电力系统导线截面的选择.ppt

1、电力网的导线在线路造价中占的比重可达30以上，正确的选择导线的截面，对电力网运行的经济型和技术的合理性具有重要意义。 导线截面过大，则投资增加； 导线截面过小，则线损和电压损耗增加。 因此，应从技术与经济两方面着手，选择合适的导线截面，使在满足技术条件下经济指标达到最优。,5.5电力线路导线截面的选择,必须满足的技术条件： 机械强度 发热温度的要求 对于超高压线路，还必须满足不出现全面电晕的要求，无线电干扰。 电缆、硬母线：热稳定和动稳定 在满足上述技术条件的情况下， 对于区域网线路及有特殊调压设备的地方网线路，按经济电流密度选择导线截面。 对于无特殊调压设备的地方网线路，则按允许电压损耗选择

2、导线截面。,一、选择线路导线截面的必要条件,1、按机械强度的要求导线最小允许截面,架空线路架设在大气中，导线要经受各种外界不利条件的影响，要求导线必须满足足够的机械强度。为此，对于跨越铁路。通航河流、公路、通信线路以及居民区的线路，规定其导线截面不得小于35mm2。通过其他地区的导线截面与线路类型有关，如表,35kV及以上线路为类线路；135kV线路为类线路,2、按发热条件的要求导线最小允许截面,导线的温度过高，会使导线连接处的氧化加剧，使接触电阻增大。接触电阻增大促使温度更为上升，形成恶性循环，可能使导线连接处损耗，造成严重事故。对于架空导线，温度升高，使垂度过大，引起振动甚至导线对地距离不

3、能满足安全距离的要求。 对于电缆和其他绝缘导体，温升过高，会使绝缘介质加速老化，甚至损坏。 规程规定： 铝及钢芯铝绞线在正常情况下温度不超过70 ，事故情况下不超过90 对各种类型的绝缘导线，其允许工作温度为65,在热平衡条件下，通过导线的电流与温升关系的 表达式为：,利用上式可以计算导线长期允许通过的电流。 导线制造厂已按热平衡方程式计算各类导线长期允许通过的电流。参见附表A-7,例 某变电所负荷为10MW，cosj0.8，Tmax=6000h，由15kM外的水电站以35kV单回路供电。试按发热条件选择钢芯铝绞线的截面。,解：线路需输送的电流,查附表A-7，LGJ50导线在环境温度为25时的

4、长期允许电流为220A，因此选择LGJ50以上的导线，均能满足发热条件的要求,3、按电晕损耗条件的要求导线最小允许截面,高压架空线路的导线发生电晕时步进要消耗能量，且对无线电有干扰作用。 选择导线截面时，要求晴天线路不产生电晕。产生电晕不仅与输电线路电压有关且与导线半径有关,可不比验算电晕的导线最小直径或相应导线型号,35kV以下线路，导线表面电场强度较小，通常不会产生电晕，因此不比验算,二、按经济电流密度选择导线截面,1、经济电流密度的概念,按经济条件选择导线截面，应权衡两方面： 为降低线路的电能损耗，导线截面越大越有利； 为节省投资及有色金属消耗量，导线截面越小越有利 为求得经济上最有利的

5、截面积，必须进行经济计算。经济计算应包括线路的投资和年运行费用两个方面。,线路的投资包括：一部分与导线截面（S）成正比，一部分与截面积无关,K=a1S+C,输电线路的年运行费用包括以下几个方面： （1）折旧费 （2）维护费 （3）电能损耗费,单位长度线路的年运行费用也由两部分组成：,利用年费用JY总和考虑线路投资和年运行费用。年费用定义为,二、按经济电流密度选择导线截面,对于输电线路，按经济电流密度选择导线截面,按经济条件选择导线截面，应权衡两方面： 为降低线路的电能损耗，导线截面越大越有利； 为节省投资及有色金属消耗量，导线截面越小越有利 综合考虑这些因素定出符合有关指标规定的导线截面，称为

6、经济截面，对应与经济截面的电流密度称为经济电流密度,经济电流密度J（A/mm2）,经济电流密度与线路导线的投资，年运行费用，计算电价，还本年限，投资利率、维护管理费用等许多因素有关，一般按年费用最小法由国家制定,步骤： 确定电力线路输送的最大负荷 根据负荷性质，由年最大负荷利用小时数Tmax，查表得到所用材料的经济电流密度J， 计算导线截面 校验： 机械强度要求的最小允许截面 按允许载流量计算的截面 按经济电流密度选择的导线截面校验电晕是否发生（110kV及以上的电力线路需要校验电晕是否发生）,例：额定电压为110kV的双回线给某变电所供电，计算年内最大负荷P=40MW，cosj0.8，Tma

7、x=6000h，线路长100km，试按经济电流密度选择导线截面。,解：线路输送的最大负荷电流,当Tmax=6000h时，由表查得经济电流密度 J=0.9A/mm2,双回线每相导线总截面,每回线每相导线截面,选择钢芯铝绞线LGJ150,发热校验：架设双回路的目的是在一回路故障情况下，保证给变电所正常供电。所以应校验一回路带全部负荷时的发热情况。查附表A-7，LGJ-150在故障情况下允许安全电流为445262.4A，故满足发热条件。最小机械强度及电晕条件也满足,三、按容许电压损耗选择导线截面,在没有特殊调压设备的地方电力网中，为了保证用电设备的电压偏移不超过允许范围，必须按电压损耗来选择导线截面

8、。一般的配电电力网，特别是农村的电力网其导线截面均按允许电压损耗选择。 各级配电线路的最大允许电压损失值： 11010kV首末端（正常方式）5%； 380V线路（包括接户线）5%； 220V线路（包括接户线）7%,线路电压损耗的公式：,r导线电阻率，Wmm2/km,l线路长度，km,P负荷有功功率，MW,UN线路额定电压，kV,本章小结,例5-5 有一条10kV架空线路，线间几何均距为1m，允许电压损耗百分数为5，每段线路长度（km）、负荷值（kVA）皆标注于图中，全线路采用同一截面的导线，试按允许电压损耗选择导线截面,步骤：设电力线路沿线截面相同（1）对一般架空线路取x1=0.380.4/k

9、m;（2）计算 （）由线路允许的电压损耗UMAX，求出UR =U-UX （3）根据UR 求出导线截面,注：P、Q流过线路的功率,（4）根据计算出的S，选择一个适当的导线标称截面，一般应使标称截面略大于计算截面。 （5）根据所选择的导线，计算实际电压损耗是否超出允许值 （6）校验：按机械强度、发热条件校验,补充例题,有两个工厂，其负荷由一条10KV架空线路供电，导线采用钢芯铝绞线，按正三角形排列。相间距离是100，容许的电压损耗为，全线采用同一截面的导线，其负荷S1=1000+700KVA， S=500+300KVA,线段长度如图所示。求所需的导线截面。,解：取x1=0.38/km 潮流分布示于

10、图中,UR =U-UX100005%-209=291V,取最接近的导线截面LGJ-95,验算电压损耗：,电压损耗的百分数为：,满足按机械强度：所选导线截面大于35 发热条件： LGJ-95安全电流335A Imax =,故所选导线LGJ-95合适,思考：,、某220KV线路，若计算出S经济125，选LGJ-120行不行？为什么？,、某110KV线路，若计算出S经济125，选LGJ-120行不行？为什么？,不行，因为不满足电晕条件,可以,合理选择导线截面，对电力网的经济运行和提高电能质量至关重要。导线截面过大，则投资增加；导线截面过小，则线损和电压损耗增加。 电力网导线截面的选择，通常根据电力网的性质确定。对于输电线路，按经济电流密度选择导线截面。对于配电线路，则按允许电压损耗选择导线截面。 无论用哪一种方法选择导线截面，都必须按导线的机械强度要求和按发热条件要求来校验导线最小允许截面。对110kV及以上的电力网，导线截面还必须满足由避免电晕损耗所要求的最小允许截面。,35KV及以上电压等级的导线截面主要按经济电流密度选择，按允许载流量、机械强度和电晕进行校验（ 110KV及以上时，电晕是主要限制条件）； 10KV及以下电压等级的导线截面电压损耗是主要选择条件，应按照允许载流量和机械强度进行校验 无论用哪一种方法选择导线截面，都必须按导线的机械强度要求和按发热条件要求