工厂供电第6版第五章

1、 CH5 CH5 工厂电力线路工厂电力线路 5.1 ：工厂电力线路及其接线方式工厂电力线路及其接线方式 一、概述一、概述 电力线路电力线路：是电力系统中重要的组成部分，担负着：是电力系统中重要的组成部分，担负着输送输送和和 分配分配电能的电能的重要任务重要任务。 电力线路的电力线路的基本要求基本要求：供电安全可靠，操作方便，运行灵：供电安全可靠，操作方便，运行灵 活、经济和有利于发展。活、经济和有利于发展。 电力线路按电力线路按电压高低电压高低分，有高压线路（分，有高压线路（1KV以上）和低压以上）和低压 线路（线路（1KV以下）线路。以下）线路。 电力线路按照电力线路按照结构型式结构型式分：

2、架空线路、电缆线路和车间分：架空线路、电缆线路和车间 （室内）线路。（室内）线路。 二、高压电力线路的接线方式二、高压电力线路的接线方式 n 高压线路的作用是在企业内部从降高压线路的作用是在企业内部从降 压变电所（或配电所）向各车间变电压变电所（或配电所）向各车间变电 所、建筑物变电所或高压用电设备配所、建筑物变电所或高压用电设备配 电。基本接线方式有电。基本接线方式有放射式、树干式放射式、树干式 和和环形环形式式3种。种。 (一一)高压放射式接线高压放射式接线 高压放射式接线是指从变配电所高压放射式接线是指从变配电所 高压母线上引出的一回路直接向一个高压母线上引出的一回路直接向一个 车间变电

3、所或者高压用电设备供电，车间变电所或者高压用电设备供电， 沿线不接其他负荷。下图为高压放射沿线不接其他负荷。下图为高压放射 式接线式接线。 图图5-1 高压放射式线路高压放射式线路 单回路放射式单回路放射式，接线清晰，操作维护方便、保护简单，便于实现自动，接线清晰，操作维护方便、保护简单，便于实现自动 化。由于放射式线路之间互不影响，故供电的化。由于放射式线路之间互不影响，故供电的可靠性较好可靠性较好。但当这种放射。但当这种放射 式线路发生故障时，该线路所有供电负荷都要停电。为了提高可靠性，可式线路发生故障时，该线路所有供电负荷都要停电。为了提高可靠性，可 以改线路为下列几种。高压放射式线路所

4、用的以改线路为下列几种。高压放射式线路所用的高压开关设备较多高压开关设备较多，所以投，所以投 资也较大。资也较大。 (二二)高压树干式接线高压树干式接线 -高压树干式接线是指由变配电所高压母高压树干式接线是指由变配电所高压母 线上引出的每路高压配电干线上，沿线接线上引出的每路高压配电干线上，沿线接 了几个车间变电所或负荷点的接线方式。了几个车间变电所或负荷点的接线方式。 -树干式和放射式相比的树干式和放射式相比的优点优点：能减少线：能减少线 路的有色金属消耗量；采用的高压开关树路的有色金属消耗量；采用的高压开关树 少，投资较省。少，投资较省。缺点缺点：可靠性不高，当干：可靠性不高，当干 线发生

5、故障或检修时，接于干线的变电所线发生故障或检修时，接于干线的变电所 都要停电，实现自动化比较差。都要停电，实现自动化比较差。 图图5-2 高压树干式线路高压树干式线路 优点优点:有色金属消耗量有色金属消耗量 少少; 高压开关数量少高压开关数量少; 投资省投资省 缺点缺点:供电可靠性较低供电可靠性较低 改善改善:采用双干线采用双干线 或两端供电或两端供电 (下页下页) 图图5-3 双干线供电及两端供电的接线方式双干线供电及两端供电的接线方式 (三三)高压环形接线高压环形接线 n高压环形接线是树干式接线的改进，两路树干式高压环形接线是树干式接线的改进，两路树干式 接线连接起来就构成了环形接线。接线

6、连接起来就构成了环形接线。 n这种接线运行灵活，这种接线运行灵活，供电可靠性高供电可靠性高。由于闭环运。由于闭环运 行时继电保护整定较复杂，同时为了避免环形线行时继电保护整定较复杂，同时为了避免环形线 路上故障时影响整个电网，因此大多数环形线路路上故障时影响整个电网，因此大多数环形线路 采用采用“开口开口”运行方式（环形线中有一处开关是运行方式（环形线中有一处开关是 断开的）。断开的）。 图图5-4 高压环形接线高压环形接线 三、低压电力线路的接线方式三、低压电力线路的接线方式 n低压线路的作用是从车间变电所或建筑物低压线路的作用是从车间变电所或建筑物 变电所以变电所以380/220V的电压向

7、车间或建筑的电压向车间或建筑 物各用电设备或负荷点配电。低压配电线物各用电设备或负荷点配电。低压配电线 路也有路也有放射式、树干式和环形放射式、树干式和环形等接线方式。等接线方式。 (一一)低压放射式接线低压放射式接线 低压放射式是由变配电所低压配电屏供电给配低压放射式是由变配电所低压配电屏供电给配 电箱或低压用电设备。电箱或低压用电设备。 这种接线方式供电这种接线方式供电可靠性较高可靠性较高，所用，所用开关开关 设备及配电线路也较多设备及配电线路也较多。多用于用电设备。多用于用电设备 容量大，或负荷重要，或车间内负荷排列容量大，或负荷重要，或车间内负荷排列 不整齐，以及有爆炸危险的厂房，必须

8、由不整齐，以及有爆炸危险的厂房，必须由 车间隔离的房间引出线路等情况。车间隔离的房间引出线路等情况。 图图5-5低压放射式接线低压放射式接线 n(二二)低压树干式接线低压树干式接线 n特点特点：树干式接线采用的开关设备较少，：树干式接线采用的开关设备较少， 有色金属消耗量也较少，但干线故障使所有色金属消耗量也较少，但干线故障使所 连接的用电设备均受到影响，供电可靠性连接的用电设备均受到影响，供电可靠性 差。差。 图图5-6 n另外还有一种变形的树干式接线叫另外还有一种变形的树干式接线叫链式接链式接 线，线，该接线该接线适用用电设备距离近、容量小、适用用电设备距离近、容量小、 台数约在台数约在3

9、5台及配电箱不超过台及配电箱不超过3台的情台的情 况。总容量不超过况。总容量不超过10kW 图图5-7a,b (三三)低压环形式接线低压环形式接线 在两个车间变电所的低压侧，可以通过低压联在两个车间变电所的低压侧，可以通过低压联 络线把它们连接起来，构成环形接线。络线把它们连接起来，构成环形接线。 图图5-8 低压环形接线低压环形接线 n环形接线特点环形接线特点：可靠性高，任一：可靠性高，任一 段线路出现故障或检修，一般只段线路出现故障或检修，一般只 是短时停电或不停电，经切换操是短时停电或不停电，经切换操 作后就可恢复供电。但环形接线作后就可恢复供电。但环形接线 保护装置整定配合比较复杂，如

10、保护装置整定配合比较复杂，如 果配合不当，易发生误动作，反果配合不当，易发生误动作，反 而导致扩大故障停电范围。所以而导致扩大故障停电范围。所以 低压环形接线通常也多采用低压环形接线通常也多采用开环开环 运行运行。 在我国，低压配电系统中，多采用树干式配电在我国，低压配电系统中，多采用树干式配电 5.2 ：工厂电力线路的结构和敷设工厂电力线路的结构和敷设 n一、架空线路的结构和敷设一、架空线路的结构和敷设 架空线路的结构如图所示。它由架空线路的结构如图所示。它由电杆、横担、电杆、横担、 绝缘子、导线以及避雷线、拉线绝缘子、导线以及避雷线、拉线组成。组成。 n1.架空线路的导线架空线路的导线 导

11、线是线路的主体，担负着输送电能的任务。架空线导线是线路的主体，担负着输送电能的任务。架空线 路一般采用裸导线，按结构分有路一般采用裸导线，按结构分有单股单股和和多股绞线多股绞线，一般采，一般采 用用多股铝绞线多股铝绞线。 n2.电杆、横担和拉线电杆、横担和拉线 电杆是支持导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。电杆是支持导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。 对电杆要有足够的机械强度，要经久耐用，廉价便于搬运对电杆要有足够的机械强度，要经久耐用，廉价便于搬运 和安装。和安装。 n按按材料材料分有木杆、水泥杆、和铁塔。分有木杆、水泥杆、和铁塔。 n按按在架空线路的作用在架空线路的作用分有分有直线杆

12、直线杆、分段杆分段杆、分支杆分支杆等。等。 n横担横担安装在电杆上部，用来安装绝缘子以架设导线。安装在电杆上部，用来安装绝缘子以架设导线。 n拉线拉线是为了平衡电杆各方面的作用力。是为了平衡电杆各方面的作用力。 n3.线路绝缘子和金具线路绝缘子和金具(P168)（下一页）（下一页） n绝缘子是用来将导线固定在电杆上。绝缘子是用来将导线固定在电杆上。 n金具金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件 n绝缘子绝缘子 n 针式绝缘子针式绝缘子有木横担直脚、铁有木横担直脚、铁 横担直脚和铁横担弯脚三种类型。横担直脚和铁横担弯脚三种类型。 按针脚长短分

13、为长脚绝缘子和短脚按针脚长短分为长脚绝缘子和短脚 绝缘子。长脚绝缘子用在木横担上，绝缘子。长脚绝缘子用在木横担上， 短脚绝缘子用在铁横担上。短脚绝缘子用在铁横担上。 n 蝴蝶式绝缘子蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角用在耐张杆、转角 杆和终端杆上。拉线绝缘子用在拉杆和终端杆上。拉线绝缘子用在拉 线上，使拉线上下两段互相绝缘线上，使拉线上下两段互相绝缘。 金具金具 圆形抱箍圆形抱箍可以把拉线固定在可以把拉线固定在 电杆上电杆上 花篮螺丝可以调节拉线的紧花篮螺丝可以调节拉线的紧 度度 横担垫铁和横担抱箍横担垫铁和横担抱箍可以把可以把 横担装在电杆上横担装在电杆上 支撑扁铁支撑扁铁从下面支撑横担，从下面支

14、撑横担， 可以防止横担歪斜，支撑扁铁可以防止横担歪斜，支撑扁铁 的下端需要固定在带凸抱箍上的下端需要固定在带凸抱箍上 木横担木横担安装在木电杆上时，安装在木电杆上时， 需要用穿心螺钉拧紧需要用穿心螺钉拧紧 各种金具都应该镀锌或涂漆，各种金具都应该镀锌或涂漆， 防止生锈。防止生锈。 4.架空线路的敷设架空线路的敷设 n（1）敷设的要求和路径的选择）敷设的要求和路径的选择 n（2）导线在电杆上的排列位置）导线在电杆上的排列位置 三相四线制低压架空线路，一般采用水平排列。三相四线制低压架空线路，一般采用水平排列。 三相三线制架空线路可采用三角形排列。三相三线制架空线路可采用三角形排列。 n多回路导线

15、同杆架设时，可三角、水平混合排列。多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列。 n（3）架空线路的）架空线路的档距档距、弧垂弧垂及其他距离及其他距离 钢芯铝线截面钢芯铝线截面 n图图5-105-10 架空线路导线结构架空线路导线结构(P169) 二、电缆线路的结构和敷设二、电缆线路的结构和敷设 n1.电缆和电缆头电缆和电缆头 它是一种特殊的导线，在几根或者单根它是一种特殊的导线，在几根或者单根 绞线的绝缘绞线的绝缘导电芯线导电芯线外面，包有外面，包有绝缘层绝缘层和和保护层保护层。保护层。保护层 为内保护层（直接保护绝缘层）和外保护层（防止内保护为内保护层（直接保护绝缘层）和外保护层（防止内保护

16、 层受到机械损伤和腐蚀）。层受到机械损伤和腐蚀）。 n1铅皮；铅皮；2缠带绝缘；缠带绝缘； 3芯线绝缘；芯线绝缘； n4填充物；填充物；5导体导体 nP174P174电缆型号表示和含义电缆型号表示和含义 * * * *电缆的种类电缆的种类 * * * * 油浸纸绝缘电缆油浸纸绝缘电缆成本低，结构成本低，结构 简单，制造方便，易于安装和维护，简单，制造方便，易于安装和维护， 不宜用在有高度差的环境下。不宜用在有高度差的环境下。 塑料绝缘电缆塑料绝缘电缆稳定性高，安装稳定性高，安装 简单，但塑料受热易老化变形。简单，但塑料受热易老化变形。 交联聚乙烯绝缘电缆交联聚乙烯绝缘电缆耐热性好，耐热性好，

17、载流量大，适宜高落差甚至垂直敷设。载流量大，适宜高落差甚至垂直敷设。 橡胶绝缘电缆橡胶绝缘电缆弹性好，性能稳弹性好，性能稳 定，防水防潮，一般用做低压电缆。定，防水防潮，一般用做低压电缆。 5.3 ：导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算 n一、概述一、概述 n（1）发热条件发热条件 导线和电缆在通过正常导线和电缆在通过正常最大负荷最大负荷 电流电流即即计算电流计算电流时产生的发热温度，不应超过其时产生的发热温度，不应超过其 正常运行时的最高允许温度。正常运行时的最高允许温度。 n（2）电压损耗条件电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大导线和电缆在通过正常最大 负荷电流即负荷电流即计

18、算电流计算电流时产生的电压损耗，不应超时产生的电压损耗，不应超 过其正常运行时允许的电压损耗。过其正常运行时允许的电压损耗。 n（3）经济电流密度经济电流密度 35KV及以上及以上,35KV以下长以下长 线路线路,为了使线路的年运行费用最低，按经济电流为了使线路的年运行费用最低，按经济电流 密度选择导线的截面，称为密度选择导线的截面，称为“经济截面经济截面”。工厂。工厂 10KV及以下线路，通常不按经济电流密度选择。及以下线路，通常不按经济电流密度选择。 n（4）机械强度机械强度 导线截面不应小于其最小允许截导线截面不应小于其最小允许截 面，面，电缆验证短路的动稳定度电缆验证短路的动稳定度；母

19、线校验短路的母线校验短路的 动稳定度和热稳定度动稳定度和热稳定度。 二、按发热条件选择导线和电缆截面二、按发热条件选择导线和电缆截面 n1.三相系统相线截面的选择三相系统相线截面的选择 n按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应满按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应满 足足允许载流量允许载流量Ial大于或者等于通过相线的计算电大于或者等于通过相线的计算电 流流I30。 n如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量 所采用的环境温度不同时，则导线的允许载流量所采用的环境温度不同时，则导线的允许载流量 应乘以应乘以温度校正系数温度校正系数。 n2.中性

20、线和保护线截面的选择中性线和保护线截面的选择 n三相四线制系统中的中性线三相四线制系统中的中性线,要通过系统的不平衡电流和零序电流要通过系统的不平衡电流和零序电流,因因 此中性线的允许载流量此中性线的允许载流量,不应小于三相系统的最大不平衡电流不应小于三相系统的最大不平衡电流,同时应同时应 考虑谐波电流的影响考虑谐波电流的影响. n（1）中性线（）中性线（N）截面的选择）截面的选择 n一般三相四线制线路一般三相四线制线路的中性线截面的中性线截面A0应不小于相线截应不小于相线截 面面A 的 的50%50%， A0 0.5A n两相三线线路及单相线路两相三线线路及单相线路的中性线截面的中性线截面A0由于中性线由于中性线 与相线电流相等，因此中性线截面应与相线截面与相线电流相等，因此中性线截面应与相线截面A 相同。 相同。 A0=A n三次谐波电流突出的三相四线制三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面线路的中性线截面A0 为为 A0 A n（2）保护线（）保护线（PE）截面的选择）截面的选择 n保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相 短路电流通过时的短路电流通过时的短路热