工廠供電第五章

1、中 等 職 業(yè) 教 育 國(guó) 家 規(guī) 劃 教 材 工 廠 供 電笫 2 版電子教案第五章 電器和導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)1思 考 題第一節(jié) 電力變壓器的容量和過(guò)負(fù)荷能力第二節(jié) 工廠變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 第三節(jié) 高低壓電器的選擇與校驗(yàn) 第五章 電器和導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)第四節(jié) 工廠電力線路的選擇與校驗(yàn) 2第一節(jié) 電力變壓器的容量和過(guò)負(fù)荷能力一、電力變壓器的額定容量 電力變壓器的額定容量（銘牌容量），是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，戶外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限（20年）內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率（kVA）。 變壓器的使用年限，主要取決于變壓器繞組絕緣的老化速度，而絕緣的老化速度又取決于繞組最熱點(diǎn)的溫度

2、。二、電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力 電力變壓器在運(yùn)行中，其負(fù)荷電流總是不斷變化的，不均勻的。1.變壓器的允許過(guò)負(fù)荷系數(shù)OL（1） 32.夏季欠負(fù)荷而在冬季允許的變壓器過(guò)負(fù)荷 過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)15，即過(guò)負(fù)荷系數(shù)為: (5-1)變壓器在冬季時(shí)的最大正常過(guò)負(fù)荷系數(shù)為: (5-2)變壓器最大的正常過(guò)負(fù)荷能力（最大出力）為: (5-3) 4三 、 電力變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力 電力變壓器在事故狀態(tài)下（例如兩臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器在一臺(tái)被切除時(shí)），為了保證重要負(fù)荷的繼續(xù)供電，可允許短時(shí)間較大幅度的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。 表5-1油浸式變壓器事故過(guò)負(fù)荷的允許時(shí)間過(guò)負(fù)荷值30 %45 %60 %75 %100 %200 %允許時(shí)

3、間2h80min45min20min10min90s變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力是以犧牲變壓器的壽命為代價(jià)的。5第二節(jié) 工廠變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇一、工廠變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮下列原則： 應(yīng)滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)選用兩臺(tái)變壓器。對(duì)只有少量二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，如低壓側(cè)有與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源時(shí)，亦可只采用一臺(tái)變壓器。 季節(jié)性負(fù)荷變化較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式（參看第九章第三節(jié)）的變電所，可選用兩臺(tái)變壓器。 一般供三級(jí)負(fù)荷的變電所，可只采用一臺(tái)變壓器。但集中負(fù)荷較大者，雖為三級(jí)負(fù)荷，亦可選用兩臺(tái)變壓器。 在

4、確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。6二、工廠變電所主變壓器容量的選擇（一）只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器的額定容量SN,T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即（5-4）（二）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)主變壓器的額定容量S應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足不小于總計(jì)算負(fù)荷60的需要 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， 應(yīng)能滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷入。的需要 SS30(+ ) （5-6） SS30 （5-5）7（三）單臺(tái)主變壓器（低壓為）的容量上限 低壓為的單臺(tái)主變壓器容量，一般不宜大于1250kVA。這一方面是受現(xiàn)在通用的低壓斷路器的斷

5、流能力及短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于負(fù)荷中心，以減少低壓配電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗 。 主變壓器容量的確定，應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)展。一個(gè)單位的變壓器容量的等級(jí)不宜太多。主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主結(jié)線方案的選擇，擇優(yōu)而定。 8例 51 某降壓變電所，總計(jì)算負(fù)荷為1400kVA，其中一、二級(jí)負(fù)荷為760kVA。試初步選擇該變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。解 根據(jù)題目所給條件，有一、二級(jí)負(fù)荷，因此應(yīng)選兩臺(tái)主變壓器。 每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： S 0.61400kVA840kVA S 760kVA 因此每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)選1000kVA。9三.

6、 變壓器容量與全壓起動(dòng)的籠型電動(dòng)機(jī)最大功率 一般而言,當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),配電母線上的電壓不應(yīng)低于系統(tǒng)額定電壓的90%(頻繁起動(dòng)時(shí))或80 %(不頻繁起動(dòng)時(shí))。 若變壓器高壓側(cè)短路容量比變壓器的額定容量SNT大50倍以上(無(wú)限大容量系統(tǒng)）,則允許全壓起動(dòng)的籠型電動(dòng)機(jī)最大功率P（KW）為NT（頻繁起動(dòng)時(shí)）或NT （不頻繁起動(dòng)時(shí)）。 此值亦可作為選擇10（6）變壓器容量的一個(gè)條件。10第三節(jié) 高低壓電器的選擇與校驗(yàn)一、概述 高低壓電器的選擇，必須滿足其在一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 高低壓電器按正常條件下工作選擇，就是要考慮電氣設(shè)備

7、的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電器的使用場(chǎng)所（戶內(nèi)或戶外）、環(huán)境溫度。電氣要求是指電器在電壓、電流、頻率等方面的要求；對(duì)一些開(kāi)斷電流的電器，則還包括其斷流能力的要求。 高低壓電器按短路故障條件下工作選擇 ，就是要校驗(yàn)其短路時(shí)能否滿足動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的要求。11二、熔斷器的選擇與校驗(yàn)（一）熔斷器熔體電流的選擇.保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇 保護(hù)電力線路的熔體電流，應(yīng)滿足下列條件：熔體額定電流I應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30 ，以使熔體在線路正常最大負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)也不致熔斷，即 I I30 (5-7)熔體額定電流IN.FE 還應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流Ipk，以使熔體在線路出現(xiàn)尖峰電流時(shí)也不致熔

8、斷。由于尖峰電流為短時(shí)最大電流，而熔體熔斷需經(jīng)一定時(shí)間，因此滿足的條件為 IKIpk (5-8)12 熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不致發(fā)生因線路出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷或短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過(guò)熱甚至起燃而熔斷器熔體不熔斷的事故，因此還應(yīng)滿足以下條件 I KOLIal (5-9)保護(hù)電力壓器的熔斷器熔體電流的選擇 保護(hù)電力變壓器的熔體電流，應(yīng)滿足下式要求 INFE = (1.5 2) I1NT (5-10) 保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇 由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此,保護(hù)電壓互感器的等型熔斷器的熔體電流一般均為。 13（二）熔斷器規(guī)格的選擇和校驗(yàn) 熔斷器規(guī)格的選擇和校驗(yàn)應(yīng)滿足下列

9、條件： 熔斷器的額定電壓 應(yīng)不低于所在線路的額定電壓N ，即 NFU N (5-11)熔斷器的額定電流INFU 應(yīng)不小于它本身所安裝的熔體額定電流INFE ，即 INFU INFE (5-12) 熔斷器斷流能力的校驗(yàn)：對(duì)限流熔斷器（如RN1、RTO等型），由于能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前滅弧，因此應(yīng)滿足下列條件 IOC I(3) (5-13) 14 對(duì)非限流熔斷器（如RW4、RM10等型），需滿足下列條件 IOC I sh (3) (5-14) 對(duì)具有斷流能力上下限的熔斷器（如RW4等跌開(kāi)式熔斷器），其斷流能力的上限應(yīng)滿足以上式（514）的條件，而其斷流能力的下限應(yīng)滿足下列條件 IOCmin I

10、k(2) (5-15) 熔斷器的類型應(yīng)符合安裝使用條件及被保護(hù)設(shè)備的技術(shù)要求。例如:機(jī)床上宜安裝不怕震動(dòng)的RL0型；保護(hù)晶閘管應(yīng)采用RS0型快速熔斷器等。15（三）熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 為了保證熔斷器在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時(shí)能可靠地熔斷，熔斷器保護(hù)的靈敏度必須滿足下列條件： (5-16)（四）前后熔斷器之間的選擇性配合問(wèn)題 前后熔斷器之間的選擇性配合，就是在線路上發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該是最靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷，切除故障部分，從而使系統(tǒng)的其他部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。 16 例 - 有一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓為380V，額定容量為，額定電流為，起動(dòng)電流倍數(shù)為。采用10 mm2的鋁心塑料

11、線穿硬塑料管對(duì)電動(dòng)機(jī)配電。采用RM10型熔斷器作短路保護(hù)。短路電流最大可達(dá)2000。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為30。試選擇熔斷器及其熔體的額定電流，并進(jìn)行校驗(yàn)。 171819三、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn) （一）低壓斷路器過(guò)電流脫扣器的選擇 過(guò)電流脫扣器的額定電流INOR應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30，即 INOR I30 (5-18) （二）低壓斷路器熱脫扣器的選擇 熱脫扣器的額定電流INTR不小于線路的計(jì)算電流I30，即 INTR I30 (5-19) 20（三）低壓斷路器的選擇 低壓斷路器的選擇，應(yīng)滿足下列條件： 低壓斷路器的額定電壓UNQF應(yīng)不低于線路的額定電壓UN，即 UNQF UN (5-20) 低

12、壓斷路器的額定電流INQF應(yīng)不小于它所安裝的脫扣器額定電流INOR或INTR ，即 INQF INOR (5-21) 或 INQF INTR (5-22) 21（四）低壓斷路器脫扣器的整定 瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流Iop(o)，應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流Ipk，即 Iop(o) Krel Ipk (5-23) 短延時(shí)過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流Iop(s) ，也應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流Ipk，即 Iop(s) Krel Ipk (5-24) 長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流Iop(l) ，應(yīng)躲過(guò)線路的計(jì)算電流I30，即 Iop(s) Krel I30 (5-23)22以上各種過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流 Iop，還應(yīng)

13、與被保護(hù)線路相配合，應(yīng)滿足以下條件： Iop KOLIal (5-26) 低壓斷路器熱脫扣器的動(dòng)作電流IopTR ，應(yīng)躲過(guò)線路的計(jì)算電流I30 ，即 IopTR Krel I30 (5-27)低壓斷路器失壓脫扣器的釋放電壓和吸合電壓，通常由產(chǎn)品自定。釋放電壓通常為額定電壓的3540及以下，吸合電壓通常為額定電壓的70及以上。 23（五）低壓斷路器斷流能力的校驗(yàn) 對(duì)動(dòng)作時(shí)間在以上的萬(wàn)能式斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏鱅OC應(yīng)不小于通過(guò)它的三相短路電流周期分量有效值Ik(3)，即 IOC Ik(3) (5-28) 對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s 及以下的塑殼式斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏鱅OC 或iOC應(yīng)不小于通過(guò)它的

14、三相短路沖擊電流Ish(3) 或 ish(3)，即 IOC Ish(3) (5-29) 或 iOC ik (3) (5-30) 24（六）低壓斷路器過(guò)電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 為了保證低壓斷路器作為短路保護(hù)的過(guò)電流脫扣器在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下當(dāng)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時(shí)能可靠地動(dòng)作，低壓斷路器保護(hù)的靈敏度必須滿足下列條件 低壓斷路器可不校驗(yàn)短路的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度；但其保護(hù)的母線應(yīng)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，保護(hù)的絕緣導(dǎo)線和電纜應(yīng)校驗(yàn)熱穩(wěn)定度。(5-31)25（七）前后斷路器之間及斷路器與熔斷器之間的選擇性配合問(wèn)題 1.前后斷路器之間的選擇性配合最好按斷路器的保護(hù)特性曲線來(lái)檢驗(yàn),但實(shí)現(xiàn)選擇性配合

15、有一定困難。從實(shí)際出發(fā)，GB50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對(duì)于非重要負(fù)荷，允許無(wú)選擇性切斷。 一般來(lái)說(shuō) II (5-32) . 斷路器與熔斷器之間的選擇性配合 宜按它們的保護(hù)特性曲線來(lái)檢驗(yàn)，前一級(jí)斷路器可考慮-30 -20的負(fù)偏差，后一級(jí)熔斷器可考慮+30+50的正偏差。 26例 5-4 有一條采用BLX-500-150mm2鋁心橡皮絕緣線明敷的380V三相三線線路，I30=130A，Ipk=360A，此線路首端的Ik(3) =5kA ，未端Ik(3) =2kA。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為30。試選擇此線路首端裝設(shè)的DW10型低壓斷路器及過(guò)電流脫扣器規(guī)格，并進(jìn)行校驗(yàn)。解 選擇低壓斷路器及其過(guò)電流脫

16、扣器 由附錄表-4知，DW10-200 型斷路器的過(guò)電流脫扣器額定電流I=150AI30=130A，故初步選DW10-200型斷路器，其I=200A ，I=150A。27 設(shè)瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流整定為其額定電流的倍（由附錄表A-4可知，其脫扣電流倍數(shù)只有1、3），即IOP(O)=3150A=450A。而 KrelIpk=1.35360A=486AIOP(O),不滿足式（5-23）的條件，因此將脫扣器額定電流增大為200。這時(shí)Iop(o)=pk=486A,從而滿足脫扣要求。 .校驗(yàn)低壓斷路器的斷流能力 由附錄表A-知，所選斷路器的Ioc=10kAIk(3) =5kA,故滿足斷路要求。28 .檢驗(yàn)

17、斷路器保護(hù)的靈敏度因 I=Ik(2)k(3) 0.8662kA=1.73kA,故Sp1.5,滿足要求。 校驗(yàn)低壓斷路器保護(hù)與導(dǎo)線的配合問(wèn)題由于Iop(o)=600A，而由附錄表A-14 知，導(dǎo)線BLX-500-150mm2 明敷時(shí)的允許載流量Ial =163A(30時(shí))，Iop(o)=600Aal，由此可見(jiàn)滿足配合要求。29四、高壓隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的選擇與校驗(yàn) （一）電壓和電流的選擇 如表-所示，開(kāi)關(guān)、斷路器額定電壓不得低于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓；其額定電流不得小于通過(guò)的計(jì)算電流。 （二）斷流能力的校驗(yàn) 高壓隔離開(kāi)關(guān)不允許帶負(fù)荷操作，只作隔離電源用，因此不校驗(yàn)其斷流能力。 高壓負(fù)荷開(kāi)

18、關(guān)能帶負(fù)荷操作，但不能切斷短路電流，因此其斷流能力應(yīng)按切斷最大可能的過(guò)負(fù)荷電流來(lái)校驗(yàn)，滿足的條件為 IOCIOLmax (5-33) 高壓斷路器可分?jǐn)喽搪冯娏?，其斷流能力?yīng)滿足的條件為 IOCIk(3) (5-34) 或 SOCSk(3) (5-35) 30（三）短路穩(wěn)定度的校驗(yàn) 高壓隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器均需進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 例 5-5 試選擇某10kA高壓配電所進(jìn)線側(cè)的高壓戶內(nèi)少油斷路器的型號(hào)規(guī)格。已知該進(jìn)線的計(jì)算電流280A ，配電所母線的三相短路電流周期分量有效值Ik(3)=，繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為。 解 根據(jù)我國(guó)目前生產(chǎn)的10kV高壓戶內(nèi)少油斷路器型式，選用全國(guó)統(tǒng)

19、一設(shè)計(jì)的SN10-10型。根據(jù)I30=280A,初步選SN10-10I/630-300型進(jìn)行校驗(yàn)，如表5-3所示，結(jié)果全部合格，所以所選是正確的。 31五、電流互感器和電壓互感器的選擇與校驗(yàn)（一）電流互感器的選擇與校驗(yàn)電壓、電流的選擇 電流互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)電路的額定電壓。按準(zhǔn)確級(jí)要求的選擇 電流互感器滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的條件，是其二次負(fù)荷S2不得大于規(guī)定準(zhǔn)確級(jí)所對(duì)應(yīng)的額定二次負(fù)荷（容量）S2N，即 S2NS2 (5-36) S2由互感器二次側(cè)的阻抗Z2來(lái)決定 ，電流互感器二次回路的計(jì)算長(zhǎng)度l與互感器結(jié)線方式有關(guān) ，電流互感器的二次負(fù)荷S2就按下式計(jì)算 32 3.短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)

20、電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)，應(yīng)滿足的條件仍為式（4-87）或式（4-88）。 但有的電流互感器產(chǎn)品給出的是動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kes ,因此其動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)公式亦可為 4.短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn) 電流互感器的熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，應(yīng)滿足的條件仍為式（4-98）。 但有的電流互感器產(chǎn)品給出的是熱穩(wěn)定倍數(shù)t ，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)公式亦可為33 （二）電壓互感器的選擇與校驗(yàn) 1.電壓的選擇 電壓互感器的額定一次電壓應(yīng)與安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓相適應(yīng)，其額定二次電壓一般為100V。 2.按準(zhǔn)確級(jí)要求的選擇 電壓互感器滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的條件，也是其二次負(fù)荷S2不得大于規(guī)定準(zhǔn)確級(jí)所對(duì)應(yīng)的額定二次容量S2N，即 S2N S2 (5-

21、42) 電壓互感器的二次負(fù)荷S2只計(jì)其二次回路中所有儀表、繼電器電壓線圈所消耗的視在功率，即 34第四節(jié) 工廠電力線路的選擇與校驗(yàn) 一、概述 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，電力線路的導(dǎo)線和電纜等載流導(dǎo)體截面的選擇必須滿足下列條件： .發(fā)熱條件 導(dǎo)線和電纜（含母線）在通過(guò)計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn) 行時(shí)的最高允許溫度，如附錄表A-10所列。 .允許電壓損耗 導(dǎo)線和電纜在通過(guò)計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗值。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗的校驗(yàn)。 .經(jīng)濟(jì)電流密度 35kV及以上的高壓線路，規(guī)定宜選“經(jīng)濟(jì)截面”，即按國(guó)家規(guī)定的經(jīng)

22、濟(jì)電流密度來(lái)選擇。一般10kV及以下的線路， 可不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 35.機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線的截面應(yīng)不小于最小允許截面，如附錄表A-11附錄表A-12所列。由于電纜的機(jī)械強(qiáng)度很好，因此電纜不校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。5.短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 導(dǎo)體的截面應(yīng)滿足短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，以保證短路時(shí)不至損壞。6.導(dǎo)體與保護(hù)電器的配合 導(dǎo)體的截面應(yīng)與熔斷器、低壓斷路器等保護(hù)電器相配合，以保證當(dāng)線路上出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷或短路時(shí)保護(hù)電器能可靠動(dòng)作。 36設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)： 低壓動(dòng)力線和10kV及以下的高壓線，一般先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面，然后校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損耗。 低壓照明線，由于照明對(duì)電壓水平要求較

23、高，所以一般先按允許電壓損耗來(lái)選擇截面，然后校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。 35kV及以上的高壓線，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)發(fā)熱條件、允許電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度等。37二、按發(fā)熱條件選擇校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面 電流通過(guò)導(dǎo)體（包括母線、導(dǎo)線和電纜，下同），由于導(dǎo)體存在電阻，必然產(chǎn)生電能損耗，使導(dǎo)體發(fā)熱。裸導(dǎo)體的溫度升高會(huì)使接觸電阻增大；絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度過(guò)高時(shí)，可使絕緣損壞，甚至引起火災(zāi)。（一）按發(fā)熱條件選擇相線截面 按發(fā)熱條件選擇三相線路中的相線截面A時(shí)，應(yīng)使其允許載流量Ial不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流I30，即 Ial I30 (5-44) 導(dǎo)體的允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù) ： 附錄

24、表A-13列出LJ型、LGJ型鋁絞線的允許載流量，附錄表A-14列出BLX和BLV型鋁心絕緣導(dǎo)線明敷、穿鋼管和穿硬塑料管時(shí)的允許載流量，供參考。 (5-45)38（二）低壓線路的中性線（N線）、保護(hù)線（PN線）和保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇中性線截面的選擇 一般三相負(fù)荷基本平衡的低壓線路中的中性線截面Ao，宜不小于相線截面A 的 。 對(duì)次諧波電流突出的三相線路，中性線截面宜選為與相線截面相等。 對(duì)由三相線路分出的兩相三線線路和單相雙線線路中的中性線，中性線截面應(yīng)與相線截面相等。 39.保護(hù)線截面的選擇 低壓系統(tǒng)中的保護(hù)線（PE線），按GB50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)其材質(zhì)與相線

25、相同時(shí)，其最小截面應(yīng)符合表5-4的要求。 表-4 PE線的最小截面相線芯線截面PE線最小截面403.保護(hù)中性線截面的選擇 低壓系統(tǒng)中的保護(hù)中性線（PEN線）的截面，應(yīng)同時(shí)滿足上述中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）選擇的條件，即 =(0.51) (5-53) 按GB50054-95規(guī)定，采用單芯導(dǎo)線為PEN干線時(shí)，銅心截面不應(yīng)小于10mm2，鋁心截面不應(yīng)小于16mm2；采用多芯電纜的芯線為PEN干線時(shí)，截面不應(yīng)小于4mm2。41例5- 有一條采用BLV型鋁心塑料線明敷的220/380V的TN-S線路，計(jì)算電流為86A，敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度為35。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導(dǎo)線截面。解 此TN-S線路為

26、具有單獨(dú)PE線的三相四線制線路，包括相線、N線和PE線。1.相線截面的選擇 查附錄表A-14得35時(shí)明敷的BLV-500型鋁心塑料線 =25mm2的 ，滿足發(fā)熱條件，故選 =25mm2。線截面的選擇 按式（5-50），選 =16mm2。 線截面的選擇 按表5-4，選 16mm2。 該線路所選的導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格可表示為BLV-500-(325116PE16)。42三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面 經(jīng)濟(jì)電流密度就是能使線路的“年費(fèi)用支出”接近于最小而又適當(dāng)考慮節(jié)約有色金屬條件的導(dǎo)線和電纜的電流密度值。我國(guó)規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度如表5-5所示。 表5-5 我國(guó)規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度 線 路 類 別導(dǎo) 體

27、材 料年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax/h3000300050005000/A.mm-2架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.5443 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的尋線和電纜截面 ，稱為經(jīng)濟(jì)截面，即 (5-54) 按上式計(jì)算出后，應(yīng)選最接近的（可選稍小的）標(biāo)準(zhǔn)截面 。例5-7 有一條采用LGJ型鋼心鋁絞線架設(shè)的35kV架空線路供電給某廠，其計(jì)算負(fù)荷為5000kW，。試選擇該鋼心鋁絞線的額定截面。444546四、線路電壓損耗的計(jì)算（一）線路的允許電壓損耗 按規(guī)定，高壓配電線路的電壓損耗，一般不應(yīng)超過(guò)線路額定電壓的5，從變壓器低壓母線

28、到用電設(shè)備受電端上的低壓配電線路的電壓損耗，一般不應(yīng)超過(guò)用電設(shè)備額定電壓的5；對(duì)視覺(jué)要求較高的照明線路，則為23。如果線路的電壓損耗值超過(guò)了允許值，則應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線或電纜的截面，使之滿足允許的電壓損耗要求。47（二）集中負(fù)荷的三相線路電壓損耗的計(jì)算 以帶兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路（圖5-3a）為例。線路圖中的負(fù)荷電流都用小寫(xiě)i表示，各段線路電流都用大寫(xiě)I表示；各線段的長(zhǎng)度、每相電阻和電抗分別用小寫(xiě)l、r和x表示，各負(fù)荷點(diǎn)至線路首端的長(zhǎng)度、每相電阻和電抗分別用大寫(xiě)L、R和X表示，如圖5-3a所示。 以線路未端的相電壓作參考軸，繪制該線路的電壓、電流相量圖，如圖5-3b所示 481-4495-1050

29、10-1251由圖5-3b的相量圖可知式中的換算為一般公式，即為 （5-55）52用各線段中的負(fù)荷電流計(jì)算 用負(fù)荷功率計(jì)算 用線段功率計(jì)算 （5-56）（5-58）（5-57）53 如果線路的感抗相對(duì)于線路的電阻來(lái)說(shuō)小到可以忽略或者負(fù)荷的，則這種線路稱為“無(wú)感”線路?！盁o(wú)感”線路的電壓損耗計(jì)算公式為 如果全線路的導(dǎo)線材料和相線截面相同，且可不計(jì)感抗或者負(fù)荷，則這種線路稱為“均一無(wú)感”線路?！熬粺o(wú)感”線路的電壓損耗計(jì)算公式為 “均一無(wú)感”的三相線路電壓損耗百分值為 （5-60）（5-63）（5-61）54“均一無(wú)感”的單相和直流線路的電壓損耗百分值為“均一無(wú)感”的兩相三線線路電壓損耗百分值為“

30、均一無(wú)感”線路按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面的公式為（5-64）（5-65）（5-66）55例5-8 某6kV三相架空線路，采用LJ-50型鋁絞線，水平等距排列，線距為。該線路負(fù)荷P30=846kW，Q30=406kvar，線路長(zhǎng)。試計(jì)算其電壓損耗百分值。解 線路的線間幾何均距 。查附錄表A-13，得線路的R0=0.66/km,X0。故線路的電壓損耗為 =(846Kw0.662.5+406kvar0.362.5)/6KV =294V因此線路的電壓損耗百分值為56例 5-9 某220/380V的TN-C線路，采用BLV-500-(350+135)的四根導(dǎo)線穿焊接鋼管埋地敷設(shè)，在距線路首端30m處，接

31、有20kW電阻爐個(gè)，在未端接有30kW電阻爐個(gè)。線路全長(zhǎng)80m。試計(jì)算該線路的電壓損耗百分值。解 由表5-6 查得 而 故 57（三）均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損耗的計(jì)算 設(shè)線路帶有一段均勻分布負(fù)荷，如圖5-4所示。單位長(zhǎng)度線路上的負(fù)荷電流為 ，微小線段 的負(fù)荷電流則為 。這一負(fù)荷電流 通過(guò) 線路產(chǎn)生的電壓損耗為58則整個(gè)線路由分布負(fù)荷所產(chǎn)生的電壓損耗為 令令 為與均勻分布負(fù)荷等效的集中負(fù)荷，則得（5-67）59例 5-10 某220/380V的TN-C線路，如圖5-5a所示。線路擬采用BLX-500型導(dǎo)線戶內(nèi)明敷，環(huán)境溫度為30，允許電壓損耗為5%。試選擇導(dǎo)線截面。解 1.線路的等效變換原集

32、中負(fù)荷 原分布負(fù)荷 602.按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面 線路中的最大負(fù)荷（計(jì)算負(fù)荷）為 查附錄表A-14，得BLX-500型導(dǎo)線16在30時(shí)的 。因此可選根BLX-500-116型導(dǎo)線作相線，另選1根相同的導(dǎo)線作PEN線。 即：BLV-500-(316+PEN16)M。 613.校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查附錄表A-12，得戶內(nèi)明敷的鋁心絕緣線的芯線最小截面為2.5 ，現(xiàn)所選導(dǎo)線A=16 ，故滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4.校驗(yàn)電壓損耗查附錄表A-15得，因此線路的電壓損耗為由于 ，因此所選導(dǎo)線BLX-500-116也是滿足電壓損耗要求的。62另一解法 圖5-5a所示帶有均勻分布負(fù)荷的線路，等效變換為圖5-5b所示的帶兩個(gè)集中負(fù)荷的線路。正巧這兩個(gè)集中負(fù)荷完全相同（是一個(gè)特例），因此又可看作是“均勻分布負(fù)荷”，將