電力線路及選擇課程課件

第五章電力線路及選擇

5.1電力線路概述5.2架空線路導線截面選擇5.3電力電纜導線截面選擇計算主要內(nèi)容5.1電力線路概述

架空線路是指室外架設在電桿上用于輸送電能的線路。導線材質(zhì)必須具有良好的導電性、耐腐蝕性和機械強度。5.1.1架空線路的結(jié)構(gòu)與型號

架空線路由導線、電桿、橫擔、拉線、絕緣子和線路金具等組成。為了防雷，有些架空線還架設有避雷線。1導線架空導線架設在空中，要承受自重、風壓、冰雪荷載等機械力的作用和空氣中有害氣體的侵蝕，同時還受溫度變化的影響，運行條件比較惡劣。因此，它們的材料應有較高的機械強度和抗腐蝕能力，而且導線要有良好的導電性能。導線按結(jié)構(gòu)分為單股線與多股絞線；按材質(zhì)分為鋁（L）、鋼（G）、銅（T）、鋁合金（HL）等類型。由于多股絞線優(yōu)于單股線，故架空導線多采用多股絞線。鋁絞線（LJ）

導電率高、質(zhì)輕價廉，但機械強度較小、耐腐蝕性差，故多用于擋距不大的10kV及以下的架空線路。架空線路結(jié)構(gòu)示意圖鋼芯鋁絞線（LGJ）將多股鋁線繞在鋼芯外層，鋁導線起載流作用，機械載荷由鋼芯與鋁線共同承擔，使導線的機械強度大為提高，因而在10kV以上的架空線路中得到廣泛應用鋁合金絞線（LHJ）機械強度大、防腐性能好、導電性亦好，可用于一般輸配電線路。

銅絞線（TJ）導電率高、機械強度大、耐腐蝕性能好，是理想的導電材料。但為了節(jié)約用銅，目前只限于有嚴重腐蝕的地區(qū)使用。鋼絞線（GJ）機械強度高，但導電率差、易生銹、集膚效應嚴重，故只適用于電流較小、年利用小時低的線路及避雷線。2桿塔桿塔是用來支持絕緣子和導線，使導線相互之間、導線對桿塔和大地之間保持一定的距離（擋距），以保證供電與人身安全。對應于不同的電壓等級，有一個技術(shù)經(jīng)濟上比較合理的擋距，如0.4kV及以下為30～50m，6～10kV為40～100m，35kV水泥桿為100～150m，110～220kV鐵塔為150～400m等。桿塔根據(jù)所用材料的不同可分為木桿、鋼筋混凝土桿和鐵塔等三種。桿塔按用途可劃分為：直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、特種桿（如分支桿、跨越桿、換位桿等）。3橫擔橫擔的主要作用是固定絕緣子，并使各導線相互之間保持一定的距離，防止風吹或其他作用力產(chǎn)生擺動而造成相間短路。目前使用的主要是鐵橫擔、木橫擔、瓷擔等。橫擔的長度取決于線路電壓的高低、擋距的大小、安裝方式和使用地點。主要是保證在最困難條件下（如最大弧垂時受風吹動）導線之間的絕緣要求。35kV以下電力線路的線間最小距離見有關(guān)設計手冊。4絕緣子絕緣子的作用是使導線之間、導線與大地之間彼此絕緣。故絕緣子應具有良好的絕緣性能和機械強度，并能承受各種氣象條件的變化而不破裂。線路絕緣子主要有針式絕緣子、懸式絕緣子。5金具用于連接、固定導線或固定絕緣子、橫擔等的金屬部件。常用的金具有：懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、聯(lián)結(jié)金具、保護金具等。5.1.2電纜線路的結(jié)構(gòu)與型號電纜線路的結(jié)構(gòu)主要由電纜、電纜接頭與封端頭、電纜支架與電纜夾等組成。1電纜種類與結(jié)構(gòu)在輸、配電線路中，目前常用的1～35kV電力電纜，主要有鎧裝電纜與軟電纜兩大類。鎧裝電纜具有高的機械強度，但不易彎曲，主要用于向固定及半固定設備供電；軟電纜輕便易彎曲，主要用于向移動設備供電。鎧裝電纜軟電纜2電纜型號的選擇電力電纜的型號塑料絕緣電力電纜

結(jié)構(gòu)簡單，重量輕、抗酸堿、耐腐蝕，敷設安裝方便。

常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護套電纜（已達10kV電壓等級）和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜（已達110kV電壓等級）。常用型號及選擇原則油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜

可用于垂直或高落差處，敷設在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。常用絕緣導線型號及選擇

塑料絕緣的絕緣性能良好，價格低，可節(jié)約橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設時常用。

常用塑料絕緣線型號有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。電力電纜結(jié)構(gòu)示意圖環(huán)氧樹脂中間頭示意圖環(huán)氧樹脂終端頭示意圖5.2.1導線截面選擇原則

為了保證供電系統(tǒng)、安全可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，導線和電纜（含母線）的截面的選擇必須滿足下列條件：

1經(jīng)濟電流密度

高壓線路及特大電流的低壓線路，一般應按規(guī)定的經(jīng)濟電流密度選擇和電纜的截面，以使線路的年運行費用（包括電能損耗費）接近于最小，節(jié)約電能和有色金屬。5.2架空線路導線界面選擇長時允許電流（允許載流量）

導線和電纜在通過計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱高溫，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。正常運行允許電壓損失

導線和電纜在通過計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗,不應超過正常運行時允許的電壓損耗值。機械強度條件導線的截面應不小于最小允許截面由于電纜的機械強度很好，因此電纜不校驗機械強度，但需校驗短路熱穩(wěn)定度。5.圖2.貨2內(nèi)高狹壓架疫空線貧路導釀線截落面選適擇計味算高壓部架空功線路侮導線習截面臘的選搶擇，枯應先父按經(jīng)冠濟電勺流密加度初烏選，監(jiān)然后際按其闖他條拴件進島行校響驗，樹全部凍條件壩都校駱驗合職格者幫為所館選。按經(jīng)志濟電排流密辯度選賊擇導騰線截見面選擇靈原則巾從兩方趁面考慮痰：選擇挽截面磨越大伐，電這能損脹耗就艙越小胃，但蠟線路通投資塊、有者色金魯屬消芝耗量乳及維拐修管另理費掠用就擦越高艙；截面方選擇難小，武線路周投資惰、有廳色金并屬消達耗量隨及維陽修管喪理費轟用雖認然低射，但宵電能木損耗添大。憂從接全面嗓的經(jīng)投濟效朝益考菌慮，承使線陰路的威年運偵行費愈用接逐近最蝕小的聽導線郵截面愈，稱最為經(jīng)聰濟截劃面，核用符客號Se淋c表示品。桑對應竹于經(jīng)檢濟截賢面的笛電流暴密度省稱為克經(jīng)濟眠電流咳密度杠，用掏符號Je嫩c表示疏。蟻按經(jīng)圾濟電益流密孝度計杰算經(jīng)惹濟截輸面的佳公式棚為逼式病中，Ic踢a為線掠路計放算電浙流。例某變電站以35kV架空線路向一容量為3800+j2100kVA的工廠供電，工廠的年最大負荷利用小時為5600h。架空線路采用LGJ型鋼芯鋁絞線。試選擇其經(jīng)濟截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。

解

1.選擇經(jīng)濟截面

查表可知，其jec=0.9A

Sec=Ic/jec=71.6/0.9=79.6mm2

選標準截面70mm2，即型號為LGJ–70的鋁絞線。

2.校驗發(fā)熱條件

查附錄表可知，LGJ–70在室外溫度為25℃時的允許載流量為Ial=275A>Ic=71.6A，所以滿足發(fā)熱條件。

3.校驗機械強度

查附錄表15可知，35kV架空鋁絞線的機械強度最小截面為Smin=35mm2<S=70mm2，因此所選的導線截面也滿足機械強度要。2按長匹時允還許電偵流選怕?lián)駥Ш艟€截裝面三相造系統(tǒng)晝相線責截面碧的選每擇：勁導柔線和材電纜錦的正降常發(fā)氧熱溫織度不牽得超遵過額躍定負扁荷時虜?shù)淖顖愿咴蕟⒃S溫個度。盡選擇倚截面鉆時須擔使通綿過相技線的紗計算標電流屢Ic劉不超學過其則允許掛載流堡量I話al探，即隊Ic盾≤I匯al一般炒決定業(yè)導線弊允許瘡載流榜量時畜，周陜圍環(huán)漸境溫幻玉度均暢?。?5聞℃作咱為標魂準，適當周縮慧圍空量氣溫塘度不疏是＋然25謀℃，蝴而是帳時，昌導線鵲的長甩時允抓許電捉流應窮按下膏式進兩行修蘋正。3奶按旁允許根電壓袍損失充選擇厘導線稼截面電流絮通過潑導線迎時，專線路炎兩端掙電壓縫不等為了連保證股供電裳質(zhì)量稅，對近各類照電網(wǎng)壺規(guī)定族了最秀大允殿許電挎壓損綁失在選灣擇導淡線截寄面時餐，要硬求實談際電絹壓損刮失ΔU％不法超過瞞允許曾電壓狡損失竭ΔUac闊％，翁即5.仙2.徹3得低壓洲架空脖線路眨導線覽截面書選擇對于早1k遼V以搭下的錘低壓毯架空鼻線，典與高翠壓架磨空線沖相比梢，線或路比撥較短皂，但輔負荷肯電流刮較大鍬。所竄以一類般不朽按經(jīng)飛濟電樣流密面度選線擇。色低壓灰動力巨線按陡長時冤允許抗電流卸初選殺，按潮允許株電壓岸損失雀及機衣械強令度校塘驗；獎低壓迅照明侍線，幻玉因其今對電酷壓水璃平要他求較可高，富所以捕，一凳般先腐按允車許電城壓損芒失條姜件初陸選截榮面，衰然后敞按長擇時允變許電駁流和瞎機械進強度危校驗固。1灣按長將時允椅許電禾流選責擇導奧線截糾面要求產(chǎn)導線悅的長幼時允邪許電企流不鉤小于疫線路丹的最暮大長黑時負呆荷電課流（湊計算球電流汪）。賄即Ial≥Ica2墊按允暢許電匪壓損摩失選肉擇導腳線截災面因低仿壓線緊路負之荷電鄙流大快，相雄應的俊電壓遞損失路也大恩，故交必須黃按允縣許電臺壓損壓失來攔校驗谷所選楚擇導束線截惕面。電壓洲損失濾的計院算公飼式與嘗高壓絡線路保相同樸。3榴按機敵械強揚度選暈擇導徹線截誓面5.鴉3炸電塌力電慕纜芯吸線截圾面選仆擇計荒算5.交3.害1參高節(jié)壓電海纜芯懂線截游面選他擇計諒算電纜酒與架稿空線結(jié)相比藏，散吐熱條繁件較木差，潮故還厚應考秤慮在受短路嶼條件疑下的偶熱穩(wěn)欄定問聚題。湊因此跳高壓距電纜旗截面誰除按鴿經(jīng)濟剃電流特密度貨、允斥許電耽壓損起失、宿長時仗允許踏電流弓選擇畫外，喬還應州按短協(xié)路的尼熱穩(wěn)耍定條漂件進棄行校宴驗。1份按鼓經(jīng)濟簡電流輸密度進選擇敲電纜醉截面根據(jù)頂高壓育電纜漸線路薪所帶地負荷究的最戚大負疏荷年趁利用畝小時臟，及旅電纜怖芯線鳳材質(zhì)賀，查世出經(jīng)哥濟電拾流密堵度J柜ec岔，然吃后計衡算最莊大長恰時負驗荷電啦流I情ca勤（如受為雙臉回路介并聯(lián)信運行窄的線班路，盼應按磚最大黎長時闊負荷鑄電流亂的一改半計筋算）禍，電溪纜的勸經(jīng)濟伐截面罷Se凱c為2鳥按噸長時瞎允許裙電流如校驗補所選暴電纜鍬截面根據(jù)己按經(jīng)蝴濟電繞流密奶度選懶擇的禮標準府截面饅，查創(chuàng)出其薄長時鼻允許棒電流Ial，應片不小克于其說最大闖長時孕負荷類電流喜（此榴時雙岡回路狹供電脈應按笨一回伐故障乘的情犁況考蹤蝶慮）蓄，即KIal≥Ica（5溪－2雀9）K嘆=備K1K2K3（5替－3踩0）3英按飾電壓永損失偉校驗或電纜止截面式中L——承線路加長度眉，m繡；Sc——識導線偶截面抖，m汗m2；γ——昂導線溜電導統(tǒng)率，俗