工廠供電第6版第五章

第五章工廠電力線路工廠供電張今朝CH5工廠電力線路內(nèi)容提要★工廠電力線路極其接線方式★工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)★導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算★車間動(dòng)力電氣平面布線圖★電力線路的運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗(yàn)§5.1：工廠電力線路及其接線方式一、概述電力線路：是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的重要任務(wù)。電力線路的基本要求：供電安全可靠，操作方便，運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)和有利于發(fā)展。電力線路按電壓高低分，有高壓線路（1KV以上）和低壓線路（1KV以下）線路。電力線路按照結(jié)構(gòu)型式分：架空線路、電纜線路和車間（室內(nèi)）線路。二、高壓電力線路的接線方式

高壓線路的作用是在企業(yè)內(nèi)部從降壓變電所（或配電所）向各車間變電所、建筑物變電所或高壓用電設(shè)備配電?；窘泳€方式有放射式、樹干式和環(huán)形式3種。(一)高壓放射式接線高壓放射式接線是指從變配電所高壓母線上引出的一回路直接向一個(gè)車間變電所或者高壓用電設(shè)備供電，沿線不接其他負(fù)荷。下圖為高壓放射式接線。圖5-1高壓放射式線路

單回路放射式，接線清晰，操作維護(hù)方便、保護(hù)簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由于放射式線路之間互不影響，故供電的可靠性較好。但當(dāng)這種放射式線路發(fā)生故障時(shí)，該線路所有供電負(fù)荷都要停電。為了提高可靠性，可以改線路為下列幾種。高壓放射式線路所用的高壓開關(guān)設(shè)備較多，所以投資也較大。(二)高壓樹干式接線-----高壓樹干式接線是指由變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上，沿線接了幾個(gè)車間變電所或負(fù)荷點(diǎn)的接線方式。-----樹干式和放射式相比的優(yōu)點(diǎn)：能減少線路的有色金屬消耗量；采用的高壓開關(guān)樹少，投資較省。缺點(diǎn)：可靠性不高，當(dāng)干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，接于干線的變電所都要停電，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化比較差。圖5-2

高壓樹干式線路優(yōu)點(diǎn):有色金屬消耗量少;

高壓開關(guān)數(shù)量少;

投資省缺點(diǎn):供電可靠性較低改善:采用雙干線或兩端供電(下頁)圖5-3

雙干線供電及兩端供電的接線方式(三)高壓環(huán)形接線高壓環(huán)形接線是樹干式接線的改進(jìn)，兩路樹干式接線連接起來就構(gòu)成了環(huán)形接線。這種接線運(yùn)行靈活，供電可靠性高。由于閉環(huán)運(yùn)行時(shí)繼電保護(hù)整定較復(fù)雜，同時(shí)為了避免環(huán)形線路上故障時(shí)影響整個(gè)電網(wǎng)，因此大多數(shù)環(huán)形線路采用“開口”運(yùn)行方式（環(huán)形線中有一處開關(guān)是斷開的）。圖5-4高壓環(huán)形接線三、低壓電力線路的接線方式低壓線路的作用是從車間變電所或建筑物變電所以380/220V的電壓向車間或建筑物各用電設(shè)備或負(fù)荷點(diǎn)配電。低壓配電線路也有放射式、樹干式和環(huán)形等接線方式。

(一)低壓放射式接線

低壓放射式是由變配電所低壓配電屏供電給配電箱或低壓用電設(shè)備。

這種接線方式供電可靠性較高，所用開關(guān)設(shè)備及配電線路也較多。多用于用電設(shè)備容量大，或負(fù)荷重要，或車間內(nèi)負(fù)荷排列不整齊，以及有爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須由車間隔離的房間引出線路等情況。圖5-5低壓放射式接線(二)低壓樹干式接線特點(diǎn)：樹干式接線采用的開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量也較少，但干線故障使所連接的用電設(shè)備均受到影響，供電可靠性差。圖5-6另外還有一種變形的樹干式接線叫鏈?zhǔn)浇泳€，該接線適用用電設(shè)備距離近、容量小、臺(tái)數(shù)約在3~5臺(tái)及配電箱不超過3臺(tái)的情況?？?cè)萘坎怀^10kW圖5-7a,b(三)低壓環(huán)形式接線

在兩個(gè)車間變電所的低壓側(cè)，可以通過低壓聯(lián)絡(luò)線把它們連接起來，構(gòu)成環(huán)形接線。圖5-8低壓環(huán)形接線環(huán)形接線特點(diǎn)：可靠性高，任一段線路出現(xiàn)故障或檢修，一般只是短時(shí)停電或不停電，經(jīng)切換操作后就可恢復(fù)供電。但環(huán)形接線保護(hù)裝置整定配合比較復(fù)雜，如果配合不當(dāng)，易發(fā)生誤動(dòng)作，反而導(dǎo)致擴(kuò)大故障停電范圍。所以低壓環(huán)形接線通常也多采用開環(huán)運(yùn)行。在我國，低壓配電系統(tǒng)中，多采用樹干式配電§5.2：工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

架空線路的結(jié)構(gòu)如圖所示。它由電桿、橫擔(dān)、絕緣子、導(dǎo)線以及避雷線、拉線組成。1.架空線路的導(dǎo)線導(dǎo)線是線路的主體，擔(dān)負(fù)著輸送電能的任務(wù)。架空線路一般采用裸導(dǎo)線，按結(jié)構(gòu)分有單股和多股絞線，一般采用多股鋁絞線。2.電桿、橫擔(dān)和拉線電桿是支持導(dǎo)線的支柱，是架空線路的重要組成部分。對(duì)電桿要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，要經(jīng)久耐用，廉價(jià)便于搬運(yùn)和安裝。按材料分有木桿、水泥桿、和鐵塔。按在架空線路的作用分有直線桿、分段桿、分支桿等。橫擔(dān)安裝在電桿上部，用來安裝絕緣子以架設(shè)導(dǎo)線。拉線是為了平衡電桿各方面的作用力。3.線路絕緣子和金具(P168)（下一頁）絕緣子是用來將導(dǎo)線固定在電桿上。金具是用來連接導(dǎo)線、安裝橫擔(dān)和絕緣子等的金屬附件絕緣子針式絕緣子有木橫擔(dān)直腳、鐵橫擔(dān)直腳和鐵橫擔(dān)彎腳三種類型。按針腳長短分為長腳絕緣子和短腳絕緣子。長腳絕緣子用在木橫擔(dān)上，短腳絕緣子用在鐵橫擔(dān)上。

蝴蝶式絕緣子用在耐張桿、轉(zhuǎn)角桿和終端桿上。拉線絕緣子用在拉線上，使拉線上下兩段互相絕緣。

金具

圓形抱箍可以把拉線固定在電桿上花籃螺絲可以調(diào)節(jié)拉線的緊度

橫擔(dān)墊鐵和橫擔(dān)抱箍可以把橫擔(dān)裝在電桿上

支撐扁鐵從下面支撐橫擔(dān)，可以防止橫擔(dān)歪斜，支撐扁鐵的下端需要固定在帶凸抱箍上

木橫擔(dān)安裝在木電桿上時(shí)，需要用穿心螺釘擰緊

各種金具都應(yīng)該鍍鋅或涂漆，防止生銹。

圖5-11

各種桿型在低壓架空線路上的應(yīng)用4.架空線路的敷設(shè)（1）敷設(shè)的要求和路徑的選擇（2）導(dǎo)線在電桿上的排列位置三相四線制低壓架空線路，一般采用水平排列。三相三線制架空線路可采用三角形排列。多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列。（3）架空線路的檔距、弧垂及其他距離鋼芯鋁線截面圖5-10架空線路導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(P169)二、電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

1.電纜和電纜頭它是一種特殊的導(dǎo)線，在幾根或者單根絞線的絕緣導(dǎo)電芯線外面，包有絕緣層和保護(hù)層。保護(hù)層為內(nèi)保護(hù)層（直接保護(hù)絕緣層）和外保護(hù)層（防止內(nèi)保護(hù)層受到機(jī)械損傷和腐蝕）。1—鉛皮；2—纏帶絕緣；3—芯線絕緣；4—填充物；5—導(dǎo)體P174電纜型號(hào)表示和含義***電纜的種類***

油浸紙絕緣電纜成本低，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，易于安裝和維護(hù)，不宜用在有高度差的環(huán)境下。

塑料絕緣電纜穩(wěn)定性高，安裝簡單，但塑料受熱易老化變形。

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜耐熱性好，載流量大，適宜高落差甚至垂直敷設(shè)。

橡膠絕緣電纜彈性好，性能穩(wěn)定，防水防潮，一般用做低壓電纜。§5.3：導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算一、概述（1）發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。（2）電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。（3）經(jīng)濟(jì)電流密度

35KV及以上,35KV以下長線路,為了使線路的年運(yùn)行費(fèi)用最低，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。工廠10KV及以下線路，通常不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。（4）機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線截面不應(yīng)小于其最小允許截面，電纜驗(yàn)證短路的動(dòng)穩(wěn)定度；母線校驗(yàn)短路的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面1.三相系統(tǒng)相線截面的選擇按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時(shí)，應(yīng)滿足允許載流量Ial大于或者等于通過相線的計(jì)算電流I30。如果導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)，則導(dǎo)線的允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)。導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度導(dǎo)線的允許載流量所采用的環(huán)境溫度敷設(shè)地點(diǎn)設(shè)計(jì)溫度2.中性線和保護(hù)線截面的選擇三相四線制系統(tǒng)中的中性線,要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流,因此中性線的允許載流量,不應(yīng)小于三相系統(tǒng)的最大不平衡電流,同時(shí)應(yīng)考慮諧波電流的影響.（1）中性線（N）截面的選擇①一般三相四線制線路的中性線截面A0應(yīng)不小于相線截面AФ的50%，A0≥0.5AФ②兩相三線線路及單相線路的中性線截面A0由于中性線與相線電流相等，因此中性線截面應(yīng)與相線截面AФ相同。A0=AФ③三次諧波電流突出的三相四線制線路的中性線截面A0為A0≥AФ（2）保護(hù)線（PE）截面的選擇保護(hù)線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時(shí)單相短路電流通過時(shí)的短路熱穩(wěn)定度。①當(dāng)AФ≤16mm2APE≥AФ②16mm2<AФ≤35mm2

APE≥16mm2③AФ.>35mm2APE≥0.5AФ（3）保護(hù)線中性線（PEN）截面的選擇保護(hù)中性線有保護(hù)線和中性線的雙重作用，因此PEN線截面的選擇應(yīng)同時(shí)滿足PE線和N線的要求，取其中的最大截面。例題5-1例題5-2三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面

導(dǎo)線的截面越大，電能損耗越小，但是線路投資、維護(hù)管理費(fèi)用和有色金屬消耗量都要增加。所以應(yīng)該選擇一個(gè)合理的導(dǎo)線截面，既要電能損耗小，又投資和維修費(fèi)用也比較低。曲線1表示線