供配电技术（中篇共上中下3篇）

省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

申九菊

乔志杰

赵晓东项目四

电力负荷及其计算目录电力负荷和负荷曲线短路计算计算负荷的确定4.1电力负荷和负荷曲线

4.1.1

电力负荷的分级1.一级负荷符合下列情况之一的，应视为一级负荷：①中断供电造成人身伤亡。②中断供电在经济上造成重大损失，如重大设备损坏、大量产品报废、采用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的生产过程需要很长时间才能恢复等。③中断供电影响重要用电单位的正常工作，如重要交通枢纽、重要通信枢纽、大型体育场馆、用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的电力负荷。2.二级负荷符合下列情况之一的，应视为二级负荷：①中断供电将在经济上造成较大损失，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。②中断供电影响较重要用电单位的正常工作，如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，中断供电造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱。3.三级负荷三级负荷属于一般性电力负荷，对供电没有特殊要求。中、小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类如表所示。4.1.1

电力负荷的分级电力负荷按功能分为照明负荷和动力负荷。照明负荷为单相负荷，在三相系统中很难做到三相平衡；动力负荷可视为三相平衡。电力负荷按行业分为工业负荷、非工业负荷和居民用电负荷等。电力负荷按工作制可分为以下3类。1.长期连续工作制长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、电动发电机组、电炉和照明灯等。虽然机床电动机的负荷变动较大，但也属于长期连续工作制。2.短时工作制工作时间较短，停歇时间相对较长，如机床上的某些辅助电动机（进给电动机、升降电动机等）。3.断续周期工作制周期性地工作—停歇—工作，如此反复运行，工作周期一般不超过10min，如电焊机和起重机械。4.1.2

电力负荷的类别4.1.3用电设备的额定容量、负荷系数和负荷持续率1.用电设备的额定容量用电设备的额定容量，是指用电设备在额定电压下、在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。电动机、电炉和电灯等设备的额定容量，用有功功率PN表示，单位为瓦（W）或千瓦（kW）。变压器、互感器和电焊机等设备的额定容量，用视在功率SN表示，单位为伏安（VA）或千伏安（kVA）。电容器类设备的额定容量，用无功功率Qc表示，单位为乏（var）或千乏（kvar）。4.1.3用电设备的额定容量、负荷系数和负荷持续率2.用电设备的负荷系数用电设备的负荷系数（或称负荷率）KL，定义为用电设备在最大负荷时输出或耗用的功率P与用电设备额定容量PN的比值，即负荷系数表示用电设备额定容量的利用程度，负荷系数有时也用β表示。3.用电设备的负荷持续率用电设备的负荷持续率，又称暂载率或相对工作时间，符号为ε，定义为一个工作周期T内的工作时间t与T的百分比，即式中，t0为工作周期T内的停歇时间，T、t、t0的单位均为秒（s）。4.1.4

负荷曲线1.负荷曲线的类型负荷曲线是指用来表示电力负荷随时间变化的曲线。负荷曲线按电力负荷的对象分为工厂、车间或用电设备的负荷曲线；按电力负荷的功率性质分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；按电力负荷的表示时间分为年、月、日和工作班的负荷曲线；按电力负荷的绘制方式分为依点连成的负荷曲线和梯形负荷曲线，如图所示。4.1.4

负荷曲线2.负荷曲线的绘制负荷曲线通常绘制在直角坐标，横坐标表示负荷变化时间，纵坐标表示负荷大小。负荷曲线中应用较多的为年负荷曲线，通常是根据冬日和夏日负荷曲线绘制。年负荷曲线如图所示，图（a）年负荷持续时间曲线的负荷从大到小进行排列，反映了全年的负荷变化与负荷持续时间（全年按8760h）之间的关系。图（b）年每日最大负荷曲线是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制，反映了全年中不同时段的电能消耗。4.1.4

负荷曲线3.和负荷曲线有关的物理量（1）年最大负荷和年最大负荷利用小时。年最大负荷Pmax，是指全年中负荷最大的工作班内（该工作班的最大负荷不是偶然出现的，是在负荷最大的月份内至少出现过2～3次）电能消耗最多的半小时平均负荷P30。年最大负荷利用小时Tmax，是指假设电力负荷按年最大负荷Pmax(P30)持续运行时，在Tmax时间内电力负荷消耗的电能，恰好与电力负荷全年实际消耗的电能相等，如图所示。因此，年最大负荷利用小时是一个假想时间，计算方式如下式中，Wa表示电力负荷全年实际消耗的电能。年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的重要参数，与企业的生产班制有直接的关系。4.1.4

负荷曲线（2）平均负荷和负荷曲线填充系数。平均负荷Pav，是指电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，计算方式如下式中，Wt为时间t内消耗的电能。年平均负荷Pav，是指电力负荷全年平均消耗的功率，如图所示，计算方式如下式中，Wa为电力负荷全年实际消耗的电能。负荷曲线填充系数β，是将波动起伏的负荷曲线“削峰填谷”，求出平均负荷Pav与最大负荷Pmax的比值，也称负荷系数或负荷率，计算方式如下负荷曲线填充系数表示负荷曲线不平坦的程度，即负荷变化的程度。从发挥整个电力系统能效来说，应设法提高负荷曲线填充系数的值。因此，供配电系统在运行过程中必须进行负荷调整。4.2

计算负荷的确定4.2.1

计算负荷概述计算负荷是指用统计计算求出的，用来选择和校验变压器的容量及开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。同时，它也是选择仪器仪表、整定继电保护的重要数据。如果计算负荷确定过大，则会引起所选变压器的容量、电气设备和导线截面选择过大，造成资源浪费；如果计算负荷确定过小，则会引起所选变压器的容量不足或电气设备、电力线路在运行时电能损耗增加，产生过热、绝缘加速老化等现象，甚至发生事故。通常用P30、Q30、S30、I30分别表示有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流。确定计算负荷的方法主要有需要系数法和二项式系数法。需要系数法是普遍采用的确定计算负荷的基本方法。二项式系数法应用的局限性较大，但在确定设备台数较少、设备容量差别很大的分支干线的计算负荷时，采用二项式系数法较采用需要系数法更加合理且计算简便。4.2.2

单个用电设备的计算负荷对于单台电动机，供电线路在30min内出现的最大平均负荷即计算负荷，计算方式如下式中，PN为电动机的额定功率；ηN为电动机在额定负荷下的效率。对于单个白炽灯、单台电热设备、电炉变压器等，用电设备的额定容量可以直接作为计算负荷，即P30=PN对于单台反复短时工作制的设备，用电设备的额定容量可以直接作为计算负荷，对于起重机和电焊类设备，还需要根据负荷持续率进行换算。4.2.3

用电设备组的计算负荷1.需要系数法需要系数法确定用电设备组计算负荷的基本公式如下断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和起重机电动机，它们的容量换算要求如下。（1）电焊机组的容量换算。即（2）起重机电动机组的容量换算。起重机电动机组的容量要求统一换算到ε=25%，因此根据式得换算后的设备容量为4.2.3

用电设备组的计算负荷（1）单组用电设备的计算负荷。有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流（2）多组用电设备的计算负荷。当确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑多组用电设备的最大负荷必定不会同时出现的因素，引入一个同时系数K∑，同时系数K∑的取值如表所示。为了确定多组用电设备的计算负荷，首先分别求出各组用电设备的计算负荷P30i、Q30i，然后结合不同情况求出多组用电设备总的计算负荷。总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷总的计算电流4.2.3

用电设备组的计算负荷4.2.3

用电设备组的计算负荷2.二项式系数法采用二项式系数法确定有功计算负荷的基本公式为（1）如果用电设备组只有1～2台设备，则可以认为P30=Pe，即b=1，c=0。对于单台电动机，P30=PN/η，η为电动机的效率。当设备台数较少时，功率因数cosφ可适当取大。（2）用电设备组有功计算负荷的计算方法直接根据式，其余计算负荷的计算与需要系数法相同。（3）采用二项式系数法确定多组用电设备的总计算负荷时，要考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素。与需要系数法不同的是，不是引入一个小于1的同时系数，而是在各组用电设备中取其中最大的一组附加负荷(cPx)max，再加上各组的平均负荷bPe，求出用电设备组的总计算负荷。先求出各组用电设备的计算负荷P30i、Q30i，则总的有功计算负荷为总的无功计算负荷为4.2.4

单相用电设备的计算负荷1.单相设备接于相电压时单相设备既可接在A相，也可接在B相或C相，其三相等效设备容量为式中，Pemφ为最大负荷相所接的单相设备容量；Ped为三相等效设备容量。2.单相设备接于线电压时容量为Peφ的单相设备接于线电压时，其三相等效设备容量为4.2.5

全工厂的计算负荷1.需要系数法计算全工厂的计算负荷已知全工厂用电设备总容量Pe的条件下，乘以工厂的需要系数Kd，即可求出全工厂的有功计算负荷，即式中，Kd为全工厂的需要系数，可根据表选取。其他计算负荷的求法如前所述。全工厂计算负荷的需要系数及功率因数如表所示。4.2.5

全工厂的计算负荷2.逐级推算法计算全工厂的计算负荷逐级推算法确定全工厂计算负荷的计算步骤如下所述。（1）计算各用电设备组的计算负荷，如P30(6)。（2）计算干线上的计算负荷，如P30(5)，只需将多组用电设备的计算负荷之和乘以同时系数K∑即可。（3）计算低压母线上的计算负荷，如P30(3)。线路损耗分为有功损耗ΔPWL1和无功损耗ΔQWL，计算方式如下（4）计算高压馈电线上的计算负荷，如P30(2)。（5）计算全工厂的计算负荷，如P30(1)。4.2.5

全工厂的计算负荷3.按年产量估算全工厂的计算负荷将工厂年产量A乘以单位产品的耗电量a，可得工厂全年的用电量Wa，再将Wa除以工厂的年最大负荷利用小时数Tmax，即可计算出工厂的有功计算负荷P30，计算公式为无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流的计算方法与需要系数法相同。4.3短路计算4.3.1

短路产生的原因1.电气绝缘损坏电气绝缘损坏既有可能是电气设备长时间运行，其绝缘材料自然老化损坏；也有可能是电气设备本身质量不好，绝缘强度不够被正常电压击穿；还有可能是电气设备绝缘层受到外力损伤导致短路。2.鸟兽损害鸟兽损害如鸟类及蛇鼠等小动物跨越在裸露的不同电位的导体之间，或者被鼠类咬坏电气设备或导体的绝缘层，都会造成短路故障。3.误操作例如，带负荷误拉高压隔离开关，很可能导致三相弧光短路。又如，误将较低电压的电气设备投入较高电压的电路中造成电气设备的击穿短路。4.3.2

短路的基本形式在三相电力系统中，短路的种类（虚线表示短路回路）如图所示，短路的基本形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。4.3.3

无限大容量电力系统发生三相短路电流分析1.无限大容量电力系统的概念无限大容量电力系统，是指其容量相对于用户供配电系统容量大得多的电力系统，当用户供配电系统的负荷发生变动甚至短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本保持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电流总阻抗的5%~10%，或电力系统容量超过用户供配电系统容量的50倍，则可将电力系统视为无限大容量电力系统。4.3.3

无限大容量电力系统发生三相短路电流分析2.无限大容量电力系统发生三相短路的物理过程如图（a）所示为无限大容量电力系统发生三相短路的三相电路图。由于三相对称，因此该三相电路图可用如图（b）所示等效单相电路图来表示。如图所示为无限大容量电力系统发生三相短路前后电压、电流的变化曲线。4.3.3

无限大容量电力系统发生三相短路电流分析3.和短路有关的物理量（1）短路电流周期分量。（2）短路电流非周期分量。（3）短路全电流。（4）短路冲击电流。或（5）短路稳态电流。短路稳态电流是指短路电流非周期分量衰减完毕后的短路全电流，其有效值用I∞表示。在无限大容量电力系统中，I"=I∞=lk。4.3.4

无限大容量电力系统短路电流的计算1.短路电流计算概述在计算短路电流时，首先要绘出计算电路图，在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。在等效电路图上，只需将计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值，然后将等效电路简化。短路计算中有关物理量一般采用以下单位：电流单位为“千安”(kA)；电压单位为“千伏”(kV)；短路容量和断流容量单位为“兆伏安”(MVA)；设备容量单位为“千瓦”(kW)或“千伏安”(kVA)；阻抗单位为“欧姆”(Q)等。必须说明，本书计算公式中各物理量的单位除特别标明以外，均采用国际单位制(SI制)的基本单位：伏(V)、安(A)、瓦(W)、伏安(VA)、欧姆(Ω)等。因此后面推导的公式一般不标明物理量的单位。4.3.4

无限大容量电力系统短路电流的计算2.采用欧姆法进行三相短路计算三相短路电流周期分量有效值可用下式计算若不计电阻，则三相短路电流周期分量有效值为三相短路容量按照下式计算4.3.4

无限大容量电力系统短路电流的计算3.采用标幺值法进行三相短路计算（1）选基准。（2）计算基准电流和基准电抗。计算基准电流：计算基准电抗：（3）计算电抗标幺值。①电力系统的电抗标幺值：②电力变压器的电抗标幺值：③电力线路的电抗标幺值：4.3.4

无限大容量电力系统短路电流的计算（4）三相短路电流周期分量有效值。（5）三相短路电流周期分量有效值的标幺值。（6）三相短路容量。4.3.4

无限大容量电力系统短路电流的计算4.两相短路电流的计算当无限大容量电力系统发生两相短路时，如图所示，其两相短路电流周期分量有效值（简称两相短路电流）为如果只计算电抗，则两相短路电流为因为故4.3.4

无限大容量电力系统短路电流的计算5.单相短路电流的计算当大接地电流系统或三相四线制系统发生单相短路时，根据对称分量法可求出单相短路电流为在工程设计中，可利用下式计算单相短路电流|ZP-0|为单相短路回路的阻抗，按照下式计算4.3.5

短路电流的效应及稳定度检验1.短路电流的动力效应与动稳定度检验（1）短路电流的动力效应。当电力系统发生短路时，短路电流特别是短路冲击电流使相邻导体之间产生很大的电动力F，根据电工原理可知如果电力系统发生两相短路，则两相短路冲击电流

通过两相导线产生的电动力最大，电动力为如果电力系统发生三相短路，则三根导体中只有一相能达到冲击值，但三相短路冲击电流为两相短路冲击电流的

倍，即

，两者相比，可以证明，三相短路冲击电流在中间相产生的电动力最大，电动力为4.3.5

短路电流的效应及稳定度检验（2）短路动稳定度的检验。①一般电气设备的动稳定度检验条件。对于一般的电气设备，通常制造厂家都会提供该设备满足动稳定条件的电流峰值imax，或是动稳定的倍数Kd（满足动稳定条件的电流是额定电流峰值的倍数）。检验时要求最大三相短路冲击电流

不能超过该值，即②母线的动稳定度检验条件。母线的动稳定度检验条件按式进行计算母线受到的最大计算应力σc按下式进行计算4.3.5

短路电流的效应及稳定度检验2.短路电流的热效应及热稳定度检验（1）短路电流的热效应。导体通过电流时会发热，使导体温度升高，此时导体与周围介质之间形成温差并向四周散热。当导体产生的热量与向周围介质散发的热量相等时，导体处于热平衡，维持在一定的温度。导体通过负荷电流和短路电流时的温度变化曲线如图所示。在导体正常工作时，过负荷电流为IL，温度为θL，在t1时刻发生短路，t2保护装置动作，t1→t2时间（短路时间tk）内，由于短路电流很大，温度急剧上升，当短路切除后，导体温度逐渐下降至环境温度θ0。4.3.5

短路电流的效应及稳定度检验（2）短路热稳定度的检验。①一般电气设备热稳定度的检验条件。在无限大容量电力系统中，可取若短路时间超过1s，则可取tima=tk，短路时间tk为继电保护整定的动作时间top和断路器的断路时间toc之和，即对于低速断路器，断路时间可取0.2s；对于高速断路器，断路时间可取0.1s。②导体热稳定度的检验条件。短路后导体所达到的最高温度θk不能超过导体短路时的最高允许温度，即4.3.5

短路电流的效应及稳定度检验导体在额定负荷时和短路时的最高允许温度及热稳定系数如表所示。由于短路时间是短暂的，所以导体短路时的最高允许温度比额定负荷运行时的最高允许温度高很多。由于确定θk比较困难，因此可根据短路热稳定度的要求确定导体的最小允许截面，即谢谢观看！省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

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乔志杰

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供配电系统的接线及导线的选择目录供配电线路接线方式及选择供配电线路导线和电缆截面的选择5.1供配电线路接线方式及选择

5.1.1高压配电线路的接线方式

1.高压放射式接线如图所示为高压放射式接线。放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性较高，而且便于装设自动装置,但是高压开关设备用得较多，每台高压断路器或负荷开关须装设一个高压开关柜，从而增加投资费用。这种放射式线路发生故障或检修时，线路所供负荷均中断供电。为了提高供电可靠性，可在各车间变电所的高压或低压之间敷设联络线。想要进一步提高供电可靠性，还可采用两个电源的两路高压进线，然后经分段母线，由两段母线采用双回路对重要负荷交叉供电。

5.1.1高压配电线路的接线方式

2.高压树干式接线如上图所示为高压树干式接线。树干式配电线路是一条配电线路沿厂区的走线（或干线），在干线上接多个用户，即一条干线向多个用户供电。这种接线方式的特点是节约有色金属、投资小，但供电可靠性较差。当干线或开关设备发生故障或检修时，所有用户全部停电，停电范围广。若干线中某一个用户故障且用户的保护装置不动作，则可能引起干线停电。为了提高供电可靠性，可采用双干线式接线供电，如下图所示。

5.1.1高压配电线路的接线方式

3.高压环形接线如图所示为高压环形接线。这种接线实质上是两端供电的高压树干式接线。为了避免环形线路发生故障影响整个电力系统的正常运行，也便于实现线路保护的选择性，因此绝大多数环形线路采取“开口”运行方式，即环形线路中有一处开关正常时是断开的。这种环形接线在现代城市电网中应用很广泛。通常采用以负荷开关代替隔离开关为联络主开关的环形接线。现在生产的高压环网柜用在环形电网中，既简单经济、操作灵活，又能保证较高的供电可靠性。

5.1.2低压配电线路的接线方式

1.低压放射式接线特点：供电可靠性较高。但是一般情况下，这种接线方式的有色金属消耗量较多，采用的开关电器也较多。低压放射式接线主要用于设备容量大或对供电可靠性要求较高的设备。2.低压树干式接线如图所示为低压树干式接线。这种接线方式适用于设备容量不大，分布较均匀且对供电可靠性无特殊要求的设备。

5.1.2低压配电线路的接线方式

如图所示为变形的低压树干式接线，称为低压链式接线。它将几个低压配电箱或几台电动机串联在一起组成链式供电，避免了从车间变电所引出很多小容量干线。适用于用电设备彼此相距很近且容量较小的次要用电设备。3.低压环形接线低压环形接线主要通过低压联络线相互连接而成，目的是提高供电可靠性，一般均采用“开口”运行方式。如图所示为由一台变压器供电的低压环形接线。

5.1.3供配电线路的结构和敷设1.供配电线路的结构类型与特点（1）架空线路。架空线路是指利用电杆架空敷设的露天线路。特点是敷设容易、成本低、投资费用少、维修方便、易于发现和排除故障；由于要占用一定的面积，妨碍交通且易受环境影响，安全可靠性较差。（2）电缆线路。电缆线路是指利用电力电缆敷设的线路。一般敷设于地下，有的直接敷设于土壤中；有的采用电缆桥架明敷或架空敷设。电缆线路与架空线路相比，缺点是成本高、投资费用大、维修不便、不易发现和排除故障；优点是运行可靠、不易受外界影响、无须架设电杆、不占地面、妨碍交通。（3）室内线路。室内线路是指建筑物内部敷设的各种配电线路，包括用绝缘导线沿墙、沿屋架或沿天棚明敷的线路；用绝缘导线穿管沿墙、沿屋架或埋墙、埋天棚或埋地板敷设的线路；用裸导线或电缆在室内敷设的线路。一方面由于室内线路容易被人员触及；另一方面由于线路发生故障容易引起建筑失火，因此室内线路导线的选择和敷设要注意安全可靠性。

5.1.3供配电线路的结构和敷设2.架空线路的结构及敷设（1）架空线路的结构。架空线路由导线、电杆、横担、绝缘子、线路金具（包括避雷线）等主要元件组成，架空线路的结构如图所示。有的电杆上装有拉线或板桩，用来平衡电杆各方向的拉力，提高电杆的稳定性；有的架空线路上架设避雷线，用来防止雷击。

5.1.3供配电线路的结构和敷设（2）架空线路的敷设。①确定架空线路。线路路径的选择应力求线路最短，转角要小，尽可能避免交叉跨越，避开污垢和易燃、易爆场所，避开江河、道路和建筑物，交通运输方便，便于施工架设和维护。②确定档距、弧垂和杆高。同一架空线路上两相邻电杆的水平距离称为档距，又称跨距。弧垂是指在一个档距内导线在电杆上的悬挂点与导线最低点之间的垂直距离，架空线路在平地和坡地的档距和弧垂如上图所示。③导线在电杆上的排列方式如下图所示，三相四线制低压架空线路的导线，一般采用水平排列，中性线架设在靠近电杆的位置。当电压不同的架空线路同杆架设时，电压高的架空线路应架设在电压低的架空线路上面。

5.1.3供配电线路的结构和敷设3.电缆线路的结构及敷设（1）电缆线路的结构包括电缆、电缆接头、电缆终端头、电缆支架和电缆夹等。（2）电缆线路的敷设方式主要有直接埋地敷设（如图1所示）、在电缆沟内敷设（如图2所示）和桥架敷设（如图3所示）等，电缆排管和电缆隧道等敷设方式较少采用。电缆排管主要用于城市电网，电缆隧道主要用于配电站。123

5.1.3供配电线路的结构和敷设（3）电缆线路敷设的一般要求。①电缆路径应尽量避开可能遭受机械外力损坏和过热、腐蚀等场所；在满足安全性要求的前提下尽量使电缆路径最短。②电缆长度应按实际线路长度留有5%～10%的余量，作为安装和检修时备用；直接埋地敷设电缆应作波浪形埋设。③明敷电缆不宜平行敷设在热力管道上面。当电缆与管道之间没有隔板防护时，根据《电力工程电缆设计标准》规定，电缆与管道之间的允许间距如表所示。

5.1.3供配电线路的结构和敷设4.室内配电线路的结构及敷设（1）绝缘导线的结构及敷设。①绝缘导线的结构。绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。绝缘导线按其绝缘材料分，有橡皮绝缘和塑料绝缘两种。塑料绝缘导线的绝缘性能好，耐油和抗酸碱腐蚀，价格较低且可节约橡胶和棉纱，因此在室内明敷和穿管暗敷中应优先采用塑料绝缘导线。但高温时绝缘易软化老化、低温时绝缘又变硬发脆，因此高温场所及室外不宜选用，应选用橡皮绝缘导线。②绝缘导线的敷设。绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷时，导线应横平竖直，排列整齐，而且宜尽可能沿建筑物隐蔽处敷设。暗敷时，应尽量沿最短的路径敷设，但要避开可能挖掘或凿洞的地方。绝缘导线明敷和暗敷各有优缺点。从安全和美观来说，暗敷优于明敷。但从检修和经济来说，明敷较好。暗敷通常是在建筑物基建时采用预埋管线的办法，或者在装修时掏槽埋设的办法。对于旧房中配电线路的改建，如拟将明敷改为暗敷，应不得损伤建筑的结构强度。

5.1.3供配电线路的结构和敷设（2）裸导线的结构及敷设。①裸导线的结构。室内常用的裸导线为LMY型硬铝母线。按规定，裸导线A、B、C三相涂漆的颜色分别对应黄、绿、红三色，N线或PEN线为淡蓝色，PE线为黄绿双色。室内配电线路中还有一种封闭型母线（插接式母线），适用于设备布置均匀紧凑且需要经常调整位置的场合。②裸导线的敷设。当裸导线水平敷设时，与地面距离不应小于2.2m。当裸导线垂直敷设时，距离地面1.8m及以下部分应采取防止机械损伤措施。如图所示为室内配电线路常用的6种敷设方式。5.2供配电线路导线和电缆截面的选择

5.2.1导线和电缆型号的选择对于10kV及以下架空线路，一般采用铝绞线；对于35kV及以上架空线路和35kV及以下架空线路，在档距较大、电杆较高时，宜采用钢芯铝绞线；对于沿海地区及有腐蚀性的场所，宜采用铜绞线或绝缘导线。对于敷设在城市繁华街区、高层建筑群区及旅游区和绿化区的10kV及以下架空线路，架空线路与建筑物之间的距离不能满足安全要求的地段及建筑施工现场，宜采用绝缘导线。在一般环境场所，电缆线路可采用铝芯电缆。在重要场所及有剧烈震动、强烈腐蚀性和有爆炸危险场所，宜采用铜芯电缆。在低压TN系统，应采用三相四芯或三相五芯电缆。直接埋地敷设的电缆，应采用有外护层的铠装电缆。在有可能发生移位的土壤中直接埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。敷设在电缆沟、桥架和水泥排管中的电缆，一般采用裸铠装电缆或塑料护套电缆，优先选用交联聚乙烯绝缘电缆。如果两端有较大高度差的电缆线路，那么不能采用油浸纸绝缘电缆。

5.2.2导线和电缆截面的选择1.发热条件：计算电流时产生的发热温度，不能超过其正常运行时的最高允许温度。2.电压损耗：计算电流时产生的电压损耗，不能超过其正常运行时允许的电压损耗。3.经济电流密度：35kV及以上的线路和35kV以下电流很大的线路，其导线和电缆截面应按经济电流密度选择。按经济电流密度选择的导线和电缆截面，称为经济截面。用户10kV及以下的线路，通常不按经济电流密度选择。4.机械强度：导线（包括裸导线和绝缘导线）的截面不应小于其最小允许截面，如表所示为架空裸导线的最小允许截面。对于电缆不需要检验机械强度，但需要检验短路热稳定度。对于母线，需要检验短路动稳定度和热稳定度。

5.2.3按发热条件选择导线和电缆的截面1.三相系统相线截面的选择规定，选择导线时采用的环境温度：室外取当地最热月平均最高气温；室内取当地最热月平均最高气温加5℃。选择电缆时采用的环境温度：土中直埋取当地最热月平均气温；室外电缆沟、电缆隧道取当地最热月平均最高气温；室内电缆沟取当地最热月平均最高气温加5℃。按导线的允许载流量选择导线截面时，注意最大负荷电流I30的选取：当选择降压变压器高压侧的导线时，应取变压器额定一次电流；当选择高压电容器的引入线时，应为电容器额定电流的1.35倍；当选择低压电容器的引入线时，应为电容器额定电流的1.5倍（考虑到电容器充电时有较大涌流）。

5.2.3按发热条件选择导线和电缆的截面2.三相四线制系统中性线和保护线截面的选择（1）中性线（N线）截面的选择。一般三相负荷基本平衡的低压线路的中性线截面A0应不小于相线截面Aφ的50%。三相四线制线路分支的两相三线线路和单相线路，中性线截面A0应与相线截面Aφ相同。对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，中性线截面A0应不小于相线截面Aφ。（2）保护线（PE线）截面的选择。当保护线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，当有机械保护时，铜导体截面应不小于2.5mm2，铝导体截面应不小于16mm2；当无机械保护时，铜导体截面应不小于4mm2，铝导体截面应不小于16mm2。（3）保护中性线（PEN线）截面的选择。保护中性线截面的选择应同时满足中性线和保护线截面的选择要求，取其中的最大值即可。

5.2.4按电压损耗选择导线和电缆的截面1.集中负荷的三相线路电压损耗的计算（1）线路的电压损耗。（2）线路的电压损耗百分值。2.均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算如图所示为均匀分布负荷线路的电压损耗计算，对于均匀分布负荷的线路，单位长度线路上的负荷电流为i0，均匀分布负荷产生的电压损耗，相当于全部负荷集中在中点时的电压损耗。

5.2.4按电压损耗选择导线和电缆的截面3.按允许电压损耗选择、检验导线和电缆的截面按允许电压损耗选择导线的截面分为两种情况：一是各段线路截面相同，二是各段线路截面不同，这里只分析各段线路截面相同的情况。一般情况下，当供电线路较短时常采用统一截面的导线，可直接根据式计算线路的实际电压损耗百分值ΔU%，然后根据允许电压损耗ΔUa1%来检验导线的截面是否满足电压损耗的条件，即如果是“均一无感”线路，那么还可以根据式，在已知线路的允许电压损耗ΔUa1%条件下计算该导线的截面，即

5.2.5按经济电流密度选择导线和电缆的截面导线（或电缆）的截面选得越大，电能损耗就越小，但线路投资及维修管理费用就越高；反之，导线（或电缆）的截面选得越小，虽然线路投资及维修管理费用低，但电能损耗相应增加。对应经济截面的电流密度称为经济电流密度jec。导线和电缆的经济电流密度如表所示。计算方式如下。

5.2.6供配电线路的维护1.加强对供配电线路的安全检查（1）检查供配电线路中导线的发热情况。（2）检查供配电线路的负荷情况。（3）检查供配电线路中装备的配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地接零等运行情况，尤其检查母线接头处有无氧化、过热变色和腐蚀，接线有无松脱、放电和烧毛现象，螺栓是否紧固。（4）检查供配电线路及线路周围有无影响线路安全运行的异常情况。禁止在绝缘导线上悬挂物体，禁止在供配电线路旁堆放易燃、易爆等危险性物品。

5.2.6供配电线路的维护2.定期进行车间供配电线路的停电清扫（1）清扫裸导线瓷绝缘子上的污垢。（2）检查绝缘导线是否残旧和老化，对于老化严重或绝缘破裂的导线应予以更换。（3）紧固导线的所有连接点。（4）更换或补充导线上损坏或缺少的支持物和绝缘子。3.检查供配电线路中的各种开关电器及熔断器（1）检查胶盖闸和瓷插式熔断器的上盖是否短缺和损坏，熔体的安装地点有无积碳。（2）检查各种密闭式控制开关的“拉”“合”标志是否清楚。（3）检查每处的开关接点是否紧固，如有损坏应立即更换。（4）检查刀闸开关和操作杆的连接是否紧固，动作应灵活、可靠。感谢您的观看Thankyouverymuch省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

申九菊

乔志杰

赵晓东6.1

二次回路的安装与接线项目6

供配电系统的二次回路

供配电系统的二次回路,是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电气回路。

二次回路包括控制系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动装置等。

二次回路按电源性质分为直流回路与交流回路。交流回路包括交流电流回路与交流电压回路。交流电流回路由电流互感器供电,交流电压回路由电压互感器供电。

二次回路按用途分为断路器控制回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护回路和自动装置回路等。6.1.1二次回路及其分类6.1.2二次回路的安装接线要求1.二次回路的接线要求（1）根据图纸进行施工，接线应保证正确。（2）导线与电气元件之间采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，均应牢固可靠。（3）盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。（4）电缆芯线和导线的端部均应标明回路编号，字迹清晰且不褪色。（5）配线应整齐、清晰、美观，导线的绝缘性能应良好，无损伤。（6）接线端子的每侧接线不允许超过两根；对于插接式端子，不同截面的两根导线不允许接在同一端子上；对于螺栓连接端子，当连接两根导线时，中间应加平垫片。（7）二次回路接地应设专用螺栓。（8）盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不低于500V的铜芯绝缘导线，截面应不小于2.5mm2；其他回路截面应不小于1.5mm2；当电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用截面不小于0.5mm2的绝缘导线。6.1.2二次回路的安装接线要求2.引入盘、柜内的电缆及电缆芯线要求（1）引入盘、柜内的电缆应编号清晰，排列整齐，同时应固定牢固，不得使连接的端子排受到机械应力。（2）引入盘、柜内的电缆芯线，应按水平或竖直有规律地放置，不允许任意歪斜交叉连接。备用电缆芯线长度应留有适当余量。（3）强、弱电回路不应使用同一根电缆，应分别成束分开排列。（4）使用静态保护、控制等逻辑回路的电缆，应采用屏蔽电缆，屏蔽层应按设计要求的接地方式接地。二次回路的接线还应注意：在油污环境中，应采用耐油的绝缘导线（如塑料绝缘导线）；在日光直射环境中，橡胶或塑料绝缘导线应采取防护措施（如穿金属管）。6.1.3二次回路接线图的表示方法1.二次设备的表示方法当线路较为简单时，一般只用第三段作为项目代号，项目代号的形式及符号如表所示。2.接线端子的表示方法控制柜内的二次设备与控制柜外二次回路的连接，同一控制柜上各安装单位之间的连接，必须通过接线端子排，接线端子排由专门的接线端子组合而成。接线端子排包括普通端子排、连接端子排、试验端子排和终端端子排等。在接线图中，各种形式连接端子排的符号标志如图所示，端子排的文字代号为X，端子的前缀符号为“∶”。6.1.3二次回路接线图的表示方法6.1.3二次回路接线图的表示方法3.连接导线的表示方法接线图中端子之间连接导线的两种表示方法如图所示，分别是连续线表示法和中断线表示法。6.1.3二次回路接线图的表示方法4.二次回路接线图示例左图为高压配电线路的二次回路展开式原理电路图，右图所示为高压配电线路的二次回路接线图。感谢你的观看Thankyouverymuch省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

申九菊

乔志杰

赵晓东6.2高压断路器控制回路项目6

供配电系统的二次回路

变电所在运行时，由于负荷的变化或供配电系统运行方式的改变，因此经常需要操作断路器和隔离开关等设备。高压断路器控制回路，是指控制高压断路器分、合闸的回路。电磁操动机构只能采用直流操作电源，弹簧储能操动机构及手动机构可采用交流操作电源和直流操作电源，但一般采用交流操作电源。6.2.1高压断路器控制回路6.2.2

高压断路器信号回路

高压断路器信号回路是用来指示一次电路运行状态的二次回路。信号按用途分为断路器位置信号、事故信号和预告信号等。

断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。红灯亮表示断路器处于合闸通电状态；绿灯亮表示断路器处于分闸断电状态。

事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。红灯闪光表示断路器自动合闸通电；绿灯闪光表示断路器自动跳闸断电。此外，事故信号还有事故音响信号和光字牌等。

预告信号是在一次电路出现异常状态或发现故障苗头时发出报警信号。6.2.3断路器控制回路和信号回路的基本要求及动作原理1.断路器控制回路和信号回路的基本要求（1）应能监视控制回路保护装置（熔断器）及分、合闸回路的完好性，保证断路器的正常工作，通常采用灯光监视的方式。（2）当分、合闸操作完成后，应能使命令脉冲解除，即能断开分、合闸的电源。（3）应能指示断路器正常分、合闸的位置状态，并在断路器自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号。（4）断路器的事故跳闸回路，按“不对应原理”接线。（5）对有可能出现异常状态或故障设备，应装设预告信号。预告信号应能使控制室或值班室的中央信号装置发出事故音响信号和灯光信号，并能指示故障地点和性质。6.2.3断路器控制回路和信号回路的基本要求及动作原理2.断路器控制回路和信号回路的动作原理如图所示为断路器控制回路和信号回路的动作原理。（1）手动合闸。（2）自动合闸。（3）手动跳闸。（4）自动跳闸。（5）防跳装置。感谢你的观看Thankyouverymuch省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

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乔志杰

赵晓东6.3

测量回路与绝缘监察回路项目6

供配电系统的二次回路1.电气指示仪表的要求电气指示仪表，是指固定安装在变配电所仪表屏、控制屏或配电柜上，用于反映电气设备的运行情况、监视系统绝缘状况及在发生故障情况下测量并记录故障范围和故障性质的仪器。具体要求如下。（1）应能正确反映电气设备的运行参数和绝缘状况。（2）1.5级和2.5级的电气指示仪表，应配用精度不低于1.0级的电流互感器。交流回路的电气指示仪表，精度应不低于2.5级；直流回路的电气指示仪表，精度应不低于1.5级。（3）测量范围和电流互感器变比的选择，要满足电力装置回路在额定条件运行下，仪表指示在标度尺的2/3处。对于可能过负荷运行的电力装置回路，电气指示仪表的测量范围，应留有适当的过负荷裕度；对于重载启动的电动机及在运行中可能出现短时冲击电流的电力装置回路，应采用具有过负荷标度尺的电流表；对于可能双向运行的电力装置回路，应采用具有双向标度尺的电气指示仪表。6.3.1电气测量仪表的配置6.3.1电气测量仪表的配置2.电能计量仪表的要求（1）月平均用电量在100MWh及以上电力用户电能计量点，应采用0.5级的有功电能表；月平均用电量小于100MWh，在315kVA及以上变压器高压侧计费用的电力用户电能计量点，应采用1.0级的有功电能表；在315kVA以下变压器低压侧计费用的电力用户电能计量点及企业内部经济技术考核不计费用的线路和电力装置，应采用2.0级的有功电能表。（2）在315kVA及以上变压器高压侧计费用的电力用户电能计量点和并联电力电容器组，应采用2.0级的无功电能表；在315kVA以下变压器低压侧计费用的电力用户电能计量点及企业内部经济技术考核不计费用的电力用户电能计量点，应采用3.0级的无功电能表。（3）对于0.5级的有功电能表，应配用0.2级的电流互感器；对于1.0级的有功电能表、1.0级的专用电能计量仪表、2.0级计费用的有功电能表及2.0级的无功电能表，应配用不低于0.5级的电流互感器；对于企业内部经济技术考核不计费用的2.0级有功电能表及3.0级无功电能表，应配用不低于1.0级的电流互感器。6.3.1电气测量仪表的配置3.变配电装置中各部分仪表的配置要求（1）在电力用户的电源进线上，须装设计费用的有功电能表和无功电能表，且均采用全国统一标准的电能计量柜，配用专用的电流互感器，连接计费用的电能表的电流互感器，不允许连接其他仪表和继电器。（2）降压变压器的两侧，均应装设电流表用于了解负荷情况，如果低压侧为三相四线制，则应在各相都装设电流表。高压侧还应装设有功电能表和无功电能表。（3）6～10kV高压配电线路，应装设一个电流表用于了解负荷情况。若需计量电能，则应装设有功电能表和无功电能表。6.3.1电气测量仪表的配置（4）并联电力电容器电路，应装设3个电流表，用于检查三相负荷是否平衡。若需计量无功电能，则应装设无功电能表。每段母线上必须装设电压表测量电压，并装设绝缘监察装置。（5）低压配电线路（三相四线制），一般应装设3个电流表或一个电流表加电流转换开关，用于测量各相电流。如果为三相负荷平衡