技能训练五 电力网与低压配电.doc

技能训练五 电力网与低压配电电能是生产、生活中的一种重要能源，具有清洁、卫生的特点，而且生产、转换、传输和分配都比较方便，因此得到非常广泛地应用。本模块详细介绍了从变压器到用户的低压配电线路接线原理，并通过动力表的接线安装实训，让读者提高实际动手能力。第一部分 教学要求一、目的要求了解电力系统组成。熟悉一次回线和二次回线的意义。了解低压配电线路形式和技术要求。突出掌握低压配电设备，导线选择与安装。二、工具器材器材名称数量（每组）器材名称数量（每组）单相电度表1平口灯座1三相三线电度表1白炽灯1三相四线电度表1剥线钳1RC熔断器1断线钳1交流电压表1平口起子2交流电流表1十字起子2电流互感器1钳形电流表1电压互感器1三、教学节奏与方式项目时间安排教学方式1课前准备课余阅读课文。2教师讲授8课时教师操作、示范、讲解工作原理。3学生实作12课时教师指导，学生实际操作。四、成绩评定技能训练成绩教师签名第二部分 教学内容一、 电力系统简介1电力系统组成由各种电压的电力线路，将各个发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体称为电力系统。工厂所需要的电力是由发电厂生产的，而发电厂大多建立在能源基地附近，往往离用电负荷很远。为了减少输电损失，发电厂发出的电压一般要经过升压变压器升压，采用高压输送到各负荷中心，而用电负荷的电压是低压，因此升压变压器输送的电能最后又要经降压变压器降压，才输送到最终用户，整个送电示意图如图5-1所示。图5-1 从发电厂到用用户的送电过程示意图2电力系统重要组成部分及其作用见表5-1。表5-1 电力系统组成及作用名称作用类型发电厂及发电机将各种型式的能源转化为电能火力发电、内燃机发电、水力发电、核发电、 太阳能发电电力变压器变换电压，用于连接不同电压等级的电网按变压形式分为升压变压器、降压变压器，按绕组形式分为单绕组、双绕组和多绕变压器各级电网输送电能分为高压电网、低压电网、区域电网和局域电网变配电所分配电能3电力系统（电力网）电压等级及应用见表5-2表5-2 电压等级及应用分类电网和用电设备电压（KV）发电机额定电压（KV）应用说明低压022023单相负载，如家用电器、照明等功率较小负荷的电源038040一般工厂、企业的动力电源066069较大工厂、企业的较大功率负荷的电源高压3315大中型电动机电源，大中型工厂高压负荷的电源663大中型电动机电源，大中型工厂高压负荷的电源10105小区域电网和中小型发电机电源1575大中型发电机电源182035局域电网和大区域电网电压63110220330超高压500750用于大区域电网之间的连接4电力负荷级别见表5-3表5-3 电力负荷级别负荷级别名称 特点一级特别重要负荷中断供电将导致十分严重的后果，甚至造成人员伤亡。应由二个电源供电。一个电源发生故障时，另一个电源保证供电。如：重要的国家机关、外事活动地点、重要的铁路枢纽、通讯枢纽、特别工厂等。二级重要负荷中断供电将导致较为严重的后果。如：铁路枢纽、通讯枢纽、国家机关、重要工厂等。三级一般负荷无特殊要求。如：一般工厂、农村。二、低压配电线路1简介低压配电线路是指线电压380V，相电压220V的线路。适合于输送到比较近的地方，作为动力电源和照明电源。无论是工厂、企业还是农村，配电线路都是以变压器、变电所和配电所为中心，采用向四周分散引出的方式，即放射型的供电方式，一般情况下都是采用三相四线的供电方式。2小型配电所结线（1）低压配电所简介一般工厂、企业和广大农村在电能使用时，为了保证安全，都是在低压条件下应用（380/220V），而电能在传输中，为保证传输容量和减小电能的损失，都是采用高电压输送，因而电能由高压输送到负荷中心后，需要降压和重新分配。承担这一任务的是变配电所，其主要设备有电力变压器、各种型号的开关、控制柜和配电电器，如图5-2所示。图5-2 小型配电所主要设备（2）小型配电所常用高低压配电设备小型配电所常用高低压配电设备的介绍，见表5-4。表5-4 小型配电所常用高低压配电设备名称结构文字标识图形符号特点电力变压器T改变交流电压，连接各级电网输送电力隔离开关QS隔断电路和变压器连接，不能带负荷操作跌落式熔断器FU负荷短路电流和过载电流时保护低压负荷开关QL可以带负荷操作低压断路器QF自动切断负荷和短路电流，通断能力强可靠性高电流互感器TA变换电流，主要是将大电流变为小电流，用于监测计量控制电压互感器TV变换电压，主要是将高电压变为低电压，用于监测计量控制（3）小型配电所一次回线主结线的介绍，见表5-5。表5-5 小型配电所一次回线主结线结线方案电路连接特点隔离开关+跌落式熔断器500KVA以下小容量变压器，低压侧安装负荷开关，可靠性不高，三级负荷负荷开关+熔断器500KUA以上，可靠性不是很高，三级负荷隔离开关+断路器容量大小不限，频繁操作，可靠性要求高，短路电流大3小型配电所二次回线（）在电力系统中，用以控制、测量、指示和保护一次回路及其设备正常运行的电路叫二次回路二次回路一般由电压互感器和电流互感器与一次回路连接构成的二次回路主要有测量回路、监测回路、继电保护回路、计量电能回路、信号指示回路、控制回路等组成。在低压小型配电所中，二次回路相对较简单，主要是计量回路和监测回路低压的保护一般是由一次回路设备承担，例如熔断器。本书重点介绍低压供电监测、计量回路（）电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器与普通的变压器一样，由铁心和一、二次线圈构成电压互感器二次线圈额定电压为，电流互感器二次线圈额定电流为。电压互感器的作用是将高电压转化为低电压，电流互感器的作用是将大电流转化为小电流。作为测量仪表，继电保护，信号指示电路的电源。电压互感器在低压供电回路中运用不多，电流互感器在高、低压回路中运用较多实物结构如前表-。电压互感器和电流互感器的接线要求：电压互感器一、二线圈分别并联在一、二次回路中，电流互感器一、二线圈分别串联在一、二次回路中；电压互感器工作时相当于开路，不能短路，一、二次回路要安装熔断器，电流互感器工作时相当于短路，不能开路，二次回路则不能安装开关、熔断器；电压互感器和电流互感器运行中二次回路一端要接地，以保证工作人员和设备的安全；运行中拆装电流互感器时，要将二次回路短路，安装完毕后拆开短接线。（）电压互感器和电流互感器选择：一是根据安装和使用条件选择型号，低压电压互感器常用JDG-0.5系列。低压电流互感常用LMZ-0.5和LMK-0.5两大系列；二是选择额定值，比如一、二次额定电压、电流、额定容量；三是精度等级的选择，测量是0.5级和级，保护选级和级。（）由电压互感器和电流互感器构成的计量、监测回路实例如图5-2所示。TA 电压互感器 TV 电流互感器 PA 电流表PJ1 三相三线有功电度表 PJ2三相三线无功电度表图5-2 电压互感器和电流互感器构成的计量、监测回路实例3低压架空线路（1）低压架空线路的结构给工厂、企业、农村供电的低压配电线路大多数采用架空线，如图5-3所示。主要由导线、电杆、横担、绝缘子、金具和拉线等组成。1-电杆 2-横担 3-绝缘子 4-导线 5-拉线抱箍 6-拉线绝缘子 7-上把 8-中把9-花篮螺栓 10-拉杆 11-拉盘图5-3 架空方式的低压配电线路（2）架空导线的选择 应保证导线有足够的机械强度。由于导线有一定重量，在运行中还要受到风雨、冰雪等外力的作用，因此必须有足够的机械强度。为了防止发生断线事故，铝导线截面一般不小于16mm2，架空线一般选用裸铝线，在输送距离较近的机关、学校、居民区也可以用绝缘导线。导线载流量应能满足负荷的要求。负荷的实际电流应小于或等于导体的允许载流量。铝铰线和钢心铝铰线允许载流量见表5-6，塑料绝缘和橡皮绝缘导线允许载流量见表5-7。表5-6 铝铰线和钢心铝铰线允许载流量（A）铝铰线钢铝铰线型号70度室外载流量型号70度室外载流量LJ-16105LGJ-16105LJ-25135LGJ-25135LJ-35170LGJ-35170表5-7 塑料绝缘和橡皮绝缘导线允许载流量（A）塑料绝缘导线BV BLV系列橡皮绝缘导线BX BLX系列 截面积（mm2）允许载流量 截面积（mm2）允许载流量BV铜线BLV铝线BX铜线BLX铝线43728439306483765039106551107457169169169574251209125126965018714350200152 架空线路的损失不能过大。电流通过导线时会产生电压损失，导线越细，输送的路径远，负荷电流大，则电压损失就大，末端电压就低。有时甚至不能满足用户的要求。因此在选用导线时，应保证电压损失不超过额定电压的10%，导线截面选择参照表见表5-8。表5-8 导线截面选择参照表输电量（kw）输电距离（Km）020406081152253铝铝铝铝铝铝铝铝铝31616161616161623255161616161625253550816161616253550701016161625355070151616253550702016253550702516255070301635709540255095452570503570注：空白为不宜选取；凡导线计算截面值小于16 mm2时，应满足强度要求，均选用16 mm2。（3）低压架空线路主要设施见表5-9。表5-9 低压架空线路主要设施名称型式图示特点电杆直线杆是架空线直线部分支撑点，承受导线重力和凝结在导线上的冰雪的重力，同时承受侧向风力转角杆架空线路改变方向支撑点，一般安装一二根拉线，保持受力平衡终端架空线终端始端支撑点，安装反方向拉线，保持受力平衡。分支架空线分接支线支撑点，在分支线拉力反向安装拉线。横担四线角铁制造方便，但要安装绝缘子。四线木质价格便宜，目前较少应用低压陶瓷绝缘好，不需安装另外的绝缘子绝缘子（瓷瓶）(a)针式（b）蝴蝶式（c）拉线式绝缘性能好，良好的机械强度，价格低，维护方便金具(a)、（b）、（f)抱箍（c）支撑扁铁(d)穿心螺栓(e)垫铁(g)花蓝螺丝安装，固定横担，绝缘子一般都作防锈处理（4） 低压架空线路安装要求低压架空线限距。为保证架空线路的安全运行，架空线路在通过不同的地区时，导线与地面，水平建筑及其它设施应保持一定的距离，又叫限制距离，导线对不同物体的最小距离见表5-10。表5-10 导线对不同物体的最小距离 单位：m经过地区特点最小允许垂直距离最小允许水平距离农村居民区 房屋 树木625（最大弧垂）1-15（最大风吹偏）非居民区4551-15通航的湖，河面45-5低压架空线挡距架空线两电杆之间的距离叫做挡距。在架空线路中，除特殊的跨越、分支、转角以外，直线部分基本保持一致，低压架空线路常用的挡距和应用范围见表5-11。表5-11 低压架空线路常用的挡距和应用范围挡距25m30m40m50m60m水平间距300mm300mm300mm400mm400mm适用范围城镇闹区街道配电线路；工厂企业内部配电线路； 城镇，农村居民点配电线路 城镇非闹区街道配电线路；工厂企业内部配电线路 城镇，农村居民点外围线路工厂企业内部配电线路； 城镇，农村居民点外围线路低压架空线排列与线距。低压架空线的四根导线在电杆上排列时大都采用水平布置，导线之间的距离见表5-12。表5-12 低压架空线排列与线距 单位：米挡距40506070线距030404505导线的连接与绑扎。导线的连接见表5-13。表5-13 导线的连接 类型接法多股导线压接缠绕连接单股导线 平接丁字接十字接 软线多股与单股导线固定在绝缘子上通常采用绑扎的方法，导线的绑扎见图5-4图5-4（a） 侧边绑扎图5-4（b）顶部绑扎 图5-4（c）终端绑扎 图5-4（d）蝴蝶式绝缘子绑扎图5-4 导线的绑扎4地埋线（1）概述地埋线就是把绝缘导线连接埋入地中，给用户送电。由于直接把导线埋在地下，所以不需电杆、绝缘子和横担等。可以节约大量的材料，且安全可靠，不受雷电、风雪、雨等自然灾害的影响。因此，在输送距离较短的低压线路中得到较为广泛的应用。（2）地埋线导线选择及施工地埋线导线一般是塑料线和电力电缆，也有专用地埋电缆。见表5-14。 表5-14 地埋低压绝缘电缆安全载流量（A）标称截面双 芯 电 缆三 芯 电 缆四 芯 电 缆铜铝铜铝铜铝1525461016253550709512015018524013223552881231621982372863343824409162639669212214817821425028733013223552831051401672062502993433824319162639627910512515518822425728732322355274101132154189233272308347396448162639567599115141174204231260297336地埋电缆在施工中，地埋深度要求是冻层以下0.81m，开挖的沟宽便于施工，沟底应平直、结实。回填从一端填起，不要从几处同时填埋，防止导线受力。在出入土部分加强绝缘和防护能力，可以在导线上套上硬塑料管、钢管等。管口封闭，不允许杂物进去。5低压动力配电箱（盘）和配电柜低压配电盘和配电箱是为了控制、监视工厂电气负荷设备运行而设置的设备。从配电所经架空线或地埋线将电力送到负荷点后，就可以由配电箱进行分配，将电能输送到负荷的最终端，并实现控制、计量、监视、保护等重要功能，保证安全供电。如图5-5所示，为几种常见的低压配电盘和配电箱结构。 (a ) 较大容量配电柜 (b )小容量配电箱图5-5 几种常见的低压配电盘和配电箱结构6室内外进出线（1）接户线与进户线从架空线路的电杆到用户建筑物外的第一个支持点之间的引线叫做接户线。从用户外第一个支持点到建筑物内的第一个支持点的引线叫做进户线。接户线一般不超过25m，超过25m时，中间应增加接户杆，接户线对地距离不小于2.5m。如图5-6所示。图5-6 接户线与进户线（2）接户线与进户线导线选择及安装接户线和进户线的导线选择。接户线选择时，第一是机械强度。不同的敷设方式，截面要求不相同，接户线截面要求见表5-15。 表5-15 接户线最小允许截面（m2）接户线架设方式图例挡距铜铝从低压电杆引下10米以下2.5410-25米46沿墙敷设6米以下254导线的允许载流量一定大于负荷最大电流。进户线选择与接户线一样，但机械强度要求较低，铜线不宜小于1 mm2 ，铝线不宜小于2.5mm2。安装施工的要求。接户线：接户线安装时与地面高度不低2.5m，与其他线交叉时，距离不应小于0.6m，不得跨越铁路、公路，尽量避免跨越房屋，接户线绝缘子可接地，以防雷电；进户线：选择进户点时，尽可能的接近供电线路，进户线长度不宜超过1m，超过时加装中间支撑固点，穿墙时应有保护套管，常用的套管有瓷管、塑料管和钢管，进户线在屋内应有对应的配电箱和保护设备，例如熔断器、空气开关等。第三部分 技能训练本模块的实训内容为动力表安装接线。一、实训目的（1）掌握动力表的结构原理和接线原理；（2）掌握动力表的实际安装接线。二、动力表的结构原