河南理工大學(xué)現(xiàn)代供電技術(shù)總結(jié)第五章 電力線路的選擇

第五章電力線路的選擇

第一節(jié)電力線路概述

架空線：主要優(yōu)點(diǎn)：

1)設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低（為電纜的造價(jià)的1/4）；

2)易于檢修和維護(hù)；露置空中，依靠定期巡線便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷；3)利用空氣絕緣，建造比較容易；存在問題：

1）侵占地面位置，有礙交通。導(dǎo)線距地高度及距鄰近建筑物的距離都有明確的規(guī)定；2）易受環(huán)境影響、安全可靠性較差3）影響廠區(qū)美化

電纜：不占地面空間，美化環(huán)境，有利于地面設(shè)施的布置，并且不受外界氣候條件的影響，故障率低；但有價(jià)格高，輸送容量小，敷設(shè)維修困難，難于發(fā)現(xiàn)和排除故障的缺點(diǎn)。一、架空線路的結(jié)構(gòu)

架空線路由導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、絕緣子和線路金具等主要元件組成，見右圖。為了防雷，有的架空線路上還在電桿頂端架避雷線（架空地線）。為了加強(qiáng)電桿的穩(wěn)固性，有的電桿還安裝有拉線或板樁。（一）導(dǎo)線

導(dǎo)線是線路的主體，擔(dān)負(fù)著輸送電能（電力）的功能。

鋁絞線（LJ）導(dǎo)電性能較好，重量輕，機(jī)械強(qiáng)度較小，耐腐蝕性差。多用于6~10kV的線路。銅絞線（TJ）導(dǎo)電性能好，機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)風(fēng)雨和化學(xué)腐蝕作用的抵抗力都較強(qiáng)，但價(jià)格較高。鋼芯鋁絞線（LGJ）在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)合和35kV及以上的架空線路上多被采用。（二）桿塔

桿塔是支持導(dǎo)線的支柱，是架空線路的重要組成部分。對(duì)電桿的要求，主要是有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)盡可能經(jīng)久耐用，價(jià)廉，便于搬運(yùn)和安裝。桿塔按其采用的材料分，有木桿、水泥桿和鐵塔等三種。（三）橫擔(dān)

橫擔(dān)安裝在電桿的上部，主要作用是固定絕緣子，并使各導(dǎo)線相互之間保持一定的距離，防止風(fēng)吹或其他作用力產(chǎn)生擺動(dòng)而造成相間短路。目前使用的主要是鐵橫擔(dān)、木橫擔(dān)、瓷擔(dān)等。（四）絕緣子

絕緣子又稱瓷瓶。線路絕緣子用來將導(dǎo)線固定在電桿上，并使導(dǎo)線與電桿絕緣。故絕緣子應(yīng)具有良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度，并能承受各種氣象條件的變化而不破裂。（五）金具

用于連接、固定導(dǎo)線或固定絕緣子、橫擔(dān)等的金屬部件。常用的金具有：懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、聯(lián)結(jié)金具、保護(hù)金具等。二、電纜線路的結(jié)構(gòu)1．鎧裝電纜

(1)鎧裝電纜是傳輸和分配電能的一種特殊導(dǎo)線。它由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層和鎧裝層組成。(2)導(dǎo)體即電纜線芯，一般由多根銅線或鋁線絞合而成。(3)絕緣層作為相間及對(duì)地的絕緣，

(4)保護(hù)層又分內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。內(nèi)護(hù)層用來直接保護(hù)絕緣層，外護(hù)層用以防止內(nèi)護(hù)層免受機(jī)械損傷和腐蝕。

(5)鎧裝層：鋼絲或鋼帶纏繞。2．軟電纜

軟電纜分為橡膠電纜與塑料電纜（無鎧裝）兩種。第二節(jié)導(dǎo)線截面選擇一、導(dǎo)線截面選擇原則為使供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，截面的選擇必需滿足下列條件：1.發(fā)熱條件

導(dǎo)線和電纜（包括母線）在通過正常最大負(fù)荷電流（即計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2.電壓損失條件

導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。3.經(jīng)濟(jì)電流密度

35KV及以上高壓線路及電壓35KV以下但距離長、電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。企業(yè)內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。

4.機(jī)械強(qiáng)度

導(dǎo)線（包括裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線）截面應(yīng)不小于其最小允許截面。架空裸導(dǎo)線的最小允許截面見表5-1。對(duì)于電纜，由于它有內(nèi)外護(hù)套，機(jī)械強(qiáng)度一般滿足要求，不需校驗(yàn)。但需校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路穩(wěn)定度。二、導(dǎo)線截面選擇計(jì)算

（一）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

(1)選擇截面越大，線路阻抗越小，電能損耗就越小。

(2)截面選擇越小，線路投資、有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用雖然低，也就是比較經(jīng)濟(jì)。(3)從全面的經(jīng)濟(jì)效益考慮，使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用符號(hào)

Sec表示。

(4)對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的線路負(fù)荷電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。

經(jīng)濟(jì)電流密度Jec與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有關(guān)，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)越大，負(fù)荷越平穩(wěn)，損耗越小，經(jīng)濟(jì)截面因而也就越大，經(jīng)濟(jì)電流密度就會(huì)變小。

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，應(yīng)先確定Tmax，然后根據(jù)導(dǎo)線材料查出經(jīng)濟(jì)電流密度Jec，按線路最大長時(shí)負(fù)荷電流Ilo.m（設(shè)計(jì)階段用計(jì)算電流Ica），由下式求出經(jīng)濟(jì)截面。

Ica2S,mmecJec

選取等于或稍小于S的標(biāo)準(zhǔn)截面S再校驗(yàn)其他條件即可。S≤S

ecl，lec

（二）按長時(shí)允許電流選擇導(dǎo)線截面

按長時(shí)允許電流選擇導(dǎo)線截面應(yīng)滿足線路最大長時(shí)負(fù)荷電流Ilo.m（設(shè)計(jì)階段用計(jì)算電流Ica，以下照此處理。）不大于導(dǎo)線長時(shí)允許電流Ial的條件，即Ial≥Ica

一般決定導(dǎo)線允許載流量時(shí)，周圍環(huán)境溫度均�。�25℃作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)周圍空氣溫度不是＋25℃，導(dǎo)線的長時(shí)允許電流應(yīng)按下式進(jìn)行修正。0IalmIalIalKm0

對(duì)于電纜，還應(yīng)當(dāng)考慮到電纜的敷設(shè)方式對(duì)散熱條件的影響。如果幾根電纜并排，由于電纜互相影響，使散熱條件變壞，其允許溫度還應(yīng)乘以并排修正系數(shù)K3。

電纜埋于土中，土壤的熱阻系數(shù)不同，散熱條件也不同，應(yīng)乘以土壤熱阻修正系數(shù)K2。

KIalK1K2K3IalIal因此電纜的允許電流應(yīng)按下式計(jì)算：

（三）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面

線路的電壓損失是指線路始、末兩端電壓的有效值之差，以表示

U1U2

UUUagacU%100%12

UN線路電壓損失的計(jì)算

1.接有一個(gè)集中負(fù)載時(shí)線路的電壓損失計(jì)算

相電壓損失

UU1U2agacabbcIRcosIXsin

三相對(duì)稱系統(tǒng)的線電壓損失為

U3IRcosXsin

用功率表示PRQX1UPr0Qx0UUNN

2.接有多個(gè)集中負(fù)載時(shí)線路的電壓損失計(jì)算

Q1q1q2q3P1p1p2p3

PppQ2q2q322333

P3=p3

pi、qi各分布負(fù)荷的有功及無功功率；Pi、Qi各線段上負(fù)荷的有功及無功功率；ri、xi各線段上的電阻及電抗；Ri、Xi電源至和負(fù)荷的線路電阻及電抗。分段計(jì)算

1n1n線路上總的電壓損失為UpiRiqiXiPriiQixiUUN1N1UU2）根據(jù)RUUX求出此時(shí)的R。alUR有功負(fù)荷在電阻上引起的電壓損失，Ual線路的允許電壓損失。

（3）導(dǎo)線或電纜的截面為：PlScaUNUR根據(jù)此值選擇標(biāo)準(zhǔn)截面SSca（4）根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)截面及敷設(shè)方式，查出r0和x0，計(jì)算線路實(shí)際的電壓損失，與允許電壓

Q=q

損失比較。如不大于允許電壓損失則滿足要求，否則加大導(dǎo)線或電纜截面，重新校驗(yàn)，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。

高壓架空線一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇；低壓動(dòng)力線按長時(shí)允許電流選；低壓照明線，因

其對(duì)電壓水平要求較高，所以，一般先按允許電壓損失條件初選截面。

電纜與架空線相比，散熱條件較差，故還應(yīng)考慮在短路條件下的熱穩(wěn)定問題。因此高壓

電纜截面除按經(jīng)濟(jì)電流密度、允許電壓損失、長時(shí)允許電流選擇外，還應(yīng)按短路的熱穩(wěn)定條件進(jìn)行校驗(yàn)。

低壓電纜截面選擇與高壓電纜選擇不同，主要考慮電纜正常運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱與電壓損失，

并考慮故障時(shí)短時(shí)承受大電流所引起的溫升，故不再按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，而是按長時(shí)允許負(fù)荷電流初選截面，再用正常運(yùn)行允許電壓損失和滿足短路熱穩(wěn)定的要求進(jìn)行校驗(yàn)，所選電纜必須滿足上述所有條件。

例5－1從變電所架設(shè)一條10kV架空線向三個(gè)負(fù)荷供電，最大負(fù)荷年利用小時(shí)為3000～5000h；導(dǎo)線采用LJ線，線間幾何均距為1m，線路長度及各負(fù)荷如圖5－9所示。該地區(qū)最熱月最高氣溫月平均值為42℃，配電線路允許電壓損失為4%，試選擇該10kV線路的導(dǎo)線截面。

1．求各負(fù)荷點(diǎn)的有功功率及無功功率p10000.8800kWp35000.8400kWp24000.9360kW1

q24000.436174.4kvarq35000.6300kvarq110000.6600kvar2．計(jì)算各線段的平均功率因數(shù)及電流pp1p2p3coscos0.8222AB22pqp1p2p3q1q2q3p2p37600.85cosBC22895.91p2p3q2q3

根據(jù)負(fù)荷電流的計(jì)算式可分別求得各線段的最大長時(shí)負(fù)荷電流為

3100.82

400ICB28.87A3100.80

3．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

IAB1560109.84AIBC7603100.8551.62A根據(jù)Tmax為3000～5000h，由表5－2查得LJ型導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度Jec為1.15A/mm2。故各段按經(jīng)濟(jì)電流密度初選的導(dǎo)線截面為SIAB109.8495.51mm2ABJec1.15

I51.622SBCBC44.89mmJec1.15I28.872SCDCD25.1mm

Jec1.15選擇LJ－95型鋁絞線。選擇LJ－35型鋁絞線。選擇LJ－25型鋁絞線。4．按長時(shí)允許電流校驗(yàn)各段截面

由表5－3查得LJ－95為325A，LJ－35為170A，LJ－25為135A。由于該地區(qū)最熱月最高氣溫月平均值為42℃。故要對(duì)長時(shí)允許電流進(jìn)行修正，其修正系數(shù)QmQ0704228K0.79QmQ0702545

則各段長時(shí)允許電流修正值為LJ－95為257A，LJ－35為134A，LJ－25為107A，均大于各段的最大長時(shí)負(fù)荷電流，故合格。

5．按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面

查表5－6，得各段導(dǎo)線單位長度的電阻與電抗值r0.360.50.18x0.3340.50.17ABAB

rBC0.961.51.44xBC0.3661.50.55

rCD1.3311.33xCD0.3710.37nn線路總的電壓損失為

PriiQixi

11UUABUBCUCDUN

=15600.187601.444001.3310740.174740.553000.3710

281+1094+532+182+261+111

=246V10電壓損失百分?jǐn)?shù)為U246U%100%100%2.46%4%

UN10000

故電壓損失符合要求。6．按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)

由表5－3查得10kV非居民區(qū)最小允許截面為25mm2故所選各段導(dǎo)線均符合規(guī)定。

主要內(nèi)容：架空線路導(dǎo)線截面積的選擇計(jì)算

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第1章供電系統(tǒng)

第一節(jié)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)一、電力系統(tǒng)

發(fā)電廠一般建在燃料、水力等豐富

的地方，與用戶距離一般很遠(yuǎn)。為降低輸電線路的電能損耗，發(fā)電廠的電能經(jīng)過升壓變壓器再經(jīng)輸電線路傳輸（高壓輸電）；經(jīng)高壓輸電線路送到距用戶較近的降壓變電所，經(jīng)降壓分配給用戶。連接發(fā)電廠和用戶之間的環(huán)節(jié)稱電力網(wǎng)，由各級(jí)變電所和電力線路組成。發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的統(tǒng)一整體

稱為電力系統(tǒng),起著電能生產(chǎn)、變換、輸送、分配和消費(fèi)的作用。

電力系統(tǒng)電力網(wǎng)~發(fā)電機(jī)升壓變壓器輸電線路降壓變壓器電能用戶一次系統(tǒng)（高電壓）：在工程實(shí)際中，常把發(fā)電、輸變電和配電等環(huán)節(jié)叫做一次系統(tǒng)。二次系統(tǒng)（低電壓）：保證一次系統(tǒng)安全/可靠/經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的信息系統(tǒng)及其操作機(jī)構(gòu)。包括繼電保護(hù)、測(cè)量和調(diào)度等環(huán)節(jié)。

供配電系統(tǒng)

工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。1．總降壓變電所:總降壓變電所負(fù)責(zé)將35～110kV的外部供電電壓變換為6～10kV的廠區(qū)高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動(dòng)機(jī)供電。

2．車間變電所:車間變電所將6～10kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。

3．配電線路:配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。

主要電氣設(shè)備符號(hào)電力變壓器(T)

隔離開關(guān)(QS)不允許帶電流操作負(fù)荷開關(guān)(QL)只能分?jǐn)喙ぷ麟娏鲾嗦菲?QF)能分?jǐn)嗳魏坞娏?/p>

電流互感器(TA)相當(dāng)于一個(gè)電流源，二次最大輸出電流為5A，為電流表、功率表、電度表等提供電流。電壓互感器(TV)相當(dāng)于一個(gè)小型變壓器，二次最高輸出100V標(biāo)準(zhǔn)電壓。

母線(WB)是解決一個(gè)電源與多個(gè)負(fù)荷之間供電的好辦法，又叫匯流排。在原理上母線是電路上的一個(gè)電氣接點(diǎn)，起著接受、集中和分配電能的作用。

二、電力負(fù)荷的分類及對(duì)供電的要求級(jí)別停電影響一級(jí)人身傷亡，重大設(shè)備損壞，政治經(jīng)濟(jì)上重大損失允許停電時(shí)間備用電源投入時(shí)間，特別重要負(fù)荷不允許停電對(duì)供電電源要求舉例兩個(gè)獨(dú)立電源供電雙回路供電無特殊要求二級(jí)政治、經(jīng)濟(jì)造成較大損失，設(shè)備局部損壞大量減產(chǎn)等允許短時(shí)停電幾分鐘三級(jí)不屬于一、二級(jí)的負(fù)荷停電影響不大煉鋼廠的煉鋼爐、醫(yī)院、人民大會(huì)堂紡織廠，化工廠電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求

1.安全：包括設(shè)備安全及人身安全2.可靠:保證不間斷的供電3.優(yōu)質(zhì)：電能質(zhì)量

4.經(jīng)濟(jì)：電廠煤耗、電網(wǎng)網(wǎng)損、節(jié)約用電

三、電力系統(tǒng)的額定電壓

電氣設(shè)備的額定電壓，就是能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行時(shí)獲得最好經(jīng)濟(jì)效果的電壓。

電力網(wǎng)額定電壓等級(jí)是根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性、電機(jī)電器制造工業(yè)的水平等因素，經(jīng)全面研究分析，由國家制定頒布的。從電氣設(shè)備制造的角度和電力工業(yè)的發(fā)展來看，額定電壓等級(jí)不宜過多。

電網(wǎng)（線路）額定電壓等級(jí):低壓：380V,660V高壓：3，6，10，35，110，220，330，500kV用電設(shè)備:用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。

發(fā)電機(jī):發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補(bǔ)償線路上的電壓損失。

變壓器:變壓器的一次繞組：相當(dāng)于是用電設(shè)備，所以規(guī)定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設(shè)備額定電壓相同。注意：但當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相等。

變壓器的二次繞組對(duì)于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于供電設(shè)備。

第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高10%:其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時(shí)，一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補(bǔ)償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時(shí)的情況。

第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高5%:當(dāng)變壓器供電距離較短時(shí)，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補(bǔ)償滿載時(shí)變壓器繞組上的電壓損失即可。線路的平均額定電壓

線路的平均額定電壓指線路始端最大電壓（變壓器空載電壓）和末端用電設(shè)備額定電壓的平均值。由于線路始端最大電壓比電網(wǎng)額定電壓高10%，因而線路的平均額定電壓比電網(wǎng)額定電壓高5%。各級(jí)分別為：0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。

例1.已知下圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電壓。GT1T2

～L110kVL2L3110kV6kVM圖1.2.1例1.2.1圖發(fā)電機(jī)G的額定電壓：UNG=1.05UNL1=1.05×10=10.5（kV）

變壓器T1的額定電壓：U1NT1=UN.G=10.5（kV）(變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機(jī)直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機(jī)的額定電壓)

U2NT1=1.1UNL2=1.1×110=121(kV)變壓器T1的變比為：10.5/121kV

變壓器T2的額定電壓：U1NT2=UNL2=110（kV）

U2NT2=1.05UNL3=1.05×6=6.3(kV)(變壓器直接與電動(dòng)機(jī)相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。)

變壓器T2的變比為：110/6.3kV

四、電能的質(zhì)量指標(biāo)

供電質(zhì)量包括電能質(zhì)量和供電可靠性兩方面。

電能質(zhì)量是指電壓、頻率和波形的質(zhì)量。電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、高次諧波（電壓波形畸變）及三相電壓不平衡度等。1．電壓

UUN理想：幅值恒為額定值的三相對(duì)稱正弦電壓

U%100%U(1)電壓偏差：電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓之差N實(shí)際電壓偏高或偏低對(duì)用電設(shè)備的運(yùn)行有影響

以照明日熾燈為例，電壓升高，則光效高，但壽命減少；電壓降低，則光效嚴(yán)重下降。

U(2)電壓波動(dòng)：電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。maxUmin100%UN大容量沖擊性負(fù)荷（電弧爐等）運(yùn)行時(shí)，劇烈變化的負(fù)荷電流將引起線路壓降的變化，從而導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生電壓波動(dòng)；

引起燈光閃爍；使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)、電子儀器工作失常等。電壓閃變：電壓波動(dòng)引起燈光閃爍，對(duì)人眼產(chǎn)生的刺激效應(yīng)。

(3)高次諧波：當(dāng)電網(wǎng)電壓波形發(fā)生非正弦畸變時(shí)，電壓中出現(xiàn)高次諧波。

產(chǎn)生原因：電力系統(tǒng)自身諧波；用戶方面：大功率變流設(shè)備、電弧爐等非線性用電設(shè)備所引起。

危害：供電系統(tǒng)能耗增大；電氣設(shè)備尤其是靜電電容器過流、絕緣老化加快；干擾自動(dòng)化裝置和通信設(shè)施的正常工作。2.頻率

頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。我國規(guī)定，電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，頻率的允許偏差不得超過±0.5Hz，容量大于3000MW的用戶，頻率偏差不得超過±0.2Hz。3.電壓波形

電壓波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。一、對(duì)電力系統(tǒng)接線方式的要求

安全可靠規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)保證不中止供電的能力

操作方便，運(yùn)行靈活

能適應(yīng)系統(tǒng)或本廠所的各種運(yùn)行方式且運(yùn)行方式相互轉(zhuǎn)換靈活。經(jīng)濟(jì)合理投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。便于發(fā)展

具有初期終期擴(kuò)建的靈活方便性三、變電所的主接線

變電所的電氣主接線是由電力變壓器、各種開關(guān)電器、電流互感器、電壓互感器、母線、電力電纜或?qū)Ь�、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備以一定次序相連接的接受和分配電能的電路。（一）有匯流母線的主接線

母線（bus）實(shí)質(zhì)上是主接線電路中接受和分配電能的一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)，形式上它將一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)延展成一條線，以便于多個(gè)進(jìn)出線回路的聯(lián)結(jié)。

有匯流母線的主接線是我國目前廣泛采用的接線形式，按母線設(shè)置組數(shù)的不同，又可分為單母線接線和雙母線接線兩大類。1．單母線接線

常用的單母線接線方式有單母線制和單母線分段制（1）單母線制單母線制形式如圖所示，是有匯流母線的主接線中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的一類。在這種接線中所有電源和引出線回路都連接于同一母線上。

單母線制的可靠性和靈活性都較低，母線或連接于母線上的任一隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，都將影響全部負(fù)荷的用電。

（1）單母線分段接線

為了提高單母線接線的供電可靠性和靈活性，可采用斷

路器分段的單母線接線，如圖所示，圖中的QF3稱為分段斷路器。

2.雙母線接線

對(duì)于特別重要的負(fù)荷，當(dāng)采用單母線分段接線，可靠性不能滿足要求時(shí)，可考慮采用

雙母線接線，如圖所示。W1為工作母線，W2為備用母線，其間通過斷路器QF連接起來，QF稱為母聯(lián)斷路器。

(二）無匯流母線的主接線

前面分析的各種有母線的主接線形式中所采用的斷路器數(shù)目一般都大于連接回路的數(shù)目，造成整個(gè)配電裝置占地面積大，建設(shè)成本高。對(duì)于一些對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求較高的場(chǎng)合，在滿足主接線可靠性要求的前提下，可考慮采用無匯流母線的主接線。

常見的有單元式接線和橋式接線。1.單元式接線線路-變壓器組接線

單元式接線用于只有一回進(jìn)線和一回出線的場(chǎng)合，只有一種運(yùn)行方式，如圖所示。這種這主接線形式只適用于向三級(jí)負(fù)荷供電。2.橋式接線

當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，可以采用橋式接線。橋式接線是單母線分段接線中進(jìn)出線回路數(shù)相同，且取消進(jìn)線或出線斷路器時(shí)的特殊情況，將此時(shí)的母線分段斷路器稱為橋斷路器。

橋式接線可分為：內(nèi)橋式接線、外橋式接線、全橋式接線

（1）內(nèi)橋式接線L1L2橋斷路器在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)（即變壓器側(cè)），則稱為內(nèi)橋式接線，如圖(a)所示。

內(nèi)橋式接線的特點(diǎn)是：線路的投切比較方便，變壓器

QF1QF2

的投切比較復(fù)雜，所以內(nèi)橋式接線適用于進(jìn)線線路較長，負(fù)荷比較平穩(wěn)，變壓器不需要經(jīng)常投切的場(chǎng)合。QF3

(1)L1故障

QS1

僅QF1跳閘，T1及其它回路繼續(xù)運(yùn)行

T1T2

(2)T1檢修①斷開QF3、QF1，再拉開QS1，出線l1停電

L1②關(guān)合QF和QF1，恢復(fù)L1供電。

(2)外橋式接線

橋斷路器在進(jìn)線斷路器的外側(cè)（即進(jìn)線側(cè)），則稱為外橋式接線，如圖(b)所示。QS2外橋式接線的特點(diǎn)和內(nèi)橋相反：它適用于進(jìn)線線路較短、負(fù)荷變化較大，變壓器需要經(jīng)常切換的場(chǎng)合。

(1)L1故障

QS1①Q(mào)F3和QF1同時(shí)自動(dòng)跳閘，T1被切除

②斷開QS2，合QF1和QF3，恢復(fù)T1運(yùn)行。QF1

(2)T1檢修僅停QF1和QS1（3）全橋式接線跨接橋居中，進(jìn)線回路與變壓器均裝有斷路器，稱為T1全橋式接線。

特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，供電可靠性高，操作方便，運(yùn)行靈活，容易擴(kuò)展成單母線分段的中間變電所；缺點(diǎn)是設(shè)備多，投資大，占地面積大。適用于負(fù)荷較大，對(duì)供電要求較高的大型終端變電所。

L2

QF3

QF2

T2

第四節(jié)電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)：星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。

特點(diǎn)：三相對(duì)稱交流系統(tǒng)中性點(diǎn)電位為零。

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：(1)中性點(diǎn)直接接地大電流接地系統(tǒng)(2)中性點(diǎn)不接地

(3)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地小電流接地系統(tǒng)

中性點(diǎn)運(yùn)行方式的選擇：主要取決于單相接地時(shí)電氣設(shè)備絕緣要求及供電可靠性。一、中性點(diǎn)不接地方式

A正常運(yùn)行時(shí)

負(fù)荷UA＋UB＋UC＝0IA＋I(xiàn)B＋I(xiàn)C＝0

BCCCCIC結(jié)論：三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流也是對(duì)稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明

a.電路圖沒有電容電流經(jīng)過大地流動(dòng)。

適用范圍3kV~60kV的電力系統(tǒng)

單相金屬性接地故障時(shí)(C相)

UAICA

ICBIB0

ICCIA00IPEIC0UCUBb.矢量

0UCU(U)UUBBCBC負(fù)荷U(U)UUAACACC相接地時(shí)，系統(tǒng)的接地電流為A、B兩相對(duì)地電容電流之和。I(II)IE3ICAECACBIE3IC0/XC3UA/XC3IC0ICAUA

即一相接地的電容電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流IC0的3倍。

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論0

a.故障相對(duì)地電壓降為零；非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，且相位相差60。因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線電壓設(shè)計(jì)，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級(jí)越高絕緣投資越大。

b.三相之間的線電壓仍然對(duì)稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但允許繼續(xù)運(yùn)行

的時(shí)間不能超過2h。

c.接地電流在故障處可能產(chǎn)生穩(wěn)定的或間歇性的電弧。

如果接地電流大于30A時(shí)，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣

設(shè)備和可能引起多相相間短路。

如果接地電流大于5A~10A，而小于30A，則有可能形成間歇性電��；間歇性電弧容

易引起弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)（2.5~3）U，將危害整個(gè)電網(wǎng)的絕緣安全。如果接地電流在5A以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時(shí)，電弧就會(huì)自然熄滅。

二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式

消弧線圈？安裝在變壓器或發(fā)

A電機(jī)中性點(diǎn)與大地之間的具有

ICAB負(fù)鐵芯的電感線圈

當(dāng)發(fā)生單相接地故障

荷ICB時(shí)，接地故障相與消弧C線圈構(gòu)成了另一個(gè)回

ICICC路，接地故障相接地電ICCICBICALIL流中增加了一個(gè)感性

CCC電流，它和裝設(shè)消弧線

圈前的容性電流的方

向剛好相反，相互補(bǔ)償，減少了接地故障點(diǎn)的故障電流，使電弧易于自行熄滅，從而避免了由此引起的各種危害，提高了供電可靠性。

ICA

ICBICC

ILIPE

消弧線圈的補(bǔ)償方式

負(fù)荷全補(bǔ)償方式：按IL=IC選擇消弧線圈的電感，使接地故障點(diǎn)電流為零，此即全補(bǔ)償

方式。即使電容電流被完全補(bǔ)償，故障點(diǎn)還是會(huì)流過一個(gè)不大的電阻電流。欠補(bǔ)償方式：按IL過補(bǔ)償方式：按IL>IC選擇消弧線圈的電感，此時(shí)接地故障點(diǎn)有剩余的電感電流流過。

三、中性點(diǎn)直接接地

特點(diǎn)：1、供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式。如發(fā)生單相接地時(shí)即形成單相接地短路，接地相電流很大。2、迅速切除接地相甚至三相，供電中斷，可靠性低3、非故障相對(duì)地電壓不變，電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電力網(wǎng)的相電壓考慮，可以降低工程造價(jià)。3、適用于110KV及以上系統(tǒng)；4、380/220V低壓供電系統(tǒng)（方便接單相負(fù)荷）

電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、電力負(fù)荷分級(jí)及其各自的供電方式；額定電壓（用電設(shè)備的額定電壓，發(fā)電機(jī)及變壓器的額定電壓5%（？），10%（？））；電能的三個(gè)質(zhì)量指標(biāo)；無備用系統(tǒng)的接線方式（單回路放射式、干線式）；有備用系統(tǒng)的接線包括哪幾種；橋式接線的特點(diǎn)及分類；單母分段及單母線制接線；最大運(yùn)行方式（22）及最小運(yùn)行方式（22）；對(duì)于大中型工礦企業(yè)及重要的城區(qū)35kv變電所，其最佳運(yùn)行方式為全分列運(yùn)行；電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式分類及其各自的特點(diǎn)；對(duì)于380v/220v低壓配電系統(tǒng)，我國廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。

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