工厂供电第5章.ppt

第五章工厂电力线路第一节工厂电力线路及其接线方式第二节工厂电力线路的结构与敷设第三节导线和电缆截面的选择计算第四节车间动力电气平面布线图第五节电力线路的运行维护与检修试验,第一节工厂电力线路及其接线方式第二节工厂电力线路的结构与敷设第三节导线和电缆截面的选择计算,习题5-35-4,一、电力线路的任务和类别任务：类别：按电压分：按结构分：架空线路、电缆线路；按布置形式分：开式电力网，闭式电力网按接线方式分：放射式、树干式、环形接线,第一节工厂电力线路及其接线方式,高压线路：1KV及以上的线路低压线路：1KV以下的线路,二、高压线路的接线方式工厂高压电力线路与地方电力网相似。特点为：供电范围小，配电距离短，输送容量小。高低压电力线路常用的有放射式、树干式、环形接线。,输送电能,（一）放射式接线一条线路只能接一个负荷，沿线不能接其它负荷。主要有下面几种方式：1）单回路放射式；2）单电源双回路放射式；3）双电源双回路交叉放射式；4）具有公共备用线的放射式；5）采用低压联络的单回路放射式。优点：线路敷设简单，维护方便，保护简单。1）2）的供电可靠性不高，适于三级负荷或次要的二级负荷。3）、4）、5）的供电可靠性较高，适于一、二级负荷。缺点：开关柜数量多，导线多，投资较大。,（三）环行接线两路链串型树干式的线路联络起来形成环型接线。优点：运行灵活，供电可靠性高。缺点：闭环运行时，继电保护整定困难，有色金属消耗量大。在实际运行中，常采用混合式。,（二）树干式一条主干线可以引出多条分支线，接多个负荷。1）单干线供电；2）双干线供电；3）两端供电。优点：开关柜数量少，投资小，敷设简单，节约有色金属。缺点：供电可靠性较低，适于三级负荷或次要的二级负荷。,三、低压线路的接线方式从车间变电所或配电箱到用电设备的线路属于低压配电线路。,低压树干式接线,低压放射式接线,2、树干式,1、放射式,第三节导线和电缆截面的选择计算,一、概述工厂电力线路的结构：架空线路或电缆线路，或两者的结合。电力线路的材料：铜或铝。高压大多用铝线，低压大多用铜线。型号：TJ、LJ、LGJ、LYJ、BLX（BX）BLV（BV）、BLXF（BXF）、VLV（VV）、YJLV（YJV）TJ铜绞线；LJ铝绞线；LGJ钢芯铝绞线；LYJ架空绝缘电缆，铝芯绝缘导线，交联聚乙烯绝缘。另外还有聚氯乙烯绝缘或聚乙烯绝缘的架空线。GJ钢绞线，一般作为接地引下线。,氯丁橡皮绝缘,铝芯橡皮绝缘线,铝芯塑料绝缘线,铜芯塑料绝缘线,聚氯乙烯绝缘铝芯电缆,交联聚乙烯绝缘铝芯电缆,图,铜芯橡皮绝缘线,p18,选择导线电缆的截面时应满足的条件：1、正常发热条件：正常运行时发热温度不超过允许值。2、机械强度：不应小于机械强度要求的最小允许截面。选择截面时：AAmin，Amin可查附录表14、15。电缆不必校验此项。3、电压损失条件：不应超过正常运行时允许的电压损失。工厂内较短的高压线路可不校验此项。4、经济电流密度：适用于35KV及以上的线路或低压特大电流的线路。5、校验热稳定最小允许截面：,架空线不必校验此项。对于绝缘导线和电缆，还应按额定电压条件选择。,返20,根据实际经验，具体选择方法如下：选择架空线：1）当L2KM时，可按照正常发热条件选择，再校验机械强度和电压损失。2）当L2KM时，可按照电压损失选择，再校验正常发热条件和机械强度。选择10KV及以下的电缆线时：可按照正常发热条件选择，再校验电压损失和热稳定最小允许截面。选择长距离大电流线路或35KV及以上的线路时：应按照经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。,低压线路：1）动力线，可按照正常发热条件选择，再校验机械强度和电压损失。2）照明线，可按照电压损失选择，再校验机械强度和正常发热条件。按上述条件选择截面，容易满足要求，减少返工，,返20,二、按发热条件选择导线和电缆的截面（一）按正常发热条件选择三相系统相线截面应满足：式中：Ial导线在一定环境温度下的允许载流量；见附录表16-19。I30线路的计算电流。K温度校正系数。0导线允许载流量采用的温度，一般为25。实际环境温度。一般取当地最热月平均最高气温，室内时应加5。al导线电缆正常工作时的最高允许温度。一般：铝导线为70，铜导线为70-85，电缆为60-80。,对变压器高压侧导线：I30=I1NT对电容器的引入线：I30=1.35INC,注意：对低压绝缘导线和电缆，按发热条件选择时，还应注意与保护（熔断器和自动开关）的配合，以避免发生线路已烧坏，而保护未动作的情况。对熔断器保护：对自动开关保护：Kol的取值方法见课本p199、p206。（二）低压中性线和保护线截面的选择1、中性线（N线）的选择不应小于三相系统的最大不平衡电流。1）一般三相四线制的中性线截面：A00.5A或A0A2）两相三线及单相线路的中性线截面：A0=A3）三次谐波突出的三相四线制的中性线截面：A0A（一般取A0=A）,中性线,相线,绝缘导线及电缆允许的短时过负荷倍数,变压器接线方式为，yn0,变压器接线方式为D,yn11,低压设计规范规定：当A16mm2时，APEA（一般取A0=A）当16mm2A35mm2时，APE16mm2当A35mm2时，APE0.5A3、保护中性线截面（PEN线的选择）的选择应同时满足1、2的条件。例题5-1,2、保护线截面（PE线）的选择应考虑到单相短路电流通过PE线时的热稳定度。,有一条采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为+30。试按发热条件选择此线路的导线截面。解：1、相线截面A的选择查附录表19-1：环境温度为30时，明敷的BLX-500型截面为50mm2的铝芯橡皮线Ial=163AI30=150A，满足发热条件。则选得相线截面为：A=50mm2校验机械强度：查附录表15，假设为室外明敷且15mL25m，查得：Amin=10mm2。则AAmin，满足机械强度要求。,例题5-1,3、保护线截面的选择因A35mm2，故选APE0.5A=25mm2校验机械强度：Amin=10mm2。则AAmin，满足机械强度要求。所选导线型号可表示为：BLX-500-（350+125+PE25）。,2、中性线的选择因A00.5A，选A0=25mm2。校验机械强度：因Amin=10mm2。则AAmin，满足机械强度要求。,三、按经济电流密度选择导线和电缆的截面目的：使年运行费用低，有色金属消耗量小来进行选择。年运行费：包括线路折旧费、维修管理费、电能损耗费。线路折旧费=线路投资/折旧年限图5-28：曲线1:(线路折旧费+线路维修管理费)与导线截面的关系；曲线2：电能损耗费与导线截面的关系；计算经济截面的公式为：,式中：经济电流密度。见表5-3。,年运行费与导线截面的关系。,例5-3自学,四、线路电压损失的计算定义：电压降线路始末两端电压的相量差；电压损失线路始末两端电压的数值差。（一）线路末端接有一集中负荷的三相线路U的计算1、线路末端接有一集中负荷的三相线路U的计算因为三相对称，,矢量图：,g,由矢量图可看出：电压损失为ae段。为计算方便，用ad段代替ae段。其误差为实际电压损失的5%以内。ae段为：Uad=af+fd=IRcos+IXsin用线电压的电压损失表示为：,式中：PQUXRX单位分别为：WvarV，或：KWKvarKV。,用百分数表示时：,式中：PQUXRX单位为：WvarV。若用kWkvarkV表示时：,或表示为：,式中：PQUXRX单位为：kWkvarkV。,2、线路各段接有负荷时的三相线路U的计算以三个集中负荷为例：见下图：,A,B,有两种计算方法：1）计算各段线路的U然后叠加每一段线路通过的总负荷功率如图所示。线段：,线段：,线段：,线路各段的电压损失为：,段：,段：,段：,总的电压损失通用式为：,2）计算各负荷单独作用时的电压损失，然后叠加。分别计算出三段线路的总阻抗RiXi（见上页图）,第一段：,第二段：,第三段：,总的电压损失通用式为：,对于无电感的线路，即cos1或x=0的线路，线路电压损耗为：,或表示为：,式中：的单位为V；的单位为KW；为导线的电导率,单位为m/.mm2；A为导线的截面，mm2；L的单位为m；M为功率矩，KW.m；C为计算系数，可查表5-4。,对于均一无感的单相交流和直流线路，因负荷电流要通过来回两根导线，阻抗增大了一倍，所以电压损耗应为一根导线上的两倍，即：,对于均一无感的两相三线线路，可推导出：推导略.,在工业企业电力网络中，由于线路的总长度不长，通常各段导线的结构和截面都一样，则：R=R0L，X=X0L或r=R0，x=X0。R0X0单位长度的电阻、电抗，见附录表6。,此公式常用,试验算例5-3所选LGJ-50型(35kV)钢芯铝绞线是否满足允许电压损失5%的要求。已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距为1.6m。线路全长5km。解：由例5-3知P30=2500kW，cos=0.7，因此tan=1，Q30=2500kvar。利用A=50mm2（LGJ）和aav=1.261.62m查附录表6，得R0=0.68/km，X0=0.39/km。线路的电压损耗为：,线路的电压损耗百分值为：,因此所选导线LGJ-50满足电压损失的要求。,作业:习题5-3,例题5-4,（二）均匀分布负荷的三相线路电压损失的计算（适于低压线路）,L2/2,如图所示：设线路上单位长度的负荷电流为，单位长度的电阻为R0。则微小线段的负荷电流为，线段的电阻为R=RO，不计电抗，电流在段上产生的电压损失为：,整条线路的电压损失为：,对均匀分布负荷的线路，计算电压损失时，可以把均匀分布负荷作为一个集中负荷，该集中负荷位于均匀分布负荷的中点。,结论：,某220/380v的TN-C线路，如图所示。线路拟采用BX-500型铜芯橡皮绝缘线户内明敷，环境温度为30，允许电压损失为5%，试选择该线路的导线截面。解：（1）线路的等效变换,原集中负荷：p1=20kw，cos1=0.8，tan1=0.75，q1=200.75=15kvar。原分布负荷：p2=0.450=20kw，cos2=0.8，tan2=0.75，q2=200.75=15kvar。,返43,例5-6,（2）按正常发热条件选择导线截面线路中总的计算负荷为：P=p1+p2=20+20=40kw，Q=q1+q2=15+15=30kvar，,查附录表19-1，得BX-500型铜芯导线A=10mm2，在30明敷时的Ial=77AI=76A，因此可选3根BX-500-110导线作相线，另选1根BX-500-110导线作PEN线。（3）校验机械强度：查附录表15，室内明敷铜芯线最小截面为1mm2，10mm21mm2，则满足机械强度要求。（4）校验电压损失，查附录表6知，BX-500-110的电阻、电抗。R0=2.19/km，线距按150mm计时：X0=0.31/km。,电压损失为：,用百分数表示：,因此所选线路也满足允许电压损失的要求。所选导线截面为：BLX-500（310+110）。还可以把两个相同的负荷作为一个集中负荷，即：,第四节车间动力电气平面布线略第五节电力线路的运行维护与检修试验略,P41,补充（三）按允许电压损失选择导线电缆的截面根据公式：,下标a：activepower，：有功功率产生的电压损失；下标r：rectivepower，：无功功率产生的电压损失；,分两种情况讨论：1、不计时。有三种情况可以不计：cos0.8.导线截面A16mm2；或cos0.9，导线截面A25mm2；照明线路，cos=1（认为q=0）；截面小于50mm2的三芯电缆（认为x00）。则有：,若的单位为km/.mm2，则：铝导体：=0.032km/.mm2；铜导体：=0.053km/.mm2。,式中：p：kw；L：km；UN：kv；A：mm2,2、计入时：高压线路中：x0=0.30.4/km；电缆线路：x0=0.08/km一般同截面的电缆电抗远小于架空线，而电阻相差不大。由于x0变化不大，因此：先假定一个x0计算出A。,按电压损失选择导线截面的步骤：1）假定x0，计算出；2）计算：=-3）计算截面A：,4）根据标准截面，查出对应的R0、X0，代入式中校验。,例题：一条10kv架空线路向两个用户供电，三相导线为LJ型，三角形排列，线间几何均距为1m，线路总长3km，允许电压损失为5%，环境温度为35，试选择此