第6章工厂电力线路.ppt

第6章　电力线路,内容提要,工厂电力网络的基本接线方式 电力线路的类型、结构和敷设 导线和电缆型号选择的一般原则　按发热条件选择　按经济电流密度选择　按电压损耗选择　按机械强度校验　母线的校验原则,6.1　工厂电力线路的基本接线方式,工厂电力网络的接线应力求简单、可靠，操作维护方便工厂电力网络包括厂内高压配电网络与车间低压配电网络：1. 高压配电网络指从总降压变电所或配电所到各个车间变电所或高压设备之间的6～10kV高压配电网络；2. 低压配电网络指从车间变电所到各低压用电设备的380/220V低压配电网络　　工厂内高低压电力线路的接线方式有三种类型：放射式、树干式及环式供配电网络 指由电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式,~,,,,,,负荷 A,负荷 B,负荷C,,,,,电源,,,,,,,,,,,供配电网络 放射式网络结构：单回路放射式由电源端采取一对一的方式直接向用户供电，每条线路只向一个用户点供电，中间不接任何其它的负荷，各用户之间也没有任何电气联系；供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其他回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化；有色金属耗量较大，一次投资较高；在中压和低压系统中均较常见。

~,,,,,,负荷 A,负荷B,负荷 C,电源,,,,供配电网络 放射式网络结构：双回路放射式每个用户均由两回放射式回路供电；对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，采用此方式；一次投资高；末端需要采用双回路切换装置~,,,,,,负荷A,负荷B,负荷C,电源,,,,,,,,,,,,,,供配电网络 树干式网络结构：单回路树干式树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电这种网络结构的优点是，电源端出线回路数较放射式少，节省有色金属，节约一次投资；可靠性较差，配电干线检修或故障时，会使所有用户停电，并且当干线中某一用户的保护装置拒动时，也可能引起干线的保护装置跳闸停电；只能向三级负荷供电~,,,,,,负荷A,负荷 B,负荷C,,,,,电源,供配电网络 树干式网络结构：双回路树干式每个用户都由两条干线同时供电适合向可靠性要求高，负载容量小且负载性质一致，线路敷设方便的用户供电；可向一、二级负荷供电；在中、低压系统中均广泛采用；末端需要采用双回路切换装置~,,,,,,负荷 A,负荷 B,负荷 C,,,,,电源,,,,,,,,,,,,供配电网络 环式网络结构：单回路环式（双回路环式）电源可为两个或一个；正常运行时开环运行，以避免故障影响的范围扩大和便于实现保护动作的选择性，开环点一般在功率分点；网络结构清晰，可靠性也较高，网络中任何一段线路检修时均不会造成用户停电；环式网络中所有线路都必须能承担环网中全部负荷，因而线路投资较高；适合负荷密度较大的区域。

~,,,,,,负荷 A,负荷 B,负荷C,电源,,,,,1．放射式 　　高压放射式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的一回线路，只直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不分接其他负荷，如下图（a）所示 这种接线方式简捷，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化,且当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见 但高压开关设备用得多，投资高，线路故障或检修时，由该线路供电的负荷要停电为提高供电可靠性，可根据具体情况增加备用线路高压配电线路的接线方式,,,高压放射式接线,双回路交叉放射式网络结构 对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路交叉放射式接线，如下图所示 一次投资较大，土建要求较高因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电此种网络结构在中压和低压系统中均常见2．树干式 　　高压树干式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上，沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式，如下图（a）所示。

这种接线从变配电所引出的线路少，高压开关设备相应用得少 配电干线少可以节约有色金属，但供电可靠性差，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电所以一般干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于3000kVA一般用于向三级负荷供电 为提高供电可靠性，可以采用增加备用线的方法高压配电线路的接线方式,,,,,,,高压树干式接线,双回路树干式网络结构 对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如上图(C)所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的这种结构在中、低压系统中均广泛应用3．环式 　高压环式接线其实是树干式接线的改进，如下图所示，两路树干式线路连接起来就构成了环式接线电源可为多个或一个 这种接线运行灵活，供电可靠性高当干线上任何地方发生故障时，只要找出故障段，拉开其两侧的开关，把故障段切除后，全部线路可以恢复供电 环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用可用于对二、三级负荷供电由于闭环运行时继电保护整定比较复杂，通常采用开环运行方式。

高压配电线路的接线方式,高压环式接线,QS,高压环形接线: 为了便于切换操作,开关多采用负荷开关,各种网络结构的适用对象 工厂的高压配电线路往往是几种接线方式的组合，视具体情况而定 对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式，因为放射式接线供电可靠性较高，且便于运行管理 但放射式接线采用的高压开关设备较多，投资较大，因此对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电，这比较经济:（1）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要求不高，可采用树干式结构2）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或环式结构3）对于提供双电源有困难，用户的供电可靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构放射式 特点：其引出线发生故障时互不影响，供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路也较多适用于： *用电设备容量大，台数较少 *负荷性质重要，对供电电源有特殊要求(如供电可靠性,稳定性等) *车间内负荷排列不整齐，机台离其他机台距离远 *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。

低压配电线路的接线方式,,低压放射式接线,2. 树干式 特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，但供电可靠性差沿线连接的负荷数量不可太多 下图(a)在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍, 多采用成套的封闭型母线.结线灵活方便，也相当安全，很适于供电给容量较小而分布比较均匀的一些用电设备如机床、小型加热炉等 (b)省去了变电所低压侧整套低压配电装置，从而使变电所结构大为简化，投资大为降低.,低压配电线路的接线方式,,低压树干式接线,(C)一种变形的树干式接线，常称为链式接线适于用电设备相距近而容量均较小的次要设备链式相连的设备一般不宜超过5台，配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10kW,链式链接时导线的截面不可超过10mm2 3. 环式工厂内的一些车间变电所的低压侧，可通过低压联络线相互连接成为环形特点：环形接线的供电可靠性较高任一段线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断，或者只短时停电，一旦切换电源的操作完成，就能恢复供电环形接线，可使电能损耗和电压 损耗减少但是环形线路的保护装置及其整定配合比较复杂；如果配合不当，容易发生误动作，反而扩大故障停电范围。

实际上，低压环形线路也多采用“开口”运行方式低压配电线路的接线方式,,图 低压环形接线,各种网络结构的适用对象低压系统 在低压供电系统中，环式结构较少使用，常见的网络结构形式是放射式结构和树干式结构，也往往是采用几种接线方式的组合,如：干线——配电箱式，具体结线方案依具体情况而定 普通条件下，当多数用电设备容量较小且无特殊要求时，宜采用树干式配电因为树干式配电较放射式经济，且我国工厂供电人员对采用树干式配电积累了相当成熟的运行经验实践证明，低压树干式配电一般正常情况下能够满足生产要求总结:工厂电力线路的接线应力求简单;同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级;配电线路均应尽可能深入负荷中心,运行经验证明，接线复杂，层次过多，不仅浪费投资，维护不便，而且由于电路串联元件过多，因操作错误或元件故障产生的事故增多，事故处理和恢复供电的操作麻烦，停电时间延长 如果配电级数多，继电保护级数相应增加，保护动作时间相应延长，对供配电系统的故障切除十分不利GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定：供配电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。

此外，高低压配电线路均应尽可能深入负荷中心，以减少线路的电压损耗、电能损耗和有色金属消耗量，提高负荷端的电压水平图示工厂供电系统为例，由工厂总降压变电所直接配电到车间变电所的配电级数只有一级，而由总降压变电所经高压配电所再配电到车间变电所的配电级数就有两级了，最多不宜超过两级具有总降压变电所的工厂供电系统图,6.2　电力线路的类型结构和敷设,6.2.1 工厂架空线路,工厂架空电力线路是由电杆、导线、金具、绝缘子、横担构成的，为了平衡电杆各方向的拉力，增强电杆稳定性，有的电杆上还装有拉线为防雷击，有的架空线路上还架有避雷线1. 工厂架空线路的结构（(1) 导线）,导线必须具有良好的导电性和足够的机械强度导线有裸导线和绝缘导线两种高、中压架空线路一般采用裸导线较多因为裸导线的散热条件比绝缘导线好，可以传输较大的电流，又节省绝缘材料.同时，裸导线比绝缘导线造价低，因此得到了广泛的使用低压架空线一般采用绝缘导线，以利于人身和设备的安全由于是露天架空安装，所以要求导线除了有良好的导电性能以外，还要有相当高的机械强度与耐化学腐蚀能力导线通常制成绞线(可挠性，便于生产运输安装)导线结构：单股线 和多股绞线（图为LGJ钢芯铝绞线图）,说明：1～10kV架空线路不得采用单股线。

工厂常用架空线路裸导线型号的选择,导线的材料有铝、铜和钢： (1) 铜的导电性最好（电导率为53 m/Ω.mm2），机械强度也相当高（抗拉强度约为380MPa），但铜是贵重金属，应尽量节约2) 铝的机械强度较差（抗拉强度约为160MPa），但导电性也较好（电导率为32 m/Ω.mm2 ），具有质轻、价廉的优点，因此在能“以铝代铜”的场合，宜尽量采用铝导线3) 钢的机械强度很高（多股钢绞线的抗拉强度达1200MPa），而且价廉，但其导电性差（电导率为7.52 m/Ω.mm2 ），功率损耗大，对交流电流还有铁磁损耗，并且在大气中容易锈蚀，因此钢导线在架空线路上一般只作避雷线使用，且使用镀锌钢绞线工厂常用架空线路裸导线型号的选择,架空绞线类型： （1）铝绞线（LJ）　户外架空线路采用的铝绞线导电性能仅次于铜，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，价格低，是架空线路应用较多的导线但对化学腐蚀作用的抵抗力较差，机械强度差，多用在10kV及以下线路上，其杆距不超过100～125m2）钢芯铝绞线（LGJ）　此种导线的外围用铝线，中间线芯用钢线，解决了铝绞线机械强度差的缺点钢的机械强度较高，价格低，但导电性能差，工厂一般不用钢线。

由于交流电的集肤效应，电流实际上只从铝线通过，所以钢芯铝绞线的截面面积是指铝线部分的面积在机械强度要求较高的场所和35kV及以上的架空线路上多被采用3）铜绞线（TJ）　铜绞线导电性能最好，对风雨及化学腐蚀作用的抵抗力强，机械强度大，但造价高，且密度过大（重量较重），使用较少。