1、第五章第五章 工厂电力线路工厂电力线路内容提要：内容提要： 介绍工厂电力线路的接线方式及其结构和敷设，介绍工厂电力线路的接线方式及其结构和敷设， 重点讲述导线和电缆截面的选择计算，重点讲述导线和电缆截面的选择计算， 介绍工厂电力线路的电气安装图知识。介绍工厂电力线路的电气安装图知识。本章也是工厂供电一次系统的重要内容。本章也是工厂供电一次系统的重要内容。本章重点：本章重点：电力线路接线方式电力线路接线方式 导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算本章难点：本章难点：导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算一、概述一、概述 电力线路电力线路是电力系统的重要组成部分，担负着输送和分
2、配是电力系统的重要组成部分，担负着输送和分配电能的重要任务。电能的重要任务。电力线路的分类：电力线路的分类：按电压高低分：按电压高低分：高压线路（即高压线路（即1kV以上线路）以上线路） 低压线路（即低压线路（即1kV及以下线路）及以下线路）有的细分为低压（有的细分为低压（1kV及以下）、中压（及以下）、中压（1kV以上以上35kV）、）、高压（高压（35220kV）和超高压（）和超高压（220kV及以上）等线路。及以上）等线路。按其结构型式分：按其结构型式分： 架空线路、电缆线路和车间（室内）线路等。架空线路、电缆线路和车间（室内）线路等。第一节第一节 工厂电力线路及其接线方式工厂电力线路及
3、其接线方式 接线方式接线方式电源端（变、配电所）向负荷端（电能用户电源端（变、配电所）向负荷端（电能用户或者用电设备）输送电能时所采用的网络形式。或者用电设备）输送电能时所采用的网络形式。二、高压线路的接线方式二、高压线路的接线方式 常用的典型网络结构分为：常用的典型网络结构分为：放射式放射式 树干式树干式 环形环形 高压配电线路高压配电线路厂区中总变电所到车间变电所高压厂区中总变电所到车间变电所高压电力线路，一般采用电力线路，一般采用10KV/6KV，一般，一般10KV优先；优先； 低压配电线路低压配电线路车间变压器到用电设备，一般车间变压器到用电设备，一般1KV或者或者380V/220V；
4、 欧式电缆分支箱（欧式电缆分支箱（对接式分支对接式分支 8）美式电缆分支箱（美式电缆分支箱（1分分3）硅橡胶硅橡胶电缆插头电缆插头电缆插座电缆插座1.分支箱顶盖分支箱顶盖 2.分支箱侧门分支箱侧门 3.电缆出线分支电缆出线分支 4.电缆进线分支电缆进线分支5.双通套管双通套管 6.分支箱侧门分支箱侧门 7.分支箱箱体分支箱箱体 8.避雷器避雷器9.接地线接地线 10.接地线板接地线板 11.防鼠罩防鼠罩 12.电缆固定夹电缆固定夹普通环式普通环式 环网柜主电路环网柜主电路 电动操作箱电动操作箱环网柜环网柜户外防护箱户外防护箱IP33IP33 拉手环式拉手环式 环网节点10/0.38kVHSS或
5、HDS10kVSTS1HSS或HDS10kVSTS10/0.38kV环网节点n双环网节点双环网节点STSn10/0.38kV10/0.38kVSTS110kVHSS1或HDS110kVHSS2或HDS2 （二）高压配电网的设计（二）高压配电网的设计 1、高压配电网接线的基本原则、高压配电网接线的基本原则 可靠：根据负荷等级确定电源个数，一二级负荷一般两个电可靠：根据负荷等级确定电源个数，一二级负荷一般两个电源源 灵活：便于操作和维护灵活：便于操作和维护 经济：费用低，投资少经济：费用低，投资少 冗余：考虑日后负荷的增加冗余：考虑日后负荷的增加 能够短时间过负荷：双电源进线时，若其中一条停电，其
6、余能够短时间过负荷：双电源进线时，若其中一条停电，其余进线能够承担一二级负荷用电，一般不考虑二者同时故障的情进线能够承担一二级负荷用电，一般不考虑二者同时故障的情况。况。 考虑因素：供电可靠性的要求、车间配电变压器的容量考虑因素：供电可靠性的要求、车间配电变压器的容量及分布、地理环境等。及分布、地理环境等。配电级数不宜多于配电级数不宜多于两级两级。n 一般用户高压配电网宜采用放射式。一般用户高压配电网宜采用放射式。 n 对一般负荷及容量在对一般负荷及容量在1000kVA及以下的变压器，宜采用普通及以下的变压器，宜采用普通环式接线。环式接线。 n 对于重要负荷，可采用双回路放射式，或采用工作电源
7、接对于重要负荷，可采用双回路放射式，或采用工作电源接线为放射式、备用电源接线为树干式的组合形式，根据情况，线为放射式、备用电源接线为树干式的组合形式，根据情况，也可采用拉手环式接线。也可采用拉手环式接线。 n 对于三级负荷，为节省投资可采用树干式，负荷较大时则对于三级负荷，为节省投资可采用树干式，负荷较大时则可采用分区树干式接线。可采用分区树干式接线。 2 2、接线方式的选取、接线方式的选取高压配电级数高压配电级数STS10/0.38kV4STS310/0.38kVSTS110/0.38kV35/10kVHSSHDS 10/10kV10/0.38kVSTS2第一级第一级第一级第一级一一级级第二
8、级第二级第二级第二级二、低压配电网的接线方式二、低压配电网的接线方式a) a) 单回路放射式单回路放射式 （一）低压配电网接线基本形式（一）低压配电网接线基本形式 1. 1. 放射式放射式MSTSAP0.38kVMM车间变电所车间变电所配电箱配电箱用电设备用电设备动力配电箱动力配电箱电源出线1出线4出线2出线3主电路图主电路图特点：供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路也较多。特点：供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路也较多。多用于用电设备容量大，或负荷性质重要，或车间内负荷排多用于用电设备容量大，或负荷性质重要，或车间内负荷排列不整齐，或车间为有爆炸危险的厂房，必须由与车间隔离列不整齐，或
9、车间为有爆炸危险的厂房，必须由与车间隔离的房间引出线路等情况。的房间引出线路等情况。 AT10.38kVATn车间变电所车间变电所双电源自动切换箱双电源自动切换箱b) b) 双回路放射式双回路放射式 双电源切换箱双电源切换箱出线2出线1出线4出线3主电源备用电源主电路图主电路图APn0.38kVSTSAP1AP2配电箱配电箱车间变电所车间变电所分支箱分支箱2. 2. 树干式树干式a) a) 单回路树干式单回路树干式 特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，但供电可靠性差。在机械加工车间、工具车间和机修车但供电可靠性差。在机械加工车间、工具
10、车间和机修车间应用比较普遍间应用比较普遍 低压电缆分支箱低压电缆分支箱双电源自动切换箱双电源自动切换箱车间变电所车间变电所0.38kVSTSAT2AT1ATnb)b)双回路树干式双回路树干式 多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，互为备用。互为备用。3.3. 环式环式 正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式。正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式。0.38kVSTS10.38kVSTS30.38kVSTS2 链 式 线链 式 线路只在线路路只在线路首端设置一首端设置一组总的保护，组总的保护，可靠性低。可靠性低。4. 4.
11、 链式链式 适用于适用于从 配 电 箱 对从 配 电 箱 对彼 此 相 距 很彼 此 相 距 很近 、 容 量 很近 、 容 量 很小 的 次 要 用小 的 次 要 用电 设 备 的 配电 设 备 的 配电。电。照明箱照明箱ALb）ALAPMMMa）变形的树干式接线照明配电箱照明配电箱主电路图主电路图出线5出线3出线2出线1出线4电源1、低压配电网接线的基本原则、低压配电网接线的基本原则 车间变电所尽量接近负荷中心，减少线损；车间变电所尽量接近负荷中心，减少线损； 可靠性要高，电能质量要高、灵活可靠性要高，电能质量要高、灵活便于检修；便于检修； 配电电压等级一般不超过两级；配电电压等级一般不超
12、过两级； 同一流水线的用电设备尽量采用同一线路供电同一流水线的用电设备尽量采用同一线路供电: 平行生产的流水线或者互为备用的生产机组，有不同的母线或平行生产的流水线或者互为备用的生产机组，有不同的母线或者进线供电者进线供电; 单相用电设备应该适当配置，力求三相负荷平衡单相用电设备应该适当配置，力求三相负荷平衡 ; 便于用电设备的检修，不同的班组或者工段最好分设配电箱和便于用电设备的检修，不同的班组或者工段最好分设配电箱和电源开关电源开关 应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单、操作方便安全，具有一定灵活性。注意接线简单、
13、操作方便安全，具有一定灵活性。（二）低压配电网的设计（二）低压配电网的设计 n 正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容 量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。 n 用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的 车间、建筑物内，宜采用放射式配电。车间、建筑物内，宜采用放射式配电。 n 部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小 的次要用电设备，可采用链式配电。的次要用电设备，可采用链式
14、配电。 n 高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树 干式配电；部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低干式配电；部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低 压配电室以放射式配电。压配电室以放射式配电。 2 2、接线方式的选取、接线方式的选取MAPSTS 10/0.38kVALM低压配电级数低压配电级数第一级第一级一级一级第三级第三级第二级第二级第二级第二级图图5-9 架空线路的结构架空线路的结构 a）低压架空线路）低压架空线路 b）高压架空线路）高压架空线路 1- 低压导线低压导线 2- 低压针式绝缘子低压针式绝缘子 3- 低压横担低
15、压横担 4- 低压电杆低压电杆 5- 高压横担高压横担 6-高压悬式绝缘子串高压悬式绝缘子串 7- 线夹线夹 8- 高压导线高压导线 9- 高压电杆高压电杆 10- 避雷线避雷线 94按材质分为按材质分为铝（铝（L）、钢（、钢（G）、铜（）、铜（T）、铝合金（）、铝合金（HL）等类型。）等类型。导线按结构分为单股线与导线按结构分为单股线与多股绞线（多股绞线（常用常用）。(一）导线一）导线导线的材料应满足以下要求：导线的材料应满足以下要求： 较高的机械强度和抗腐蚀能力，较高的机械强度和抗腐蚀能力， 要有良好的导电性能要有良好的导电性能 地质轻且价廉地质轻且价廉(2) 钢芯铝绞线钢芯铝绞线 L G
16、 J 铝铝 钢芯钢芯 绞线绞线 铝线部分额定截面铝线部分额定截面 (mm2 ) 铜（铝）铜（铝） 绞线绞线 额定截面额定截面( (mm2 ) )常用裸导线全型号的表示和含义如下：常用裸导线全型号的表示和含义如下：(1) 铜（铝）绞线铜（铝）绞线 T（L） J 铝绞线（铝绞线（LJ） 导电率高、质轻价廉，但机械强度较小、耐腐蚀性差，故多用导电率高、质轻价廉，但机械强度较小、耐腐蚀性差，故多用于挡距不大的于挡距不大的10kV及以下的架空线路。及以下的架空线路。n钢芯铝绞线（钢芯铝绞线（LGJ） 将多股铝线绕在钢芯外将多股铝线绕在钢芯外层，铝导线起载流作用，层，铝导线起载流作用，机械载荷由钢芯与铝线
17、机械载荷由钢芯与铝线共同承担，使导线的机共同承担，使导线的机械强度大为提高，因而械强度大为提高，因而在在10kV以上的架空线路以上的架空线路中得到广泛应用中得到广泛应用n铝合金绞线（铝合金绞线（LHJLHJ） 机械强度大、防腐性能好、导电性亦好，可用于一般机械强度大、防腐性能好、导电性亦好，可用于一般输配电线路。输配电线路。 n铜绞线（铜绞线（TJTJ） 导电率高、机械强度大、耐腐蚀性能好，是理想的导电导电率高、机械强度大、耐腐蚀性能好，是理想的导电材料。但为了节约用铜，目前只限于有严重腐蚀的地区材料。但为了节约用铜，目前只限于有严重腐蚀的地区使用。使用。n钢绞线（钢绞线（GJGJ） 机械强度
18、高，但导电率差、易生锈、集肤效应严重，机械强度高，但导电率差、易生锈、集肤效应严重，故只适用于电流较小、年利用小时低的线路及避雷线。故只适用于电流较小、年利用小时低的线路及避雷线。架空线路一般采用裸导线。架空线路一般采用裸导线。 对于工厂和城市中对于工厂和城市中10kV及以下的架空线路，当安全距离难以满足要求、及以下的架空线路，当安全距离难以满足要求、邻近高层建筑及在繁华街道或人口密集地区、空气严重污秽地段和建筑施邻近高层建筑及在繁华街道或人口密集地区、空气严重污秽地段和建筑施工现场，按工现场，按GB50061-199766kV及以下架空电力线路设计规范规定，及以下架空电力线路设计规范规定，可
19、采用绝缘导线。可采用绝缘导线。(二二) 电杆、横担和拉线电杆、横担和拉线 电杆电杆是支持导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。是支持导线的支柱，是架空线路的重要组成部分。对电杆的要求，主要是要有足够的机械强度，同时尽可能地经对电杆的要求，主要是要有足够的机械强度，同时尽可能地经久耐用，价廉，便于搬运和安装。久耐用，价廉，便于搬运和安装。 电杆按其采用的材料分，有木杆、水泥杆（钢筋混凝土杆）和电杆按其采用的材料分，有木杆、水泥杆（钢筋混凝土杆）和铁塔。对工厂来说，水泥杆应用最为普遍，因为采用水泥杆可铁塔。对工厂来说，水泥杆应用最为普遍，因为采用水泥杆可以节约大量的木材和钢材，而且它经久耐用，维护
20、简单，也比以节约大量的木材和钢材，而且它经久耐用，维护简单，也比较经济。较经济。横担横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。目的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷横担等。前使用的主要是铁横担、木横担、瓷横担等。拉线拉线是为了平衡电杆各方面的作用力，并抵抗风压以防止电杆是为了平衡电杆各方面的作用力，并抵抗风压以防止电杆倾倒用的。倾倒用的。(三三) 线路绝缘子和金具线路绝缘子和金具 绝缘子又称瓷瓶绝缘子又称瓷瓶。线路绝缘子用来将导线固
21、定在电杆上，并。线路绝缘子用来将导线固定在电杆上，并使导线与电杆绝缘。因此对绝缘子既要求具有一定的电气绝使导线与电杆绝缘。因此对绝缘子既要求具有一定的电气绝缘强度，又要求具有足够的机械强度。缘强度，又要求具有足够的机械强度。线路绝缘子按电压高低分低压绝缘子和高压绝缘子两大类。线路绝缘子按电压高低分低压绝缘子和高压绝缘子两大类。线路金具线路金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件（四）架空线的敷设（四）架空线的敷设 1 1、敷设要求、路径选择、敷设要求、路径选择 2 2、导线在电杆上的排列方式、导线在电杆上的排列方式 3 3、架空线的档距、弧垂
22、、及其它距离、架空线的档距、弧垂、及其它距离 图5-16 导线在电杆上的排列方式 1-电杆 2-横担 3-导线 4-避雷线三相四线制低压架空线路的导线，一般都采用水平排列，如图三相四线制低压架空线路的导线，一般都采用水平排列，如图5-16a所所示。由于中性线（示。由于中性线（PEN线）电位在三相均衡时为零，而且其截面一般较小，线）电位在三相均衡时为零，而且其截面一般较小，机械强度较差，所以中性线一般架设在靠近电杆的位置。机械强度较差，所以中性线一般架设在靠近电杆的位置。 三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，如图三相三线制架空线路的导线，可三角形排列，如图5-16b、c所示；所示；也可水平排
23、列，如图也可水平排列，如图5-16f 所示。所示。 多回路导线同杆架设时，可三角形与水平混合排列，如图多回路导线同杆架设时，可三角形与水平混合排列，如图5-16d所示，所示，也可全部垂直排列，如图也可全部垂直排列，如图5-16e所示。所示。 电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上边，电压电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上边，电压较低的线路则架设在下边。较低的线路则架设在下边。相线芯数电缆类别代号缆芯材质代号内护层代号结构特征代号外护层代号中性线芯截面（2）中性线芯数缆芯间额定电压（kV）相线芯截面(mm2 )U0/U 31缆芯对地额定电压（kV）电力电缆全型号的表示
24、和含义如下： (1) 电缆类别代号含义：Z-油浸纸绝缘电力电缆；V-聚氯乙烯绝缘电力电缆；YJ-交联聚乙烯绝缘电力电缆；X-橡皮绝缘电力电缆；JK-架空电力电缆（加在上列代号之前）；ZR或Z-阻燃型电力电缆（加在上列代号之前）。 (2) 缆芯材质代号含义：L-铝芯；LH-铝合金芯；T-铜芯（一般不标）；TR-软铜芯。 (3) 内护层代号含义：Q-铅包；L-铝包；V-聚氯乙烯护套。 (4) 结构特征代号含义：P-滴干式；D-不滴流式；F-分相铅包式。 (5) 外护层代号含义：02-聚氯乙烯套；03-聚乙烯套；20-裸钢带铠装；22-钢带铠装聚氯乙烯套；23-钢带铠装聚乙烯套；30-裸细钢丝铠装；
25、32-细钢丝铠装聚氯乙烯套；33-细钢丝铠装聚乙烯套；40-裸粗钢丝铠装；41-粗钢丝铠装纤维外被；42-粗钢丝铠装聚氯乙烯套；43-粗钢丝铠装聚乙烯套；441-双粗钢丝铠装纤维外被；241-钢带-粗钢丝铠装纤维外被。 绝缘导线全型号的表示和含义如下：1导线型号额定电压（V）额定截面（mm2）单芯常用塑料绝缘线型号有：常用塑料绝缘线型号有：BX（BLX） BLV（BV），），BLVV（BVV），），BVR。 为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满足下列条件：必须满足下列条
26、件： 、发热条件、发热条件 导线和电缆在通过计算电流时产生的发热温度，不应超过其导线和电缆在通过计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。正常运行时的最高允许温度。 2、电压损耗、电压损耗 导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗, , 不应超过正不应超过正常运行时允许的电压损耗值。常运行时允许的电压损耗值。 、经济电流密度、经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路，高压线路及特大电流的低压线路， 一般应按规定的经济电一般应按规定的经济电流密度选择和电缆的截面，以使线路的年运行费用（包括电能损流密度选择和电缆的截面，以使线路的年运行
27、费用（包括电能损耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。、机械强度、机械强度 导线的截面导线的截面应不小于最小允许截面应不小于最小允许截面，由于电缆的机械强度很，由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需校验短路热稳定度。好，因此电缆不校验机械强度，但需校验短路热稳定度。一、一、 概述概述根据设计经验根据设计经验: 一般一般10kV及以下的高压线路和及以下的高压线路和低压动力线，低压动力线，因其负荷电流较大，所以一般因其负荷电流较大，所以一般先按发热条件来选择先按发热条件来选择截面截面，再校验电压损耗和机械强度。，再校验电压损耗和机械强度。 低压照
28、明线低压照明线，因其对电压水平要求较高，所以，因其对电压水平要求较高，所以一般先一般先按允许电压损耗条件来选择截面按允许电压损耗条件来选择截面，然后校验，然后校验其发热条件和机械强度。其发热条件和机械强度。 长距离大电流线路和长距离大电流线路和35kV及以上的高压架空线及以上的高压架空线路路，则往往先，则往往先按其经济电流密度条件来选择截面按其经济电流密度条件来选择截面，再校验其他条件。再校验其他条件。 这样选择，通常容易满足要求，较少返工。这样选择，通常容易满足要求，较少返工。电力线路截面的选择和校验项目 选择的依据，校验的项目导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。 选择
29、截面时须使通过相线的计算电流I30不超过其允许载流量Ial，即 30IIal导线的允许载流量（导线的允许载流量（allowable current-carrying capacity），），就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。稳定温度超过允许值的最大电流。00alalK 导体的允许载流量，不仅和导体的截面、散热条件有关，还与周围的环境温度有关。若实际环境温度与规定的环境温度不一致时 ，允许载流量应乘以温度修正系数K。1.允许载流量与环境温度有关允许载流量与环境温度有关KIIalal式中式中式中
30、 为导线额定负荷时的最高允许温度； 为导线的允许载流量所采用的环境温度； 为导线敷设地点实际的环境温度。al00 这里所说的“环境温度”，是按发热条件选择导线所采用的特定温度：在室外，环境温度一般取当地最热月平均最高气温；在室内，则取当地最热月平均最高气温加5。对土中直埋的电缆，则取当地最热月地下0.81m的土壤平均温度，亦可近似地取为当地最热月平均气温。altrpalalIKKKIKI AA5 . 00AA 0AA 0AAPEAAAPE5 . 0 注意：GB50054-1995还规定：当PE线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，有机械保护的PE线，不应小于2.5mm2；无机械保护的PE线，不
31、应小于4mm2。注意：按GB5004-1995规定：当采用单芯导线作PEN线干线时，铜芯截面不应小于10mm2，铝芯截面不应小于16mm2；采用多芯电缆芯线作PEN线干线时，其截面不应小于4mm2。例例5-1 有一条有一条BLX-500型铝芯橡皮线明敷的型铝芯橡皮线明敷的220/380V的的TN-S线路，线路计算电流为线路，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为，当地最热月平均最高气温为+30。试按发热条件选择此线路的导线截面。试按发热条件选择此线路的导线截面。 解：解：(1) 相线截面的选择相线截面的选择 查附录表查附录表19-1得环境温度为得环境温度为30时明敷的时明敷的BLX-
32、500型截面型截面为为50mm2 的铝芯橡皮线的的铝芯橡皮线的 ，满足发热条，满足发热条件。因此相线截面选为件。因此相线截面选为 。30163150alIAIA250Amm (2) 中性线截面的选择中性线截面的选择 按按 ，选，选 。00.5AA2025Amm (3) 保护线截面的选择保护线截面的选择 由于由于 ，故选，故选 。 所选导线型号可表示为：所选导线型号可表示为：BLX-500-（350+125+PE25）。）。235Amm20.525PEAAmm 例例5-2 上例所示上例所示TN-S线路，如果采用线路，如果采用BLV-500型铝芯塑料线穿硬塑料型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设，当地最
33、热月平均气温为管埋地敷设，当地最热月平均气温为+25。试按发热条件选择此线路导。试按发热条件选择此线路导线截面及穿线管内径。线截面及穿线管内径。 解：查附录表解：查附录表19-5得得+25时时5根单芯线穿硬塑料管（根单芯线穿硬塑料管（PC）的）的BLV-500型截面为型截面为120mm2 的导线允许载流量的导线允许载流量 。30160150alIAIA 因此按发热条件，相线截面选为因此按发热条件，相线截面选为120mm2。 中性线截面按中性线截面按 ，选为，选为70mm2。 保护线截面按保护线截面按 ，选为，选为70mm2。 穿线的硬塑料管内径，查附录表穿线的硬塑料管内径，查附录表19-5中中
34、5根导线穿管管径根导线穿管管径为为80mm。 选择结果可表示为：选择结果可表示为：BLV-500-（3120+170+PE70）-PC80。00.5AA0.5PEAA图图5-29 线路年运行费用与导线截面的关系曲线线路年运行费用与导线截面的关系曲线 曲线1表示线路的年折旧费（即线路投资除以折旧年限之值）和线路的年维修管理费之和与导线截面的关系曲线。曲线2表示线路的年电能损耗费与导线截面的关系曲线。曲线3为曲线1与曲线2的叠加，表示线路的年运行费用（包括线路的年折旧费、维修管理费和电能损耗费）与导线截面的关系曲线。 经济电流密度Jec与年最大负荷利用小时数有关，年最大负荷利用小时数越大，负荷越平
35、稳，损耗越大，经济截面因而也就越大，经济电流密度就会变小。 按经济电流密度计算经济截面的公式为: 根据上式计算出截面后，从手册或附录表中选取一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其他条件即可。 ececjIA30表表5-4 导线和电缆的经济电流密度导线和电缆的经济电流密度 （单位：A / mm2 ） 1.54 1.73 1.92铝 2.00 2.25 2.50铜电缆线路 0.90 1.15 1.65铝 1.75 2.25 3.00铜架空线路5000h以上30005000h3000h以下年 最 大 有 功 负 荷 利 用 小 时导线材质线路类别 例例5-3 有一条用有一条用LGJ型铝绞线架
36、设的型铝绞线架设的5km长的长的35kV架空线路，计架空线路，计算负荷为算负荷为2500kW， ，T max= 4800h。试选择其经济截面，并。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。校验其发热条件和机械强度。 解：解：(1) 选择经济截面选择经济截面7 . 0cos 选标准截面选标准截面50mm2，即选，即选LGJ-50型钢芯铝线。型钢芯铝线。A3030250058.93cos3 350.7NPkWIUkV由表由表5-4查得查得 ，故，故21.15/ecjA mm2258.951.21.15/ecAAmmA mm (2) 校验发热条件校验发热条件 查附录表查附录表16得得LGJ-50
37、的允许载流量（室外温度的允许载流量（室外温度40） ，因此满足发热条件。因此满足发热条件。 (3) 校验机械强度校验机械强度 查附录表查附录表14得得35kV架空钢芯铝线的最小截面架空钢芯铝线的最小截面 。因此。因此所选所选LGJ-50也满足机械强度要求。也满足机械强度要求。3017858.9alIAIA22min3550AmmAmm四、 按允许电压损失选择导线和电缆截面 线路的电压损失不宜超过规定值：线路的电压损失不宜超过规定值：高压配电线路的电压损失，一般不超过线路额定电压的高压配电线路的电压损失，一般不超过线路额定电压的5%；从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电从变压器低
38、压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失，一般也不超过用电设备额定电压的压损失，一般也不超过用电设备额定电压的5%（以满足用电设（以满足用电设备要求为准）；备要求为准）；对视觉要求较高的照明电路，则为对视觉要求较高的照明电路，则为2%3%。如果线路的电压损耗超过了允许值，则应适当加大导线截面，使之满足允许电压损耗的要求。(一一) 集中负荷的三相线路电压损耗的计算集中负荷的三相线路电压损耗的计算1.线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算 如图如图所示，线路末端有一个集中负荷所示，线路末端有一个集中负荷S=P+jQ，线路额定电，线路额定
39、电压为压为UN，线路电阻为，线路电阻为R，电抗为，电抗为X。 设每相电流为设每相电流为I I，负荷的功率因，负荷的功率因数为数为coscos2 2，线路首端和末端，线路首端和末端的相电压分别为的相电压分别为U U11、U U22，以，以末端电压末端电压U U22为参考轴作出一相为参考轴作出一相的电压相量图，如图所示。的电压相量图，如图所示。acac电压降电压降aeae电压损失电压损失 (一一) 集中负荷的三相线路电压损耗的计算集中负荷的三相线路电压损耗的计算 以图以图5-30a所示带两个集中负荷的三相线路为例。线路图所示带两个集中负荷的三相线路为例。线路图中的负荷电流都用小写中的负荷电流都用小
40、写i表示，各线段电流都用大写表示，各线段电流都用大写I 表示；各表示；各线段的长度、每相电阻和电抗分别用小写线段的长度、每相电阻和电抗分别用小写l 、r 和和 x 表示，线表示，线路首端至各负荷点的长度、每相电阻和电抗则分别用大写路首端至各负荷点的长度、每相电阻和电抗则分别用大写L、R 和和X 表示。表示。图5-30 带有两个集中负荷的三相线路 a) 单线电路图 b) 线路电压降相量图 a)b) 线路电压降的定义是：线路首端电压与末端电压的相量差。线路电压降的定义是：线路首端电压与末端电压的相量差。 线路电压损耗的定义是：线路首端电压与末端电压的代数差。线路电压损耗的定义是：线路首端电压与末端
41、电压的代数差。 在地方电网和工厂供电系统中，由于线路的电压降相对于线路电压来在地方电网和工厂供电系统中，由于线路的电压降相对于线路电压来说很小，因此可近似地认为电压降纵分量说很小，因此可近似地认为电压降纵分量 就是电压损耗。就是电压损耗。U 图图5-30a所示线路的相电压损耗可按下式近似计算：所示线路的相电压损耗可按下式近似计算： Uab bc cd de eff g2 222 222 12cossincosirixir2 121111 11sincossinixirix2 1222122()cos()sini r ri x x1111 11cossinirix2 222221 111 11c
42、ossincossiniRi XiRiX 将上式的相电压损耗将上式的相电压损耗 换算为线电压损耗换算为线电压损耗 ，并以带任意个集中，并以带任意个集中负荷的一般式来表示，即得电压损耗计算公式为负荷的一般式来表示，即得电压损耗计算公式为 UU式中式中 为负荷电流的有功分量；为负荷电流的有功分量； 为负荷电流的无功分量。为负荷电流的无功分量。airi3(c o ss in)3()arUiRiXi Ri XU 如果用如果用线段功率线段功率P、Q 来计算来计算，则利用，则利用 代代入式（入式（5-11），即可得），即可得电压损耗计算公式电压损耗计算公式：/( 3cos )/( 3sin )NNIPUQ
43、U(Pr)NQxUU (5-13) 1、对于、对于“无感无感”线路线路，即线路感抗可略去不计或负荷，即线路感抗可略去不计或负荷 的线路，其电压损耗为的线路，其电压损耗为cos1()(Pr)3 ( )3 ( )NNpRUiRIrUU(5-14)如果用各线段中的负荷电流来计算，则电压损耗计算公式为3 ( cossin )3 ()arUIrIxI r I x (5-11)式中 为线段电流的有功分量； 为线段电流的无功分量。aIrI 如果用如果用负荷功率负荷功率p 、q来计算来计算，则利用，则利用 代入式（代入式（5-10），），即可得电压损耗计算公式：即可得电压损耗计算公式：/( 3cos )/(
44、3sin )NNipUqU()NpR qXUU(5-12) 2、对于、对于“均一无感均一无感”线路线路，即全线的导线型号规格一致、且可，即全线的导线型号规格一致、且可不计感抗或负荷不计感抗或负荷 的线路，则其电压损耗为的线路，则其电压损耗为cos1()()NNNpLPlMUAUAUAU(5-15)式中 为导线的电导率；A为导线的截面；M为线路的所有功率矩之和；UN 为线路的额定电压。%100NUUU(5-16) 1、 “均一无感均一无感”的三相线路电压损耗百分值为的三相线路电压损耗百分值为2100%NMMUAUCA(5-17)式中C 为计算系数，如表5-5所示。表表5-5 公式公式 中的计算系
45、数中的计算系数C 值值 %/UM CA1.943.211107.7412.8 单相 及直流22020.534.0两相三线46.276.5三相四线220/380铝 线铜 线计算系数C / （kWmmm-2）C 的计算式线路类别线路额定电压 / V2/100NU2/225NU2/200NU注注：表中C 值是导线工作温度为50， 功率矩M 的单位为kWm，导线截面A的单位为mm2 时的数值。线路电压损耗的百分值为线路电压损耗的百分值为 2、对于均一无感的单相交流线路和直流线路，对于均一无感的单相交流线路和直流线路，由于其负荷电由于其负荷电流（或功率）要通过来回两根导线，所以总的电压损耗应为一根导流（
46、或功率）要通过来回两根导线，所以总的电压损耗应为一根导线上电压损耗的线上电压损耗的2倍，而三相线路的电压损耗实际上是一相（即一倍，而三相线路的电压损耗实际上是一相（即一根相线）导线上的电压损耗，所以这种单相和直流线路的根相线）导线上的电压损耗，所以这种单相和直流线路的电压损耗电压损耗百分值为百分值为2200%NMMUAUCA3、两相三线线路的电压损耗百分值为、两相三线线路的电压损耗百分值为27 5%P lUA U227 52 2 5(/3 )NNP lMA UA U2225%NMMUAUCA(5-20) 根据式（根据式（5-17）、式（）、式（5-18）和式（）和式（5-19）可得）可得均一无
47、感线均一无感线路按允许电压损耗选择导线截面的公式为路按允许电压损耗选择导线截面的公式为%alMAC U(5-21) 改写为一般式，即为 例例5-5 某220/380V线路，采用BLX-500-（325+116）mm2 的四根导线明敷，在距首端50m处，接有7kW电阻性负荷，在线路末端（线路全长75m）接有28kW电阻性负荷。试计算该线路的电压损耗百分值。故线路的电压损耗为 例例5-4 试验算例5-3所选LGJ-50型钢芯铝线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距为1.6m。线路的电压损耗百分值为因此所选LGJ-50型钢芯铝线满足电压损耗要求。解：解：由例5-3知
48、， ，因此 ，302500,cos0.7PkW30tan1,2500 varQk又利用 （LGJ截面）和 查附录表12，得 。 250Amm1.26 1.62avamm000.68/,0.39/Rkm Xkm2500(5 0.68)2500 var (5 0.39)38235kWkUVkV100 382%1.09%5%35000alVUUV 解：解：查表5-5得 ，而246.2/CkW m mm75028752450MkWmkWmkW m2450%2.12%46.2 25MUCAl00()3dUi dlR l 图5-32 有一段均匀分布负荷的线路 (二) 均匀分布负荷的三相线路电压损耗计算 设
49、线路有一段均匀分布负荷，如图5-32所示。单位长度上的负荷电流为 ，则微小线段 的负荷电流为 。 这一负荷电流 流过线路（长度为 ，电阻为R0 ）产生的电压损耗为0idldli0dli0l 因此整个线路由分布负荷产生的电压损耗为1212110000()33LLLLLLUdUi Rldli Rldl121200332L LLli R 232)2(2120021200LLLRiLLlRi令 为与均匀分布负荷等效的集中负荷，则得02i LI20132LUIRL(5-22) 上式说明，带有均匀分布负荷的线路，在计算其电压损耗时，可将分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算。注意：上式中 的单位是
50、kV， 的单位是V，功率单位为kW和kvar 2101001000%NNUQXPRUUUNUU分段计算线路上总的电压损失为 211ppP211qqQ22pP 22qQ 2221212221212110101010%xUQxUQrUPrUPUUUNNNN 012r1+jx1r2+jx2p1p2p2p2+jq2p1+jq1图5.3.2 接有分散负载线路的电压损失niiiniNiiNniiiiiNlQUxlPUrxQrPUU112020121010)(101%直接计算线路上总的电压损失为)(101)(101%2211222112XqXqURpRpUUNNniiiniNiiNiiniiiNLqUxLp
