《供電技術(shù)_第四版》機(jī)械工業(yè)出版社課件_2_用戶供電系統(tǒng)

1、西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算第二節(jié)第二節(jié) 供電電壓與電源的選擇供電電壓與電源的選擇第三節(jié)第三節(jié) 用戶變電所用戶變電所第四節(jié)第四節(jié) 變電所的電氣主接線變電所的電氣主接線第五節(jié)第五節(jié) 變電所的二次接線變電所的二次接線 第六節(jié)第六節(jié) 高低壓配電網(wǎng)高低壓配電網(wǎng)第七節(jié)第七節(jié) 用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約第八節(jié)第八節(jié) 供電系統(tǒng)的方案比較供電系統(tǒng)的方案比較西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、

2、關(guān)于負(fù)荷的基本概念一、關(guān)于負(fù)荷的基本概念 a)a)連續(xù)運(yùn)行工作制連續(xù)運(yùn)行工作制 b)b)短期運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制 c)c)斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制1. 1. 設(shè)備安裝容量設(shè)備安裝容量 設(shè)備安裝容量設(shè)備安裝容量PN（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電設(shè)備銘牌上的標(biāo)（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱功率稱功率PE。但是，用電設(shè)備往往因工作性質(zhì)不同而具有不同的運(yùn)行工作制，。但是，用電設(shè)備往往因工作性質(zhì)不同而具有不同的運(yùn)行工作制，這時(shí)，從供電安全和經(jīng)濟(jì)性兩方面來考慮，應(yīng)按設(shè)備銘牌功率予以折算。這時(shí)，從供電安全和經(jīng)濟(jì)性兩方面來考慮，應(yīng)按設(shè)備銘牌功率予以折算。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信

3、息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X連續(xù)運(yùn)行工作制連續(xù)運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制能長期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過能長期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過8 8小時(shí)，小時(shí)，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定容量。直接查取其銘牌上的額定容量。 這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長。在這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定容量。容量。這類設(shè)備的工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，這類設(shè)備的工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此

4、反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例。如此反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2. 2. 負(fù)荷與負(fù)荷曲線負(fù)荷與負(fù)荷曲線 電力負(fù)荷是指單臺用電設(shè)備或一組用電設(shè)備從電源取用的電功率，包括有功功率、無功功率和視在功率。在生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)過程的變化或用電設(shè)備使用上的隨機(jī)性，實(shí)際負(fù)荷都是隨著時(shí)間而變化的。電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線稱為負(fù)荷曲線。 圖圖2-1 日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線a)日有功負(fù)荷曲線日有功負(fù)荷曲線 b)年有功負(fù)荷曲線年有功負(fù)荷曲線西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3. 3. 平均負(fù)荷、最大負(fù)荷、有效

5、負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷平均負(fù)荷、最大負(fù)荷、有效負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷 （1）平均負(fù)荷Pav 平均負(fù)荷是指電力負(fù)荷在一段時(shí)間內(nèi)的平均值。電力用戶的年平均負(fù)荷Pav可由年電能消耗量與年工作時(shí)間之比來計(jì)算：gzaavTWP （2）最大負(fù)荷Pmax 最大負(fù)荷是指一年中典型日負(fù)荷曲線（全年至少出現(xiàn)3次的最大負(fù)荷工作班內(nèi)的負(fù)荷曲線）中的最大負(fù)荷，即30min內(nèi)消耗電能最大時(shí)的平均負(fù)荷，記作Pmax或P30。（3）有效負(fù)荷Pe 有效負(fù)荷是指由典型工作班負(fù)荷曲線（工作班時(shí)間為T）按下式計(jì)算所得的有效值：TdtPTP02e1 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X （4）計(jì)算負(fù)荷Pc 電力用戶的實(shí)際負(fù)荷并不等于用戶

6、中所有用電設(shè)備額定功率之和，這是因?yàn)椋?）并非所有設(shè)備都同時(shí)投入工作。2）并非所有設(shè)備都能工作于額定狀態(tài)。3）并非所有設(shè)備的功率因數(shù)都相同。4）還應(yīng)考慮用電設(shè)備的效率與配電設(shè)備的功率損耗。 因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須首先找出這些用電設(shè)備的等效負(fù)荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，或?qū)嶋H負(fù)荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負(fù)荷產(chǎn)生的溫升相等。從等效的含義上講，前述“半小時(shí)最大平均負(fù)荷”就是等效負(fù)荷。等效負(fù)荷可以作為供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備選擇的依據(jù)。在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將等效負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷Pc。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X4

7、. 4. 負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù) （1）負(fù)荷系數(shù) 負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，它反映了負(fù)荷的平穩(wěn)程度。負(fù)荷系數(shù)常分為有功負(fù)荷系數(shù)和無功負(fù)荷系數(shù)： maxmaxavQQPPav（2）利用系數(shù) 利用系數(shù)是針對用電設(shè)備組而言的。利用系數(shù)Kx定義為用電設(shè)備組在最大負(fù)荷工作班內(nèi)消耗的平均負(fù)荷Pav與該設(shè)備組的總安裝容量PN之比，即NavxPPK 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X（3）需要系數(shù) 需要系數(shù)也是針對用電設(shè)備組而言的。需要系數(shù)Kd定義為用電設(shè)備組的最大負(fù)荷Pmax（或P30）與該設(shè)備組的總安裝容量PN之比，即N30N

8、maxdPPPPK（4）形狀系數(shù) 形狀系數(shù)也是針對用電設(shè)備組或用戶整體而言的。形狀系數(shù)Kz定義為有效負(fù)荷Pe與平均負(fù)荷Pav之比，即avPPKez 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X5. 5. 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)TmaxTmaxmaxamaxPWT年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax是這樣一個(gè)假想時(shí)間：電力負(fù)荷按照最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行Tmax時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能Wa。如圖2-2所示,年最大負(fù)荷Pmax延伸到Tmax的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，即全年實(shí)際消耗的電能Wa，因此年最大負(fù)荷

9、利用小時(shí)數(shù)為西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、負(fù)荷的估算二、負(fù)荷的估算 1. 單位產(chǎn)品耗電量法單位產(chǎn)品耗電量法 若已知某企業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)量，查表可得該產(chǎn)品的單位產(chǎn)品耗電量和該類工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax，進(jìn)而按下式求出企業(yè)年電能需要量Wa和計(jì)算負(fù)荷Pc。maxacaTWPnW2. 負(fù)荷密度法負(fù)荷密度法已知建筑面積A(m2)，并查表得到同類建筑的負(fù)荷密度指標(biāo)(W/m2)，則計(jì)算負(fù)荷Pc可按下式求得：APc西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3. 形狀系數(shù)法形狀系數(shù)法iiviviiivPQQPKPPtan.a.aav.N. x.aavavzeavzeQKQQ

10、PKPPcc1）將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總安裝容量.2）查出各用電設(shè)備組的利用系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)，計(jì)算平均負(fù)荷：3）根據(jù)負(fù)荷的平穩(wěn)程度，適當(dāng)選擇形狀系數(shù)Kz的值（一般情況下可取Kz=1.15），按下式估計(jì)計(jì)算負(fù)荷：西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、負(fù)荷的計(jì)算三、負(fù)荷的計(jì)算 考慮到設(shè)備可能在額定工況下運(yùn)行，單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷就取設(shè)備的安裝容量。Ncc2c2ccccNc3tanUSIQPSPQPP考慮到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，單臺電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷Pc.M應(yīng)按下式計(jì)算：MMNMcPP. 1單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技

11、術(shù)電子課件X當(dāng)計(jì)算配電干線（譬如，第j條）上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，首先將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總安裝容量PN.i，然后查表得到各組用電設(shè)備的需要系數(shù)kd.i及對應(yīng)的功率因數(shù)cosi和功率因數(shù)正切值tani，則2c.2c.c. c. cc.N. d. cc.tanjjjiiijiiijQPSPQQPKPP對于設(shè)備臺數(shù)為3臺及以下的用電設(shè)備組，其計(jì)算負(fù)荷應(yīng)取各設(shè)備功率之和；4臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷宜取設(shè)備功率之和乘以0.9的系數(shù)。 2用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X車間或全廠的負(fù)荷計(jì)算以車間內(nèi)用電設(shè)備組或配電干線的計(jì)算負(fù)荷為基礎(chǔ)，從負(fù)荷端逐

12、級向電源端計(jì)算，而且需要在各級配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)K，即2c2cc. cc. ccQPSQKQPKPjj3車間或全廠的計(jì)算負(fù)荷車間或全廠的計(jì)算負(fù)荷求出變壓器低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷后，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷等于低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷與變壓器功率損耗之和。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，變壓器的功率損耗可按下式近似估算cTcT)08. 005. 0()02. 001. 0(SQSP西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X4單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康?5時(shí)，不論單相設(shè)備如何分配，均可直接按三相平衡負(fù)荷計(jì)算；若單相用電設(shè)備的總?cè)萘看笥谌嘤秒娫O(shè)備總?cè)萘康?

13、5時(shí)，則需將其換算成三相等效負(fù)荷后，再參與負(fù)荷計(jì)算。 單相用電設(shè)備換算為三相等效設(shè)備容量的方法如下： 1）單相設(shè)備接于相電壓時(shí)，將三相線路中單相用電設(shè)備容量最大的一相乘以3作為三相等效設(shè)備容量。 2）單相設(shè)備接于線電壓時(shí)，首先應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后再分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，取最大負(fù)荷相的設(shè)備容量的3倍來作為等效的三相負(fù)荷容量。接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量時(shí)，換算公式如下：BCCBCCACCACBCCBCCACCACABBABBCBBCBABBABBCBBCBCAACAABABACAACAABAABAPqPqQPpPpPPqPqQPpP

14、pPPqPqQPpPpPA西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X1工廠的功率因數(shù)分類和計(jì)算 瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)總功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值 UIP3cos P 功率表測出的三相有功功率讀數(shù)；U電壓表測出的線電壓讀數(shù)；I 電流表測出的線電流讀數(shù)。 指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值功率因數(shù)的平均值 指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因

15、數(shù) 22cosqPPWWWWP有功電度表讀數(shù)；Wq無功電度表讀數(shù)。 3030cosSP P30工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。 指用電設(shè)備或工廠在沒有安指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù) 指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)補(bǔ)償后的功率因數(shù) 四、功率因數(shù)及其提高四、功率因數(shù)及其提高 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2功率因數(shù)的提高 高壓高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90.9以上

16、，以上，其他用戶其他用戶功率因數(shù)應(yīng)在功率因數(shù)應(yīng)在0.850.85以上。以上。 人工補(bǔ)償無功功率人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 （1 1）補(bǔ)償容量的計(jì)算）補(bǔ)償容量的計(jì)算 (2) (2) 補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 )tantan2130（PQC cCqQn 確定電容器的個(gè)數(shù)確定電容器的個(gè)數(shù) CQQQ30/30補(bǔ)償后總的無功計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后總的無功計(jì)算負(fù)荷為 2302302/30230/30)(CQQPQPS補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為 西安理工

17、大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X五、供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算示例五、供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算示例 某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷數(shù)據(jù)如圖2-4所示，按照需要系數(shù)法，各級負(fù)荷計(jì)算如下。例例圖2-4 負(fù)荷計(jì)算示例圖西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X解解kvar19kvar75. 025tankW25kW2985. 01 . c1 . cNd1 . cPQPKP(1)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)：PN=29kW，查表得Kd0.85和tan=0.75，于是（2）高頻加熱設(shè)備高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tan=1.02，于是kvar49kvar02. 148tankW48kW806 . 02

18、. c2 . cNd2 . cPQPKP（3）機(jī)加工車間冷加工機(jī)床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73；熱加工機(jī)床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是kvar23kvar33. 1773. 18tankW15kW2825. 05016. 0c3 . cNd3 . cPQPKP1. 用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X（4）點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是kvar42kvar33. 132tankW32kW9035. 04 . c4 . cNd4 . cPQPKP取1變電所各

19、組負(fù)荷的同期系數(shù)為：K =0.90，于是66. 0163108cosAkV163AkV120108kvar120kvar422349199 . 0kW108kW321548259 . 01LV. c1LV. c12221LV. c21LV. c1LV. c4 . c3c.2 . c1 . c1LV. c4 . c3 . c2 . c1 . c1LV. cSPQPSQQQQKQPPPPKP2. 1變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X采用電容器分組自動(dòng)投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)為cos=0.93，則kvar90kvar40. 023. 1108tan

20、tan211LV. c1BPQ補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為108kW+j30kvar，Sc=112kVA。kvar6kvar11205. 005. 0kW1kW11201. 001. 0c1Tc1TSQSPkvar36kvar690120kW109kW1108T1B1c.LV11c.HV1T1LV. c1HV. cQQQQPPP1變電所變壓器損耗按下式估算：1變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：3. 低壓集中補(bǔ)償容量的計(jì)算4. 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X取全廠負(fù)荷的同期系數(shù)為：K =0.90，于是93. 0930868cosAkV930AkV335868kvar

21、335kvar136200369 . 0kW868kW3204391099 . 0cc222c2ccc.HV3c.HV2c.HV1cc.HV3c.HV2c.HV1cSPQPSQQQKQPPPKP5.全廠總計(jì)算負(fù)荷西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第二節(jié)第二節(jié) 供電電壓與電源的選擇供電電壓與電源的選擇 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、線路電壓損失一、線路電壓損失由于線路存在阻抗，當(dāng)輸送一定負(fù)荷時(shí)，線路首末端將存在電壓之差。 圖2-5 電壓損失計(jì)算示意圖a)電路圖 b)相量圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、電壓與負(fù)荷容量和輸送距離的關(guān)系

22、二、電壓與負(fù)荷容量和輸送距離的關(guān)系 由于受導(dǎo)線截面的限制和線路電壓損失的要求，每一標(biāo)稱電壓下線路的輸電能力是有限的。 1) 通常用戶供電系統(tǒng)所用的導(dǎo)線最大標(biāo)稱截面為240mm2，其承載電流的能力限制了某一電壓下輸送功率的大小。對截面為A的導(dǎo)線，設(shè)在滿足經(jīng)濟(jì)性條件下其可承載的最大電流為Imax，則其可輸送的最大功率為cos3maxNmaxIUP%5%100tan%100%2N002N00UxrlPUlxQlrPUtan%5002NxrUPl2) 按線路電壓損失要求(一般不應(yīng)大于5)，在額定電壓UN下，對某一截面導(dǎo)線的負(fù)荷矩限制如下：西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、電壓的選擇

23、三、電壓的選擇 用戶供電系統(tǒng)的電壓等級應(yīng)符合電力系統(tǒng)的額定電壓。由于用戶負(fù)荷相對較小、供電距離較短，故從安全和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，用戶供電系統(tǒng)的電壓等級一般在35kV及以下 1供電電壓的選擇供電電壓的選擇 供電電壓的選擇應(yīng)根據(jù)用電容量和供電距離參照表2-6并考慮當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀、用戶的用電負(fù)荷性質(zhì)及未來發(fā)展規(guī)劃等因素綜合而定。一般用戶的供電電壓為610kV，大中型工業(yè)企業(yè)的供電電壓可為35kV。對于個(gè)別電力用戶，當(dāng)用電負(fù)荷很大、輸電距離長且有大功率沖擊性負(fù)荷(如電弧煉鋼爐、軋鋼設(shè)備及大型整流裝置等)時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，可考慮采用更高一級電壓供電。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課

24、件X2高壓配電電壓的選擇高壓配電電壓的選擇 用戶供電系統(tǒng)的高壓配電電壓一般采用610kV。由于lOkV技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，如供電系統(tǒng)能耗和有色金屬耗量均較小，因而高壓配電電壓應(yīng)首選lOkV。當(dāng)用戶有多臺6kV用電設(shè)備、且容量較大、在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)，才采用6kV。當(dāng)用戶有少量3kV電動(dòng)機(jī)時(shí)，可用10(6)3kV專用變壓器供電。3低壓配電電壓的選擇低壓配電電壓的選擇 1000V以下的電壓，除非因?yàn)榘踩?guī)定的特殊電壓外，對于供給用戶直接使用的交流動(dòng)力及照明電壓，我國是380220V。對于礦山和油田等特殊場合，由于負(fù)荷分散，供電距離長，為了保證電壓質(zhì)量，動(dòng)力用電可采用660380V或1140/660V

25、。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X四、電源的選擇四、電源的選擇由于生產(chǎn)性質(zhì)或使用場合的不同，不同用戶或同一用戶內(nèi)的不同設(shè)備對供電可靠性的要求是不同的?？煽啃约锤鶕?jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)和突然中斷其供電在政治或經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度對用電設(shè)備提出的不允許中斷供電的要求。供電電源首先應(yīng)滿足用電負(fù)荷的特定要求。1負(fù)荷等級負(fù)荷等級 按照用電負(fù)荷對供電可靠性的要求，即中斷供電對人身生命、生產(chǎn)安全造成的危害及對經(jīng)濟(jì)影響的程度，用電負(fù)荷分為下列三級： (1)一級負(fù)荷（關(guān)鍵負(fù)荷） 突然停電將關(guān)乎人身生命安全，或在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，或在政治上造成重大不良影響者。 (2)二級負(fù)荷（重要負(fù)荷） 突然

26、停電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，或在政治上造成不良影響者。 (3)三級負(fù)荷（一般負(fù)荷） 不屬于一級和二級負(fù)荷者。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2電源及其選擇電源及其選擇電力用戶可由多種電源供電，以滿足不同設(shè)備對電力和供電可靠性的需要。直接來自電力系統(tǒng)的電源是絕大多數(shù)電力用戶的主要電能來源，它為用戶提供了滿足長期穩(wěn)定持續(xù)供電需要的大宗電能，屬于正常電源。除正常電源外，用戶根據(jù)需要可以設(shè)置一些應(yīng)急電源，以備正常電源故障中斷時(shí)的急需之用。譬如，獨(dú)立于正常電源的備用發(fā)電機(jī)組、獨(dú)立于正常電源的備用饋電線路、蓄電池組、不間斷電源（UPS）等。 各級用電負(fù)荷的供電電源和供電方式，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷

27、對供電可靠性的要求和地區(qū)供電條件，按下列原則考慮確定： （1）一級負(fù)荷 應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，有特殊要求的一級負(fù)荷，兩個(gè)獨(dú)立電源應(yīng)來自兩個(gè)不同的地點(diǎn)。兩個(gè)供電電源應(yīng)在設(shè)備的控制箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，切換時(shí)間應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電的要求。除正常電源外，還需增設(shè)應(yīng)急電源。 （2）二級負(fù)荷 應(yīng)由兩回線路供電，并可在配電裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換，當(dāng)一回線路故障時(shí)，應(yīng)不影響另一回線路供電。當(dāng)負(fù)荷較小或取得兩回線路有困難時(shí)，可由一回專用線路供電。小容量負(fù)荷可以采用一路電源加不間斷電源，或一路電源加設(shè)備自帶的蓄電池組在末端實(shí)現(xiàn)切換。 （3）三級負(fù)荷 對供電方式無特殊要求，但在不增加投資或經(jīng)濟(jì)允許的情況下，也應(yīng)盡量提高供電

28、可靠性。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第三節(jié)第三節(jié) 用戶變電所用戶變電所西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 用戶變電所是用戶供電系統(tǒng)的主要組成部分，它向用戶分配電能并進(jìn)行控制，其組成結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-7 用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1總降壓變電所 2配電所310(6)kV變電所 4高壓用電設(shè)備西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、變電所的作用與組成一、變電所的作用與組成變電所的主要作用是降低電壓并向用電設(shè)備或用電設(shè)備組配電。 用戶變電所按電壓等級分為總降壓變電所和10(6)kV變電所（在工業(yè)企業(yè)稱為車間變電所）?？偨祲鹤冸娝鶎⑦M(jìn)線35110k

29、V降為610kV，配電給10(6)kV變壓器或高壓用電設(shè)備，然后由10(6)kV變電所再次降壓為380/220V供給低壓用電設(shè)備。如果進(jìn)線電壓為10(6)kV，則可在用戶區(qū)內(nèi)設(shè)置10(6)kV總配電所。由35kV直接供電的35/0.4kV變電所稱為直接降壓變電所。 高低壓開關(guān)、供配電線路和測量保護(hù)設(shè)備等是變電所中的主要電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)著電能的控制與分配和供電系統(tǒng)的監(jiān)視與保護(hù)。 安全、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)是對用戶供電系統(tǒng)的基本要求，也是對用戶變電所的要求。變電所的設(shè)計(jì)要保證操作人員安全和供用電設(shè)備安全，變電所的設(shè)置要滿足用電負(fù)荷對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求，同時(shí)，既要考慮用戶用電負(fù)荷進(jìn)一步發(fā)展的需要，

30、又要努力降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、變電所的設(shè)置二、變電所的設(shè)置1總降壓變電所或總配電所總降壓變電所或總配電所 當(dāng)用戶供電電壓為35kV及以上時(shí)，一般應(yīng)考慮設(shè)置總降壓變電所。對于以35kV供電的用戶，若用戶沒有高壓用電設(shè)備，為簡化供電系統(tǒng)，減少投資和電能損耗，在周圍環(huán)境允許時(shí)，也可以不設(shè)總降壓變電所，而以350.4kV的變壓器直接向負(fù)荷供電?？偨祲鹤冸娝梢栽O(shè)置12臺降壓變壓器。當(dāng)供電電壓為10(6)kV且有多臺高壓用電設(shè)備或10(6)kV變電所較多時(shí)，宜設(shè)置總配電所。對負(fù)荷不大的小型用戶，可將總配電所與某個(gè)10(6)kV變電所合并，擴(kuò)充為變

31、配電所，或僅設(shè)一個(gè)獨(dú)立式變電所。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、變電所位置的確定三、變電所位置的確定 總降壓變電所的位置應(yīng)接近負(fù)荷中心，并適當(dāng)靠近電源的進(jìn)線方向，以便使有色金屬耗量最少和線路功率及電能損耗最小。同時(shí)，還應(yīng)考慮變電所周圍的環(huán)境、進(jìn)出線的方便和設(shè)備運(yùn)輸?shù)姆奖?。圖2-8 負(fù)荷指示圖注：1圓中帶斜線者為動(dòng)力負(fù)荷，不帶斜線者為照明負(fù)荷 2分線值為示例，分子為動(dòng)力負(fù)荷，分母為照明負(fù)荷西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 圖2-9 負(fù)荷分布示意圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X210(6)kV變電所變電所 10(6)kV變電所（在工廠供

32、電系統(tǒng)中常稱為車間變電所）的設(shè)置主要取決于車間（或小區(qū)）負(fù)荷的大小、車間（或小區(qū)）之間的距離、各生產(chǎn)車間之間工藝聯(lián)動(dòng)要求以及經(jīng)濟(jì)效果。車間（或小區(qū)）負(fù)荷較小時(shí)，可考慮幾個(gè)鄰近車間（或小區(qū)）或工藝上有聯(lián)動(dòng)要求的車間合建一個(gè)變電所，合建時(shí)要考慮低壓線路供電的負(fù)荷矩。車間（或小區(qū)）負(fù)荷較大時(shí)，可考慮單獨(dú)建立一個(gè)變電所。當(dāng)車間（或小區(qū)）負(fù)荷很大時(shí)，也可在該車間（或小區(qū)）建立多個(gè)變電所。根據(jù)負(fù)荷的大小和負(fù)荷等級，一個(gè)10(6)kV變電所一般設(shè)置12臺變壓器，單臺變壓器容量一般不大于1600kVA。（1)獨(dú)立變電所 具有獨(dú)立完整的變電所建筑。 （2)附設(shè)變電所 附設(shè)變電所利用廠房一面或兩面墻壁建造，如圖2

33、-10所示。當(dāng)廠房生產(chǎn)面積有限、生產(chǎn)環(huán)境特殊或因生產(chǎn)工藝要求設(shè)備經(jīng)常變動(dòng)時(shí)，宜采用外附式，否則應(yīng)采用內(nèi)附式。 （3)箱式變電所 箱式變電所集配電變壓器和開關(guān)電器于一體，裝配在箱內(nèi)，整體可獨(dú)立置于戶外，具有體積小、安裝靈活、無需建筑等特點(diǎn)，適用于小型工業(yè)企業(yè)、居民小區(qū)、廣場和道路照明等場合。 (4)地下變電所 地下變電所設(shè)于地下，通風(fēng)不良，投資較大，用于有防空等特殊要求的場合，此外，民用高層建筑的變電所常設(shè)置在地下室內(nèi)。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第四節(jié)第四節(jié) 變電所的電氣主接線變電所的電氣主接線西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、電氣主接線及其要求一、

34、電氣主接線及其要求 電氣主接線表示電能從電源分配給用電設(shè)備的主要電路，主接線圖應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備及其連接關(guān)系。由于三相交流電力裝置中三相連接方法相同，為清晰起見，主接線圖通常只表示電氣裝置的一相連接，因而主接線圖也稱為單線圖。安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)是對變電所主接線的基本要求。 安全包括設(shè)備安全和人身安全。因此，電氣設(shè)計(jì)必須遵照國家標(biāo)準(zhǔn)和電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，正確設(shè)計(jì)電氣回路，合理選擇電氣設(shè)備，嚴(yán)格配置正常監(jiān)視系統(tǒng)和故障保護(hù)系統(tǒng)，全面考慮各種保障人身安全的技術(shù)措施。 可靠就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級負(fù)荷對供電可靠性的要求。提高供電可靠性的途徑很多，例如，設(shè)置備用電源并采用備用電源自動(dòng)投入裝置、多路

35、并聯(lián)供電等。電氣設(shè)備是供電系統(tǒng)中最薄弱的元件，為了使供電系統(tǒng)工作可靠，接線方式應(yīng)力求簡單清晰，減少電氣設(shè)備的數(shù)目。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 靈活就是在保障安全可靠的前提下，主接線能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。例如負(fù)荷較輕時(shí)，能方便地切除不必要的變壓器，而在負(fù)荷增大時(shí)，又能方便地投入，以利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。檢修時(shí)操作簡單，不致中斷供電等。 經(jīng)濟(jì)是在滿足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。但是，在投資增加不多或經(jīng)濟(jì)許可的情況下，應(yīng)盡量提高供電可靠性，減少停電損失。二、母線制二、母線制 母線是從配電變壓器或電源進(jìn)線到各條饋出線路之間的電氣主干線，它起著從電源接收電能和給各饋

36、出線分配電能的作用。母線制是指電源進(jìn)線與各饋出線之間的連接方式。常用母線制主要有三種：單母線制、單母線分段制和雙母線制。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X1單母線制單母線制圖2-12 單母線制 單母線制的可靠性和靈活性都較低，母線或直接連接于母線上的任一開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部負(fù)荷都將中斷供電 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2單母線分段制單母線分段制 單母線分段制在可靠性和靈活性方面較單母線制有所提高，可滿足二類負(fù)荷和部分一類負(fù)荷的供電要求。當(dāng)雙回路同時(shí)供電時(shí)，母線分段開關(guān)正常是打開的，一條回路故障或一段母線故障將不影響另一段母線的正常供電。此外，檢修亦可

37、采用分段檢修方式，不致使全部負(fù)荷供電中斷。單母線分段的缺點(diǎn)是，某分段上的母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上的負(fù)荷將中斷供電，而且電源只能通過一回進(jìn)線供電，供電功率較低。 圖2-13 單母線分段制a)用隔離開關(guān)分段 b)用斷路器分段西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3雙母線制雙母線制圖2-14 雙母線制 雙母線制的優(yōu)點(diǎn)有：輪流檢修母線或母線隔離開關(guān)，不致引起供電中斷；在工作母線發(fā)生故障時(shí)，通過備用母線能迅速恢復(fù)供電。 雙母線制的缺點(diǎn)：開關(guān)數(shù)目增多，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)復(fù)雜，切換操作繁瑣，造價(jià)高。對用戶供電系統(tǒng)不推薦采用雙母線制。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三

38、、總降壓變電所的主接線三、總降壓變電所的主接線 用戶供電系統(tǒng)中，總降壓變電所的常用電氣主接線可概括為兩類：線路變壓器組方式和橋形接線方式。1.線路線路變壓器組接線變壓器組接線圖2-15 線路變壓器組接線方式 線路變壓器組接線方式的共同特點(diǎn)：一回電源進(jìn)線經(jīng)過一臺主降壓變壓器供電到廠內(nèi)配電母線上。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-16 雙回線路變壓器組接線方式 當(dāng)用戶有兩回電源進(jìn)線時(shí)，可采用雙回線路一變壓器組接線配以單母線分段制，用于對一、二級負(fù)荷供電，如圖2-16所示。如繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置無要求，母線分段開關(guān)可僅設(shè)隔離開關(guān)。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件

39、X2橋形接線橋形接線圖2-17 橋形接線方式a)內(nèi)橋接線 b)外橋接線西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 橋形接線可用于給一、二級負(fù)荷供電。內(nèi)橋接線適用于線路較長或不需經(jīng)常切換變壓器的情況，而外橋接線適用于供電線路較短或需要經(jīng)常切換變壓器的情況。橋形接線線路復(fù)雜，高壓設(shè)備多，操作不便，投資大，在用戶供電系統(tǒng)中應(yīng)用很少。四、四、10(6)kV配電所的主接線配電所的主接線 配電所是用戶電能的中轉(zhuǎn)站。10(6)kV配電所(或總降壓變電所的配電部分)接收來自電源或總降壓變壓器的電能并分配給各饋出線的用戶，每個(gè)配電所的饋出線路一般不少于45回。此外，在配電母線上常設(shè)有電壓互感器、避雷器、

40、靜電電容器、所用變壓器等。配電所的配電母線可以是單母線或單母線分段制。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X(1) 10(6)kV電源進(jìn)線 圖2-18 配電所10(6)kV電源進(jìn)線的接線方式(2) 10(6)kV饋出線 圖2-19 配電所10(6)kV饋出線的接線方式西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X五、五、10(6)kV10(6)kV變電所的主接線變電所的主接線10(6)kV變電所供電線路往往較短，并考慮環(huán)境美化因素，常采用電纜配電。 圖2-20 由電纜供電的10(6)kV變電所典型主接線西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X當(dāng)10(6)kV變電所由架

41、空線供電時(shí) 圖2-21 由架空線供電的10(6)kV變電所典型主接線西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-22 變電所低壓饋出線的典型接線方式西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X六、變電所主接線的繪制六、變電所主接線的繪制 變電所主接線圖應(yīng)說明：電源電壓、電源進(jìn)線回路數(shù)和線路結(jié)構(gòu)；變電所的接線方式和運(yùn)行方式；高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的類型和電路方案；高低壓電氣設(shè)備的型號及規(guī)格；各條饋出線的回路編號、名稱及容量等。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-23 某35kV變電所高壓配電系統(tǒng)圖西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-24

42、某10kV變電所低壓配電系統(tǒng)圖西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第六節(jié)第六節(jié) 高低壓配電網(wǎng)高低壓配電網(wǎng)西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、配電網(wǎng)的接線方式一、配電網(wǎng)的接線方式用戶供電系統(tǒng)的配電網(wǎng)主要是10(6)kV高壓配電網(wǎng)和380V低壓配電網(wǎng)。配電網(wǎng)常用的典型配電方式分為放射式、樹干式和環(huán)式三種。1放射式放射式 放射式的優(yōu)點(diǎn)是：供電可靠性高，故障發(fā)生后影響范圍?。焕^電保護(hù)裝置簡單且易于整定；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；運(yùn)行簡單，切換操作方便。 放射式的缺點(diǎn)是：配電線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量多，投資大。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-34 放射式接線圖a

43、)單回路放射式 b)雙回路放射式 c)帶有公共備用線路的放射式西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2樹干式樹干式圖2-35 單樹干式接線圖a)架空線 b)電纜樹干式的優(yōu)點(diǎn)是變配電所的饋出線回路數(shù)少、投資小、結(jié)構(gòu)簡單，其缺點(diǎn)是可靠性差、線路故障影響范圍大。為減小干線故障時(shí)的停電范圍，每條線路連接的變壓器臺數(shù)不宜超過5臺，總?cè)萘坎怀^3000kVA。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-36 雙回路樹干式接線圖西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3環(huán)式環(huán)式圖2-37 環(huán)式接線圖環(huán)式接線的供電可靠性較高，運(yùn)行方式靈活，可用于對二、三級負(fù)荷供電。當(dāng)環(huán)中任一

44、點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，只要查明故障點(diǎn)，經(jīng)過短時(shí)停電“倒閘操作”，拉開故障點(diǎn)兩側(cè)隔離開關(guān)，即可全部恢復(fù)供電。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-38 低壓配電系統(tǒng)的接線方式a)放射式配電系統(tǒng) b)樹干式配電系統(tǒng) c)鏈?zhǔn)脚潆娤到y(tǒng)西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)二、配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)工廠高低壓配電網(wǎng)最普通的兩種戶外結(jié)構(gòu)是架空線和電纜。 架空線的主要優(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備簡單，造價(jià)低。架空線與電纜比較，電纜的造價(jià)約為架空線的4倍。露置空中，依靠定期巡線便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，有故障時(shí)易于檢修和維護(hù)，電纜線路埋設(shè)在地下，不易發(fā)現(xiàn)缺陷，有故障時(shí)較難尋找，修復(fù)工作量也大。利用空氣絕

45、緣，建造比較容易，這一優(yōu)點(diǎn)在超高壓線路上尤為明顯。 架空線路也存在以下問題：需占一定的空間，導(dǎo)線距地高度及距鄰近建筑物的距離根據(jù)電壓高低都有明確的規(guī)定，往往因?yàn)閺S區(qū)生產(chǎn)廠房密集，人員較多，運(yùn)輸頻繁，加之負(fù)荷分散，采用架空線時(shí)線路縱橫交錯(cuò)，占地較大。架空線影響廠區(qū)美化，這也是廠區(qū)供電采用電纜線路的原因之一。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 電纜，它的導(dǎo)電部分和絕緣部分都在一個(gè)整體中，所以電纜線路的結(jié)構(gòu)問題實(shí)際上就是電纜的敷設(shè)方法。電纜戶外敷設(shè)有三種類型：1)直接埋地2)敷設(shè)在混凝土管中3)敷設(shè)在電纜溝中圖2-39 電纜直接埋地西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖

46、2-40 電纜敷設(shè)在混凝土管中西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-41 電纜溝a)戶內(nèi) b)戶外 c)廠內(nèi)1蓋板 2電纜支架 3預(yù)埋鐵件西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、供電線路的電阻和電抗三、供電線路的電阻和電抗1電阻電阻Ar0lrR0 2電抗電抗4rav0105 . 0lg6 . 42rDfx km/016. 0lg14. 0av0rDxlxX0對于系統(tǒng)頻率為50Hz的電網(wǎng)，且導(dǎo)線為有色金屬 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖2-42 三相交流線路中的線間距離圖2-43 導(dǎo)線的換位西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件Xv

47、從滿足正常發(fā)熱條件看，要求通過導(dǎo)線或電纜的電流不應(yīng)大于它的允許載流量從滿足正常發(fā)熱條件看，要求通過導(dǎo)線或電纜的電流不應(yīng)大于它的允許載流量v從滿足機(jī)械強(qiáng)度條件看，要求架空導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于它的最小截面從滿足機(jī)械強(qiáng)度條件看，要求架空導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于它的最小截面v從保證電壓質(zhì)量看，線路電壓損失不應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗從保證電壓質(zhì)量看，線路電壓損失不應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗v滿足經(jīng)濟(jì)要求滿足經(jīng)濟(jì)要求對于對于35kV及及110kV高壓供電線路，其截面主要按照經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，但應(yīng)按高壓供電線路，其截面主要按照經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，但應(yīng)按允許載流量來校驗(yàn)。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行

48、電壓損耗的校驗(yàn)。車間內(nèi)允許載流量來校驗(yàn)。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗的校驗(yàn)。車間內(nèi)動(dòng)力線路一般按照允許載流量來選擇截面。照明線路一般按照電壓損耗來選擇。動(dòng)力線路一般按照允許載流量來選擇截面。照明線路一般按照電壓損耗來選擇。 四、導(dǎo)線截面的選擇四、導(dǎo)線截面的選擇西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X1 1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線、電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線、電纜截面 截面選得越大，電能損耗就越小，但線路投資及維修管理費(fèi)用就越高；截面選截面選得越大，電能損耗就越小，但線路投資及維修管理費(fèi)用就越高；截面選得小，線路投資及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗則增加。綜合考慮這兩方

49、面的得小，線路投資及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗則增加。綜合考慮這兩方面的因素，定出總的經(jīng)濟(jì)效益為最好的截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密因素，定出總的經(jīng)濟(jì)效益為最好的截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。 ecjAec=Imax/jec式中式中 Aec 導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面；導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面；Imax 線路最大長期工作電流；線路最大長期工作電流；jec 經(jīng)濟(jì)電流密度。經(jīng)濟(jì)電流密度。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2 2按允許載流量選擇導(dǎo)線、電纜截面按允許載流量選擇導(dǎo)線、電纜截面 為保證安全可靠，導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度不能超過其

50、允許值?；蛘哒f通過為保證安全可靠，導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度不能超過其允許值?；蛘哒f通過導(dǎo)線的計(jì)算電流或正常運(yùn)行方式下的最大負(fù)荷電流導(dǎo)線的計(jì)算電流或正常運(yùn)行方式下的最大負(fù)荷電流Imax應(yīng)當(dāng)小于它的允許載流量，應(yīng)當(dāng)小于它的允許載流量， I IalalI Imaxmax式中式中 Ial導(dǎo)線允許載流量；導(dǎo)線允許載流量； Imax線路最大長期工作電流，即最大負(fù)荷電流。線路最大長期工作電流，即最大負(fù)荷電流。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 相同截面下，銅的載流能力是鋁的相同截面下，銅的載流能力是鋁的1.3倍，因此若導(dǎo)線為倍，因此若導(dǎo)線為TJ型銅絞線時(shí)，其允許載型銅絞線時(shí)，其允許載流量為

51、相同截面流量為相同截面LJ型鋁絞線允許載流量的型鋁絞線允許載流量的1.3倍。倍。 允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。查允許載流量時(shí)注意根據(jù)環(huán)境溫度查出或乘上溫度修允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。查允許載流量時(shí)注意根據(jù)環(huán)境溫度查出或乘上溫度修正系數(shù)求出相應(yīng)的允許載流量。正系數(shù)求出相應(yīng)的允許載流量。0al0alTTTTKTTal導(dǎo)體正常工作時(shí)的最高允許溫度；導(dǎo)體正常工作時(shí)的最高允許溫度；T0導(dǎo)體允許載流量所采用的環(huán)境溫度；導(dǎo)體允許載流量所采用的環(huán)境溫度； T0導(dǎo)體敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際的環(huán)境溫度。導(dǎo)體敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際的環(huán)境溫度。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X按規(guī)定，選擇導(dǎo)線時(shí)所用的環(huán)境溫度：按規(guī)定，選擇

52、導(dǎo)線時(shí)所用的環(huán)境溫度：q 室外室外取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁兀蝗‘?dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?；q 室內(nèi)室內(nèi)取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶尤‘?dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶?。 選擇電纜時(shí)所用的環(huán)境溫度：選擇電纜時(shí)所用的環(huán)境溫度：q 土中直埋土中直埋取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁兀蝗‘?dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?；q 室外電纜溝、電纜隧道室外電纜溝、電纜隧道取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁兀蝗‘?dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?；q 室內(nèi)電纜溝室內(nèi)電纜溝取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶尤‘?dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶?。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件Xv 選擇降壓變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)取變壓器額定一次電流。選擇降壓變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)取變壓器額

53、定一次電流。v 選高壓電容器的引入線應(yīng)為電容器額定電流的選高壓電容器的引入線應(yīng)為電容器額定電流的1.35倍；倍；v 選低壓電容器的引入線應(yīng)為電容器額定電流的選低壓電容器的引入線應(yīng)為電容器額定電流的1.5倍（主要考慮電容器充電時(shí)有較倍（主要考慮電容器充電時(shí)有較大涌流）。大涌流）。 一般三相負(fù)荷基本平衡的低壓線路的中性線截面，不宜小于相線截面的一般三相負(fù)荷基本平衡的低壓線路的中性線截面，不宜小于相線截面的50%； 三次諧波電流相當(dāng)突出的三相線路，選中性線截面與相線截面相同；三次諧波電流相當(dāng)突出的三相線路，選中性線截面與相線截面相同； 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

54、應(yīng)與相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。線截面相等。q室內(nèi)明敷的絕緣導(dǎo)線，其最小截面不得小于室內(nèi)明敷的絕緣導(dǎo)線，其最小截面不得小于4mm2。q低壓架空導(dǎo)線，其最小截面不得小于低壓架空導(dǎo)線，其最小截面不得小于16 mm2。q保護(hù)線截面一般不得小于相線截面的一半，但當(dāng)相線截面小于保護(hù)線截面一般不得小于相線截面的一半，但當(dāng)相線截面小于16 mm2時(shí)，時(shí)，保護(hù)線截面應(yīng)與相線截面相等。保護(hù)線截面應(yīng)與相線截面相等。q保護(hù)中性線的截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足中性線和保護(hù)線選擇的條件。保護(hù)中性線的截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足中性線和保護(hù)線選擇的條件。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)

55、院供電技術(shù)電子課件X3 3按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面 架空裸導(dǎo)線和不同敷設(shè)方式的絕緣導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于其最小允許截面的要求，可架空裸導(dǎo)線和不同敷設(shè)方式的絕緣導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于其最小允許截面的要求，可查表進(jìn)行校驗(yàn)。規(guī)程規(guī)定查表進(jìn)行校驗(yàn)。規(guī)程規(guī)定110kV架空線路不得采用單股線。電纜不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。架空線路不得采用單股線。電纜不必校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)線種類導(dǎo)線種類最小允許截面（最小允許截面（mm2） 備注備注 35kV 310kV 低壓低壓 鋁及鋁合金線鋁及鋁合金線 353516* *與鐵路交叉跨越與鐵路交叉跨越時(shí)應(yīng)為時(shí)應(yīng)為35mm2 鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線 352516 架空裸導(dǎo)線

56、的最小截面架空裸導(dǎo)線的最小截面 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X4 4按電壓損耗選擇導(dǎo)線和電纜截面按電壓損耗選擇導(dǎo)線和電纜截面 為了保證用電設(shè)備端子處電壓偏移不超過其允許值，設(shè)計(jì)線路時(shí)，高壓配電線路的為了保證用電設(shè)備端子處電壓偏移不超過其允許值，設(shè)計(jì)線路時(shí)，高壓配電線路的電壓損耗一般不超過線路額定電壓的電壓損耗一般不超過線路額定電壓的5%，從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備端子處的低壓，從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備端子處的低壓配電線路的電壓損耗，一般也不超過線路額定電壓的配電線路的電壓損耗，一般也不超過線路額定電壓的5%（以滿足用電設(shè)備要求為限）。（以滿足用電設(shè)備要求為限）。如果線

57、路電壓損耗超過了允許值，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，使之小于允許電壓損耗。如果線路電壓損耗超過了允許值，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，使之小于允許電壓損耗。對于輸電距離較長或負(fù)荷電流較大的線路，必須按允許電壓損耗來選擇或校驗(yàn)導(dǎo)線對于輸電距離較長或負(fù)荷電流較大的線路，必須按允許電壓損耗來選擇或校驗(yàn)導(dǎo)線的截面的截面: : %100*)()(%al2N00ACUUlXQlRPU式中式中 線路實(shí)際的電壓損耗；線路實(shí)際的電壓損耗；P、Q干線上總的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷；干線上總的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷；l線路的長度；線路的長度； R0、X0線路單位長度的電阻和電抗；線路單位長度的電阻和電抗； UN線路的額定電壓。線路的額定電壓。

58、%ACU西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X對于架空線路可先取對于架空線路可先取 ，對于電纜線路可先取，對于電纜線路可先取 ，因此可由上式求出因此可由上式求出R0： R0 于是，可導(dǎo)出滿足電壓損耗要求的導(dǎo)線截面于是，可導(dǎo)出滿足電壓損耗要求的導(dǎo)線截面A A： A A 式中式中 導(dǎo)線材料的電阻率。導(dǎo)線材料的電阻率。 根據(jù)上式所得根據(jù)上式所得A A值選出導(dǎo)線標(biāo)稱截面后，再根據(jù)線路布置情況得出實(shí)際和進(jìn)行校驗(yàn)。值選出導(dǎo)線標(biāo)稱截面后，再根據(jù)線路布置情況得出實(shí)際和進(jìn)行校驗(yàn)。 km/4 . 00Xkm/08. 00X)%(10al2NlQXUUPl0R西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子

59、課件X例例 設(shè)有一回設(shè)有一回10kV的的LJ型架空線路向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，線路長度和負(fù)荷情況如圖所示。已型架空線路向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，線路長度和負(fù)荷情況如圖所示。已知架空線線間距為知架空線線間距為1m，空氣中最高溫度為，空氣中最高溫度為37，允許電壓損耗，允許電壓損耗 ，試選擇導(dǎo)線截，試選擇導(dǎo)線截面。面。5%alU解：解：設(shè)線路設(shè)線路AB段和段和BC段選取同一截面段選取同一截面LJ型鋁絞線，先型鋁絞線，先取取 ，則對，則對AB段（段（l1段）來說，段）來說，P1=p1+p2， Q1=q1+q2 ；對；對BC段（段（ l2段）來說，段）來說， P2=p2 ， Q2=q2 。因。因此可得此可得 km/

60、4 . 00X%100*)()(%2N22022021102110ACUqlXplRqqlXpplRU%100*103 . 02)3 . 05 . 0(34 . 08 . 02)8 . 01 (320R5% 代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得 0Rkm/54. 0A 220mm4 .58mm54. 07 .31R西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X例例 設(shè)有一回設(shè)有一回10kV的的LJ型架空線路向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，線路長度和負(fù)荷情況如圖所示。已型架空線路向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，線路長度和負(fù)荷情況如圖所示。已知架空線線間距為知架空線線間距為1m，空氣中最高溫度為，空氣中最高溫度為37，允許電壓損耗，