供配电工程课件第5章工厂电力线路.pptx
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1、供配电工程第5章工厂电力线路山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系2006年年10月月制作制作山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系第第5章章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5.2工厂电力线路结构和敷设工厂电力线路结构和敷设5.3导线和电缆的选择计算导线和电缆的选择计算山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系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电力线路是供配电系统的重要组成部分,电力线路是供配电系统的重要组成部分,他担负着输送和分配电能的重要任务,所以他担负着输送和分配电
2、能的重要任务,所以在整个供配电系统中有着重要的作用。在整个供配电系统中有着重要的作用。电力线路按电压高低分,有电力线路按电压高低分,有1kV以上的高以上的高压线路和压线路和1kV及以下的低压线路。及以下的低压线路。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系一、电力线路的结线方式一、电力线路的结线方式1.电力线路的结线方式电力线路的结线方式-是指由电源端(变、配电站)向负荷端(电能用户或是指由电源端(变、配电站)向负荷端(电能用户或用电设备)输送电能时采用的网络形式。用电设备)输送电能时采用的网络形式。3.电力线路的分类电力线路的分类电力线路按电压高低分,有电力线路按电压高低分,有1kV以上的
3、高压线路和以上的高压线路和1kV及以下的低压线路。及以下的低压线路。电力线路按结构形式分,有架空线路和电缆线路以及室电力线路按结构形式分,有架空线路和电缆线路以及室内(车间)线路等。内(车间)线路等。2.基本要求:基本要求:供电安全可靠,操作方便,运行灵活、经济和有利发展。供电安全可靠,操作方便,运行灵活、经济和有利发展。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系供配电网络常用的典型网络结构分为:供配电网络常用的典型网络结构分为:放射式放射式树干式树干式环式环式山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系二、放射式线路二、放射式线路 放射式结线是指从电源点(如变配电所高压母线)放射式结线是指
4、从电源点(如变配电所高压母线)用专用线向某一用户(如车间变电所或用电设备)用专用线向某一用户(如车间变电所或用电设备)供电,沿线不支接其他负荷。供电,沿线不支接其他负荷。单回路放射式单回路放射式1.单回路放射式线路单回路放射式线路山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系u供电可靠性较高,当任意一回线路故障时,不影供电可靠性较高,当任意一回线路故障时,不影响其它回路供电;响其它回路供电;u操作灵活方便,继电保护整定等易于实现,易于操作灵活方便,继电保护整定等易于实现,易于实现保护和自动化;实现保护和自动化;特点:特点:u开关设备多,投资大。开关设备多,投资大。u适于供较重要的和容量较大的负荷
5、。适于供较重要的和容量较大的负荷。u只限于两级以内。只限于两级以内。u可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系2.双回路放射式双回路放射式结线结线对于重要的用户,为保证供电回路故障时,不对于重要的用户,为保证供电回路故障时,不影响对用户供电,可采用双回路放射式接线,如下影响对用户供电,可采用双回路放射式接线,如下图所示。图所示。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系一次投资较大,因此一般仅用于确需高可靠性一次投资较
6、大,因此一般仅用于确需高可靠性的用户,并可将双回路的电源端接于不同的电源,的用户,并可将双回路的电源端接于不同的电源,以保证电源和线路同时得以备用,可向一、二级负以保证电源和线路同时得以备用,可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。特点:特点:山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系3.带公共备用线的放射式带公共备用线的放射式结线结线当二级负荷比较分散时,也可采用带公共备用当二级负荷比较分散时,也可采用带公共备用线的放射式接线,以节省投资,如下图所示。此种线的放射式接线,以节省投资,如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应
7、用。网络结构一般在中压系统中应用。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系三、树干式三、树干式线路线路1.单回路树干式网络结构单回路树干式网络结构如下图所示,树干式网络结构就是由电源端向负荷端如下图所示,树干式网络结构就是由电源端向负荷端如下图所示,树干式网络结构就是由电源端向负荷端如下图所示,树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线,在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。配出干线,在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。配出干线,在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。配出干线,在干线的沿线引出数条分支
8、线向用户供电。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系优点:优点:出线少,开关设备和导线耗用少,投资出线少,开关设备和导线耗用少,投资省。省。缺点:可靠性低,缺点:可靠性低,干线故障或检修将引起干线干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。上的全部用户停电。干线上连接的变压器不得超过干线上连接的变压器不得超过5台,总容量不台,总容量不应大于应大于3000kVA。不易实现保护的自动化。不易实现保护的自动化。适于负荷容量较小适于负荷容量较小,不重要的用电负荷。,不重要的用电负荷。一般用于向三级负荷供电一般用于向三级负荷供电。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系2.双回路树干式双回路树干
9、式结线结线对于要求高可靠性的用户,采用双回路干线,使线路对于要求高可靠性的用户,采用双回路干线,使线路对于要求高可靠性的用户,采用双回路干线,使线路对于要求高可靠性的用户,采用双回路干线,使线路互为备用,同时可将双回路引自不同的电源,如图所示,互为备用,同时可将双回路引自不同的电源,如图所示,互为备用,同时可将双回路引自不同的电源,如图所示,互为备用,同时可将双回路引自不同的电源,如图所示,实现电源和线路的两种备用,达到向一、二级负荷供电实现电源和线路的两种备用,达到向一、二级负荷供电实现电源和线路的两种备用,达到向一、二级负荷供电实现电源和线路的两种备用,达到向一、二级负荷供电的目的。这种结
10、构在中、低压系统中均广泛应用。的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系四、环式四、环式结线结线 对供配电系统而言,高压环形结线是树干式结对供配电系统而言,高压环形结线是树干式结线的改进,如图线的改进,如图5-35-3所示,两路树干式结线联接所示,两路树干式结线联接起来就构成了环形结线。起来就构成了环形结线。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山
11、东农业大学电气工程系环式环式结线结线一般用于中压系统或高压系统,可用一般用于中压系统或高压系统,可用于对二、三级负荷供电。如图所示,电源可为多于对二、三级负荷供电。如图所示,电源可为多个或一个。个或一个。这种结线运行灵活,供电可靠性高。由于闭环运这种结线运行灵活,供电可靠性高。由于闭环运行时继电保护整定较复杂,同时也为避免环形线路行时继电保护整定较复杂,同时也为避免环形线路上发生故障时影响整个电网,因此大多数环形线路上发生故障时影响整个电网,因此大多数环形线路采用采用“开环开环”运行方式,即环形线路中有一处开关运行方式,即环形线路中有一处开关是断开的。在现代化城市配电网中这种结线应用较是断开的
12、。在现代化城市配电网中这种结线应用较广。广。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系五、各种五、各种结线方式结线方式的适用对象的适用对象1.中压系统中压系统(1 1)对于城市非重要用户及郊区,可靠性要求不)对于城市非重要用户及郊区,可靠性要求不高,可采用树干式结构。高,可采用树干式结构。(2 2)对负荷密度大,且供电要求高的用户可采用)对负荷密度大,且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或环式结构。双电源双回路树干式或环式结构。(3 3)对于提供双电源有困难,用户的供电可靠性)对于提供双电源有困难,用户的供电可靠性要求又较高的情况,可采用放射式结构。要求又较高的情况,可采用放射式结构。
13、山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系2.低压系统低压系统 在低压供电系统中,环式结构较少使用,常见在低压供电系统中,环式结构较少使用,常见的的结线结线结构形式是放射式结构和树干式结构。结构形式是放射式结构和树干式结构。(1 1)对于单台设备容量较大或较重要场合,一)对于单台设备容量较大或较重要场合,一般采用放射式结构。般采用放射式结构。(2 2)对于非重要用电设备,用电性质相近,又)对于非重要用电设备,用电性质相近,又便于线路敷设时,一般采用树干式结构。便于线路敷设时,一般采用树干式结构。(3 3)对于重要用电设备,可采用双电源双回路)对于重要用电设备,可采用双电源双回路树干式结构或双
14、电源双回路放射式结构。树干式结构或双电源双回路放射式结构。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系低压放射式结线山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系低压树干式结线山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系低压链式结线适用于供电距离较远而用电设备容量小而相距适用于供电距离较远而用电设备容量小而相距较近场所。相连的用电设备一般不宜多于较近场所。相连的用电设备一般不宜多于5台,总台,总容量不宜超过容量不宜超过10kw.山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系低压环形结线山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系低压配电屏低压配电屏低压配电屏低压配电屏低压配电屏低压配电屏放射式配电
15、系统放射式配电系统树干式配电系统树干式配电系统混合式配电系统混合式配电系统低压配电方案低压配电方案山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系运行经验证明,供配电系统的结线不宜太复运行经验证明,供配电系统的结线不宜太复杂,层次不宜过多,否则会造成浪费和提高杂,层次不宜过多,否则会造成浪费和提高故障率。故障率。GB50052GB500529595供配电系统设计规范供配电系统设计规范中规定:供配电系统应简单可靠,同一电中规定:供配电系统应简单可靠,同一电压供电系统的变
16、配电级数不宜多于两级。压供电系统的变配电级数不宜多于两级。返回目录山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系5.2 5.2 电力线路的结构与敷设电力线路的结构与敷设一、一、架空线路架空线路架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中,导线利用绝缘架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中,导线利用绝缘架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中,导线利用绝缘架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中,导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。瓷瓶支持在杆塔的横担上。瓷瓶支持在杆塔的横担上。瓷瓶支持在杆塔的横担上。架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。架空线路主要由导线(一般为钢芯铝绞
17、线)、杆塔、绝架空线路主要由导线(一般为钢芯铝绞线)、杆塔、绝架空线路主要由导线(一般为钢芯铝绞线)、杆塔、绝架空线路主要由导线(一般为钢芯铝绞线)、杆塔、绝缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。有的电杆上还装有拉线或扳桩,用来平衡电杆各方向有的电杆上还装有拉线或扳桩,用来平衡电杆各方向有的电杆上还装有拉线或扳桩,用来平衡电杆各方向有的电杆上还装有拉线或扳桩,用来平衡电杆各方向的拉力,增强电杆稳定性。也有的架空线路上架设有避的拉力,增强电杆稳定性。也有的架空线路上架设有避的拉力,增强电杆稳定性。也有的架空
18、线路上架设有避的拉力,增强电杆稳定性。也有的架空线路上架设有避雷线来防止雷击。雷线来防止雷击。雷线来防止雷击。雷线来防止雷击。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系由于架空线路导线要经常承受自身重量和各种外力的作由于架空线路导线要经常承受自身重量和各种外力的作由于架空线路导线要经常承受自身重量和各种外力的作由于架空线路导线要经常承受自身重量和各种外力的作用,且须承受大气中有害物质的侵蚀,所以导线材质必须用,且须承受大气中有害物质的侵蚀,所以导线材质必须用,且须承受大气中有害物质的侵蚀,所以导线材质必须用,且须承受大气中有害物质的侵蚀,所以导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。
19、具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。1.1.架空线路导线架空线路导线架空线路导线架空线路导线 户外架空线路户外架空线路10kV10kV及以上电压等级一般采用裸导线,及以上电压等级一般采用裸导线,380V380V电压等级一般采用绝缘导线。电压等级一般采用绝缘导线。导线按结构分有单股导线按结构分有单股线和多股绞线线和多股绞线裸导线常用的型号及适用范围为:裸导线常用的型号及适用范围为:(1 1)铝绞线()铝绞线(LJLJ)该导线导电性能较好,重量轻,对风雨作用的抵抗力该导线导电性能较好,重量轻,对风雨作用的抵抗力较强,但对
20、化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于较强,但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于6 610kV10kV的线路,其受力不大,杆距不超过的线路,其受力不大,杆距不超过100100125m125m。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系裸导线常用的型号及适用范围为:裸导线常用的型号及适用范围为:(2 2)钢芯铝绞线()钢芯铝绞线(LGJLGJ)该导线的外围为铝线,芯子采用钢线,这就解决了铝该导线的外围为铝线,芯子采用钢线,这就解决了铝绞线机械强度差的问题。绞线机械强度差的问题。钢芯铝绞线截面示意图钢芯铝绞线截面示意图 交流电具有趋肤交流电具有趋肤效应,所以导体中通效应,所以导体中通过电流时,电流实际
21、过电流时,电流实际只从铝线经过,这样只从铝线经过,这样确定钢芯铝绞线的截确定钢芯铝绞线的截面时只须考虑铝线部面时只须考虑铝线部分的面积。在机械强分的面积。在机械强度要求较高的场合和度要求较高的场合和35kV35kV及以上的架空线及以上的架空线路上多被采用。路上多被采用。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系铝(铜)绞线字母后面的数字表示导线的标称截面积,单位是mm2。钢芯铝绞线字母后面有两个数字,斜线上面的数字为铝线部分的标称截面,斜线下面为钢芯的标称截面。架空导线的型号表示法导线型号由汉语拼音字母和数字两部分组成,字母在前,数字在后。用汉字拼音的第一个字母表示导线的材料和结构:L铝导线
22、,T铜导线,G钢导线,LG钢芯铝导线;后面再加字母时,J多股绞线,不加字母J表示单股导线。山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系(3 3)铜绞线()铜绞线(TJTJ)该导线导电性能好,机械强度好,对风雨和化学腐蚀作该导线导电性能好,机械强度好,对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强,但价格较高,是否选用根据实际需要用的抵抗力都较强,但价格较高,是否选用根据实际需要而定。而定。(4 4)防腐钢芯铝绞线()防腐钢芯铝绞线(LGJFLGJF)具有钢芯铝绞线的特点,同时防腐性好,一般用在沿海具有钢芯铝绞线的特点,同时防腐性好,一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压地区、咸水湖
23、及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。和超高压架空线路上。LJLJ9595表示铝绞线,表示铝绞线,标称标称截面为截面为95mm95mm2 2LGJLGJ185/25185/25表示钢芯铝绞线,铝线部分表示钢芯铝绞线,铝线部分标称标称截面为截面为185mm185mm2 2、钢芯标称截面、钢芯标称截面2525mm2山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系2.电杆、横担电杆、横担 电杆有水泥杆、钢杆和铁塔架等。电杆有水泥杆、钢杆和铁塔架等。横担有铁横担、瓷横担。横担有铁横担、瓷横担。一条架空线路要由许多电杆来支撑,这些电杆因其在一条架空线路要由许多电杆来支撑,这些电杆因其在线
24、路上所处的位置和所起的作用不同有直线杆、终端杆、线路上所处的位置和所起的作用不同有直线杆、终端杆、耐张杆、转角杆、分支杆和跨越杆等耐张杆、转角杆、分支杆和跨越杆等 电杆与横担组装在一起,其作用是支持绝缘子架设导电杆与横担组装在一起,其作用是支持绝缘子架设导线,保证导线对地及导线与导线之间有足够的距离。线,保证导线对地及导线与导线之间有足够的距离。水泥杆在中低压线路应用甚广水泥杆在中低压线路应用甚广,简要介绍如下简要介绍如下:山东农业大学电气工程系山东农业大学电气工程系低压水泥杆绝大部分用机械化成批生产的拔梢杆,梢径一低压水泥杆绝大部分用机械化成批生产的拔梢杆,梢径一般为般为150mm,拔梢度为
25、,拔梢度为1/75,杆高,杆高810m。中压配电水。中压配电水泥杆,大部分也是拔梢杆,梢径一般是泥杆,大部分也是拔梢杆,梢径一般是190mm,也有,也有230mm的,拔梢度为的,拔梢度为1/75,杆高有,杆高有10,11,12,13,15m几种。几种。13m以下的不分段,以下的不分段,15m的可以分段,超过的可以分段,超过15m的都分的都分段。段。水泥杆(钢筋混凝土杆)具有使用寿命长、美观、维护水泥杆(钢筋混凝土杆)具有使用寿命长、美观、维护工作量小等优点。采用分段带拉线水泥杆后,基本可满工作量小等优点。采用分段带拉线水泥杆后,基本可满足各种跨越杆高度的要求。其缺点是比较笨重,给运输、足各种跨
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