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第5章工廠電力線路本章屬于工廠供電一次系統(tǒng)的內(nèi)容.其任務(wù)是:擔(dān)負(fù)輸送和分配電能的重要任務(wù).在整個(gè)供配電系統(tǒng)中起著重要作用。教學(xué)內(nèi)容:
工廠電力線路及其結(jié)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;工廠電力線路的運(yùn)行維護(hù)。
教學(xué)重點(diǎn):
工廠電力線路及其結(jié)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;2/2/20231章節(jié)目錄第1節(jié)工廠電力線路及其接線方式第2節(jié)工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)第3節(jié)導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算第4節(jié)車間動(dòng)力電氣平面布線圖第5節(jié)電力線路的運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗(yàn)2/2/20232第1節(jié)工廠電力線路及其接線方式一、電力線路的任務(wù)和類型電力線路的任務(wù):擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的重要任務(wù)。按電壓等級(jí)分:高壓線路和低壓線路。按結(jié)構(gòu)型式分:架空線路、電纜線路和車間線路。二、高低壓線路的接線方式放射式高壓線路的接線方式樹干式環(huán)型放射式低壓線路的接線方式樹干式鏈?zhǔn)?/2/20233高壓放射式線路→高壓樹干式線路→高壓放射式線路→2/2/20234三、低壓線路的接線方式同樣有:放射式、樹干式、環(huán)形基本接線方式。
(一)放射式接線
放射式接線的特點(diǎn)是:其引出線發(fā)生故障時(shí)互不影響供電,可靠性較高;但在一般情況下,其有色金屬消耗量較多,采用的開關(guān)設(shè)備較多。這種接線多用于供電可靠性要求高的車間,特別是用于大型設(shè)備的供電。2/2/20235(二)樹干式接線樹干式接線的特點(diǎn)正好與放射式相反,一般情況下,它采用的開關(guān)設(shè)備較少,有色金屬消耗量也較少;但干線發(fā)生故障時(shí),影響范圍大,故供電的可靠性較差。一般用于機(jī)械加工車間,機(jī)修車間,適用于供電容量較小而分布較均勻的用電設(shè)備。2/2/20236樹干式的變形--------鏈?zhǔn)教攸c(diǎn):與樹干式基本相近。使用于用電設(shè)備彼此相距較近,容量都較小的情況。鏈?zhǔn)较噙B的設(shè)備一般不宜超過(guò)5臺(tái),鏈?zhǔn)较噙B的配電箱不宜超過(guò)3臺(tái)2/2/20237(三)環(huán)式接線一個(gè)工廠內(nèi)的所有車間變電所的低壓側(cè),可以通過(guò)低壓聯(lián)絡(luò)線相互聯(lián)接成為環(huán)式。
環(huán)式接線,供電可靠性比較高。任一段線路發(fā)生故障或檢修時(shí),都不致造成供電中斷,或暫時(shí)停電,一旦切換電源的操作完成,就能恢復(fù)供電。
環(huán)式接線,可使電能損耗和電壓損耗減少,既能節(jié)約電能,又能提高電壓水平。但是環(huán)式供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置及其整定配合相當(dāng)復(fù)雜,如配合不當(dāng),容易發(fā)生誤動(dòng)作,反而擴(kuò)大故障停電的范圍。
2/2/20238第2節(jié)工廠電力線路的結(jié)構(gòu)的敷設(shè)
架空線路是指室外架設(shè)在電桿上用于輸送電能的線路。導(dǎo)線材質(zhì)必須具有良好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。一、架空線路的結(jié)構(gòu)組成:導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、拉線、絕緣子和線路金具等.為了防雷,有些架空線還架設(shè)有避雷線。1低壓導(dǎo)線,2針式絕緣子,3橫擔(dān),4低壓電桿,5橫擔(dān)6高壓懸式絕緣子串,7線夾,8高壓導(dǎo)線,9高壓電桿,10避雷線
2/2/20239(一)架空線路的導(dǎo)線裸導(dǎo)線:?jiǎn)喂?、多股如鋼芯鋁絞線2/2/202310(二)電桿、橫擔(dān)和拉線(三)線路絕緣子和金具(四)架空線的敷設(shè)架空線路的敷設(shè)原則為:
(1)在施工和竣工驗(yàn)收中必須遵循有關(guān)規(guī)程規(guī)定,以保證施工質(zhì)量和線路安全運(yùn)行。
(2)合理選擇路徑,做到路徑短,轉(zhuǎn)角少,交通運(yùn)輸方便,并與建筑物保持一定的安全距離。
(3)按有關(guān)規(guī)程要求,必須保證架空線路與地及其他設(shè)施在安全距離內(nèi)。主要應(yīng)考慮:敷設(shè)要求、路徑選擇、導(dǎo)線在電桿上的排列方式架空線的檔距、弧垂、及其它距離
2/2/202311←各種桿型在低壓架空線路上的應(yīng)用1、5、11、14終端桿,2、9分支桿,3轉(zhuǎn)角桿,4、6、7、10直線桿(中間桿),8分段桿(耐張桿),12、13跨越桿2/2/202312架空線路的檔距和弧垂a)平地上b)坡地上2/2/202313二、電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)
電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。
電力電纜由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。
電纜頭包括電纜中間接頭和電纜終端頭。(一)電纜和電纜頭
1纜芯(銅芯或鋁芯),2交聯(lián)聚乙烯絕緣層,3聚氯乙烯護(hù)套(內(nèi)護(hù)層),4鋼鎧或鋁鎧(外護(hù)層),5聚氯乙烯外套(外護(hù)層)1纜芯(銅芯或鋁芯),2油浸紙絕緣層,3麻筋(填料),4油浸紙(統(tǒng)包絕緣),5鉛包,6涂瀝青的紙帶(內(nèi)護(hù)層),7浸瀝青的麻被(內(nèi)護(hù)層),8鋼鎧(外護(hù)層),9麻被(外護(hù)層)2/2/202314(二)電纜的敷設(shè)
路徑的選擇:考慮引力、過(guò)熱、腐蝕、維護(hù)等條件。敷設(shè)方式:直埋式電纜溝架橋電纜排管及隧道(三)電纜敷設(shè)的一般要求增加5-10%的余量、穿管保護(hù)、防火、防水等。2/2/202315三、車間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)
采用絕緣線、電纜、裸導(dǎo)線四、三相系統(tǒng)中導(dǎo)線的涂色導(dǎo)線類別A相B相C相N、PEN線PE線涂漆顏色黃綠紅淡藍(lán)黃綠色2/2/202316第3節(jié)導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算一、概述發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面的條件:電壓損耗條件經(jīng)濟(jì)電流密度機(jī)械強(qiáng)度根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn):1.一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路,通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇導(dǎo)線和電纜截面,再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。2.低壓照明線路,通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇,再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。3.對(duì)長(zhǎng)距離大電流線路和35KV及以上的高壓線路,則先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面,再校驗(yàn)其他條件。2/2/202317二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面導(dǎo)線和電纜在通過(guò)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(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。(一)三相系統(tǒng)相線截面的選擇其允許載流量不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流,即:如果環(huán)境溫度偏差較大時(shí),考慮溫度校正系數(shù):導(dǎo)線允許載流量可查附表16、17、18同樣截面的銅線是鋁線的倍同樣截面的鋁線是銅線的倍2/2/202318(二)中性線(N線)和保護(hù)線(PE)截面的選擇1.中性線(N)截面的選擇三相四線制中性線:兩相三線及單相線路:2.保護(hù)線(PE線)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(guò)時(shí)的短路熱穩(wěn)定度,截面不同要求不同。當(dāng)時(shí):當(dāng)時(shí):當(dāng)時(shí):2/2/2023193.保護(hù)中性線(PEN線)截面的選擇
保護(hù)中性線兼有保護(hù)線和中性線的雙重功能,因此PEN線截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足上述PE線和N線的要求,取其中的最大截面。三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面導(dǎo)線或電纜的截面越大,電能損耗越小,但是線路投資維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量都要增加。按照年運(yùn)行費(fèi)用最小的原則計(jì)算:年折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)十年電能損耗費(fèi)。曲線1線路的年折舊維護(hù)費(fèi),曲線2線路的年電能損耗費(fèi),曲線3線路的年運(yùn)行費(fèi)用。2/2/202320經(jīng)濟(jì)截面:經(jīng)濟(jì)電流密度可查下表:年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)線路類別導(dǎo)線材質(zhì)3000h以下3000~5000h5000h以上銅3.002.251.75架空線路鋁1.651.150.90銅2.502.252.00電纜線路鋁1.921.731.5435kV及以上的高壓線路及35kV以下的長(zhǎng)距離、大電流線路例如較長(zhǎng)的電源進(jìn)線和電弧爐的短網(wǎng)等線路,其截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。2/2/202321四、線路電壓損耗的計(jì)算(根據(jù)損耗選擇截面)線路的電壓損耗不宜超過(guò)規(guī)定值:
高壓配電線路的電壓損耗,一般不超過(guò)線路額定電壓的5%;
從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備受電端的低壓配電線路的電壓損耗,一般也不超過(guò)用電設(shè)備額定電壓的5%(以滿足用電設(shè)備要求為準(zhǔn));
對(duì)視覺要求較高的照明電路,則為2%~3%。(一)集中負(fù)荷三相線電壓損耗計(jì)算計(jì)算原理如下頁(yè)圖所示:2/2/202322帶有兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路a)單線電路圖b)線路電壓降相量圖2/2/202323電壓損耗:(有感線路)對(duì)于無(wú)感線路2/2/202324(二)均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損耗的計(jì)算最后按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)所選的截面導(dǎo)線和電纜截面不應(yīng)小于其最小允許截面,如附錄表14和表15所列。2/2/202325第4節(jié)車間動(dòng)力電氣平面布線圖
電氣平面布線圖:在建筑平面圖上、按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、按電氣設(shè)備的安裝位置、敷設(shè)方式、路徑繪制的電氣布置圖。車間動(dòng)力電氣平面布線圖2/2/202326繪制電氣平面布置圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
(1)須表示出所有用電設(shè)備的位置,依次進(jìn)行編號(hào),并注明設(shè)備的容量。
按GB4728.11–85《電氣圖用圖形符號(hào)·電力、照明和電信布置》規(guī)定,用電設(shè)備標(biāo)注的格式為:
或
式中,a為設(shè)備編號(hào);b為設(shè)備額定容量(kW);c為線路首端熔體或低壓斷路器脫扣器的電流(A);d為標(biāo)高(m)。2/2/202327(2)須表示出所有配電設(shè)備的位置,依次編號(hào),并標(biāo)注其型號(hào)規(guī)格。
按GB4728.11–85規(guī)定,配電設(shè)備標(biāo)注的格式一般為:
或
a–b–c
當(dāng)需要標(biāo)注引入線的規(guī)格時(shí),配電設(shè)備標(biāo)注的格式為:
式中,a為設(shè)備編號(hào);b為設(shè)備型號(hào);
c為設(shè)備的額定容量(kW);
d為導(dǎo)線型號(hào);e為導(dǎo)線根數(shù);
f為導(dǎo)線截面(mm2);g為導(dǎo)線敷設(shè)方式。
2/2/202328當(dāng)需要標(biāo)注引入線的規(guī)格時(shí),配電設(shè)備標(biāo)注的格式為:
式中,a為設(shè)備編號(hào);b為設(shè)備型號(hào);
c為設(shè)備的額定容量(kW);d為導(dǎo)線型號(hào);
e為導(dǎo)線根數(shù);f為導(dǎo)線截面(mm2);
g為導(dǎo)線敷設(shè)方式。
2/2/202329(3)對(duì)配電干線和支線上的開關(guān)和熔斷器也要分別進(jìn)行標(biāo)注。按GB4728.11–85規(guī)定,其標(biāo)注格式為:
當(dāng)需要標(biāo)注引入線時(shí),開關(guān)和熔斷器的標(biāo)注格式為:
式中,a為設(shè)備編號(hào);b為設(shè)備型號(hào);c為額定電流(A);i為整定電流或熔體電流(A);d為導(dǎo)線型號(hào);e為導(dǎo)線根數(shù);f為導(dǎo)線截面(mm2);g為導(dǎo)線敷設(shè)方式。2/2/202330(4)對(duì)配電支線,標(biāo)注的格式為:
d(e×f)–g
或
d(e×f)G–g
式中各符號(hào)的意義同上,G為穿線管代號(hào)及管徑。
2/2/202331第5節(jié)電力線路的運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗(yàn)一、架空線路的運(yùn)行維護(hù)
架空線路所經(jīng)路線較長(zhǎng),環(huán)境復(fù)雜,設(shè)備不僅本身會(huì)自然老化,還要受空氣腐蝕和各種氣候及其他外界因素的影響,因此應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)工作,發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理,以保證供電。
⒈巡視期限
對(duì)廠區(qū)架空線路,一般要求每月進(jìn)行一次巡視檢查。如遇大風(fēng)、大雨、大雪、濃霧或發(fā)生故障等特殊情況時(shí),需臨時(shí)增加巡視次數(shù)。2/2/202332⒉巡視項(xiàng)目
⑴電桿、橫擔(dān)有無(wú)傾斜、變形、腐朽、損壞及下陷等現(xiàn)象,拉線和板樁是否完好,綁扎線是否緊固可靠,如存在缺陷應(yīng)設(shè)法修理或更換。
⑵導(dǎo)線接頭是否接觸良好,有無(wú)過(guò)熱發(fā)紅、嚴(yán)重氧化、腐蝕或斷落現(xiàn)象,絕緣子有無(wú)破損和放電現(xiàn)象,如有,應(yīng)及時(shí)修復(fù)。
⑶避雷裝置及其接地是否完好,接地線有無(wú)銹斷情況,在雷電季節(jié)到來(lái)之前,應(yīng)重點(diǎn)檢查,確保防雷安全。
⑷線路上有無(wú)樹枝、風(fēng)箏等雜物。如有,應(yīng)設(shè)法清除。
⑸沿線地面是否堆放易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性物品,如有,應(yīng)立即移開。
⑹沿線的周圍有無(wú)危險(xiǎn)建筑物,以致在雷雨、大風(fēng)季節(jié)里,對(duì)線路造成損壞,如有,應(yīng)請(qǐng)有關(guān)部門處理。
⑺檢查導(dǎo)線弧垂,冬季是否過(guò)緊可能引起斷線,夏季是否過(guò)大使對(duì)地距離不足。
⑻其他危及線路安全運(yùn)行的異常情況。
在巡視中發(fā)現(xiàn)的異常情況,應(yīng)記入專用記錄本,重要情況應(yīng)及時(shí)匯報(bào)上級(jí),請(qǐng)示處理。2/2/202333二、電纜線路的運(yùn)行維護(hù)
電纜線路大多是埋地敷設(shè)的,為保證電纜線路的安全、可靠運(yùn)行,就必須全面了解電纜的敷設(shè)方式、走線方向、結(jié)構(gòu)布置及電纜中間接頭的位置等。
⒈巡視期限
電纜線路一般要求每季進(jìn)行一次巡視檢查。對(duì)戶外終端頭,應(yīng)每月檢查一次。如遇大雨、洪水及地震等特殊情況或發(fā)生故障時(shí),還需臨時(shí)增加巡視次數(shù)。
⒉巡視項(xiàng)目
⑴電纜頭及瓷套管是否清潔,有無(wú)破損和放電痕跡;對(duì)填充有電纜膠(油)的電纜頭,還應(yīng)檢查有無(wú)漏油溢膠現(xiàn)象。
⑵對(duì)于暗敷及埋地電纜,應(yīng)檢查沿線的蓋板和其他保護(hù)物是否完好,走線標(biāo)志是否完整無(wú)缺,有無(wú)挖掘痕跡。
2/2/202334⑶電纜溝內(nèi)有無(wú)積水、滲水現(xiàn)象,是否堆有雜物或易燃易爆危險(xiǎn)品。
⑷對(duì)于明敷電纜,應(yīng)檢查電纜外皮有無(wú)機(jī)械損傷、金屬護(hù)套是否腐蝕穿孔或脹裂,沿線支架、掛鉤是否牢固,線路附近有無(wú)易燃易爆危險(xiǎn)品或腐蝕性物質(zhì)。
⑸線路上各種接地是否良好,有無(wú)松脫、斷股和腐蝕現(xiàn)象。
⑹其他危及電纜安全運(yùn)行的異常情況。
在巡視中發(fā)現(xiàn)的異常情況,應(yīng)記入專用記錄本,重要情況應(yīng)及時(shí)向上級(jí)反映,請(qǐng)示處理。2/2/202335三、車間配電線路的運(yùn)行維護(hù)
要做好車間配電線路的運(yùn)行維護(hù),就必須全面了解車間配電線路的走向、敷線方式、導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格及配電箱和開關(guān)的位置等情況,還要了解車間負(fù)荷規(guī)律以及車間變電所的相關(guān)情況。
⒈巡視期限
車間配電線路一般由車間維修電工每周巡視檢查一次,對(duì)于多塵、潮濕、高溫,有腐蝕性及易燃易爆等特殊場(chǎng)所應(yīng)增加巡視次數(shù)。線路停電超過(guò)一個(gè)月以上重新送電前亦應(yīng)作一次全面檢查。
⒉巡視項(xiàng)目
⑴檢查導(dǎo)線發(fā)熱情況。裸母線正常運(yùn)行時(shí)最高允許溫度一般為700C,若過(guò)高,將使母線接頭處氧化加劇,接觸電阻增大,電壓損耗加大,供電質(zhì)量下降,最后可能引起接觸不良或斷線。2/2/202336⑵檢查線路負(fù)荷是否在允許范圍內(nèi)。負(fù)荷電流不得超過(guò)導(dǎo)線的允許載流量
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