電力網(wǎng)課程課件

第三章電力網(wǎng)電力工程基礎(chǔ)3/14/20231第三章電力網(wǎng)3.1概述3.2電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路3.3電力網(wǎng)的電壓計(jì)算3.4輸電線路導(dǎo)線截面的選擇3/14/202323.1概述

一、電力網(wǎng)的接線方式1．開(kāi)式電力網(wǎng):由一條電源線路向電力用戶供電。分為單回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)胶蜆?shù)枝式等，如圖3-1所示。圖3-1開(kāi)式電力網(wǎng)a）放射式b）干線式c）鏈?zhǔn)絛）樹(shù)枝式優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單明了、運(yùn)行方便，投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)：供電的可靠性差。3/14/202332．閉式電力網(wǎng):由兩條及兩條以上電源線路向電力用戶供電。分為雙回路放射式、雙回路干線式、雙回路鏈?zhǔn)?、雙回路樹(shù)枝式、環(huán)式和兩端供電式，分別如圖3-2所示。3.1概述圖3-2閉式電力網(wǎng)a）放射式b）干線式c）鏈?zhǔn)絛）樹(shù)枝式e）環(huán)式f）兩端供電式

優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，適用于對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電。

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二、配電網(wǎng)的接線方式1.高壓配電網(wǎng)的接線方式3.1概述高壓配電網(wǎng)對(duì)供電的可靠性要求很高，一般采用雙回路架空線路或多回路電纜線路進(jìn)行供電，并盡可能在兩側(cè)都有電源，如圖3-3所示。圖3-3兩側(cè)電源供電的雙回路高壓配電網(wǎng)指35～110kV的電力網(wǎng)3/14/202353.1概述由于城網(wǎng)變電所相距較近，高壓線路的故障機(jī)會(huì)較少，因此也可采用圖3-4所示雙T接線或圖3-5所示的三T接線方式。圖3-4電纜線路的雙T接線3/14/202363.1概述不論是架空線路還是電纜線路，當(dāng)線路上接有3個(gè)及以上變電所時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)有電源。圖3-5三側(cè)電源的三T接線3/14/202373.1概述2.中壓配電網(wǎng)的接線方式放射式接線：由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所6～10kV母線直接向用戶變電所供電，沿線不接其他負(fù)荷，各用戶變電所之間也無(wú)聯(lián)系，如圖3-6所示。圖3-6放射式接線指6～10kV的電力網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、保護(hù)裝置簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)：供電可靠性較差，只能用于三級(jí)負(fù)荷和部分次要的二級(jí)負(fù)荷。3/14/202383.1概述為了提高供電的可靠性，可采用來(lái)自兩個(gè)電源的雙回路放射式接線，如圖3-7所示。圖3-7雙回路放射式接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，任一回路、任一電源發(fā)生故障都能保證不間斷供電，適用于一類負(fù)荷。缺點(diǎn)：從電源到負(fù)載都是雙套設(shè)備，互為備用，投資大，且維護(hù)困難。3/14/202393.1概述樹(shù)干式接線：由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所6～10kV母線向外引出高壓供配電干線，沿途從干線上直接接出分支線引入用戶（或車間）變電所，如圖3-8所示。

可采用雙干線或兩端供電方式來(lái)提高供電的可靠性。圖3-8樹(shù)干式接線優(yōu)點(diǎn)：線路敷設(shè)簡(jiǎn)單，變電所出線回路數(shù)少，高壓配電裝置和線路投資較小，比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：供電可靠性差，當(dāng)干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，所有用戶都將停電。適用于分支數(shù)目不多、變壓器容量也不過(guò)大的三級(jí)負(fù)荷。3/14/2023103.1概述環(huán)式接線：在同一個(gè)地區(qū)變變電所或企業(yè)總總降壓變電所的的供電范圍內(nèi)，，將不同的兩回回中壓配電線路路的末端連接起起來(lái)，如圖3-9所示。3-9環(huán)式接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，，運(yùn)行靈活；缺點(diǎn)：導(dǎo)線截面按有可可能通過(guò)的全部部負(fù)荷來(lái)考慮，，投資高。有兩種運(yùn)行方式式：開(kāi)環(huán)點(diǎn)位置的選選擇：應(yīng)使正常常配電時(shí)開(kāi)環(huán)點(diǎn)點(diǎn)的電壓差為最最小開(kāi)環(huán)運(yùn)行：正常常運(yùn)行時(shí)環(huán)形線線路在某點(diǎn)斷開(kāi)開(kāi)。閉環(huán)運(yùn)行：正常常運(yùn)行時(shí)環(huán)形線線路沒(méi)有斷開(kāi)點(diǎn)點(diǎn)。3/7/2023113.1概述“手拉手”供電接接線：將以往的放射式接接線改造成雙電源源供電，中間以聯(lián)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)將兩段線線路連接起來(lái)，如如圖3-10所示。正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，當(dāng)線路路失去一端電源時(shí)時(shí)，將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合合上，從另一端電電源對(duì)失去電源線線路上的用戶供電電。圖3-10““手拉手”供電接線線a）同一變電站二饋饋線“手拉手”b）不同變電站二饋饋線“手拉手”優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性較高，，易于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)自動(dòng)化。3/7/2023123.1概述2.低壓配電網(wǎng)的接線線方式低壓放射式接線：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作作維護(hù)方便，但所所用開(kāi)關(guān)設(shè)備較多多，有色金屬消耗耗量也較多，適用用于負(fù)荷密度較小小、供電范圍較小小且變壓器容量也也較小的地區(qū)。低壓樹(shù)干式接線：所開(kāi)關(guān)設(shè)備較少少，有色金屬消耗耗量較少，但供電電的可靠性較低，，適用于供電給容容量較小且分布較較均勻的用電設(shè)備備。低壓環(huán)式接線：供電可靠性較高高，在低壓配電電電纜的任一段線路路上發(fā)生故障或檢檢修時(shí)，都不致造造成用戶長(zhǎng)時(shí)間供供電中斷，適用于于住宅樓群區(qū)。指380/220V的電力網(wǎng)3/7/2023133.2電力系統(tǒng)元件參數(shù)數(shù)和等值電路一、電力線路的結(jié)結(jié)構(gòu)1．架空空線路路架空線線路主主要由由導(dǎo)線線、避避雷線線（即即架空空地線線）、、桿塔塔、絕絕緣子子和金金具等等部件件組成成，如如圖3-11所示。。圖3-11架空線線路的的結(jié)構(gòu)構(gòu)導(dǎo)線和和避雷雷線：：導(dǎo)線的的作用用是傳傳導(dǎo)電電流、、輸送送電能能；避避雷線線的作作用是是將雷雷電流流引入入大地地，以以保護(hù)護(hù)電力力線路路免遭遭雷擊擊。3/7/2023143.2電力系統(tǒng)元元件參數(shù)和和等值電路路架空線路采采用的導(dǎo)線線結(jié)構(gòu)型式式主要有單單股、多股股絞線和鋼鋼芯鋁絞線線三種，如如圖3-12所示。圖3-12裸導(dǎo)線的構(gòu)構(gòu)造a）單股線b）多股絞線線c）鋼芯鋁絞絞線導(dǎo)線材料：：要求電阻阻率小、機(jī)機(jī)械強(qiáng)度大大、質(zhì)量輕輕、不易腐腐蝕、價(jià)格格便宜、運(yùn)運(yùn)行費(fèi)用低低等，常用用材料有銅銅、鋁和鋼鋼。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式：導(dǎo)導(dǎo)線分為裸裸導(dǎo)線和絕絕緣導(dǎo)線兩兩大類，高高壓線路一一般用裸導(dǎo)導(dǎo)線，低壓壓線路一般般用絕緣導(dǎo)導(dǎo)線。3/7/2023153.2電力系統(tǒng)元元件參數(shù)和和等值電路路架空導(dǎo)線的的型號(hào)有：：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于于10kV及以下線路LGJ——鋼芯鋁絞線，，用于35kV及以上線路GJ——鋼絞線，用作作避雷線檔距：同一線路上上相鄰兩根電電桿之間的水水平距離稱為為架空線路的的檔距（或跨跨距）?；〈梗簩?dǎo)線懸掛在在桿塔的絕緣緣子上，自懸懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線線最低點(diǎn)的垂垂直距離稱為為弧垂。線間距離：380V為0.4～0.6m；6～10kV為0.8～1m；35kV為2～3.5m；110kV為3～4.5m。3/7/2023163.2電力系統(tǒng)元件件參數(shù)和等值值電路三相四線制低低壓線路的導(dǎo)導(dǎo)線，一般都都采用水平排排列；三相三線制的的導(dǎo)線，可三三角排列，也也可水平排列列；多回路導(dǎo)線同同桿架設(shè)時(shí)，，可三角、水水平混合排列列，也可全部部垂直排列；；電壓不同的線線路同桿架設(shè)設(shè)時(shí)，電壓較較高的線路應(yīng)應(yīng)架設(shè)在上面面，電壓較低低的線路應(yīng)架架設(shè)在下面；；架空導(dǎo)線和其其他線路交叉叉跨越時(shí)，電電力線路應(yīng)在在上面，通訊訊線路應(yīng)在下下面。導(dǎo)線在桿塔上上的排列方式：3/7/2023173.2電力系統(tǒng)元件件參數(shù)和等值值電路桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線線和避雷線，，并使導(dǎo)線與與導(dǎo)線、導(dǎo)線線與大地之間間保持一定的的安全距離。。按材料分：有有木桿、鋼筋筋混凝土桿（（水泥桿）和和鐵塔。按用途分：有直線桿塔塔（中間桿塔塔）、轉(zhuǎn)角桿桿塔、耐張桿桿塔（承力桿桿塔）、終端端桿塔、換位位桿塔和跨越越桿塔等。橫擔(dān)的長(zhǎng)度取取決于線路電電壓等級(jí)的高高低、檔距的的大小、安裝裝方式和使用用地點(diǎn)等。桿塔的分類橫擔(dān)：電桿上用來(lái)來(lái)安裝絕緣子子。常用的有有木橫擔(dān)、鐵鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。3/7/2023183.2電力系統(tǒng)元件件參數(shù)和等值值電路絕緣子和金具具：絕緣子用來(lái)使使導(dǎo)線與桿塔塔之間保持足足夠的絕緣距距離；金具是用來(lái)連接導(dǎo)導(dǎo)線和絕緣子子的金屬部件件的總稱。常用的絕緣子子主要有針式、懸式和和棒式三種。針式絕緣子：：用于35kV及以下線路上上，用在直線線桿塔或小轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角桿塔上。。懸式絕緣子：：用于35kV以上的高壓線線路上，通常常組裝成絕緣緣子串使用（（35kV為3片串接；60kV為5片串接；110kV為7片串接）。棒式絕緣子：：棒式絕緣子子多兼作瓷橫橫擔(dān)使用，在在110kV及以下線路應(yīng)應(yīng)用比較廣泛泛。3/7/2023193.2電力系統(tǒng)元件件參數(shù)和等值值電路2．電纜線路電纜的結(jié)構(gòu)：：包括導(dǎo)體、絕絕緣層和保護(hù)護(hù)包皮三部分分。分為單芯、三芯芯和四芯等種類類。單芯電纜的的導(dǎo)體截面是圓圓形的；三芯或或四芯電纜的導(dǎo)導(dǎo)體截面除圓形形外，更多是采采用扇形，如圖圖3-13所示。圖3-13扇形三芯電纜1—導(dǎo)體2—紙絕緣3—鉛包皮4—麻襯5—鋼帶鎧甲6—麻被導(dǎo)體：由多股銅銅絞線或鋁絞線線制成。3/7/2023203.2電力系統(tǒng)元件參參數(shù)和等值電路路絕緣層：用來(lái)使使導(dǎo)體與導(dǎo)體之之間、導(dǎo)體與保保護(hù)包皮之間保保持絕緣。絕緣緣材料一般有油油浸紙、橡膠、、聚乙烯、交聯(lián)聯(lián)聚氯乙烯等。。保護(hù)層：用來(lái)保保護(hù)絕緣層，使使其在運(yùn)輸、敷敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程程中免不受機(jī)械械損傷，并防止止水分浸入和絕絕緣油外滲。常常用的保護(hù)層有有鋁包和鉛包。。此外，在電纜纜的最外層還包包有鋼帶鎧甲，，以防止電纜受受外界的機(jī)械損損傷和化學(xué)腐蝕蝕。3/7/202321電纜的敷設(shè)方式式：3.2電力系統(tǒng)元件參參數(shù)和等效電路路直接埋入土中：：埋設(shè)深度一般般為0.7～0.8m，應(yīng)在凍土層以以下。當(dāng)多條電電纜并列敷設(shè)時(shí)時(shí)，應(yīng)留有一定定距離，以利于于散熱。電纜溝敷設(shè)：當(dāng)當(dāng)電纜條數(shù)較多多時(shí)，宜采用電電纜溝敷設(shè)，電電纜置于電纜溝溝的支架上，溝溝面用水泥板覆覆蓋。穿管敷設(shè)：當(dāng)電電力電纜在室內(nèi)內(nèi)明敷或暗敷時(shí)時(shí)，為了防電纜纜受到機(jī)械損壞壞，一般多采用用穿鋼管的敷設(shè)設(shè)方式。3/7/2023223.2電力系統(tǒng)統(tǒng)元件參參數(shù)和等等值電路路二、輸電電線路的的參數(shù)計(jì)計(jì)算及等等值電路路1．輸電線線路的參參數(shù)計(jì)算算電阻：?jiǎn)胃鶎?dǎo)線線的直流流電阻為為：導(dǎo)線的交交流電阻阻比直流流電阻增增大0.2%～1%，主要是是因?yàn)椋海簯?yīng)考慮集集膚效應(yīng)應(yīng)和鄰近近效應(yīng)的的影響；；導(dǎo)線為多多股絞線線，使每每股導(dǎo)線線的實(shí)際際長(zhǎng)度比比線路長(zhǎng)長(zhǎng)度大;導(dǎo)線的額額定截面面（即標(biāo)標(biāo)稱截面面）一般般略大于于實(shí)際截截面。通常取;3/7/2023233.2電力系統(tǒng)統(tǒng)元件參參數(shù)和等等值電路路工程計(jì)算中，可先查出導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻值r1，則需要指出出：手冊(cè)中給給出的r1值，則是是指溫度度為20℃時(shí)的導(dǎo)線線電阻，，當(dāng)實(shí)際際運(yùn)行的的溫度不不等于20℃時(shí)，應(yīng)按按下式進(jìn)進(jìn)行修正正：式中，α為電阻的的溫度系系數(shù)(1/℃℃)，銅取0.00382（1/℃），鋁取取0.0036（1/℃）。電抗：每相導(dǎo)線線單位長(zhǎng)長(zhǎng)度的等等值電抗抗為：式中，μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的;r為導(dǎo)線半徑（m）；Sav為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）。3/7/2023243.2電力系統(tǒng)統(tǒng)元件參參數(shù)和等等值電路路注意：為了使三三相導(dǎo)線線的電氣氣參數(shù)對(duì)對(duì)稱，應(yīng)應(yīng)將輸電電線路的的各相導(dǎo)導(dǎo)線進(jìn)行行換位，，如圖3-15所示。圖3-14三相導(dǎo)線線的布置置方式a）等邊三三角形布布置b）水平等等距布置置圖3-15一次整循循環(huán)換位位若三相導(dǎo)導(dǎo)線等邊邊三角形形排列，，則若三相導(dǎo)導(dǎo)線水平平等距離離排列，，則3/7/2023253.2電力系統(tǒng)元件件參數(shù)和等值值電路通常架空線路的電抗值在0.4Ω/km左右，則電納：每相導(dǎo)線單位位長(zhǎng)度的等值值電容（F/km）為：則單位長(zhǎng)度的的電納（S/km）為：一般架空線路b1的值為S/km左右，則電導(dǎo)：電導(dǎo)參數(shù)是反反映沿線路絕絕緣子表面的的泄露電流和和導(dǎo)線周圍空空氣電離產(chǎn)生生的電暈現(xiàn)象象而產(chǎn)生的有有功功率損耗耗。說(shuō)明：通常架空線路路的絕緣良好好，泄露電流流很小，可以以忽略不計(jì)。。3/7/2023263.2電力系統(tǒng)元件件參數(shù)和等值值電路電暈現(xiàn)象：在架空線路帶帶有高電壓的的情況下，當(dāng)當(dāng)導(dǎo)線表面的的電場(chǎng)強(qiáng)度超超過(guò)空氣的擊擊穿強(qiáng)度時(shí)，，導(dǎo)線周圍的的空氣被電離離而產(chǎn)生局部部放電的現(xiàn)象象。當(dāng)線路電壓高高于電暈臨界電壓壓時(shí)，將出現(xiàn)電電暈損耗，與與電暈相對(duì)應(yīng)應(yīng)的導(dǎo)線單位位長(zhǎng)度的等值值電導(dǎo)（S/km）為：因此，式中，為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/km）。注意：通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似認(rèn)為。

在設(shè)計(jì)架空線線路時(shí)依據(jù)電電暈臨界電壓壓規(guī)定了不需需要驗(yàn)算電暈暈的導(dǎo)線最小外徑徑：110kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)應(yīng)小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線線不必驗(yàn)算電電暈臨界電壓壓；220kV以上的超高壓壓輸電線，采采用分裂導(dǎo)線線或擴(kuò)徑導(dǎo)線線以增大每相相導(dǎo)線的等值值半徑，提高高電暈臨界電電壓3/7/2023273.2電力系統(tǒng)元件參參數(shù)和等效電路路2．輸電線路的等等效電路一字型等效電路路：用于長(zhǎng)度不超過(guò)過(guò)100km的架空線路（35kV及以下）和線路路不長(zhǎng)的電纜線線路（10kV及以下）。π型或T型等效電路：（110～220kV）和長(zhǎng)度不超過(guò)過(guò)100km的電纜線路（10kV以上）。用于長(zhǎng)度為100～300km的架空線路圖3-16一字型等效電路路圖3-17ππ型或T型等效電路a）π型b）T型3/7/2023283.2電力系統(tǒng)元件參參數(shù)和等效電路路三、變壓器的參參數(shù)計(jì)算及等效效電路1．雙繞組變壓器器雙繞組變壓器采采用Γ型等效電路，如如圖3-18所示。35kV及以下的變壓器器，勵(lì)磁支路可可忽略不計(jì)，可可用簡(jiǎn)化等效電電路。注意：變壓器等值電路路中的電納的符符號(hào)與線路等值值電路中電納的的符號(hào)相反，前前者為負(fù)，后者者為正；因?yàn)榍扒罢邽楦行?，后后者為容性。圖3-18雙繞組變壓器的的等效電路a）Γ型等效電路b）勵(lì)磁支路用功功率表示的等效效電路c）簡(jiǎn)化等效電路路3/7/2023293.2電力系統(tǒng)元件參參數(shù)和等效電路路電阻RT：由于所以（（Ω）電抗XT：由于對(duì)小容量變壓器，則所以（（Ω）3/7/2023303.2電力系系統(tǒng)元元件參參數(shù)和和等效效電路路電導(dǎo)GT：變壓器器的電電導(dǎo)是是用來(lái)來(lái)表示示鐵心心損耗耗的。。電納BT：變壓器器的電電納是是用來(lái)來(lái)表征征變壓壓器的的勵(lì)磁磁特性性的。。所以（（S）所以（（S）由得得：：因此（（S）說(shuō)明：：以上各各式中中，U、S、P、Q、的單單位分分別為為kV、kVA、kW和kvar。3/7/2023313.2電力系系統(tǒng)元元件參參數(shù)和和等效效電路路２．三三繞組組變壓壓器三繞組組變壓壓器的的等效效電路路如圖圖3-19所示。。圖3-19三繞組組變壓壓器的的等效效電路路a）勵(lì)磁磁回路路用導(dǎo)導(dǎo)納表表示b）勵(lì)磁磁回路路用功功率表表示3/7/202332電阻RT1、RT2、RT33.2電力系統(tǒng)統(tǒng)元件參參數(shù)和等等效電路路三繞組變變壓器容容量比有有三種不不同類型型：100/100/100：三個(gè)繞組組的容量量均等于于變壓器器的額定定容量；；100/100/50：第三個(gè)個(gè)繞組的的容量為為變壓器器額定容容量的50%；100/50/100：第二個(gè)個(gè)繞組的的容量為為變壓器器額定容容量的50%。通過(guò)短路試驗(yàn)可得到任兩個(gè)繞組的短路損耗、、，則每一個(gè)繞組的短路損耗為

對(duì)100/100/100的變壓器器：3/7/2023333.2電力系系統(tǒng)元元件參參數(shù)和和等值值電路路由得：

所以3/7/2023343.2電力系系統(tǒng)元元件參參數(shù)和和等效效電路路短路試試驗(yàn)有有兩組組數(shù)據(jù)據(jù)是按按50%容量的的繞組組達(dá)到到額定定容量量時(shí)測(cè)測(cè)量的的值。。因此此，應(yīng)應(yīng)先將將各繞繞組的的短路路損耗耗按變變壓器器的額額定容容量進(jìn)進(jìn)行折折算，，然后后再計(jì)計(jì)算電電阻。。如對(duì)對(duì)容量量比為為100/100/50的變壓壓器，，其折折算公公式為為式中，、為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）；、為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。對(duì)100/100/50和100/50/100的變壓壓器：：3/7/2023353.2電力系統(tǒng)元元件參數(shù)和和等效電路路電抗XT1、XT2、XT3所以由得：電導(dǎo)GT與電納BT：同雙繞組變變壓器。說(shuō)明：1）廠家給出出的短路電電壓百分?jǐn)?shù)數(shù)已歸算到到變壓器的的額定容量量，因此在在計(jì)算電抗抗時(shí)，不論論變壓器各各繞組的容容量比如何何，其短路路電壓百分分?jǐn)?shù)不必再再進(jìn)行折算算。2）參數(shù)計(jì)算算時(shí)，要求求將參數(shù)歸歸算到哪一一電壓等級(jí)級(jí)，則計(jì)算算公式中的的UN為相應(yīng)等級(jí)級(jí)的額定電電壓。3/7/2023363.3電力網(wǎng)的電電壓計(jì)算一、電壓降降落與電壓壓損失1．電壓降落落:是指線路首首末端電壓壓的相量差差，即圖3-20a中，阻抗中流過(guò)的電流為

，相量圖如圖3-20b所示。圖3-20輸電線路的的π型等效電路路及相量圖圖a）等效電路路b）相量圖3/7/2023373.3電力網(wǎng)的電壓計(jì)計(jì)算當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)時(shí)，因此其中：——電壓降落的縱分分量——電壓降落的橫分分量線路首端電壓有效值為：末端電壓的相位差為：則說(shuō)明：上述公式是按感感性負(fù)荷下推出出的，若為容性性負(fù)荷，公式不不變，無(wú)功功率率Q前面的符號(hào)應(yīng)改改變。3/7/2023383.3電力網(wǎng)的電壓計(jì)計(jì)算2．電壓損失:是指線路首末端端電壓的代數(shù)差差，即將按二項(xiàng)式定理展開(kāi)并取前兩項(xiàng)得：因此幾點(diǎn)說(shuō)明:對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，可忽略電壓降落的橫分量，此時(shí)，電壓損失就等于電壓降落的縱分量，即

3/7/2023393.3電力網(wǎng)網(wǎng)的電電壓計(jì)計(jì)算P2、Q2、U2的單位位分別別為kW、kvar和kV，且所有有參數(shù)數(shù)必須須是線線路上上同一一點(diǎn)的的參數(shù)數(shù)。電壓損損失通通常以以線路路額定定電壓壓的百百分?jǐn)?shù)數(shù)表示示，即即如果已已知線線路首首端的的參數(shù)數(shù)P1、Q1、U1，則二、地地方電電力網(wǎng)網(wǎng)的電電壓損損失計(jì)計(jì)算1．放射形形線路路電壓壓損失失計(jì)算算放射形線路如圖3-21a所示。設(shè)線路首末端相電壓分別為和，負(fù)荷電流為I，負(fù)荷的功率因數(shù)為，則3/7/2023403.3電力網(wǎng)網(wǎng)的電電壓計(jì)計(jì)算對(duì)應(yīng)的的相量量圖如如圖3-21b所示。。則一相相的電電壓損損失為為：為便于計(jì)算，用代替，則圖3-21放射式式線路路電壓壓損失失相量量圖a）放射射式線線路簡(jiǎn)簡(jiǎn)化電電路圖圖b）電壓壓損失失相量量圖3/7/2023413.3電力網(wǎng)的電電壓計(jì)算換算成線電電壓損失為為：式中，P、Q、UN、的單位分別為kW、kvar、kV和V。2．樹(shù)干式線路電壓損損失計(jì)算各支線的負(fù)負(fù)荷功率——用p、q表示；各段干線的的功率——用P、Q表示；各段線路的的長(zhǎng)度、電電阻和電抗抗——分別用l、r和x表示；各負(fù)荷到電電源之間的的干線長(zhǎng)度度、電阻和和電抗——分別用L、R和X表示。圖3-22中：3/7/202342若忽略各段線線路的功率損損耗，則每段段干線的功率率可用各支線線的負(fù)荷功率率表示，即l1段：l2段：l3段：各線干段的電電壓損失為:l1段：l2段：l3段：3.3電力網(wǎng)的電壓壓計(jì)算圖3-22樹(shù)干式線路電電壓損失計(jì)算算圖3/7/2023433.3電力網(wǎng)的電壓壓計(jì)算n段干線的總電電壓損失為各各段干線的電電壓損失之和和，即若將各線干段段的負(fù)荷用各各支線負(fù)荷表表示，則上式式可寫(xiě)成：電壓損失的百百分?jǐn)?shù)為或3/7/202344當(dāng)各段線路路的導(dǎo)線截截面、功率率因數(shù)相同同時(shí)，有3.3電力網(wǎng)的電電壓計(jì)算3．均勻無(wú)感感線路電壓壓損失計(jì)算算對(duì)于全線導(dǎo)線型號(hào)一致且可不計(jì)線路感抗或負(fù)荷的線路,其電壓損失百分?jǐn)?shù)可表示為

式中,γ為導(dǎo)線的電導(dǎo)率；A為導(dǎo)線的截面；為線路的所有功率矩（或叫負(fù)荷矩）之和；C為計(jì)算系數(shù)，與線路電壓、接線方式及導(dǎo)線材料有關(guān)，可查表3-1。3/7/2023453.3電力網(wǎng)的電電壓計(jì)算3．均勻分布布負(fù)荷的三三相線路電電壓損失計(jì)計(jì)算圖3-23中，設(shè)單位位長(zhǎng)度的負(fù)負(fù)荷電流為為i（A/km），則微小小線段dl上的負(fù)荷電電流為idl，這一負(fù)荷荷電流通過(guò)過(guò)長(zhǎng)度為l、電阻為r1l的線路所產(chǎn)產(chǎn)生的電壓壓損失為∴上式說(shuō)明：：計(jì)算均勻分分布負(fù)荷線線路的電壓壓損失時(shí)，，可以用一一個(gè)與均勻勻分布的總總負(fù)荷相等等，位于均均勻分布負(fù)負(fù)荷中點(diǎn)的的集中負(fù)荷荷等值代替替。圖3-23具有均勻分分布負(fù)荷的的電力網(wǎng)3/7/2023463.4輸電線線路導(dǎo)導(dǎo)線截截面的的選擇擇一、導(dǎo)導(dǎo)線截截面選選擇的的基本本原則則1．發(fā)熱熱條件件：導(dǎo)線在在通過(guò)過(guò)正常常最大大負(fù)荷荷電流流（計(jì)計(jì)算電電流））時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的的發(fā)熱熱溫度度不超超過(guò)其其正常常運(yùn)行行時(shí)的的最高高允許許溫度度。2．電壓壓損失失條件件：導(dǎo)線或或電纜纜在通通過(guò)正正常最最大負(fù)負(fù)荷電電流時(shí)時(shí)產(chǎn)生生的電電壓損損失應(yīng)應(yīng)小于于規(guī)定定允許許的電電壓損損失，，以保保證供供電質(zhì)質(zhì)量。。3．機(jī)械械強(qiáng)度度條件件：在正常常工作作條件件下，，導(dǎo)線線應(yīng)有有足夠夠的機(jī)機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度以以防止止斷線線，故故要求求導(dǎo)線線截面面不應(yīng)應(yīng)小于于最小小允許許截面面。4．經(jīng)濟(jì)濟(jì)條件件：選擇導(dǎo)導(dǎo)線截截面時(shí)時(shí)，即即要降降低線線路的的電能能損耗耗和維維修費(fèi)費(fèi)等年年運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用，又要要盡可可能減減少線線路投資和和有色色金屬屬消耗耗量，通常?？砂窗磭?guó)家家規(guī)定定的經(jīng)經(jīng)濟(jì)電電流密密度選選擇導(dǎo)導(dǎo)線截截面。。3/7/202347

3.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇5．電暈條件：高壓輸電線路產(chǎn)生生電暈時(shí)，不僅會(huì)會(huì)引起電暈損耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無(wú)線電干擾擾，為了避免電暈的的發(fā)生，導(dǎo)線的外外徑不能過(guò)小。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)導(dǎo)線截面選擇的原原則如下：對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械械強(qiáng)度和電暈等條條件。對(duì)地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件件選擇導(dǎo)線截面，以保證用戶的電電壓質(zhì)量，然后再再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和和發(fā)熱條件。對(duì)低壓配電網(wǎng)：通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度和電壓損失。。3/7/2023483.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇二、按發(fā)熱條件選選擇導(dǎo)線截面按發(fā)熱條件選擇三三相系統(tǒng)中的相線線截面的方法:應(yīng)使導(dǎo)線的允許載載流量Ial不小于通過(guò)相線的的計(jì)算電流I30，即此時(shí)，按發(fā)熱條件件選擇截面的條件件為：≥≥導(dǎo)線的允許載流量量與環(huán)境溫度和敷敷設(shè)條件有關(guān)。當(dāng)當(dāng)導(dǎo)線實(shí)際敷設(shè)地點(diǎn)點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線允許載流量所所采用的環(huán)境溫度度不同時(shí)，則允許載載流量應(yīng)乘以溫度度校正系數(shù)，即3/7/2023493.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇或∴即銅導(dǎo)線允許載流流量為同截面鋁導(dǎo)導(dǎo)線允許載流量的的1.3倍。環(huán)境溫度的規(guī)定：：在室外，取當(dāng)?shù)氐刈顭嵩缕骄鶜鉁販兀辉谑覂?nèi)，取當(dāng)當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鈿鉁丶?℃。對(duì)埋入土中的電電纜，取當(dāng)?shù)刈顭釤嵩碌叵?.8～1m深處的土壤月平均均氣溫。銅、鋁導(dǎo)線的等效效換算:若近似認(rèn)為銅、鋁鋁導(dǎo)線的散熱情況況相同，則其發(fā)熱熱溫度相同時(shí)，可可認(rèn)為其功率損耗耗相同，即：3/7/2023503.4輸電線路導(dǎo)線截截面的選擇對(duì)動(dòng)力線路，一般要求中性線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即≥0.5；對(duì)照明線路，因中性線電流與相線電流相等，因此，可取。保護(hù)線（PE線）截面的選擇：保護(hù)線截面一般應(yīng)不小于相線截面的一半，即≥0.5；當(dāng)相線截面≤

16mm2時(shí)，可取。中性線（N線）截面的選擇：對(duì)動(dòng)力線路，一般要求中性線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即≥0.5；對(duì)照明線路，因中性線電流與相線電流相等，因此，可取。保護(hù)中性線（PEＮ線）截面的選選擇：PEＮ線兼有中性線線和保護(hù)線的雙雙重功能，截面面選擇應(yīng)同時(shí)滿滿足上述二者的的要求，并取其其中較大者作為PEＮ線截面，因此此≥(0.5～1)。低壓系統(tǒng)中性線線和保護(hù)線的選選擇3/7/2023513.4輸電線路導(dǎo)線截截面的選擇式中，為過(guò)流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，對(duì)于熔斷器為熔體的額定電流，為絕緣導(dǎo)線或電纜的允許短時(shí)過(guò)負(fù)荷倍數(shù)。

≤需要指出：若上式不滿足要要求，應(yīng)加大導(dǎo)導(dǎo)線截面，從而而使Ial增大。按發(fā)熱條件選擇擇導(dǎo)線或電纜截截面時(shí)，還必須與其相相應(yīng)的過(guò)流保護(hù)裝置（熔斷器或低壓壓斷路器的過(guò)流流脫扣器）的動(dòng)動(dòng)作電流相配合合，以便在線路路過(guò)負(fù)荷或短路路時(shí)及時(shí)切斷線線路電流，保護(hù)護(hù)導(dǎo)線或電纜不不被毀壞。因此此，應(yīng)滿足的條條件是：3/7/2023523.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇三、按允許電壓損損失選擇導(dǎo)線截面面由于導(dǎo)線截面對(duì)電抗的影響很小，所以，當(dāng)、一定時(shí)，可認(rèn)為近似不變。因此，可初選一種導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電抗值（6～110kV架空線路取0.3～0.4Ω/km，電纜線路取0.07～0.08Ω/km），則3/7/2023533.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇而∴由得：若，可不計(jì)，則式中，為允許電壓損失（V）。說(shuō)明：求出導(dǎo)線截面Ａ后，應(yīng)選擇一個(gè)與與其接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)截面作為導(dǎo)導(dǎo)線截面。式中，UN、、pi、

Li、γ的單位分別為kV、V、kW、km和。3/7/2023543.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇例3-1某絲綢煉染廠10kV廠區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線線截面選擇計(jì)算實(shí)實(shí)例。該廠供電電源由距距該廠2km的35kV地區(qū)變電所，以一一回路10kV架空線供電。由于于供電線路不長(zhǎng)，，應(yīng)按允許電壓損損失選擇導(dǎo)線截面面，然后按發(fā)熱條條件和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)進(jìn)行校驗(yàn)。(該廠車間負(fù)荷分配配及負(fù)荷計(jì)算如P52-P53及表2-10所示）（1）按允許電壓損失失選擇導(dǎo)線截面由例2-3知，P30=1111.2kW，Q30=524.6kvar，S30=1229kVA其允許電壓損失取取為5%，設(shè)x1=0.4Ω/km，則V3/7/2023553.4輸電線路導(dǎo)線截面面的選擇所以初步選LJ-16型鋁絞線。（2）按發(fā)熱條件進(jìn)行行校驗(yàn)線路的計(jì)算電流為：當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5℃，查附表II-9和II-10知，LJ-16型鋁絞線的允許載流量為A＞71A，故滿足發(fā)熱條件。（3）按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行行校驗(yàn)查表3-2知，10kV架空鋁絞線的最小小截面為25mm2，不滿足機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度條件。因此此，該廠10kV進(jìn)線應(yīng)采用LJ-25型鋁絞線。3/7/2023563.4輸電線路導(dǎo)線截截面的選擇四、按經(jīng)濟(jì)電流流密度選擇導(dǎo)線線截面1．經(jīng)濟(jì)電流密度度的概念導(dǎo)線截面越大，，線路的功率損損耗和電能損耗耗越?。茨赀\(yùn)運(yùn)行費(fèi)用越?。?，但是線路投投資和有色金屬屬消耗量都要增增加；反之，導(dǎo)導(dǎo)線截面越小，，線路投資和有有色金屬消耗量量越少，但是線線路的功率損耗耗和電能損耗卻卻要增大（即年年運(yùn)行費(fèi)用越大大）。綜合以上兩種情情況，使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)達(dá)到最小、初投投資費(fèi)用又不過(guò)過(guò)大而確定的符合總總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)導(dǎo)線截面，稱為為經(jīng)濟(jì)截面，用用Aec表示。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面面的導(dǎo)線電流密密度，稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用jec表示。3/7/2023573.4輸電線線路導(dǎo)導(dǎo)線截截面的的選擇擇圖3-24是年運(yùn)運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用F與導(dǎo)線線截面面A的關(guān)系系曲線線。1———年折舊舊費(fèi)和和年維維修管管理費(fèi)費(fèi)之和和與導(dǎo)導(dǎo)線截截面的的關(guān)系系曲線線；3———為曲線線1與曲線線2的疊加加，表表示線線路的的年運(yùn)運(yùn)行費(fèi)費(fèi)與導(dǎo)導(dǎo)線截截面的的關(guān)系系曲線線。2———年電能能損耗耗費(fèi)與與導(dǎo)線線截面面的關(guān)關(guān)系曲曲線；；由圖可可知，，曲線線3的最低低點(diǎn)（（a點(diǎn)）的的年運(yùn)運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用最最小，，但從從綜合合經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益考慮慮，導(dǎo)導(dǎo)線截截面選選Ab比選Aa更為經(jīng)經(jīng)濟(jì)合合理，，即Ab為經(jīng)濟(jì)濟(jì)截面面。圖3-24線路年年運(yùn)行行費(fèi)用用與導(dǎo)導(dǎo)線截面的的關(guān)系系曲線線3/7/2023