最新大学供配电技术5PPT课件.ppt
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1、5.1 电力线路的结线方式电力线路的结线方式1. 电力线路的意义电力线路的意义 作为电力系统的重要组成部分,担负着输送和分配电能的重要任务。作为电力系统的重要组成部分,担负着输送和分配电能的重要任务。2. 电力线路结线方式选择的考虑因素电力线路结线方式选择的考虑因素 (1) 供配电系统的安全可靠;供配电系统的安全可靠; (2) 供配电系统的操作方便、灵活;供配电系统的操作方便、灵活; (3) 供配电系统的运行经济;供配电系统的运行经济; (4) 有利于发展;有利于发展; (5) 电源的数量、位置;电源的数量、位置; (6) 供配电对象的负荷性质和大小;供配电对象的负荷性质和大小; (7) 供配
2、电对象的建筑布局;供配电对象的建筑布局;3. 电力线路的分类电力线路的分类 (1) 按电压高低分按电压高低分 1) 高压线路高压线路1kV以上的电力线路以上的电力线路 超高压线路超高压线路220KV或或330KV及以上的电力线路及以上的电力线路 中压线路中压线路1KV以上到以上到10KV或或35KV的电力线路的电力线路 2) 低压线路低压线路1kV及以下的电力线路及以下的电力线路 (2) 电力线路按结构形式分电力线路按结构形式分 1) 架空线路架空线路 2) 电缆线路电缆线路 3) 室内(车间)线路室内(车间)线路5.1.1 高压电力线路的结线方案高压电力线路的结线方案4总结总结 (1)供配电
3、系统的高压结线实际上往往是几种结线方式的组合,究竟采)供配电系统的高压结线实际上往往是几种结线方式的组合,究竟采用什么结线方式,应根据具体情况,考虑对供电可靠性的要求,经技术用什么结线方式,应根据具体情况,考虑对供电可靠性的要求,经技术经济综合比较后才能确定。经济综合比较后才能确定。(2)对大中型工厂,高压配电系统宜优先考虑采用放射式结线,因为放)对大中型工厂,高压配电系统宜优先考虑采用放射式结线,因为放射式结线的供电可靠性较高,便于运行管理。射式结线的供电可靠性较高,便于运行管理。(3)由于放射式的投资较大,对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和)由于放射式的投资较大,对于供电可靠性要求不高的
4、辅助生产区和生活住宅区,可考虑采用树干式或环形配电。生活住宅区,可考虑采用树干式或环形配电。5.1.2 低压电力线路的结线方案低压电力线路的结线方案1.低压放射式结线低压放射式结线由变配电所低压母线将电能分配出去经各个配电干线(配电屏)供电给配电由变配电所低压母线将电能分配出去经各个配电干线(配电屏)供电给配电箱或低压用电设备的结线方式。箱或低压用电设备的结线方式。 (1)如图)如图5-4所示所示图图5-4 低压放射式接线低压放射式接线(2)特点)特点 这种结线方式的各低压配电出线互不影响,供这种结线方式的各低压配电出线互不影响,供电可靠性较高。电可靠性较高。 所用配电设备及导线材料较多,且运
5、行不够灵所用配电设备及导线材料较多,且运行不够灵活。活。(3)应用)应用 多用于用电设备容量大、负荷集中或多用于用电设备容量大、负荷集中或性质重要的负荷,以及需要集中连锁起动、停车性质重要的负荷,以及需要集中连锁起动、停车的用电设备和有爆炸危险的场所。对于特别重要的用电设备和有爆炸危险的场所。对于特别重要的负荷,可采用由不同母线段或不同电源供电的的负荷,可采用由不同母线段或不同电源供电的双回路放射式结线。双回路放射式结线。2低压树干式结线低压树干式结线(1)低压母线放射式配电的树干式结线)低压母线放射式配电的树干式结线1)如图)如图5-5a所示所示2)特点)特点 引出配电干线较少,采用的开关设
6、备较少,引出配电干线较少,采用的开关设备较少,金属消耗量也少,这种结线多采用成套的封闭金属消耗量也少,这种结线多采用成套的封闭式母线槽,运行灵活方便,也比较安全。式母线槽,运行灵活方便,也比较安全。 干线发生故障时,停电的范围大,和放射干线发生故障时,停电的范围大,和放射式相比,供电的可靠性较低。式相比,供电的可靠性较低。3)应用)应用 适宜于用电容量较小而分布均匀的场适宜于用电容量较小而分布均匀的场所,如机械加工车间、工具车间和机修车间的所,如机械加工车间、工具车间和机修车间的中小型机床设备以及照明配电。中小型机床设备以及照明配电。 5.1.2 低压电力线路的结线方案低压电力线路的结线方案a
7、) 低压母线放射式配电低压母线放射式配电的树干式结线的树干式结线1)如图)如图5-5b所示所示(2)“变压器一干线组变压器一干线组”的树干式结线的树干式结线2)特点)特点 省去了变电所低压侧的整套低压配电省去了变电所低压侧的整套低压配电装置,简化了变电所的结构,大大减少了投资。装置,简化了变电所的结构,大大减少了投资。3)应用)应用 为了提高母干线的供电可靠性,一般为了提高母干线的供电可靠性,一般接出的分支回路数不宜超过接出的分支回路数不宜超过10条,而且不适用条,而且不适用于需频繁起动、容量较大的冲击性负荷和对电于需频繁起动、容量较大的冲击性负荷和对电压质量要求高的设备。压质量要求高的设备。
8、5.1.2 低压电力线路的结线方案低压电力线路的结线方案b) 低压低压“变压器干线组变压器干线组”的树干式结线的树干式结线(3)链式结线)链式结线 是变形的树干式结线。是变形的树干式结线。1)如图)如图5-6所示所示图图5-6低压链式结线低压链式结线2)应用)应用 适用于用电设备彼适用于用电设备彼此距离近、容量都较小的情此距离近、容量都较小的情况。链式连接的用电设备台况。链式连接的用电设备台数不能超过数不能超过5台、配电箱不台、配电箱不超过超过3台,且总容量不宜超台,且总容量不宜超过过10KW。 5.1.2 低压电力线路的结线方案低压电力线路的结线方案3. 低压环形结线低压环形结线 在一些车间
9、变电所的低压侧,可以通过低压联络线相互联在一些车间变电所的低压侧,可以通过低压联络线相互联结起来构成环形结线,结起来构成环形结线,(1)如图)如图5-7所示。所示。(2)特点)特点 供电可靠性较高,任一段线路故障或检修,一般可不中断供电,或只是供电可靠性较高,任一段线路故障或检修,一般可不中断供电,或只是短时停电,经切换操作后即可恢复供电;而且可使电能损耗和电压损耗减少。短时停电,经切换操作后即可恢复供电;而且可使电能损耗和电压损耗减少。 保护装置及其整定配合比较复杂,如果整定配合不当,容易发生误动作,保护装置及其整定配合比较复杂,如果整定配合不当,容易发生误动作,反而扩大故障停电范围,所以低
10、压环形线路通常多采用反而扩大故障停电范围,所以低压环形线路通常多采用“开环开环”方式运行。方式运行。图图5-7 低压环形结线低压环形结线5.1.2 低压电力线路的结线方案低压电力线路的结线方案 4总结总结 (1)实际工厂低压配电系统的结线,往往是上述几种结线的综合,并且需根)实际工厂低压配电系统的结线,往往是上述几种结线的综合,并且需根据具体情况而定。据具体情况而定。(2)一般在正常环境的车间或建筑内,当大部分用电设备容量不大而且无特)一般在正常环境的车间或建筑内,当大部分用电设备容量不大而且无特殊要求时,宜采用树干式配电。殊要求时,宜采用树干式配电。原因:一方面是因为树干式比放射式经济,另一
11、方面是因为我国大多数技术原因:一方面是因为树干式比放射式经济,另一方面是因为我国大多数技术人员对树干式结线的运行和管理较有经验。人员对树干式结线的运行和管理较有经验。(3)电力线路的结线应力求简单,有效。)电力线路的结线应力求简单,有效。1)供配电系统应简单可靠,同一电压供电系统的配电级数不宜多于两级。)供配电系统应简单可靠,同一电压供电系统的配电级数不宜多于两级。2)供配电系统的结线不宜太过复杂,且层次不宜过多,否则不但会造成投)供配电系统的结线不宜太过复杂,且层次不宜过多,否则不但会造成投资的浪费,而且还会增大故障出现的机率,延长停电时间。资的浪费,而且还会增大故障出现的机率,延长停电时间
12、。3)高低压配电线路应尽量深入负荷中心,以减少线路的电能损耗和金属的)高低压配电线路应尽量深入负荷中心,以减少线路的电能损耗和金属的消耗量,并提高电压的质量。消耗量,并提高电压的质量。5.2 电力线路的结构与敷设电力线路的结构与敷设5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设1架空线路的特点架空线路的特点 (1)优点)优点 成本低,投资少,安装容易,维护和检修比较方便,容易发成本低,投资少,安装容易,维护和检修比较方便,容易发现和排除故障,在供电区域之外的电源引人线路及部分供电区域内现和排除故障,在供电区域之外的电源引人线路及部分供电区域内(例如例如一般工厂一般工厂)得到广泛应用。得到
13、广泛应用。2架空线路的结构架空线路的结构 架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成,架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成,如图如图5-8所示。所示。(2)缺点)缺点 易受环境易受环境(如气温、大气质量和雨雪大风、雷电等如气温、大气质量和雨雪大风、雷电等)影响,一旦影响,一旦发生断线或倒杆事故,将可能引发次生灾害;而且,架空线路要占用一定发生断线或倒杆事故,将可能引发次生灾害;而且,架空线路要占用一定的地面和空间,有碍观瞻、交通和整体美化,因此其使用受到一定的限制。的地面和空间,有碍观瞻、交通和整体美化,因此其使用受到一定的限制。目前,现代化的城市和工厂有减少架空线路
14、、采用电缆线路的趋势。目前,现代化的城市和工厂有减少架空线路、采用电缆线路的趋势。5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设 (1) 架空线路的导线架空线路的导线 1)导线的作用和要求)导线的作用和要求作用作用 是架空线路的主体,担负着输送电是架空线路的主体,担负着输送电能的任务。能的任务。要求要求 必须考虑导电性能、截面、绝缘、必须考虑导电性能、截面、绝缘、防腐性、机械强度等要求;此外,还要求重防腐性、机械强度等要求;此外,还要求重量轻、投资省、施工方便、使用寿命长。量轻、投资省、施工方便、使用寿命长。 图图5-8 架空线路的结构架空线路的结构a) 低压架空线路低压架空线路 b)
15、高压架空线路高压架空线路1低压导线低压导线 2针式绝缘子针式绝缘子 3、5横担横担 4低压电杆低压电杆 6高压悬式绝缘子高压悬式绝缘子 7线夹线夹 8高压导线高压导线 9高压电杆高压电杆 10避雷线避雷线 2)架空导线的类型)架空导线的类型 按电压分按电压分 低压导线低压导线 常用低压架空导线额定电压为常用低压架空导线额定电压为220380V。 高压导线高压导线 高压架空导线的额定电压大多高压架空导线的额定电压大多为为10kV及以上。及以上。 按导线材料分按导线材料分 铜线铜线 导电性能好,机械强度高,耐腐导电性能好,机械强度高,耐腐蚀,但价格贵。蚀,但价格贵。5.2.1 架空线路的结构与敷设
16、架空线路的结构与敷设 铝导线铝导线 导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差,但它质轻价廉,导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差,但它质轻价廉,因此在可以以铝代铜的场合,应优先采用。因此在可以以铝代铜的场合,应优先采用。 钢线钢线 机械强度很高,且价廉,但导电性差,功率损耗大,并且易生锈,机械强度很高,且价廉,但导电性差,功率损耗大,并且易生锈,所以,钢线一般只用作避雷线,而且必须镀锌、其最小使用截面不得小于所以,钢线一般只用作避雷线,而且必须镀锌、其最小使用截面不得小于25mm2 。 按导线结构分按导线结构分 裸导线裸导线 高压架空导线一般采用裸导线高压架空导线一般采用裸导线 单股线单股
17、线 多股绞线多股绞线 架空导线一般采用多股绞线架空导线一般采用多股绞线a) 铝绞线铝绞线(LJ) 架空线路的导线一般采用铝绞线架空线路的导线一般采用铝绞线b) 铜绞线(铜绞线(TJ) 在有盐雾或化学腐蚀气体存在的地区,宜采用防腐钢芯铝绞在有盐雾或化学腐蚀气体存在的地区,宜采用防腐钢芯铝绞线线(LGJF)或铜绞线。或铜绞线。c) 钢芯铝绞线钢芯铝绞线(LGJ) 机械强度要求较高和机械强度要求较高和35KV及以上的架空线路上宜采用钢及以上的架空线路上宜采用钢芯铝绞线(外层为铝线,作为载流部分;内层线芯是钢线,以增强机械强度)。芯铝绞线(外层为铝线,作为载流部分;内层线芯是钢线,以增强机械强度)。
18、绝缘导线绝缘导线 低压架空导线大多采用绝缘导线。尤其是工厂、城市低压架空导线大多采用绝缘导线。尤其是工厂、城市10KV及及以下的架空线路,如安全距离不能满足要求,或者靠近高层建筑、繁华街道及以下的架空线路,如安全距离不能满足要求,或者靠近高层建筑、繁华街道及人口密集区,还有空气严重污染和建筑施工场所。人口密集区,还有空气严重污染和建筑施工场所。5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设(2)电杆、横担和拉线)电杆、横担和拉线 。 1)电杆)电杆 作用及特点作用及特点 是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱,是架空线路最基本的元件之是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱,是架空线路
19、最基本的元件之一。一。它应有足够的机械强度,尽可能经久耐用,价廉,且便于搬运和安装。它应有足够的机械强度,尽可能经久耐用,价廉,且便于搬运和安装。 电杆按材料分电杆按材料分 水泥杆水泥杆 目前以水泥杆应用最为普遍,它使用年限长,机械强度高,维护目前以水泥杆应用最为普遍,它使用年限长,机械强度高,维护简单,成本低,但重量大,搬运安装不便。简单,成本低,但重量大,搬运安装不便。 金属杆金属杆 金属杆分钢管杆、型钢杆和铁塔,它机械强度大,维修量小,使金属杆分钢管杆、型钢杆和铁塔,它机械强度大,维修量小,使用年限长,但维修费用高、价格贵,因此,主要用于用年限长,但维修费用高、价格贵,因此,主要用于11
20、0KV以上的高压架空以上的高压架空线路上;线路上;35kV及以上线路和及以上线路和l0kV线路的终端杆一般用铁塔。线路的终端杆一般用铁塔。 木杆木杆 木杆虽便于加工和运输,但寿命短,又浪费木材,现以基本淘汰。木杆虽便于加工和运输,但寿命短,又浪费木材,现以基本淘汰。 按电杆在架空线路中的地位和功能分按电杆在架空线路中的地位和功能分直线杆直线杆(中间杆中间杆)、分段杆、分段杆(耐张杆耐张杆)、分支杆、转角杆、终端杆、跨越杆等型式。、分支杆、转角杆、终端杆、跨越杆等型式。图图5-9是各类型电杆在低压架空线路上的应用。是各类型电杆在低压架空线路上的应用。5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结构
21、与敷设 图图5-9 架空线路的杆型及应用架空线路的杆型及应用1、8、13、16终端杆终端杆 2、6分支杆分支杆 14转角杆转角杆 3、4、5、7、9、10、15直线杆(中间杆)直线杆(中间杆) 5分段杆(耐张杆)分段杆(耐张杆) 11、12跨越杆跨越杆2)横担)横担 作用作用 安装在电杆的上部,用于安装绝缘子以安装在电杆的上部,用于安装绝缘子以固定导线。固定导线。 类型类型 常用的有铁横担、木横担和瓷横担。常用的有铁横担、木横担和瓷横担。注:从保护环境和经久耐用看,现在普遍采用注:从保护环境和经久耐用看,现在普遍采用的是铁横担和瓷横担,一般不用木横担。的是铁横担和瓷横担,一般不用木横担。 瓷横
22、担特点瓷横担特点 具有良好的电气绝缘性能,一旦发生断线故障具有良好的电气绝缘性能,一旦发生断线故障时它能作相应的转动,以避免事故的扩大;结时它能作相应的转动,以避免事故的扩大;结构简单,安装方便,便于维护,在构简单,安装方便,便于维护,在l0kV及以下及以下的高压架空线路中广泛应用。但瓷横担脆而易的高压架空线路中广泛应用。但瓷横担脆而易碎,在运输和安装中要注意。图碎,在运输和安装中要注意。图5-10为高压电为高压电杆上安装的瓷横担。杆上安装的瓷横担。图图 5-10 10KV电杆上的瓷横担电杆上的瓷横担110KV导线导线 2瓷横担瓷横担 3水泥杆水泥杆5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结
23、构与敷设 3) 拉线拉线 作用作用 用于平衡电杆所受到的不平衡作用力,并可抵抗用于平衡电杆所受到的不平衡作用力,并可抵抗风压防止电杆倾倒,如图风压防止电杆倾倒,如图5-11所示。在受力不平衡的转角所示。在受力不平衡的转角杆、分段杆、终端杆上需装设拉线。杆、分段杆、终端杆上需装设拉线。图图5-11 拉线的结构拉线的结构1电杆电杆 2抱箍抱箍 3上把上把 4拉拉线线 5腰把腰把 7底把底把 8地盘地盘 要求要求 拉线必须具有足够的机械强度拉线必须具有足够的机械强度并要保证拉紧。并要保证拉紧。注:为了保证其绝缘性能,其上把、腰注:为了保证其绝缘性能,其上把、腰把和底把用钢绞线制作,且均须安装拉把和底
24、把用钢绞线制作,且均须安装拉线绝缘子进行电气绝缘。线绝缘子进行电气绝缘。(3) 绝缘子和金具绝缘子和金具 1)绝缘子(瓷瓶)绝缘子(瓷瓶) 作用作用 用于固定导线并使导线和电用于固定导线并使导线和电杆绝缘。应有足够的电气绝缘强度和杆绝缘。应有足够的电气绝缘强度和机械强度。机械强度。 线路绝缘子有高压和低压两类。线路绝缘子有高压和低压两类。图图5-12为高压线路绝缘子的外形结构。为高压线路绝缘子的外形结构。5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设 针式绝缘子按针脚长短分有长脚绝缘子和短脚绝缘子。长脚绝缘子针式绝缘子按针脚长短分有长脚绝缘子和短脚绝缘子。长脚绝缘子用在木横担上,短脚绝缘
25、子用在铁横担上。用在木横担上,短脚绝缘子用在铁横担上。 蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角杆和终端杆上。蝴蝶式绝缘子用在耐张杆、转角杆和终端杆上。 拉线绝缘子用在拉线上,使拉线上下两段互相绝缘。拉线绝缘子用在拉线上,使拉线上下两段互相绝缘。2) 金具金具 作用作用 用于安装和固定导线、横担、绝缘子、拉线等的金属附件。用于安装和固定导线、横担、绝缘子、拉线等的金属附件。 常用的金具如图常用的金具如图5-13所示。所示。5.2.1 架空线路的结构与敷设架空线路的结构与敷设 图图5-13 常用的金具常用的金具 (a)圆形抱箍圆形抱箍 b) 带凸抱箍带凸抱箍 c) 支撑扁铁支撑扁铁d) 穿心螺栓穿心螺栓 e
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