电力导线计算.ppt

电力导线计算.ppt

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输电线路导线截面的选择,一、导线截面选择的基本原则,1发热条件：

导线在通过正常最大负荷电流（计算电流）时产生的发热温度不超过其正常运行时的最高允许温度。

2电压损失条件：

导线或电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损失应小于电压损失，以保证供电质量。

3机械强度条件：

在正常工作条件下，导线应有足够的机械强度以防止断线，故要求导线截面不应小于最小允许截面。

4经济条件：

选择导线截面时，即要降低线路的电能损耗和维修费等年运行费用，又要尽可能减少线路投资和有色金属消耗量，通常可按国家规定的经济电流密度选择导线截面。

输电线路导线截面的选择,5电晕条件：

高压输电线路产生电晕时，不仅会引起电晕损耗，而且还产生噪声和无线电干扰，为了避免电晕的发生，导线的外径不能过小。

根据设计经验，导线截面选择的原则如下：

对区域电力网：

先按经济电流密度按选择导线截面，然后再校验机械强度和电晕条件。

对地方电力网：

先按允许电压损失条件选择导线截面，以保证用户的电压质量，然后再校验机械强度和发热条件。

对低压配电网：

通常先按发热条件选择导线截面，然后再校验机械强度和电压损失。

输电线路导线截面的选择,二、按发热条件选择导线截面,按发热条件选择三相系统中的相线截面的方法:

应使导线的允许载流量Ial不小于通过相线的计算电流I30，即,此时，按发热条件选择截面的条件为：

导线的允许载流量与环境温度和敷设条件有关。

当导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时，则允许载流量应乘以温度校正系数，即,输电线路导线截面的选择,或,即铜导线允许载流量为同截面铝导线允许载流量的1.3倍。

环境温度的规定：

在室外，取当地最热月平均气温；在室内，取当地最热月平均气温加5。

对埋入土中的电缆，取当地最热月地下0.81m深处的土壤月平均气温。

铜、铝导线的等效换算:

若近似认为铜、铝导线的散热情况相同，则其发热温度相同时，可认为其功率损耗相同，即：

输电线路导线截面的选择,对动力线路，一般要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即0.5；对照明线路，因中性线电流与相线电流相等，因此，可取。

保护线（PE线）截面的选择：

保护线截面一般应不小于相线截面的一半，即0.5；当相线截面16mm2时，可取。

中性线（N线）截面的选择：

对动力线路，一般要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即0.5；对照明线路，因中性线电流与相线电流相等，因此，可取。

保护中性线（PE线）截面的选择：

PE线兼有中性线和保护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大者作为PE线截面，因此（0.51）。

低压系统中性线和保护线的选择,输电线路导线截面的选择,式中，为过流保护装置的动作电流，对于熔断器为熔体的额定电流，为绝缘导线或电缆的允许短时过负荷倍数。

需要指出：

若上式不满足要求，应加大导线截面，从而使Ial增大。

按发热条件选择导线或电缆截面时，还必须与其相应的过流保护装置（熔断器或低压断路器的过流脱扣器）的动作电流相配合，以便在线路过负荷或短路时及时切断线路电流，保护导线或电缆不被毁坏。

因此，应满足的条件是：

输电线路导线截面的选择,三、按允许电压损失选择导线截面,由于导线截面对电抗的影响很小，所以，当、一定时，可认为近似不变。

因此，可初选一种导线的单位长度电抗值（6110kV架空线路取0.30.4/km，电缆线路取0.070.08/km），则,输电线路导线截面的选择,而,由得：

若，可不计，则,式中，为允许电压损失（V）。

说明：

求出导线截面后，应选择一个与其接近而偏大的标准截面作为导线截面。

式中，UN、pi、Li、的单位分别为kV、V、kW、km和。

输电线路导线截面的选择,例3-1某丝绸炼染厂10kV厂区配电网络导线截面选择计算实例。

该厂供电电源由距该厂2km的35kV地区变电所，以一回路10kV架空线供电。

由于供电线路不长，应按允许电压损失选择导线截面，然后按发热条件和机械强度进行校验。

（1）按允许电压损失选择导线截面,已知，P30=1111.2kW，Q30=524.6kvar，S30=1229kVA其允许电压损失为5%，设x1=0.4/km，则,V,输电线路导线截面的选择,所以,初步选LJ-16型铝绞线。

（2）按发热条件进行校验,线路的计算电流为：

当地最热月平均最高气温为35，查附表II-9和II-10知，LJ-16型铝绞线的允许载流量为A71A，故满足发热条件。

（3）按机械强度进行校验,查表3-2知，10kV架空铝绞线的最小截面为25mm2，不满足机械强度条件。

因此，该厂10kV进线应采用LJ-25型铝绞线。

输电线路导线截面的选择,四、按经济电流密度选择导线截面,1经济电流密度的概念,导线截面越大，线路的功率损耗和电能损耗越小（即年运行费用越小），但是线路投资和有色金属消耗量都要增加；反之，导线截面越小，线路投资和有色金属消耗量越少，但是线路的功率损耗和电能损耗却要增大（即年运行费用越大）。

综合以上两种情况，使年运行费用达到最小、初投资费用又不过大而确定的符合总经济利益的导线截面，称为经济截面，用Aec表示。

对应于经济截面的导线电流密度，称为经济电流密度，用jec表示。

输电线路导线截面的选择,图3-24是年运行费用F与导线截面A的关系曲线。

1年折旧费和年维修管理费之和与导线截面的关系曲线；,3为曲线1与曲线2的叠加，表示线路的年运行费与导线截面的关系曲线。

2年电能损耗费与导线截面的关系曲线；,由图可知，曲线3的最低点（a点）的年运行费用最小，但从综合经济效益考虑，导线截面选Ab比选Aa更为经济合理，即Ab为经济截面。

图3-24线路年运行费用与导线截面的关系曲线,输电线路导线截面的选择,2按经济电流密度选择导线截面的方法,我国现行的经济电流密度见书中表3-3。

则,例3-2有一条长15km的35kV架空线路，计算负荷为4850kW，功率因数为0.8，年最大负荷利用小时数为4600h。

试按经济电流密度选择其导线截面，并校验其发热条件和机械强度。

解：

（1）按经济电流密度选择导线截面,说明：

计算出经济截面Aec后，应选最接近而又偏小一点的标准截面。

输电线路导线截面的选择,线路的计算电流为：

由表3-3，查得jec=1.15A/mm2,因此，导线的经济截面为,选LGJ-70型铝绞线。

（3）校验机械强度：

查表3-2得，35kV钢芯铝绞线的最小允许截面为25mm2，因此所选LGJ-70满足机械强度要求。

变压器的二次绕组对于用电设备而言，相当于供电设备。

第一种情况比用电设备额定电压高10%第二种情况比用电设备额定电压高5%,变压器变压器的一次绕组：

相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与线路额定电压相同。

注意：

但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。

其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次绕组上的电压损失；另外5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。

当变压器供电距离较短时，可以不考虑线路上的电压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。

线路的平均额定电压Uav,指线路始端最大电压（变压器空载电压）和末端用电设备额定电压的平均值。

发电机G的额定电压：

UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV）变压器T1的额定电压：

U1NT1=UN.G=10.5（kV）U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121（kV）变压器T1的变比为：

10.5/121变压器T2的额定电压：

U1NT2=UNL2=110（kV）U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3（kV）变压器T2的变比为：

110/6.3,例1已知图示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。

1横担；2横梁；3避雷线；4绝缘子；5砼杆；6拉线；7拉线盘；8接地引下线；9接地装置；10底盘；11导线；12-防振锤；图1-3输电线路的组成元件（双杆）,接地装置俯视图,接地装置俯视图,1避雷线；2双分裂导线；3塔头；4绝缘子；5塔身；6塔腿；7接地引下线；8接地装置；9基础；10间隔棒；图1-4输电线路的组成元件（猫头塔）,在电杆上组装横担,1、所选材料须符合施工技术要求和尺寸要求；2、检查电杆及对安全用具做冲击试验。

杆根牢固、表面平整无裂纹，肢扣、腰绳做冲击试验后符合要求；3、蹬杆及站位。

蹬杆动作规范、熟练，肢扣调带及时，安全带系法正确，杆上站位正确；4、横担、金具的提升及安装。

提升过程动作规范无撞击和掉落现象，横担金具安装顺序正确，位置尺寸和紧固程度符合技术要求。

螺母紧固后，露出的螺纹不应小于2纹，螺栓穿入方向为顺线路方向的螺栓从电源侧穿入，横线路方向的螺栓，面向受电侧，由左向右穿，垂直地面的螺栓由下向上穿入；5、工作终结。

安装和拆卸完毕后杆上不留异物，使用的工具，材料完整及摆放合理，并及时清扫现场。

电缆的敷设方式：

直接埋入土中：

埋设深度一般为0.70.8m，应在冻土层以下。

当多条电缆并列敷设时，应留有一定距离，以利于散热。

电缆沟敷设：

当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电缆置于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。

穿管敷设：

当电力电缆在室内明敷或暗敷时，为了防电缆受到机械损坏，一般多采用穿钢管的敷设方式。

高层建筑的的装置施工方案,高层建筑的内线工程都有完整的施工图纸,必须严格遵照执行。

高层建筑的用电负荷很大,但目前国内大部分高层建筑的变压器都设置在底层或地下室,因此低压干线可采用母线槽配电。

将组装的母线或成套的母线槽沿着建筑结构上专门用于装置设备和电缆、母线的水平夹层、垂直竖井安装敷设；负荷较小时则敷设大截面电缆。

高层建筑配线时,每层都有相应的配电盘、配电箱。

由每层配电盘、箱向各处配线时,低压电缆一般采用聚氯乙烯或聚乙烯电缆,大多采用铜芯电缆,以满足没有接头腐蚀的要求,而且能承受压力、弯曲,还具有不易燃烧的性能。

现在的高层建筑通常不设单独的电缆夹层,电缆都沿每层活动天花板上面的电缆沟道中敷设,于施工和检修都十分方便。

照明线路、小容量设备的支线电路则较多采用线管配线,一般都是暗配。

为了更加安全可靠,在大型高层建筑中则优先选用镀锌钢管等镀锌电线管,管内大多穿铜芯电线。

所有照明装置和动力电气设备的施工安装,尤应注意安全可靠、讲究美观与协调。

电气装置安装工程35kV及以下架空电力线路施工及验收规范,第4.0.7条以抱箍连接的叉梁，其上端抱箍组装尺寸的允许偏差应在50mm范围内；分段组合叉梁组合后应正直，不应有明显的鼓肚、弯曲；各部连接应牢固。

横隔梁安装后，应保持水平；组装尺寸允许偏差应在50mm范围内。

第4.0.8条以螺栓连接的构件应符合下列规定：

一、螺杆应与构件面垂直，螺头平面与构件间不应有间隙。

二、螺栓紧好后，螺杆丝扣露出的长度，单螺母不应少于两个螺距；双螺母可与螺母相平。

三、当必须加垫圈时，每端垫圈不应超过2个。

第4.0.9条螺栓的穿入方向应符合下列规定：

一、对立体结构：

水平方向由内向外；垂直方向由下向上。

二、对平面结构：

顺线路方向，双面构件由内向外，单面构件由送电侧穿入或按统一方向；横线路方向，两侧由内向外，中间由左向右（面向受电侧）或按统一方向；垂直方向，由下向上。

第4.0.10条线路单横担的安装，直线杆应装于受电侧；分支杆、90转角杆（上、下）及终端杆应装于拉线侧。