功功率產生的電壓損失； 分兩種情況討論：1、不計 時。有三種情況可以不計 ： cos0.8.導線截面A16mm2；或cos0.9，導線截面A25mm2；照明線路，cos =1 以為q=0；截面小于50mm2的三芯電纜以為x00。那么有：假設的單位為km/.mm2，那么：鋁導體：=0.032 km/.mm2； 銅導體：=0.053km/.mm2 。式中：p：kw；L：km； UN：kv；A ：mm22、計入 時： 高壓線路中：x0=0.30.4/km；電纜線路： x0=0.08/km普通同截面的電纜電抗遠小于架空線，而電阻相差不大。由于x0變化不大 ，因此：先假定一個x0 計算出 A 。按電壓損失選擇導線截面的步驟：1假定x0，計算出 ； 2計算： = -3計算截面A：4根據規范截面，查出對應的R0、X0，代入式中校驗。例題：一條10kv架空線路向兩個用戶供電，三相導線為LJ型，三角形陳列，線間幾何均距為1m，線路總長3km，允許電壓損失為5%，環境溫度為35，試選擇此導線截面。10kv變電所2km1km(1000+j800)kVA(50