Transcript 导线选择与电力线路

导线选择与电力线路
一、电力线路的结构
1．架空线路的结构
导线、电杆、
横担、绝缘子、
线路金具
导线结构：单股线、多股
绞线（如图为LGJ）
电杆：水泥、钢、铁架
塔
横担：铁、瓷
钢芯铝绞线图
导线排列：三角形、水平、
垂直
2．电缆线路的结构
电缆线路由电力电缆和电缆头组成。电力电缆由导体、
绝缘层和保护层三部分组成。
1-载流线芯；2-电缆纸；3-黄麻
填料；4-束带绝缘；5-铅包皮；
6-纸带；7-黄麻保护层；8-锯铠
1-统包绝缘层；2-缆芯绝缘；
3-扎锁管；4-扎锁管涂色层；
5-铅包
二、导线和电缆选择的选择
型号；截面
1、常用导线
裸导线；绝缘导线；电缆
（1）裸导线
铝绞线（LJ）
钢芯铝绞线（LGJ）
铜绞线（TJ）
防腐钢芯铝绞线（LGJF）
（2）绝缘导线
 橡胶绝缘：BLX
 塑料绝缘：BLV（BV），BLVV（BVV），
BVR
（3）电力电缆
2、导线、电缆截面的选择原则
（1）按允许载流量选择
（2）按经济电流密度选择
（3）按机械强度校验
（4）按允许电压损失校验
（5）满足短路稳定度的条件
（1）按允许载流量选择
A、 三相系统相线截面的选择
允许载流量Ial大于通过相线的计算电Ij
I a1  I
j
载流量修正：
1.允许载流量与环境温度有关。
2.电缆多根并列时，要用电缆并列校正系数KP进行校正。
3.电缆在土壤中敷设时，应乘上土壤热阻系数KS校正。
补充： 中性线和保护线截面的选择
1.中性线（N线）截面的选择
（1）一般三相四线制线路中的中性线截面S0
S0≥0.5Sφ
（2）由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路
S0=Sφ
（3）如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出
S0≥Sφ
2.保护线（PE线）截面的选择
（1）当Sφ≤16mm2时
SPE≥Sφ
（2）当16mm2＜Sφ≤35mm2时
SPE≥16mm2
（3）当Sφ≥35mm2时
SPE≥0.5Sφ
3.保护中性线（PEN线）截面的选择
按PE线和N线的最大值选取。
例5–7 有一条220/380V的三相四线制线路，采用BLV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15℃。
该线路供电给一台40kW的电动机，其功率因数为0.8，效率
为0.85，试按允许载流量选择导线截面。
解：（1）计算线路中的计算电流
（2）相线截面的选择
查表得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为35mm2
的BLV型导线，在环境温度为25℃时的允许载流量为
80A，其正常最高允许温度为65℃，即
Ial=83A
θal=65oC
θ0 =25oC
θ′0 =15oC
温度校正系数为：
导线的实际允许
载流量为 ：
Iˊal = KθIal= 1.12× 80A = 89.6A ＞ IC
= 89A
所选相线截面满足允许载流量的要求。
（3）保护线截面SPEN的选择
按SPEN≥0.5SФ要求，选SPEN=25mm2
所以选择BLV型铝芯塑料导线BLV-500-3*35+1*25。
（2） 按经济电流密度选择
Sj 
I g  m ax
J
Sj 
I g  m ax
J
（3） 按机械强度校验
例5-8 某地区变电站以35kV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
用小时为5600h，架空线路采用LGJ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。
解:（1）选择经济截面 ；工厂的计算电流为：
查表5-13可知，其J=0.9A/mm2；所以
Sec=Ic/J=71.6/0.9=79.6mm2
选择准截面70mm2，即型号为LGJ-70的铝绞线。
（2）校验发热条件
查表，LGJ-70在室外温度为25oC时允许载流量为
Ial=275A＞IC=71.6A，所以满足发热条件。
（3）校验机械强度
查附表，35kV架空铝绞线的机械强度最小截面为
Smin=35mm2＜S=70mm2
因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。
（4）按允许电压损失校验
A、电压损失
1.电压降落：线路两端电压的相量差称电压降落,即
2.电压损失：线路两端电压的代数差称电压损失,即
ΔU = U1 - U2
电压损失一般以百分数表示，即电压损失的有名值
与额定电压之比的百分数表示
U % 
U
UN
 100
B、线路电压损失计算
1）线路末端有一个集中负荷
(a)末端接有一个集中负荷的三相线路
(b) 电压矢量图
由相量图可以看出，线路相电压损失为：
△Uφ=Uφ1－Uφ2=ae
以ad段代替ae段，每相的电压损失为
△Uφ=ad=af+fd=IRcosφ2+IXsinφ2=I(Rcosφ2+Xsinφ2)
换算成线电压损失为
因为
所以
采用线路的额定电压UN来代替U2，线电压
损失为
电压损失百分数为
2） 沿线有多个集中负荷时电压损失
因为供电线路一般较短，线路上的功率损耗略去不计。
（1）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P1= p1+ p2+ p3,Q1= q1+ q2+ q3；
通过第二段干线的负荷为P2= p2+ p3, Q2= q2+ q3；
通过第三段干线的负荷为P3=p3,Q3=q3；
线路上每段干线的电压损失为
线路上总的电压损失为
推广到线路上有n个集中负荷时的情况，线路电压损失
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
同理可得：
（3）若线路截面相同，则
（4）对于全线的导线型号规格一致的“无感”线路
（均一无感线路），电压损失计算公式为
例5-9 已知LJ—50：r0=0.64Ω/km，x0=0.38Ω/km；LJ—70：
r0=0.46Ω/km，x0=0.369Ω/km；LJ—95：r0=0.34Ω/km，
x0=0.36Ω/km。计算图6-11所示供电系统的电压损失：
1）1WL、2WL导线型号均LJ—70
2）1WL为LJ—95，2WL为LJ—50
解：（1）1WL、2WL导线型号均LJ—70时的电压损失
（2）1WL为LJ—95，2WL为LJ—50时的电压损失
1WL的损失：
2WL的损失：
总电压损失：
3）均匀分布负荷线路的电压损失计算
将分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负
荷来计算
三、按允许电压损失选择导线和电缆的截面
（式1）
式中，△Ual%为线路的允许电压损失。
（式2）
步骤：
（1）先取导线或电缆的电抗平均值（对于架空线路，可取
0.35~0.40Ω/km，低压取偏低值；对于电缆线路，可取
0.08Ω/km），求出△Ur%。
（2）根据△Ua%=△Ual%–△Ur%,求出△Ua%。
（3）根据式2求出导线或电缆的截面S。并根据此值选出相
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R0和X0，按式1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，否则重取电抗平均值回到第（1）
步重新计算，直到所选截面满足允许电压损失的要求为止
例5-10 某变电所架设一条10KV的架空线路，向工厂1和2供电，
如图所示。已知导线采用LJ型铝绞线，全线导线截面相同，
三相导线布置成三角形，线间距为1m。干线01的长度为3km，
干线12的长度为1.5km。工厂1的负荷为有功功率800kW，无
功功率560kvar，工厂2的负荷为有功功率500kW，无功功率
200kvar。允许电压损失为5%，环境温度为25oC，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。
解：（1）按允许电压损失选择导线截面
因为是10KV 架空线路，所以初设X0=0.38Ω/km，则
ΔUa%=ΔU%-ΔUr%= 5–0.98 =4.02
查附表，选LJ-50 ：几何均距为1000mm，截面为50mm2的LJ
型铝绞线的X0=0.355Ω/km，R0=0.64Ω/km，实际的电压损
失为
故所选导线LJ-50满足允许电压损失的要求。
（2）校验发热情况
查附表可知，LJ-50在室外温度为25oC时允许载流量为
Ial=215A；
线路中最大负荷(在01段)为
P = p1 +p2 = 800 + 500 = 1300 kW
Q = q1 +q2 = 560 + 200 = 760 kvar
显然发热情况也满足要求。
（3） 校验机械强度
查附表可知，高压架空裸铝绞线的最小允许截面为35mm2，
所以所选的截面50mm2 满足机械强度要求。
三、电力线路的接线方式
（一）高压电力线路的接线方式
1.高压放射式接线
变配电所高压母线上引出的一回线路直接向一个车间
变电所或高压用电设备供电，沿线不支接其他负荷。
2.高压树干式接线
由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上，
沿线支接了几个车间变电所或负荷点
3.高压环形接线
1、高压放射式接线
单回路放射式
双回路放射式
接线清晰，操作维护方便，
保护简单，便于实现自动化，
供电可靠性较高。
增加 了备用线路，提高
了供电可靠性；
具有公共备用接线的放射式
具有低压联络线的放射式
2、高压树干式接线
单树干式
双树干式
两端电源的单树干式
3、高压环形接线
（二）低压电力线路的接线方式
1.低压放射式接线
多用于用电设备容量大，或负荷性质重要，或车间内负
荷排列不整齐，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况。
2.低压树干式接线
在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍
3.低压环形接线
低压放射式接线
低压环形接线
四、电力线路的敷设
1.架空线路
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：
（1） 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。
（3） 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。
（4） 限距需遵循有关手册规定。
2．电缆线路
（1）直接埋地敷设
（2）电缆沟敷设
（3）电缆排管敷设
（4）沿墙敷设
（5）电缆桥架敷设
3．车间动力电气平面布置
（1）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。
（2）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。
（3）对配电干线和支线上的开关和熔断器也要分
别进行标注。
（4）对配电支线，标注的格式为：
d(e×f)–g
或
d(e×f)G–g
d导线型号;e导线根数；f导线
截面；g导线敷设方式。
小结
1、电弧的基本知识
2、导体和电器设备选择的一般规定
3、高压开关电器
4、母线、高压绝缘子及穿墙套管
5、互感器
6、低压开关电器
7、导线选择与电力线路