电力线路及选择ppt课件.ppt

第五章 电力线路及选择,5.1 电力线路概述 5.2 架空线路导线截面选择 5.3 电力电缆导线截面选择计算,主要内容,5.1 电力线路概述 架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。 5.1.1 架空线路的结构与型号 架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。 为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。,1 导线 架空导线架设在空中，要承受自重、风压、冰雪荷载等机械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件比较恶劣。因此，它们的材料应有较高的机械强度和抗腐蚀能力，而且导线要有良好的导电性能。导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝（L）、钢（G）、铜（T）、铝合金（HL）等类型。由于多股绞线优于单股线，故架空导线多采用多股绞线。 铝绞线（LJ） 导电率高、质轻价廉，但机械强度较小、耐腐蚀性差，故多用于挡距不大的10kV及以下的架空线路。,架空线路结构示意图,钢芯铝绞线（LGJ） 将多股铝线绕在钢芯外层，铝导线起载流作用，机械载荷由钢芯与铝线共同承担，使导线的机械强度大为提高，因而在10kV以上的架空线路中得到广泛应用,铝合金绞线（LHJ） 机械强度大、防腐性能好、导电性亦好，可用于一般输配电线路。 铜绞线（TJ） 导电率高、机械强度大、耐腐蚀性能好，是理想的导电材料。但为了节约用铜，目前只限于有严重腐蚀的地区使用。 钢绞线（GJ） 机械强度高，但导电率差、易生锈、集肤效应严重，故只适用于电流较小、年利用小时低的线路及避雷线。,2 杆塔 杆塔是用来支持绝缘子和导线，使导线相互之间、导线对杆塔和大地之间保持一定的距离（挡距），以保证供电与人身安全。对应于不同的电压等级，有一个技术经济上比较合理的挡距，如0.4kV及以下为3050m ，610kV为40100m ，35kV水泥杆为100150m ，110220kV铁塔为150400m等。 杆塔根据所用材料的不同可分为木杆、钢筋混凝土杆和铁塔等三种。 杆塔按用途可划分为：直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特种杆（如分支杆、跨越杆、换位杆等）。,3 横担 横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷担等。 横担的长度取决于线路电压的高低、挡距的大小、安装方式和使用地点。主要是保证在最困难条件下（如最大弧垂时受风吹动）导线之间的绝缘要求。35kV以下电力线路的线间最小距离见有关设计手册。,4 绝缘子 绝缘子的作用是使导线之间、导线与大地之间彼此绝缘。故绝缘子应具有良好的绝缘性能和机械强度，并能承受各种气象条件的变化而不破裂。线路绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子。 5 金具 用于连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件。常用的金具有：悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具等。,5.1.2 电缆线路的结构与型号 电缆线路的结构主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成。 1 电缆种类与结构 在输、配电线路中，目前常用的135kV电力电缆，主要有铠装电缆与软电缆两大类。铠装电缆具有高的机械强度，但不易弯曲，主要用于向固定及半固定设备供电；软电缆轻便易弯曲，主要用于向移动设备供电。 铠装电缆 软电缆,2 电缆型号的选择 电力电缆的型号,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。 常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已达10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（已达110kV电压等级）。,常用型号及选择原则,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、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。,常用绝缘导线型号及选择 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。 常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。,电力电缆结构示意图,环氧树脂中间头示意图,环氧树脂终端头示意图,5.2.1 导线截面选择原则 为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满足下列条件： 1 经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路， 一般应按规定的经济电流密度选择和电缆的截面，以使线路的年运行费用（包括电能损耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。,5.2 架空线路导线界面选择,长时允许电流（允许载流量） 导线和电缆在通过计算电流时产生的发热高温， 不应超过其正常运行时的最高允许温度。 正常运行允许电压损失 导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗, 不应超过正常运行时允许的电压损耗值。 机械强度条件 导线的截面应不小于最小允许截面由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需校验短路热稳定度。,5.2.2 高压架空线路导线截面选择计算,高压架空线路导线截面的选择，应先按经济电流密度初选，然后按其他条件进行校验，全部条件都校验合格者为所选。 按经济电流密度选择导线截面 选择原则从两方面考虑： 选择截面越大，电能损耗就越小，但线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用就越高；,截面选择小，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。 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Sec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Jec表示。 按经济电流密度计算经济截面的公式为 式中，Ica为线路计算电流。,例 某变电站以35kV架空线路向一容量为3800+j2100kVA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。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。 解 1.选择经济截面 查表可知，其jec=0.9A Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2 选标准截面70mm2，即型号为LGJ70的铝绞线。 2.校验发热条件 查附录表可知，LGJ70在室外温度为25时的允许载流量为Ial=275AIc=71.6A，所以满足发热条件。 3.校验机械强度 查附录表15可知，35kV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。,2 按长时允许电流选择导线截面 三相系统相线截面的选择： 导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。选择截面时须使通过相线的计算电流Ic不超过其允许载流量Ial，即 IcIal 一般决定导线允许载流量时，周围环境温度均取25作为标准，当周围空气温度不是25，而是 时，导线的长时允许电流应按下式进行修正。,3 按允许电压损失选择导线截面 电流通过导线时，线路两端电压不等,为了保证供电质量，对各类电网规定了最大允许电压损失在选择导线截面时，要求实际电压损失U不超过允许电压损失Uac，即,5.2.3 低压架空线路导线截面选择 对于1kV以下的低压架空线，与高压架空线相比，线路比较短，但负荷电流较大。所以一般不按经济电流密度选择。低压动力线按长时允许电流初选，按允许电压损失及机械强度校验；低压照明线，因其对电压水平要求较高，所以，一般先按允许电压损失条件初选截面，然后按长时允许电流和机械强度校验。,1 按长时允许电流选择导线截面 要求导线的长时允许电流不小于线路的最大长时负荷电流（计算电流）。即 Ial Ica 2 按允许电压损失选择导线截面 因低压线路负荷电流大，相应的电压损失也大，故必须按允许电压损失来校验所选择导线截面 。电压损失的计算公式与高压线路相同。 3 按机械强度选择导线截面,5.3 电力电缆芯线截面选择计算,5.3.1 高压电缆芯线截面选择计算 电缆与架空线相比，散热条件较差，故还应考虑在短路条件下的热稳定问题。因此高压电缆截面除按经济电流密度、允许电压损失、长时允许电流选择外，还应按短路的热稳定条件进行校验。,1 按经济电流密度选择电缆截面 根据高压电缆线路所带负荷的最大负荷年利用小时，及电缆芯线材质，查出经济电流密度Jec，然后计算最大长时负荷电流Ica（如为双回路并联运行的线路，应按最大长时负荷电流的一半计算），电缆的经济截面Sec为,2 按长时允许电流校验所选电缆截面,根据按经济电流密度选择的标准截面，查出其长时允许电流Ial，应不小于其最大长时负荷电流（此时双回路供电应按一回故障的情况考虑），即 KIal Ica （529） K = K1K2K3 （530）,3 按电压损失校验电缆截面,式中 L线路长度，m； Sc导线截面，mm2； 导线电导率，m.mm2。,4 按短路电流校验电缆的热稳定性,式中 I最大三相稳态短路电流，A； ti 短路电流作用的假想时间，s；