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文檔簡介
1、供電系統(tǒng)及電氣控制信息科學與工程學院學院信息科學與工程學院學院主講人:董密第五章供配電系統(tǒng)的接線、結(jié)構及安裝圖第一節(jié)變配電所的主接線方案第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構第三節(jié)變電所主變壓器及應急柴油發(fā)電機組的選擇第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算第六節(jié)供配電系統(tǒng)的電氣安裝圖第一節(jié)變配電所的主接線方案一、概述變配電所的接線圖(電路圖),按其功能可分兩種表示變配電所的電能輸送和分配路線的接線圖,稱為主接線圖(主結(jié)線圖),或稱主電路圖或一次電路圖。表示用來控制、 指示、測量和保護主接線(主電路)及其設備運行的接線圖,稱為二次接線圖 (二次結(jié)線圖),或稱二次回路圖
2、(二次電路圖)。第一節(jié)變配電所的主接線方案對變配電所的主接線方案有下列基本要求:()安全性應符合國家標準和有關技術規(guī)范的要求,能充分保證人身和設備的安全。()可靠性應滿足各級電力負荷對供電可靠性的要求,也就是變配電所的主接線方案,應與其電力負荷的級別相適應。()靈活性應能適應供電系統(tǒng)所需的各種運行方式,便于操作維護,并能適應負荷的發(fā)展,有擴充改建的可能性。()經(jīng)濟性在滿足上述要求的前提下,應盡量使主接線簡單,投資少,運行費用低,并節(jié)約電能和有色金屬消耗量,應盡可能選用技術先進又經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品。第一節(jié)變配電所的主接線方案二、高壓配電所的主接線圖圖 是前面圖 所示企業(yè)供配電系統(tǒng)中高壓配電所及其
3、附設號車間變電所的主接線圖。(一)電源進線第一節(jié)變配電所的主接線方案第一節(jié)變配電所的主接線方案第一節(jié)變配電所的主接線方案(二)母線 高壓配電所的母線,通常采用單母線制。 如果是兩路電源進線 ,則采用以高壓隔離開關或高壓斷路器(兩側(cè)裝高壓隔離開關)分段的單母線制。 母線采用隔離開關分段時,分段隔離開關通常安裝在墻上或橋架上,也可采用專門的分段柜(亦稱聯(lián)絡柜) 。 為了測量、 監(jiān)視、保護和控制主電路設備的需要,每段母線上都接有電壓互感器,進線和出線上都串接有電流互感器。 為了防止雷電過電壓侵入配電所擊毀其中的電氣設備,每段母線上都裝有避雷器。 避雷器與電壓互感器同裝在一個高壓開關柜內(nèi),而且共用一組
4、高壓隔離開關。第一節(jié)變配電所的主接線方案(三)高壓配電出線 這個高壓配電所有六路高壓出線。 其中有兩路分別從兩段母線經(jīng)隔離開關一斷路器配電給 2 號車間變電所的兩臺主變壓器。 另-路供 1 號車間變電所,一路供 3 號車間變電所,還有一路供元功補償?shù)母邏翰⒙?lián)電容器組, 一路供高壓電動機組。 由于這些高壓配電線路都是由高壓母線來電,因此其出線斷路器只需在母線側(cè)加裝高壓隔離開關,以保證斷路器的安全檢修。圖 5-1 所示變配電所主接線圖,是按照電能輸送的順序來安排各種電氣設備的相互連接關系的,而不反應其中各成套配電裝置之間的相互排列位置,這種繪制方式的主接線圖,可稱為系統(tǒng)式主接線圖。 這種主接線圖全
5、面、系統(tǒng),多在運行中使用,變配電所運行值班用的模擬電路盤中繪制的一般為這種接線圖。在供電工程設計中往往采用另一種繪制方式的主接線圖,按高壓或低壓配電裝置之間相互連接和排列位置而繪制的裝置式主接線圖,如圖5-2所示。 在裝置式主接線圖中,各成套配電裝置的內(nèi)部設備和接線以及各裝置之間的相互連接和排列位置一目了然,與實際完全對應相符,因此這種圖最適于安裝施工使用。第一節(jié)變配電所的主接線方案三、車間及小型變電所的主接線圖 車間變電所及用戶的小型變電所,是將 610kV 高壓降為一般用電設備所需的 220/380V 低壓的終端變電所。 它們的主接線通常相當簡單。 從變電所高壓側(cè)的主接線來看,可分兩種情況
6、: )變電所前面還有總降壓變電所或高壓配電所。這類變電所高壓側(cè)的開關電器、保護裝置和監(jiān)測儀表等,一般都裝設在高壓配電線路的首端,即裝設在其前面的總變、配電所的高壓配電室內(nèi),而本變電所一般只設變壓器室(或室外變壓器臺)和低壓配電室,其高壓側(cè)大多不裝開關,或只裝簡單的隔離開關、 熔斷器(室外為跌開式熔斷器)、避雷器等。)變電所前面無總變、配電所,是直接從公共電網(wǎng)受電。 這類變電所高壓側(cè)的開關電器、保護裝置和監(jiān)測儀表等,都必須配備齊全,所以一般要設置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求較低的情況下,也可不設高壓配電室,其高壓熔斷器、隔離開關、負荷開關或跌開式熔斷器等,就裝設在變壓器室(室外為
7、變壓器臺)的墻上或室外桿上,而在低壓側(cè)計量電能;或者在高壓開關柜不多于6臺時,高、低壓開關柜就裝設在同一配電室內(nèi),在高壓側(cè)計量電能。第一節(jié)變配電所的主接線方案高壓側(cè)設備較齊全的一些小型變電所常見的主接線方案(一)只有一臺主變壓器的小型變電所主接線圖 只有一臺主變壓器的小型變電所,其高壓側(cè)一般采用元母線的接線。 根據(jù)高壓側(cè)采用的開關不同,可有以下三種典型的主接線方案。 .高壓側(cè)采用隔離開關熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線圖因受隔離開關和跌開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制, 一般只用于500kVA及以下容量的變電所。這種變電所相當簡單經(jīng)濟,但供電可靠性不高,且隔離開關和跌開式熔斷器不能帶負荷操
8、作,只適于對不重要的三級負荷供電。第一節(jié)變配電所的主接線方案.高壓側(cè)采用負荷開關熔斷器或負荷型跌開式熔斷器的變電所主接線圖這種主接線由于高壓負荷開關和負荷型跌開式熔斷器能帶負荷操作,從而使變電所停電和送電的操作比上述采用隔離開關一熔斷器或一般跌開式熔斷器的主接線要簡便靈活得多,但供電可靠性仍然不高,仍只適于對三級負荷供電。第一節(jié)變配電所的主接線方案.高壓側(cè)采用隔離開關斷路器的變電所主接線圖 這種主接線由于采用了高壓斷路器,因此變電所的停、送電操作十分靈活方便。 同時由于高壓斷路器都配備有繼電保護裝置,在變電所發(fā)生短路和過負荷時均能自動跳閘,而且在短路故障和過負荷消除后,又可直接迅速合閘,從而使
9、恢復供電的時間大大縮短。 如果再配備自動重合閘裝置,則供電可靠性可進一步提高。但是如果變電所只此一路電源進線時,一般也只用于三級負荷。 如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡線與其他變電所相連或另有備用電源(如柴油發(fā)電機組)時,則可用于二級負荷。 如果變電所有如圖 5-7 所示的兩路高壓電源進線,且另有備用電游、時,則供電可靠性相應提高,可供二級負荷及少量一級負荷。第一節(jié)變配電所的主接線方案(二)裝有兩臺主變壓器的小型變電所主接線圖.高壓無母線、低壓單母線分段的變電所主接線圖 這種主接線的供電可靠性較高。當任一電源進線或任一主變壓器停電檢修或發(fā)生故障時,可通過閉合低壓母線分段開關,即可迅速恢復對整個變電所的供
10、電。 如果兩臺主變壓器低壓側(cè)的主開關(采用電磁或電動機合閘操作的萬能式低壓斷路器)都裝設互為備用的備用電源自動投入裝置(APD),則任一變壓器低壓主開關因電源、斷電(失壓)而跳閘時,另一變壓器低壓側(cè)的主開關和低壓母線分段開關將在APD作用下自動合閘,恢復整個變電所的正常供電。這種主接線可供一、 二級負荷。第一節(jié)變配電所的主接線方案.高壓采用單母線、低壓單母線分段的變電所主接線圖 這種主接線適用于裝有兩臺及以上主變壓器或同時具有多路高壓出線的變電所。 其供電可靠性也較高。 任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時,可通過切換操作,很快恢復對整個變電所的供電。 但在高壓母線或電源進線檢修或發(fā)生故障時,整個變電
11、所將要停電。 如果變電所有與其他變電所相連的低壓或高壓聯(lián)絡線時,則可通過技人聯(lián)絡線恢復供電,供電可靠性從而大大提高。 無聯(lián)絡線時,可供二、三級負荷;有聯(lián)絡線時,則可供一、二級負荷。第一節(jié)變配電所的主接線方案.高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線圖 這種主接線的兩段高壓母線在正常時可以接通運行,也可以分段運行。 一臺主變壓器或一路電源進線停電檢修或發(fā)生故障時,通過切換操作,即可迅速恢復整個變電所的供電,因此其供電可靠性相當高,可供一、 二級負荷。第一節(jié)變配電所的主接線方案四、總降壓變電所的主接線圖 對于電源進線為35kV及以上的大中型企業(yè),通常是先經(jīng)總降壓變電所降為 6 -10kV的高壓配電電壓
12、,然后經(jīng)車間變電所,降為一般低壓用電設備所需的電壓如220/380V。 下面介紹總降壓變電所較常見的幾種主接線方案。 為了使主接線簡明起見,圖上省略了包括電能計量柜在內(nèi)的所有電流互感器、電壓互感器和避雷器等一次設備。(一)只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖 通常采用一次側(cè)無母線、二次側(cè)為單母線的主接線,如圖 5-11所示。 一次側(cè)通常采用高壓斷路器做主開關,其特點是簡單經(jīng)濟,但供電可靠性不高,只適用于三級負荷的企業(yè)。第一節(jié)變配電所的主接線方案(二)裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖.一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖 這種主接線,其一次側(cè)的高壓斷路器 Q
13、F10跨接在兩路電源進線之間,猶如一座橋梁,而且處在線路斷路器 QF11 和 QF12 的內(nèi)側(cè),靠近主變壓器,因此稱為內(nèi)橋式接線 。 這種主接線的運行靈活性較好,供電可靠性較高,適用于一、二級負荷的企業(yè)。 如果某路電源例如線路 WL1停電檢修或發(fā)生故障時,則斷開 QF11 ,投入 QF10(其兩側(cè) QS 先合) ,即可由線路 W口恢復對變壓器T1的供電。 這種內(nèi)橋式接線多用于電源進線較長 因而發(fā)生故障和停電檢修的幾率較多、 而主變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。第一節(jié)變配電所的主接線方案.一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖 這種主接線,其一次側(cè)的高壓斷路器 QF1
14、0也跨接在兩路電源進線之間,但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè),靠近電源方向,因此稱為外橋式接線”。這種主接線的運行靈活性也較好,供電可靠性也較高,也適用一、二級負荷的企業(yè)。 但與內(nèi)橋式接線適用的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時,則斷開 QF11,投人 QF10(其兩側(cè) QS 先合),使兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式接線適用于電源進線較短而企業(yè)負荷變動較大適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換主變壓器的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采用環(huán)形接線時,也宜于采用這種外橋式接線,使環(huán)形電網(wǎng)的穿越功率不通過進線斷路器 QF11 和QFI2 ,這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整
15、定都極為有利。第一節(jié)變配電所的主接線方案.一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖 這種主接線兼有上述內(nèi)橋式和外橋式兩種接線運行靈活的優(yōu)點,但所用高壓開關設備較多,投資較大。 可供一、二級負荷,適于一、二次側(cè)進出線較多的總降壓變電所。第一節(jié)變配電所的主接線方案五、接有柴油發(fā)電機組的變電所主接線圖 某些擁有重要負荷的工業(yè)和民用建筑,往往還安裝有柴油發(fā)電機組作應急電源,以便在正常供電的公共電網(wǎng)停電時于動或自動投入,供電給不容停電的重要負荷。 圖5-15為接有柴油發(fā)電機組的變電所主接線圖,其中圖5-15a為單臺主變壓器變電所在公共電網(wǎng)停電時手動切換、投入柴油機組的主接線圖,圖5-15b為雙臺
16、主變壓器變電所接有自起動柴油機組的主接線圖。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構一、變配電所的類型及其適用范圍用戶變電所分總降壓變電所和車間變電所。圖5-16車間變電所的類型1、2內(nèi)附式3、4外附式5車間內(nèi)式6露天(或半露天)式7獨立式8桿上式9地下式10樓上式一般中小用戶不設總降壓變電所。車間變電所或小型用戶變電所)按其主變壓器的安裝位置來分,有下列類型:(1)車間附設變電所車間附設變電所 變壓器室的一面墻或幾面墻與車間的墻共用,變壓器室的大門朝車間外開。附設變電所又分內(nèi)附式和外附式。內(nèi)附式的變壓器重位于車間的外墻以內(nèi);外附式的變壓器室位于車間的外墻外面。(2)車間內(nèi)車間內(nèi)(室內(nèi)室內(nèi))變
17、電所變電所 變壓器室或整個變電所位于車間內(nèi)(室內(nèi)),通常位于車間中部,變壓器室的大門朝車間內(nèi)開。(3) 露天變電所露天變電所 變壓器安裝在室外抬高的地面上。如果變壓器的上方設有頂板或挑檐的,則稱為半露天變電所。(4) 獨立變電所獨立變電所 整個變電所設在與車間建筑物有一定距離的單獨建筑物內(nèi)。(5) 桿上變電臺桿上變電臺 變壓器安裝在室外的電桿上面,如圖 5-16 中的8 。(6) 地下變電所地下變電所 整個變電所設置在地面以下的建筑物內(nèi),如圖5-16中的9。(7) 樓上變電所樓上變電所整個變電所設置在樓上建筑物內(nèi),如圖5-16中的10 。(8) 成套變電所成套變電所 由電器制造廠按一定接線方案
18、成套制造、現(xiàn)場裝配的變電所。(9) 移動式變電所移動式變電所 整個變電所裝設在一輛可移動的車上。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構二、變配電所所址的選擇(一)所址選擇的一般原則)盡量靠近負荷中心,以減少配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。)進出線方便,特別是采用架空進出線時要考慮這一點。)接近電源側(cè),對總變、配電所特別要考慮這一點。)設備運輸方便。)盡量避開劇烈震動和高溫場所。)不宜設在多塵和有腐蝕性氣體的場所;當無法遠離時,則應設在污源的上風側(cè)。)不應設在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方,且不宜與上述場所相貼鄰。)不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方,且不宜設在有火災危
19、險環(huán)境的正上方或正下方。)高壓配電所應盡量與車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房合建。)不應妨礙企業(yè)或車間的發(fā)展,應與當?shù)亟ㄔO總體規(guī)劃相協(xié)調(diào),并適當考慮今后擴建的可能。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構(二)負荷指示圖 負荷指示圖是將電力負荷(計算負荷P30)按一定比例(例如以1mm2面積代表若干kW)用負荷圓的形式標示在用戶的平面圖上。各建筑(或車間)的負荷圓的圓心應與建筑(或車間)的負荷中心大致相符。 負荷圓的半徑r,可由建筑(或車間)的計算負荷求得 圖 5-17是圖 1-1 所示企業(yè)的負荷指示圖。由此負荷指示圖可以直觀和概略地確定企業(yè)和用戶的負荷中心,再結(jié)合上述變配電所所址選擇的其
20、他條件全面考慮,分析比較幾個方案,最后取其最佳方案來確定變配電所所址。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構(三)按負荷功率矩法確定負荷中心 設有負荷P1、P2和P3(均表示有功計算負荷),如圖5-18所示。它們在任選的直角坐標系中的坐標分別為 , , 。現(xiàn)假設總負荷 的負荷中心位于坐標 處。 因此可求得負荷中心的坐標為111( ,)P x y222(,)P xy333(,)P xy123iPPPPP( , )P x y必須指出:負荷中心雖是選擇變配電所的重要因素,但不是惟一因素,因此負荷中心的計算不必要求十分精確。實際上負荷中心也是經(jīng)常變動的,精確計算也沒有什么必要。第二節(jié)變配電所的類型、
21、所址及其布置與結(jié)構(一)變配電所總體布置的要求(1)便于運行維護和檢修有人值班的變配電所,一般應設單獨的值班室。(2)保證運行安全值班室內(nèi)不得有高壓電氣設備。(3)便于進出線如果是架空進線,高壓配電室宜位于進線側(cè)。(4)節(jié)約土地和建筑費用高壓開關柜的數(shù)量不多于6臺時,可與低壓配電屏裝設在同一室內(nèi),但高壓柜與低壓屏間距離不得小于2m。(5)適應發(fā)展要求變壓器室應考慮到擴建時有更換大一級容量變壓器的可能。三、變配電所的總體布置第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構(二)變配電所總體布置的方案 變配電所總體布置的方案應因地制宜,合理設計。布置方案的最后確定,應通過幾個方案的技術經(jīng)濟比較。 圖5-1
22、9是圖5-1所示企業(yè)高壓配電所及其附設2號車間變電所的平面圖和剖面圖。高壓配電室內(nèi)的高壓開關拒為雙列布置,按有關規(guī)程規(guī)定,操作通道的最小寬度為2m(參看表5-3),這里取為2.5m,使運行維護更為安全方便。這里變壓器室的尺寸,按所裝設變壓器容量增大一級來考慮。高低壓配電室也都留有一定的余地。 由圖 5-19 可以看出: 值班室緊靠高低壓配電室,且有門直通,因此運行維護方便。高低壓配電室和變壓器室的進出線都較方便。 所有大門均按要求開設,保證運行方便安全。 高壓電容器室與高壓配電室相鄰,既安全又配線方便。 各室均留有一定的余地,以適應發(fā)展的要求。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構圖-20高
23、壓配電所與附設車間變電所合建的平面布置方案示例高壓配電室變壓器室或室外變壓器臺低壓配電室值班室高壓電容器室 圖5-20是高壓配電所與附設車間變電所合建的另幾種平面布置方案。 這些布置方案也基本適于設有高壓配電室的小型降壓變電所,只是由于高壓開關柜少一些,因此高壓配電室的面積相應地小一些。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構圖-無高壓配電室和值班室的車間變電所平面布置方案示例變壓器室或室外變壓器臺低壓配電室對于既無高壓配電室又無值班室的車間變電所,其平面布置方案更為簡單第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構(一)變壓器室和室外變壓器臺的結(jié)構布置.變壓器室的結(jié)構布置 變壓器室的結(jié)構型式,決定
24、于變壓器的型式、容量、放置方式、主接線方案及進出線的方式、方向等諸多因素,并應考慮運行維護的安全以及通風、防火等問題。考慮到發(fā)展,變壓器室宜有更換大一級容量變壓器的可能性。 為保證變壓器安全運行,電力變壓器外廓(防護外殼)與變壓器室墻壁和門的最小凈距應如表四、變配電所的結(jié)構布置第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構多臺干式變壓器布置在同一房間內(nèi)時,變壓器防護外殼間的最小凈距應如表第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構.室外變壓器臺的結(jié)構布置 露天或半露天變電所的變壓器四周應設不低于1.7m高的固定圍欄(墻)。變壓器外廓與圍欄(墻)的凈距不應小于0.8m,變壓器底部距地面不應小于0.3m,相
25、鄰變壓器外廓之間的凈距不應小于1.5m。 當露天或半露天變壓器供給一級負荷用電時,相鄰的可燃油油浸變壓器的防火凈距不應小于5m。若小于5m時,應設置防火墻,防火墻應高出變壓器油枕頂部,且墻兩端應大于擋油設施兩側(cè)各0.5m。第二節(jié)變配電所的類型、所址及其布置與結(jié)構(二)配電室、電容器室和值班室的結(jié)構布置1.高低壓配電室的結(jié)構布置2.高低壓電容器室的結(jié)構布置3. 值班室的結(jié)構布置(三)箱式變電站的結(jié)構布置(四)高層建筑物內(nèi)的配變點所及自備應急柴油發(fā)電機房的結(jié)夠布置1.高層建筑物內(nèi)配變電所的結(jié)構布置要求2.自備應急柴油發(fā)電機房的結(jié)構布置要求第三節(jié)變電所主變壓器及應急柴油發(fā)電機組的選擇一、變電所主變壓
26、器臺數(shù)的選擇變電所主變壓器臺數(shù)的選擇應遵循下列原則:)應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所,應采用兩臺臺主變壓器。對只有二級負荷而無一級負荷的變電所,也可以只采用一臺變壓器,但必須在低壓側(cè)敷設與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡線作為備用電源。)對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所,也可考慮采用兩臺變壓器,以便高峰負荷期間兩臺運行,而低谷負荷期間切除一臺,以減少電能損耗。)除上述情況外,一般三級負荷變電所可采用一臺變壓器。但是負荷集中而容量相當大的變電所,雖為三級負荷,也可采用兩臺或多臺變壓器。)在確定變電所主變壓器臺數(shù)時,應適當考慮負荷的發(fā)展,留有一定的
27、余地。第三節(jié)變電所主變壓器及應急柴油發(fā)電機組的選擇二、變電所主變壓器容量的選擇(一)只裝有一臺主變壓器的變電所 主變壓器的額定容量應滿足全部用電設備總的計算負荷的需要(二)裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的額定容量SN.T應同時滿足1)任一臺變壓器單獨運行時,應能滿足不小于總計算負荷S30 60%70%的需要2)任一臺變壓器單獨運行時,應能滿足全部一、二級負荷S30(I+II)的需要第三節(jié)變電所主變壓器及應急柴油發(fā)電機組的選擇(三)單臺主變壓器(低壓側(cè)為0.4kV)的容量上限 低壓為0.4kV的配電變壓器單臺容量,一般不宜大于1250kVA。但是,如果負荷比較集中、容量較大而且運行合理時,
28、也可以選用單臺容為16002000kVA的配電變壓器,這樣能減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關電器和電纜等。 對裝設在二層以上的電力變壓器,如果采用干式變壓器時,其容量不宜大于630kVA。對裝設在居民住宅小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺臺容量,不宜大于630kVA。 必須注意必須注意:在確定變電所主變壓器容量時,應適當考慮負荷的發(fā)展。主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定,應結(jié)合變電所主接線方案的選擇,經(jīng)23個方案的技術經(jīng)濟比較,擇優(yōu)而定。第三節(jié)變電所主變壓器及應急柴油發(fā)電機組的選擇例5-1 某10/0.4kV 變電所,總計算負荷S30=1400kVA,其中一、二級負荷760kVA。試初步選擇其主變壓器的臺數(shù)和
29、容量。解解 根據(jù)變電所有一、二級負荷的情況,確定選兩臺主變壓器。每臺變壓器容量應滿足以下兩個條件:因此初步確定選擇兩臺1000kVA 的主變壓器。第三節(jié)變電所主變壓器及應急柴油發(fā)電機組的選擇三、應急柴油發(fā)電機組的選擇應急柴油發(fā)電機組的容量選擇,應滿足下列條件:)應急柴油發(fā)電機組的額定功率PN,應不小于所供全部應急負荷的最大計算負荷P30,即在初步設計中,應急柴油發(fā)電機組的容量(視在功率)SN,可按用戶變電所主變壓器總?cè)萘縎N.T的10%20%考慮,通常取為SN.T的15%。2)在應急柴油發(fā)電機組所供電的應急負荷中,最大的籠型電動機的容量PN.M與柴油發(fā)電機組容量PN之比不宜大于25%,以免電動
30、機起動時使變電所母線電壓下降過甚,影響其他負荷的正常工作,即應急柴油發(fā)電機組的單臺容量不宜大于1000kW。如果應急負荷總計算負荷PN 1000kW,宜選用兩臺或多臺機組。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構一、高壓配電線路的接線方式高壓配電線路有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。(一)放射式接線 放射式線路之間互不影響,因此供電可靠性較高,而且便于裝設自動裝置;但是高壓開關設備用得較多,而且每臺高壓斷路器或負荷開關須裝設一個高壓開關柜,從而使投資增加。而且這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時,該線路所供負荷均中斷供電。為了提高其供電可在各車間變電所的高壓或低壓之間敷設聯(lián)絡線。要進一步提高其供電可靠性,還
31、可采用來自兩個電源的兩路高壓進線,然后經(jīng)分段母線,由兩段母線用雙回路對重要負荷交叉供電。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(二)樹干式接線 樹干式接線的特點正好與上述放射式接線相反。一般情況下,樹干式接線采用的開關設備較少,有色金屬消耗量也較少;但在干線發(fā)生故障或檢修時,停電范圍大,因此供電可靠性較低。要提高其供電可靠性,可采用雙干線供電或兩端供電的接線方式。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(三)環(huán)形接線 環(huán)形接線,實質(zhì)上是兩端供電的樹干式接線。為了避免環(huán)形線路上發(fā)生故障時影響整個電網(wǎng)的正常運行,也為了便于實現(xiàn)線路保護的選擇性,因此絕大多數(shù)環(huán)形線路采取“開口”運行方式,即環(huán)形線路中有一處的開關正常時是斷
32、開的。這種環(huán)形接線在現(xiàn)代城市電網(wǎng)中應用很廣。通常采用以負荷開關取代隔離開關為聯(lián)絡主開關的環(huán)形接線?,F(xiàn)在生產(chǎn)的高壓環(huán)網(wǎng)柜就專用在這種環(huán)形電網(wǎng)中,既簡單經(jīng)濟,操作靈活,且能保證較高的供電可靠性。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構二、低壓配電線路的接線方式低壓配電線路也有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。(一)放射式接線 放射式接線的特點是:其配電出線發(fā)生故障時,不致影響其他配電出線的運行,因此供電可靠性較高。但是一般情況下,其有色金屬消耗量較多,采用的開關電器也較多。放射式接線多用于設備容量大或?qū)╇娍煽啃砸蟾叩脑O備配電。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(二)樹干式接線 樹干式接線與放射式相比,它采用的
33、開關電器較少,有色金屬消耗量也較少,但在線路發(fā)生故障時,影響范圍大,故其供電可靠性較低。樹干式接線在機械加工車間、工具車間和機修車間中應用比較普遍,且多采用封閉式母線,靈活方便,也較安全,適于對容量小而分布較均勻的用電設備配電。 圖5-35是變形的樹干式接線,稱為鏈式接線。鏈式接線的特點與樹干式基本相同,適于用電設備彼此相距很近而容量都較小的次要用電設備。鏈式相連的配電箱(見圖5-35a)不宜超過3臺,總?cè)萘坎灰顺^10kW。鏈式相連的電動機等用電設備(見5-35b)不宜超過5臺,設備容量也不宜超過10kW。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(三)環(huán)形接線 環(huán)形接線,供電可靠性較高。任一段線路發(fā)生故
34、障或檢修時,都不致造成供電中斷,或只短暫停電,一旦切換電源的操作完成,即可恢復供電。 環(huán)形接線,可使電能損耗和電壓損耗減少,但是其保護裝置及其正定配合比較復雜。如果配合不當,容易發(fā)生誤動作,反而擴大停電范圍。 低壓環(huán)形接線通常也采用“開口”運行方式。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構三、供配電線路的結(jié)構與敷設(一)供配電線路的結(jié)構類型與特點供配電線路按結(jié)構型式分,有架空線路、電纜線路和室內(nèi)線路(1)架空線路它是利用電桿架空敷設導線的露天線路。其特點是敷設比較容易,成本較低,投資較少,維修方便,易于發(fā)現(xiàn)和排除故障;但它要占用一定的地面位置,有礙交通如觀瞻,且易受環(huán)境影響,安全可靠性較差。 (2)電纜線
35、路它是利用電力電纜敷設的線路。電纜線路與架空線路相比,雖然其有成本高、投資大、維修不便、不易發(fā)現(xiàn)和排除故障等缺點,但是電纜線路具有運行可靠、不易受外界影響、不需架設電桿、不占地面、不礙交通和觀瞻等優(yōu)點。(3)室內(nèi)線路 它指建筑物內(nèi)部敷設的各種配電線路。由于室內(nèi)一般為人員頻繁活動的空間,線路容易被人員觸及,因此安全要求特別高;而且由于線路故障易引起建筑失火,因此室內(nèi)線路導線的選擇和敷設要特別注意其安全可靠性。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(二)架空線路的結(jié)構和敷設架空線路由導.、電桿、絕緣子和線路金具等主要元件組成。為了防雷,有的架空線路上還在電桿頂端架設避雷線(又稱架空地線)。為了加強電桿的穩(wěn)固
36、性,有的電桿還安裝有拉線或扳樁。.架空線路的導線導線是線路的主體,承擔著輸送電能(電力)的功能。導線架設在電桿上面,要經(jīng)受自重和各種外力的作用,并要承受大氣中各種有害物質(zhì)的侵蝕。因此導線必須具有良好的導電性,同時要具有一定的機械強度和耐腐蝕性,而且要盡可能地質(zhì)輕和價廉。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構 導線材質(zhì)有銅、鋁和鋼。銅線的導電性能最好,機械強度也相當高,且不易氧化和腐蝕;然而銅是是貴重的有色金屬,應盡量節(jié)約。鋁線的導電性能也較好,稍次于銅,且具 有質(zhì)輕、價廉的優(yōu)點,雖然其機械強度較差,且防腐蝕性能也不太好,但根據(jù)我國資源情況,在環(huán)境正常的架空線路上,宜優(yōu)先選用鋁線。不過在有腐蝕性物質(zhì)及防火
37、防爆要求較高的環(huán)境中,不宜采用鋁線。鋼線的機械強度很高,而且價廉,但其導電性能差,功率損耗大,對交流電流還有鐵磁損耗,而且容易銹蝕,因此鋼線除作為避雷線架空地線外,架空電力線路上一般不用。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構圖5-39鋼芯鋁絞線截面 架空線路的導線,一般采用多股絞線。絞線按材質(zhì)分,有銅絞線(TJ) 、鋁絞線(IJ)和鋼芯鋁絞線( LGJ) 。通常采用鋁絞線。在機械強度要求較高和35kV 及以上的架空線路上,則多采用鋼芯鋁絞線。鋼芯鋁絞線簡稱鋼芯鋁線。鋼芯鋁絞線的線芯為鋼線,用以增強導線的機械強度,彌補鋁線機械強度較差的缺點,而其外圍用鋁線,取其導電性較好的優(yōu)點。由于交流電流通過導線時具
38、有集膚效應,交流電流實際上只從鋁線通過,從而彌補了鋼線導電性能不好而且會產(chǎn)生鐵磁損耗的缺點。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構2、電桿、橫擔和拉線 電桿是支撐導線的支柱,是架空線路的重要組成部分。對電桿的要求,主要是要有足夠的機械強度,同時盡可能地經(jīng)久耐用,價廉,便于搬運和安裝。 電桿按其采用的材料分,有木桿、水泥桿和鐵塔等三種,一般以水泥桿應用最為普遍,因為采用水泥桿,可節(jié)約大量木材和鋼材,而且經(jīng)久耐用,維護簡單,也比較經(jīng)濟。 電桿按其在架空線路中的地位和功能分,有直線桿、分段桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、跨越桿和分支桿等型式。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構 橫擔安裝在電桿的上部,用來安裝絕緣子以架設導線。常
39、用的橫擔有木橫擔、鐵橫擔和瓷橫擔?,F(xiàn)在普遍采用鐵橫擔和瓷橫擔。瓷橫擔用于高壓架空線路,兼有絕緣子和橫擔的雙重功能,能節(jié)約大量木材和鋼材,減少線路造價。它結(jié)構簡單,安裝方便,但它比較脆,安裝和使用中必須注意。圖-高壓電桿上安裝的瓷橫擔高壓導線瓷橫擔電桿第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構 拉線是為了平衡電桿各方面的作用力,并抵抗風壓以防電桿傾倒用的,例如終端桿、轉(zhuǎn)角桿、分段桿等往往都安裝有拉線。圖-拉線的結(jié)構電桿拉線的抱箍上把拉線絕緣子腰把花籃螺釘?shù)装牙€底盤第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構.線路絕緣子和金具 絕緣子又稱瓷瓶。線路絕緣子用來將導線固定在電桿上,并使導線與電桿絕緣。因此對絕緣子既要求具有一定的
40、電氣絕緣強度,又要求具有足夠的機械強度。線路絕緣子按電壓分低壓絕緣子和高壓絕緣子兩大類。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構線路金具是用來連接導線、安裝橫擔和絕緣子、固定和緊固拉線等的金屬附件第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構.架空線路的敷設 架空線路的路徑選擇,應考慮下列原則:路徑要短,轉(zhuǎn)角要少。交通運輸萬便,便于施工架設和維護。盡量避開河洼和雨水沖刷地帶及易撞、易燃、易爆等危險場所。不應引起人行、交通及機耕等困難。應與建筑物保持一定的安全距離。應與城鎮(zhèn)和企業(yè)的建設規(guī)劃協(xié)調(diào)配合,并適當考慮今后的發(fā)展。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構圖-導線在電桿上的排列方式電桿橫擔導線避雷線 導線在電桿上的排列方式,如圖5-
41、45所示。三相四線制低壓架空線路的導線,一般采用水平排列,而且中性線一般架設在靠近電桿的位置。電壓不同的線路同桿架設時,電壓高的線路應架設在上面。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構圖-架空線路的檔距與弧垂 架空線路的檔距(又稱跨距),是指同一條線路兩相鄰電桿之間的水平距離。廠區(qū)架空線路的檔距,低壓為25-40m,高壓(10kV及以下)為35 -50m 。 導線的弧垂(又稱弛垂),是指架空線路一個檔距內(nèi)導線最低點與兩端電桿上導線固定點間的垂直距離?;〈故怯捎趯Ь€自重及其他荷重(如導線外圍的結(jié)冰)所形成的?;〈共灰诉^大,也不宜過小。過大則在導線擺動時容易引起相間短路,而且可造成導線對地或?qū)ζ渌矬w的安全
42、距離不夠;過小則使導線的內(nèi)應力增大,在天冷時可能收縮繃斷。 架空線路的線間距離、導線對地面和對水面的最小距離、架空線路與各種設施接近和交叉的最小距離等,在有關技術規(guī)程中均有規(guī)定,設計和安裝時必須遵循。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(三)電纜線路的結(jié)構和敷設 電纜線路是指由電力電纜敷設的線路。電纜線路的主要元件是電力電纜和電纜頭。 .電力電纜的結(jié)構 電纜是一種特殊導線,在其幾根或單根絞繞的絕緣導電芯線外面,繞包有絕緣層和保護層。保護層又分內(nèi)護層和外護層。內(nèi)護層用來直接保護絕緣層,而外護層用來防止內(nèi)護層免受機械損傷和腐蝕。外護層通常為鋼絲或鋼帶構成的鋼鎧,外覆麻被、瀝青或塑料護套。第四節(jié)供配電線路的
43、接線與結(jié)構圖-電力電纜的結(jié)構纜芯(銅芯或鋁芯)油浸紙絕緣層填料(麻筋)油浸紙繞包絕緣鉛包涂瀝青的紙帶(內(nèi)護層)浸瀝青的麻被(內(nèi)護層)鋼鎧(外護層)麻被(外護層)交聯(lián)聚乙烯絕緣層聚氯乙烯護套(內(nèi)護層)鋼鎧或鋁鎧(外護層)聚氯乙烯外套(外護層) 電纜的類型很多。電力電纜按其纜芯材質(zhì)分銅芯和鋁芯兩大類。按其采用的絕緣介質(zhì)分油浸紙絕緣的和塑料絕緣的兩大類。塑料絕緣電纜又有聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜兩種。油浸紙絕緣電纜具有耐壓強度高、耐熱性能好和使用壽命較長等優(yōu)點,但它工作時其中的浸漬油會流動,不適用于兩端安裝高度差大的場所。塑料絕緣電纜具有結(jié)構較簡單、制造成本較低、敷設方便
44、、不受高度差限制及耐酸堿腐蝕等優(yōu)點,特別是交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,其電氣性能更優(yōu)異因此應用越來越廣。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構電力電纜全型號的表示和含義如下:第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構圖-戶內(nèi)式環(huán)氧樹脂終端頭纜芯端子纜芯絕緣纜芯(外包絕緣層)預制環(huán)氧外殼環(huán)氧樹脂膠繞包絕緣鉛包接地線卡子2.電纜頭的結(jié)構 電纜頭包括電纜中間接頭和電纜終端頭。電纜頭按使用的絕緣材料或充填材料分,有充填電纜膠的、環(huán)氧樹脂澆注的、纏包式的和熱縮材料的等。由于熱縮的材料電纜頭具有施工簡便、價廉和性能良好等優(yōu)點而近年來在電纜工程中得到了推廣應用。 運行經(jīng)驗說明,電纜頭是電纜線路中的薄弱環(huán)節(jié),電纜線路的多數(shù)故障都發(fā)生在電纜接
45、頭處。由于電纜頭自身的缺陷或者安裝質(zhì)量方面的問題,往往造成短路故障,引起電纜頭擊穿或爆炸。因此電纜頭的安裝質(zhì)量十分重要,密封要好,其耐壓強度不應低于電纜本身的耐壓強度,要有足夠的機械強度,且其體積要盡可能小,結(jié)構簡單,安裝方便。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構.電纜的敷設方式 用戶供配電系統(tǒng)中電纜的敷設方式主要有直接埋地敷設(見圖5-50 ) 、利用電纜溝(見圖5 -51 )和電纜橋架(見圖5 -52) 等幾種,而電纜排管(見圖5-53 )和電纜隧道(見圖5-54 )等敷設方式較少采用。電纜排管主要在城市電網(wǎng)中使用,而電纜隧道主要用于電站。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構.電纜敷設的一般要求)電纜路徑
46、應避開可能遭受機械性外力損壞和過熱、腐蝕等危害的場所;在滿足安全要求的前提下盡量使電纜路徑最短。)電纜長度宜按實際線路長度留有510的裕量,以作為安裝和檢修時備用;直埋電纜宜作波浪形埋設。)下列場合的非鎧裝電纜應采取穿管保護:電纜引入和引出建筑物;電纜穿過樓板及主要墻壁處;從電纜溝道引出至電桿,或沿墻敷設的電纜距地面2m高度以下及埋入地下0.3m深度的一段;電纜與道路、鐵路交叉的一段。)多根電纜敷設在同一溝道中位于同側(cè)的多層支架上時,應按下列要求進行配置:按電壓等級由高至低的電力電纜、強電至弱電的控制和信號電纜、通信電纜的順序排列。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構)明敷的電纜不宜平行敷設于熱力管道
47、之上。表-6電纜與管道相互間允許距離(單位:mm)電纜沿輸送易燃氣體管道輸送時,應配置在危險程度較低的管道一側(cè),且應符合下列規(guī)定:易燃氣體密度比空氣大時,電纜宜在管道上方。 易燃氣體密度比空氣小時,電纜宜在管道下方。 )電纜溝的結(jié)構應考慮到防火和防水。)直埋敷設于非凍土地區(qū)的電纜,其外皮至地下構筑物基礎的距離不得小于0.3m;至地面的距離不得小于0.7m;當位于車行道或耕地的下方時,應適當加深,且不得小于1m。)電纜的金屬外皮、金屬電纜頭及保護鋼管和金屬支架等,均應可靠地。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構(四)室內(nèi)線路的結(jié)構和敷設室內(nèi)配電線路一般采用絕緣導線。但在工業(yè)企業(yè)的廠房及高層建筑的電氣豎井
48、等處的干線,則多采用裸導線或電纜。.絕緣導線的結(jié)構和敷設 絕緣導線按其芯線材質(zhì)分,有銅芯和鋁芯兩種。重要線路例如辦公樓、實驗室、圖書館和住宅建筑等的配電線路以及高溫、振動場所和對鋁有腐蝕的場所線路, 均應采用銅芯絕緣導線。而其他情況下可采用鋁芯絕緣導線。絕緣導線按其絕緣材料分,有橡皮絕緣的和塑料絕緣的兩種。塑料絕緣導線的絕緣性能好。耐油和抗酸堿腐蝕,價格較低,且可節(jié)約大量橡膠和棉紗,因此在室內(nèi)明敷和穿管暗敷應優(yōu)先采用塑料絕緣導線。但塑料絕緣導線在高溫時絕緣易軟化老化、低溫時絕緣又要變硬發(fā)脆,因此在高溫場所及室外不宜選用,而應選用橡皮絕緣導線。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構絕緣導線全型號的表示和含
49、義如下:第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構絕緣導線的敷設方式,分明敷和暗敷兩種。明敷時,導線應橫平豎直,排列整齊,而且宜盡可能沿建筑物平頂、橫梁、墻角等隱蔽處敷設。暗敷時,應盡量沿最短的路徑敷線,但要避開可能挖掘或鑿洞的地方。絕緣導線明敷和暗敷各有優(yōu)缺點。從安全和美觀來說,暗敷優(yōu)于明敷。但從便于檢修和經(jīng)濟來說,則明敷較好。暗敷通常是在建筑物基建時采用預埋管線的辦法,或者在裝修時掏槽埋設的辦法。對于舊房中配電線路的改建,如擬將明敷改為暗敷,應不得損傷建筑的結(jié)構強度。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構絕緣導線的敷設,應符合有關規(guī)程的規(guī)定,有幾點要求要特別提出:)線槽布線和穿管布線的導線,在線槽和管子中間不許直
50、接接頭,接頭必須經(jīng)接線盒。)穿金屬管和金屬線槽的交流線路,應將同一回路的相線和中性線穿于同一管、槽內(nèi)。)穿線的管、槽與熱水管、蒸汽管同側(cè)敷設時,應敷設在水、汽管的下方。如果有困難時,可敷設于上方,但相互間距應適當加大,或采取隔熱措施。第四節(jié)供配電線路的接線與結(jié)構2.裸導線的結(jié)構和敷設工業(yè)企業(yè)的車間內(nèi)及高層建筑的電氣豎井內(nèi),大多采用裸母線配電,而且通常采用封閉式母線(即母線槽)布線。母線材料大多采用LMY型硬鋁母線。封閉式母線安全、靈活、美觀,但耗用的鋼材較多,技資較大。封閉式母線水平敷設時,至地面距離不應小于2.2m。垂直敷設時,距地面1.8m以下部分應采取防機械損傷措施,但敷設在電氣專用房間
51、內(nèi)如配電室、電機室、電氣豎井等場所除外。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算一、導線和電纜型式的選擇 10kV及以下的架空線路,一般采用鋁絞線。35kV及以上的架空線路及35kV以下線路在檔距較大、電桿較高時,則宜采用鋼芯鋁絞線。沿海地區(qū)及有腐蝕性介質(zhì)的場所,宜采用銅絞線或絕緣導線。 對于敷設在城市繁華街區(qū)、高層建筑群區(qū)及旅游區(qū)和綠化區(qū)的10kV及以下的架空線路,以及架空線路與建筑物間的距離不能滿足安全要求的地段及建筑施工現(xiàn)場,宜采用絕緣導線。 電纜線路,在一般環(huán)境和場所,可采用鋁芯電纜。在重要場所及有劇烈振動、強烈腐蝕和有爆炸危險場所,宜采用銅芯電纜。在低壓TN系統(tǒng)中, 應采用三相四芯或五芯
52、電纜。 埋地敷設的電纜,應采用有外護層的鎧裝電纜。在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設的電纜,應采用鋼絲鎧裝電纜。敷設在電纜溝、橋架和水泥排管中的電纜,一般采用裸鎧裝電纜或塑料護套電纜,宜優(yōu)先選用交聯(lián)電纜。凡兩端有較大高度差的電纜線路,不能采用油浸紙絕緣電纜。 住宅內(nèi)的絕緣線路,只允許采用銅芯絕緣線,一般采用銅芯塑料線。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算二、導線和電纜截面選擇的條件 為了保證供配電線路安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行,其導線和電纜的截面積選擇必須滿足下列條件:(1)發(fā)熱條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流(即線路計算電流)時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度,不應超過其正常運行時的最高允許溫度(參看附表1
53、4)。(2)電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流(即線路計算電流)時產(chǎn)生的電壓損耗,不應超過正常運行時允許的電壓損耗。(3)經(jīng)濟電流密度35kV及以上線路及35kV以下但電流很大的線路,其導線和電纜截面積宜按經(jīng)濟電流密度選擇,以使線路的年費用支出最小。(4)機械強度導線(包括裸導線和絕緣導線)的截面積不得小于其最小允許截面積。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算 對于絕緣導線和電纜,還應滿足工作電壓的要求,不得低于線路額定電壓。根據(jù)設計經(jīng)驗,一般10kV及以下的高壓線路和低壓動力線路,通常先按發(fā)熱條件選擇導線(含母線)和電纜截面積,再校驗電壓損耗和機械強度(電纜不校驗機械強度)。低壓照
54、明線路,由于照明對電壓水平要求較高,因此通常先按允許電壓損耗進行選擇,再校驗發(fā)熱條件和機械強度。對35kV及以上的高壓線路及35kV以下長距離大電流線路,可先按經(jīng)濟密度確定經(jīng)濟截面,再校驗其他條件。按以上程序分別選擇和校驗,比較容易滿足要求,較少返工。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算三、按發(fā)熱條件選擇導線和電纜的截面 電流通過導線(含電纜)時,要產(chǎn)生電能損耗,使導線發(fā)熱。 裸導線溫度過高時,會使接頭處氧化加劇,增大接觸電阻,使之進一步加熱和氧化,如此惡性循環(huán),最后可能發(fā)展到斷線。 而絕緣導線和電纜,如發(fā)熱溫度過高,可使絕緣加速老化甚至熱擊穿或燒毀,甚至引發(fā)火災。 因此,導線的正常發(fā)熱溫度不
55、得超過附表14所列的允許溫度。 (一)三相系統(tǒng)中相線截面積的選擇按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面積時,應使其允許載流量不小于通過相線的計算電流 第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算所謂導線的允許載流量,就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下,導線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大持續(xù)電流。如果導線敷設地點的環(huán)境溫度與導線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時, 則導線的允許載流量應乘以溫度校正系數(shù) 這里所說的環(huán)境溫度是按發(fā)熱條件選擇導線所采用的特定溫度。在室外,環(huán)境溫度一般取當?shù)刈顭嵩碌拿咳兆罡邷囟鹊脑缕骄?即最熱月平均最高氣溫)。在室內(nèi)(包括電纜溝、隧道和高樓豎井內(nèi)),可取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭?/p>
56、溫加 。對土中直埋的電纜, 則取當?shù)刈顭嵩碌叵?.8-1m的土壤平均溫度,或近似地取當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?。第五?jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算(二)三相系統(tǒng)中性線、保護線和保護中性線截面積的選擇.中性線(N線)截面積的選擇)一般三相四線制的中性線截面積A0,應不小于相線截面積A的50%,即)由三相四線制線路分支的兩相三線線路和單相線路,由于其中性線電流與相線電流相等,因此其中性線截面積A0應與相線截面積A相同,即)三次諧波電流相當突出的三相四線制線路(例如氣體放電燈配電線路等),由于各相的三次諧波電流都要通過中性線,使得中性線電流可能接近甚至超過相電流,因此中性線截面積A0宜不小于相線截面積A
57、,即第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算.保護線(PE線)截面積的選擇)當A 16mm2時)當16mm2 A 35mm2時)當A 35mm2時 當PE線采用單芯絕緣導線時,按機械強度要求,有機械保護時,不應小于2.5mm2;無機械保護時,不應小于4mm2。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算.保護中性線(PEN線)截面積的選擇 PEN線兼有N線和PE線的功能,因此其截面積選擇應同時滿足上述N線和PE線選擇的條件,取其中的最大值。且按GB 500541995規(guī)定:當采用單芯導線作PEN線時,銅芯截面積不應小于10mm2,鋁芯截面積不應小16mm2;采用多芯電纜的芯線作PEN 線時,其截面積不應小
58、于4mm2。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算例例5-2 5-2 有一條采用BV-500 型銅芯塑料線穿硬塑料管(PC) 暗敷的220/380V TN - S線路,其計算電流為40A,當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁貫?5。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導線截面積。 解解 (1)相線截面積的選擇查附表16-5得25時5根BV-500型銅芯塑料線穿PC管,導線截面積為70mm2時的Ial148AI30=140A。因此按發(fā)熱條件,相線截面積選為70mm2,穿線的PC管內(nèi)徑選為75mm。(2) N線截面積的選擇按 選擇,N線截面選為35mm2。(3) PE 線截面積的選擇按 選擇,PE線截面積也選為35mm2 。選擇
59、結(jié)果可表示為:BV500(370+135+PE35)PC75。A5 . 0A0A5 . 0APE第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算四、按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜的截面積導線(含電纜)的截面積越大,電能損耗越小,但線路投資、維修費用和有色金屬消耗量要增加。圖-線路年費用與導線截面積的關系曲線第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算表-8導線和電纜的經(jīng)濟電流密度(單位:)解()按經(jīng)濟電流密度選擇(2)校驗發(fā)熱條件(3)校驗機械強度五、線路電壓損耗的計算由于線路存在阻抗,所以線路通過負荷電流時就要產(chǎn)生電壓損耗。第五節(jié)供配電線路導線和電纜的選擇計算為簡化起見,圖-所示的電壓相量符號均簡寫作U,省去了其上面的“”,電流相量亦如此簡寫。(一)集中負荷的三相線路電壓損耗的計算第五節(jié)供
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