工业企业变电站及供电网络课件.ppt

工业企业变电站及供电网络工业企业变电站及供电网络 要要点点：：围围绕绕工工厂厂内内部部供供电电系系统统，，着着重重讨讨论论变变电电站站、、企企业业供供电电网网络络的的各各种种接接线线方方式式：：变变压压器器台台数数、、容容量量的的选选择择原原则和方法，则和方法，导线电缆截面选择导线电缆截面选择，，高压电气设备选择高压电气设备选择1 1 工业企业变电站工业企业变电站1.1 1.1 变电站位置和数量的确定原站位置和数量的确定原则 工工业业企企业业变变电电站站组组成成：：企企业业总总降降压压变变电电站站、、车车间间变变（配）电站和变流站等配）电站和变流站等变电站的位置确定原则：变电站的位置确定原则： 1.1.选选择择在在负负荷荷中中心心减减少少配配电电线线长长度度及及导导线线截截面面，，降降低低有色金属及年电能消耗有色金属及年电能消耗 2.2.线路进出方便线路进出方便 3.3.运输条件好运输条件好便于变压器和电气设备的搬运便于变压器和电气设备的搬运 4.4.远离剧烈震动的大型设备和车间远离剧烈震动的大型设备和车间（如锻造车间）如锻造车间） 5.5.地下水位较低的场所地下水位较低的场所。

防止电缆沟内出现积水防止电缆沟内出现积水    6. 各各种种污污染染源源的的上上风风侧侧（（如如化化工工厂厂、、烟烟囱囱、、烧烧结结厂厂等等））防止因空气污秽引起电气设备的绝缘水平降低防止因空气污秽引起电气设备的绝缘水平降低   7. 与其他建筑物保持足够的与其他建筑物保持足够的防火间距防火间距；；   8. 有有扩建和发展的余地扩建和发展的余地 变电站的数量确定原则：变电站的数量确定原则：  1. 总降压变电站总降压变电站        设设一一个个总总降降压压变变电电站站——车车间间和和厂厂房房布布局局比比较较集集中中但但要要考虑一级负荷的备用电源问题考虑一级负荷的备用电源问题        设设二二个个或或二二个个以以上上总总降降压压变变电电站站——两两个个或或两两个个以以上上集集中中大负荷，且彼此之间相距较远时大负荷，且彼此之间相距较远时   2. 车间变（配）电站车间变（配）电站         根根据据车车间间负负荷荷的的大大小小、、负负荷荷级级别别及及相相邻邻车车间间的的距距离离等等因因素全面考虑素全面考虑1.2    变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备· 电力变压器电力变压器——变电站的核心变电站的核心 · 高压断路器高压断路器——闭合和开断电路的设备。

由于有熄灭电闭合和开断电路的设备由于有熄灭电                             弧的机构，所以用于通断短路故障电流弧的机构，所以用于通断短路故障电流· 隔离开关隔离开关——隔离电压的作用，保证设备检修时与电源隔离电压的作用，保证设备检修时与电源                        系统隔离，没有熄弧机构，不能切负荷，系统隔离，没有熄弧机构，不能切负荷，                         必须与高压断路器配合使用必须与高压断路器配合使用       隔离开关与断路器的操作顺序：隔离开关与断路器的操作顺序：            断电时，先断路器，后隔离开关断电时，先断路器，后隔离开关           合闸时，先隔离开关，后断路器合闸时，先隔离开关，后断路器 QSQS— 隔离开关隔离开关QF1QF1—断路器断路器S11-M·R-30~1000/10系列三相卷铁心全密封配电变压器系列三相卷铁心全密封配电变压器开关触头在绝缘油中闭合和断开油只作灭弧功能，油开关触头在绝缘油中闭合和断开油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。

体积小，价廉，维护方量少，易燃易爆危险性较小体积小，价廉，维护方便不能频繁操作不能频繁操作 6～～10kv多用•开关触头在开关触头在  SF6气体气体中中 闭合和断开闭合和断开SF6气体兼有灭弧和绝缘气体兼有灭弧和绝缘功能灭弧能力强，功能灭弧能力强，属高速断路器断流属高速断路器断流容量大，电绝缘性能容量大，电绝缘性能好，检修周期长可好，检修周期长可频繁操作无燃烧爆频繁操作无燃烧爆炸危险，体积小，维炸危险，体积小，维护要求严格，价贵护要求严格，价贵在全封闭组合电器中在全封闭组合电器中多采用不适于高寒多采用不适于高寒地区       LW8-40.5型户外交流型户外交流高压六氟化硫断路器高压六氟化硫断路器开关触头在真空的容器内开关触头在真空的容器内 闭合和断开灭弧能力闭合和断开灭弧能力强，燃弧时间短，属高强，燃弧时间短，属高速断路器开断能力强速断路器开断能力强结构简单，重量轻，体结构简单，重量轻，体积小寿命长，易维修寿命长，易维修可频繁操作无易燃易可频繁操作无易燃易爆危险爆危险 由于开断速度高，由于开断速度高，易产生截流过电压，对易产生截流过电压，对变压器等感性负载易造变压器等感性负载易造成危害，应配置过电压成危害，应配置过电压吸收装置吸收装置。

ZN28A-12系列户内交系列户内交流高压真空断路器流高压真空断路器闸刀式隔离开关闸刀式隔离开关·负荷开关负荷开关       介于隔离开关与高压断路器之间的开关设备；结构上与介于隔离开关与高压断路器之间的开关设备；结构上与隔离开关相似，但具有特殊的隔离开关相似，但具有特殊的灭弧装置；能断开相应的负荷灭弧装置；能断开相应的负荷电流，不能切断短路电流通常与高压熔断器配合使用（利电流，不能切断短路电流通常与高压熔断器配合使用（利用熔断器断短路电流）用于次要网络系统（用熔断器断短路电流）用于次要网络系统（10KV10KV以下） ·母线母线——汇集和分配电流的主要环节分为：汇集和分配电流的主要环节分为： 钢心铝绞线（户外）；钢心铝绞线（户外）； 矩形铝（或铜）排（户内）矩形铝（或铜）排（户内） ·电流互感器及电压互感器电流互感器及电压互感器 供计量检测仪表的继电保护装置使用供计量检测仪表的继电保护装置使用 电流互感器电流互感器——变流（通常二次为变流（通常二次为5A)5A) 电压互感器电压互感器——变压（通常二次为变压（通常二次为100V100V）） FZRN21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷开关－熔断器组合电器型户内交流高压真空负荷开关－熔断器组合电器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器三相电压互感器三相电压互感器              单相电压互感器单相电压互感器母线母线·其它：其它： 高压开关柜高压开关柜 电容器电容器——功率补偿；功率补偿； 避雷器避雷器——防雷击；防雷击； 继电保护装置继电保护装置——各种变压器、线路保护；各种变压器、线路保护； 计量量仪表表——电度、度、电压、、电流、流、频率、功率因数。

率、功率因数 GG-1A（（F）型固定式高压开关设备）型固定式高压开关设备XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备箱型固定式交流金属封闭开关设备KYN28A-12(Z)B型铠装移开式交流金属开关设备型铠装移开式交流金属开关设备高压电容器与电容器柜高压电容器与电容器柜4.1工业企业变电站工业企业变电站高压避雷器高压避雷器4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线 组成：组成：电力变压器电力变压器、、高压断路器高压断路器、、隔离开关隔离开关、、母线母线、、电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器及及连接导线连接导线 目的：目的：接受和分配电能接受和分配电能 基本要求：基本要求： （（1 1）根据）根据负荷等荷等级要求保要求保证供供电的可靠性的可靠性 （（2 2）力求简单、运行灵活、操作安全方便，避）力求简单、运行灵活、操作安全方便，避免运行人员误操作。

免运行人员误操作 （（3 3）应使投资最省，运行费用最少应使投资最省，运行费用最少 （（4 4）具有）具有发展的可能性展的可能性4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.3.1  总降压变电站主结线总降压变电站主结线（（1）线路）线路—变压器组单元结线变压器组单元结线      适用于：适用于：供电电源只有一回线路，供电电源只有一回线路，                      变电站装设一台变压器，变电站装设一台变压器，                      三级负荷的变电站三级负荷的变电站      主结线图：主结线图：4.1工业企业变电站工业企业变电站 电源侧：电源侧：由双侧隔离开关的线路由双侧隔离开关的线路 、断路器、断路器QF1QF1送电 变压器高压侧：变压器高压侧： ① ① 只只装装一一组组隔隔离离开开关关，，具具有有切切断断变变压压器器空空载载电电流流的能力；的能力； 条条件件：：供供电电线线路路较较短短，，电电源源侧侧继继电电器器保保护护装装置置反反应应变变压压器器内内部部及及其其低低压压侧侧的的短短路路故故障障，，且且灵灵敏敏度度亦亦满满足要求。

足要求 图图4 4－－1 1 线路线路—变压器单元主结线变压器单元主结线 变压器变压器低压侧低压侧变压器变压器高压侧高压侧①①QSQS— 隔离开关隔离开关电源侧电源侧QF1QF1—断路器断路器QSQSQSQSQFQFQSQSQSQSFUFU②②③③QF2QF24.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线② ② 装一组高压熔断器，切断短路电流装一组高压熔断器，切断短路电流 条件：系统短路电流小条件：系统短路电流小③ ③ 装设高压断路器、隔离开关装设高压断路器、隔离开关 条件：高压熔断器不能满足切开短路电流的要求，同条件：高压熔断器不能满足切开短路电流的要求，同 时考虑运行操作上的方便时考虑运行操作上的方便 变压器低压侧：变压器低压侧： 通过断路器接至单母线，向各配出负荷供电通过断路器接至单母线，向各配出负荷供电 优点：结线简单，使用设备少优点：结线简单，使用设备少 缺点：当发生短路或任一高压设备检修时全部负荷缺点：当发生短路或任一高压设备检修时全部负荷 停电。

停电4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线变电站停送电规程：变电站停送电规程：停电过程：停电过程：先停低压侧断路器、隔离器开关先停低压侧断路器、隔离器开关 再停高压再停高压 侧断路器、隔离开关侧断路器、隔离开关送电过程：送电过程：先送高压侧隔离开关，断路器，再送低压侧先送高压侧隔离开关，断路器，再送低压侧 隔离开关，断路器隔离开关，断路器2 2）桥式结线）桥式结线 适用：企业总降压变电站适用：企业总降压变电站两回两回电源线路供电，装设电源线路供电，装设两台两台变压器 由于可保证对一、二级负荷的可靠供电，所以被由于可保证对一、二级负荷的可靠供电，所以被广泛采用广泛采用 ① ① 内桥式主结线内桥式主结线 如如图4-24-2所示所示 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 内内桥式式主主结线实际是是利利用用桥接接断断路路器器QF5QF5将将两两个个线线路路—变变压压器器组组单单元元结结线线连连接起来。

接起来 所谓内桥式主结线，即所谓内桥式主结线，即桥接桥接 断断路路器器QF5QF5位位于于线路路断断路路器器，，QF1QF1和和QF2QF2的的内内侧侧，，并并靠靠近近变压器 优优点点：：提提高高了了线线路路运运行行的的灵灵活活性性，，增增强强了了变变电电站站供供电电的可靠性的可靠性 图图4 4－－2 2 内桥式主结线内桥式主结线电源进线电源进线QS1QS1QF1QF1QS3QS3QS5QS5QF3QF3QS7QS7QS11QS11QS12QS12QF6QF6QS2QS2QF2QF2QS4QS4QS6QS6QF4QF4QS8QS8QS9QS9QS10QS10QF5QF5T1T1T2T2Ⅰ电源进线电源进线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 例：线路例：线路 ，检修或故障时，断开，检修或故障时，断开QF1QF1，变压器，变压器T T由线由线 路路 经断路器经断路器QF2QF2和桥接断路器和桥接断路器QF5QF5继续供电。

继续供电缺点：缺点：检修线路断路器检修线路断路器QF1QF1或或QF2QF2时系统只能有一路电源时系统只能有一路电源 进线供电不满足一级负荷的供电要求进线供电不满足一级负荷的供电要求内桥主线结线方式适用于：内桥主线结线方式适用于：①①进线线路较长进线线路较长，因而故障与检修机会较多，，因而故障与检修机会较多，②②变电站负荷比较平稳，因而其变电站负荷比较平稳，因而其变压器不经常切换变压器不经常切换的的总降压变电站总降压变电站 （（因为企业总降压变电所正常运行时是一台变压器工作，且使因为企业总降压变电所正常运行时是一台变压器工作，且使用一个电源进线如果负荷变化，需要投入另一台变压器时，只能用一个电源进线如果负荷变化，需要投入另一台变压器时，只能通过通过QF5QF5，而变压器的保护是，而变压器的保护是由由QF1QF1和和QF2QF2完成的，完成的，QF5QF5并不能可靠保并不能可靠保护））4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线②②外桥式主结线外桥式主结线                                                            桥接断路器桥接断路器QF5跨接跨接                                                            路断器路断器QF1和和QF2                                                            的外侧。

的外侧                                                            适用场合：适用场合：                                                              ①①进线线路较短，故进线线路较短，故                                                                 障与检修机会较少障与检修机会较少                                                                 的总降压变电站的总降压变电站                                                            ②②变电站的负荷变化变电站的负荷变化                                                                较大，变压器需经较大，变压器需经                                                               常切换的总降压变电常切换的总降压变电                                                                站。

站 QS1QS1QF1QF1QF3QF3QS5QS5QF2QF2QF4QF4QS6QS6QF5QF5T1T1T2T2QS3QS3QS7QS7QS8QS8QS2QS2电源进线电源进线QS4QS4图图4 4－－3 3 外桥式主结线外桥式主结线电源进线电源进线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 （由于（由于QF5在在QF1、、 QF2的外侧，因此，两台变压器都投入时，的外侧，因此，两台变压器都投入时，QF1，，QF2会分别保护相应的变压器）会分别保护相应的变压器） ③③ 当供电系统采用环网供电，变电站的高压侧有穿越功当供电系统采用环网供电，变电站的高压侧有穿越功率时      所谓穿越功率，即所谓穿越功率，即                  或或      由于穿越功率不通过线路断电器由于穿越功率不通过线路断电器QF1，，QF2，直接由桥，直接由桥接断电器接断电器QF5转送，这对减少线路断路器的故障以及对转送，这对减少线路断路器的故障以及对继电保护装置的整定极为有利继电保护装置的整定极为有利3）单母线分段主结线）单母线分段主结线        见图见图4－－4单母线分段主结线单母线分段主结线供供4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 单母线分段主结线单母线分段主结线基本基本                                                          同外桥式主结线。

由于同外桥式主结线由于                                                          企业总降压变电站的高企业总降压变电站的高                                                          压进线还负责将进线二压进线还负责将进线二                                                          电源转送到其它负荷中电源转送到其它负荷中                                                          ，所以，所以在二个进线电源在二个进线电源                                                          侧增加两段母线侧增加两段母线                                                          原来的桥接断路器，现原来的桥接断路器，现                                                          负责二段母线的连接，负责二段母线的连接，                                                          所以标为所以标为QF1——分段分段                                                          断路器。

断路器    图图4－－4 单母线分段主结线单母线分段主结线        QF1QF1电源进线电源进线电源进线电源进线转送负荷转送负荷转送负荷转送负荷QF2QF2T1T1T2T2一段母线一段母线二段母线二段母线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 适用于：适用于：具有一、二级负荷，且进出线数量较多的总具有一、二级负荷，且进出线数量较多的总降压变电站降压变电站     变电站的低压侧也为单母线分段结线方式，分段断路变电站的低压侧也为单母线分段结线方式，分段断路器器QF2可合上，使两台变压器并列运行，也可断开使两可合上，使两台变压器并列运行，也可断开使两台变压器分别运行台变压器分别运行     缺点：缺点：当其中任一段当其中任一段母线母线需要检修或发生故障时，则需要检修或发生故障时，则接于该段母线的全部进出线均将停止运行接于该段母线的全部进出线均将停止运行 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 （（4）双母线主结线）双母线主结线                                                                     参见书中图参见书中图4－－4（（P70））                                                                     特特点点：：各各级级电电压压的的母母线线  均均由由Ⅰ、、Ⅱ两两组组母母线线组组成成，，两两组组母母线线间间用用母母线线联联络络断断电电器器连连接接，，正正常常运运行行一一组组母母线线工工作作，，另另一一组组母母线线备备用用，，母母线线联联络络断断路路器器QF1断开。

断开                   图图4－－5双母线主结线双母线主结线      电源进线电源进线L2电源进线电源进线L1T1T1T2T2ⅠⅠⅡ4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线QF1QF1优优点点：：克克服服上上述述几几种种主主结结线线由由于于母母线线故故障障或或检检修修而而长长期期影响供电的缺点影响供电的缺点缺点：缺点：设备较多，初投资增加，结线复杂设备较多，初投资增加，结线复杂4.1.3.2 4.1.3.2 车间变电站主结线车间变电站主结线 车车间间变变电电站站的的主主结结线线由由车车间间的的负负荷荷性性质质及及生生产产工工艺艺要要求决定 一般采用：一般采用：线路一变压器组线路一变压器组、、单母线单母线或或单母线分单母线分段方式 (1)(1)线线路路一一变变压压器器组组——只只对对三三级级负负荷荷供供电电，，且且用用电量较小的车间（同总降压变）电量较小的车间（同总降压变） (2)(2)单单母母线线——6 6～～10KV10KV高高压压负负荷荷的的出出线线较较多多时时，， 如如负负荷荷中中有有一一、、二二级级负负荷荷，，则则应应有有与与其其它它电电源源相相联联络络的的线路作为备用电源。

线路作为备用电源4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 T T—transformertransformer TV－voltage transformer TA—current transformer F—arrester FV—valve arrester FP—pipe arrester 图4－6 车间变电站单母线主结线 （（仪仪用用互互感感器器））M电源进线电源进线380V380V高高压压电电机机阀阀型型避避雷雷针针M 10KVFUFUF FTATA1TV1TVT1T14.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 （（3）单母线分段）单母线分段—   车间负荷中一、二级负荷比重较大，要求供电可靠高；车间负荷中一、二级负荷比重较大，要求供电可靠高；两回电源进线分别接于两段母线；两回电源进线分别接于两段母线；    正常运行时母线分段断路器正常运行时母线分段断路器QF1断开。

当一段母线失断开当一段母线失去电源时自动投入分段断路器去电源时自动投入分段断路器                                                   图图4－－7采用分段单母线的车间变电站主结线采用分段单母线的车间变电站主结线FUFU低压低压T1T1T1T1FUFU进进线线进进线线低压低压TV1TV1TV2TV2QF1QF14.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则（（1））车间车间变压器台数选择原则变压器台数选择原则   ①①一般生产车间，尽量装设一台一般生产车间，尽量装设一台   ②②车间的一、二级负荷比重较大车间的一、二级负荷比重较大 ：：            • 应装设两台变压器；应装设两台变压器；             • 装设一台变压器装设一台变压器 +相邻车间联络线；相邻车间联络线；   ③③车间的负荷昼夜变化较大时，装设两台变压器车间的负荷昼夜变化较大时，装设两台变压器  ④④特殊场所可选用多台小容量变压器（井下变电站）特殊场所可选用多台小容量变压器（井下变电站） 4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则（（2））企业企业总降压变电站变压器台数选择原则总降压变电站变压器台数选择原则  ①①企业绝大部分属于三级负荷：企业绝大部分属于三级负荷：           装设一台变压器装设一台变压器+从邻近企业取的低压备用电源。

从邻近企业取的低压备用电源  ②②企业一、二级负荷占较大：企业一、二级负荷占较大：           装设两台变压器，互为备用装设两台变压器，互为备用 4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择③③特殊情况下，可装设两台以上变压器特殊情况下，可装设两台以上变压器 注注：：当当变变电电站站仅仅装装设设一一台台变变压压器器时时，，其其容容量量应应考考虑虑5~20%的富裕，以备发展的需要的富裕，以备发展的需要3）两台变压器互为备用的方式）两台变压器互为备用的方式     在在供供电电设设计计时时，，选选择择变变压压器器的的台台数数和和容容量量，，实实质质上上就就是是确定其合理的备用容量的问题确定其合理的备用容量的问题    两台变压器，有以下两种备用方式：两台变压器，有以下两种备用方式：   ①①明备用明备用          运行方式：一台工作，另一台备用运行方式：一台工作，另一台备用 容量选择：每台均按承担容量选择：每台均按承担100%100%负荷来选择负荷来选择 4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择 ②②暗备用暗备用 运行方式：正常时两台变压器同时投入，每台变压器运行方式：正常时两台变压器同时投入，每台变压器 承担承担50%50%的计算负荷的计算负荷。

容量选择：容量选择：每台均按计算负荷的每台均按计算负荷的70~80%来选择，来选择，                         这样，变压器在正常运行时，负载率这样，变压器在正常运行时，负载率 ：：  4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择例题：例题：如某企业计算负荷总容量为如某企业计算负荷总容量为15000kVA，由两台变压器供，由两台变压器供电如以暗备用方式使用，则每台变压器承担的负荷容电如以暗备用方式使用，则每台变压器承担的负荷容量为量为                    ；如以明备用方式使用，则每台变压器；如以明备用方式使用，则每台变压器承担的负荷容量为承担的负荷容量为                     4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择       变变压压器器的的额额定定容容量量——是是指指在在规规定定的的环环境境温温度度下下，，变变压器在正常使用期限内能持续输出的容量（压器在正常使用期限内能持续输出的容量（KV.A））      电力变压器使用期限电力变压器使用期限=使用寿命使用寿命25年年                                     （环境温度：最大：（环境温度：最大：40℃                                                             最高日平均：最高日平均：30℃））            当当然然变变压压器器的的使使用用寿寿命命取取决决于于其其绝绝缘缘的的老老化化速速度度，，也也就就是是与与周周围围环环境境温温度度的的变变化化以以及及它它的的负负荷荷大大小小紧紧密密相关。

相关4.2.2变压器容量选择变压器容量选择4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择以前的方法以前的方法—着眼于如何充分利用变压器的过负荷能力着眼于如何充分利用变压器的过负荷能力                         方面（节省投资，但电能损耗增大）方面（节省投资，但电能损耗增大）                         基本原则同上基本原则同上——     明备用明备用  100％％                                                              暗备用暗备用  50% 目前的文献目前的文献—在某些情况下，把变压器的容量适当选大在某些情况下，把变压器的容量适当选大                         些，从而达到经济运行的目的些，从而达到经济运行的目的                        具体要通过方案比较来确定具体要通过方案比较来确定4.2.2变压器容量选择变压器容量选择        本节所讲述的内容涉及到一设计好的变电站，采用本节所讲述的内容涉及到一设计好的变电站，采用何种方式运行，实际是给运行人员一操作指示。

何种方式运行，实际是给运行人员一操作指示      当当变变电电站站装装设设两两台台或或两两台台以以上上变变压压器器时时，，就就提提出出一一个个选选择择性性问问题题，，即即变变电电站站负负荷荷的的变变化化在在什什么么范范围围投投切切变变压压器，使变压器运行在经济运方式器，使变压器运行在经济运方式       所所谓谓变变压压器器的的经经济济运运行行方方式式——指指变变压压器器在在功功率率损损耗耗最最小小情情况况下下的的运运行行方方式式，，此此时时电电能能损损耗耗最最小小，，运运行行费费用用最低4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行⑴⑴我们来分析一下变压器的功率损耗与其负荷的关系曲我们来分析一下变压器的功率损耗与其负荷的关系曲线有关变压器的功率损耗，我们已在第二章的第三节线有关变压器的功率损耗，我们已在第二章的第三节做做了了详详细细的的分分析析不不过过为为分分析析问问题题的的方方便便，，我我们们将将无无功功损耗归算为等效的有功损耗：损耗归算为等效的有功损耗：变压器的空载损耗：变压器的空载损耗： 变压器的短路损耗：变压器的短路损耗：             —无功功率经济当量，取无功功率经济当量，取0.06～～0.1KW/Kvar             意义：单位无功损耗，相对应的有功损耗增加。

意义：单位无功损耗，相对应的有功损耗增加4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行∴∴ 变压器的功率损耗为：变压器的功率损耗为：可看出可看出        与负荷与负荷S的平方成正比，成抛物线的平方成正比，成抛物线      （（2））二台变压器二台变压器的经济运行点的经济运行点   设两台变压器设两台变压器1T，，2T，其单独运行功率损耗曲线，其单独运行功率损耗曲线如图如图4－－8的的1、、2曲线       两两条条曲曲线线相相加加，，即即得得两两变变压压器器并并列列运运行行时时的的功功率率损损耗耗曲线曲线34.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行 图4－82T2T单独运行单独运行1T1T单独运行单独运行两台并列运行两台并列运行S S（投入运行的容量（投入运行的容量KVAKVA））3214.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行从曲线看出：从曲线看出：  S

单独运行，功率损耗最小，运行最经济S1

台变压器时刻的总有功损耗相等                           （（根根据据上上述述结结论论2，，即即经经济济运运行行点点处处，，两两种种运运行行方方式都为最经济运行）式都为最经济运行）         有有: 4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行 解得：解得：         当当S>      时，应再投入一台同样容量的变压器并列运行时，应再投入一台同样容量的变压器并列运行    • 退出一台变压器运行的条件退出一台变压器运行的条件根据上面的推证根据上面的推证时，退出一台变压器运行，即由时，退出一台变压器运行，即由n－－1台变压器并列运行台变压器并列运行                4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行[例例] 某车间为三班制生产，但负荷变化悬殊，故车间变某车间为三班制生产，但负荷变化悬殊，故车间变       压器装设压器装设两台两台SL7-1000/10型变压器型变压器,如按照变压器经如按照变压器经       济运行原则，问车间负荷为多大时，应该投入两台变济运行原则，问车间负荷为多大时，应该投入两台变      压器并列运行。

压器并列运行      解解:  查附表查附表1，已知，已知SL7-1000/10型变压器的技术数据为：型变压器的技术数据为：          故求得：故求得：                       ∵∵ 是两台容量相等的变压器是两台容量相等的变压器               且取无功功率经济当量且取无功功率经济当量    4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行计算得计算得即当车间负荷增至即当车间负荷增至612KV•A时，两台变压器并列运行时，两台变压器并列运行4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式4.3.1 工业企业工业企业供电网络供电网络的组成和特点的组成和特点 • 工业企业工业企业供电系统供电系统的组成的组成：：     外部送电线路（外部送电线路（1），企业总降压变电站（），企业总降压变电站（2），），     企业内部高低压网路（企业内部高低压网路（3，，5），车间变电站（），车间变电站（4））.    • 工业企业工业企业供电网路供电网路主要包括：主要包括：外部供电线路外部供电线路     35～～110KV     高压进线高压进线高压配电网路高压配电网路  6～～10KV 向车间变电所或高压设备供电向车间变电所或高压设备供电4 43 35 52 21 14.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 低压配电网路低压配电网路      220/380V        向车间低压设备供电向车间低压设备供电• 工业企业供电网路构成：工业企业供电网路构成：    按按结构结构分为：分为：     架空线路，电缆线路架空线路，电缆线路    按按布置布置形式分为：形式分为： 开式电网，闭式电网开式电网，闭式电网                                                          （应用较多）（应用较多）     按按结线结线方式分为：方式分为： 放射式，树干式或环式放射式，树干式或环式• 特点：企业供电网络与电力系统相比：特点：企业供电网络与电力系统相比：              供电范围小，配电距离短，输送容量小。

供电范围小，配电距离短，输送容量小              就实质来说相似，故两者计算方法也相似就实质来说相似，故两者计算方法也相似4.3.1 工业企业工业企业供电网络供电网络的组成和特点的组成和特点 4.3.2  对工业企业电力网路的基本要求对工业企业电力网路的基本要求 设计工业企业电力网时，应注意下面几个基本要求设计工业企业电力网时，应注意下面几个基本要求: 1 1．供电可靠性．供电可靠性 ------说说明明一一个个供供电电系系统统不不间间断断供供电电的的可可靠靠程程度度 ，，应应与与负荷等级负荷等级相适应，不应盲目地强调供电可靠性相适应，不应盲目地强调供电可靠性 在在设设计计网网路路的的结结构构方方式式时时，，除除保保安安负负荷荷外外，，不不应应考考虑两个电源回路同时检修或发生事故虑两个电源回路同时检修或发生事故4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式  4.3.2  对工业企业电力网路的基本要求对工业企业电力网路的基本要求 2 2．操作简单方便，运行安全灵活．操作简单方便，运行安全灵活 便于倒闸操作、检查、和修理；便于倒闸操作、检查、和修理； 应应尽尽量量简简化化结结线线，，减减少少供供电电层层次次。

对对于于同同一一电电压压等等级级的高压网路，供电层次一般不超过两极的高压网路，供电层次一般不超过两极（下图超（下图超2 2级）级）3 3．运行经济．运行经济 高压线路应尽可能深入负荷中心高压线路应尽可能深入负荷中心4 4．其它．其它 • 应保证便于将来发展应保证便于将来发展 • 考虑正常生产、检修和事故时的负荷分配考虑正常生产、检修和事故时的负荷分配 • 环境允许，尽可能采用架空线环境允许，尽可能采用架空线4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 总降变总降变6 6～～10KV10KV车间变车间变380V380V35KV35KV110KV110KV4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式 结线方式原则上有三种：放射式；树干式；环式结线方式原则上有三种：放射式；树干式；环式 下面以高压配电线路为例，简要介绍其特点下面以高压配电线路为例，简要介绍其特点: :1. 1. 放射式线路放射式线路有有三三种种：：单单回回路路放放射射式式；；双双回回路路放放射射式式；；有有公公共共备备用用干干线的放射式线的放射式 ① ①  单回路放射式线路：单回路放射式线路： 企企业业总总降降压压变变电电站站（（或或中中央央配配电电站站））6 6～～10KV10KV母母线线上上引引出出的的每每一一条条回回路路直直接接向向一一个个车车间间变变电电站站（（或或用用电电中中心心））配配电电，，沿沿线线不不接接其其它它负负荷荷；；各各车车间间变变电电站站之之间间也也无无联系。

联系4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式 图图4 4－－9 69 6～～10KV10KV单回路放射式线路单回路放射式线路优点：线路敷设简单，维护简便优点：线路敷设简单，维护简便 保护装置简化，便于实现自动化保护装置简化，便于实现自动化 缺点：缺点：•总降压变电站配出线较多总降压变电站配出线较多 •采用架空线，出线困难采用架空线，出线困难 •线路或开关设备故障，线路上的全部负荷停电，线路或开关设备故障，线路上的全部负荷停电， 供电可靠性差供电可靠性差总降变总降变6 6～～10KV10KV车间变车间变不接其它负荷不接其它负荷4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式② ② 双回路放射式配电双回路放射式配电 针对上述的缺点针对上述的缺点3 3，，再加一条回路为车间变供电再加一条回路为车间变供电 优点：任一条线路发生优点：任一条线路发生 故障或检修时，故障或检修时， 另一线路继续供另一线路继续供 电，可靠性高。

电，可靠性高 缺缺点：点： •总降压变电站总降压变电站 （（a a）） 二、三二、三级负荷供荷供电 配出线较多配出线较多 •采用架空线，采用架空线， 出线困难出线困难b b）） 一一级负荷供荷供电 6 6～～10KV10KVQSQS220/380V220/380V6 6～～10KV10KVQFQF220/380V220/380V自动切换自动切换4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式③ ③ 公共备用干线的放射式线路公共备用干线的放射式线路 在在单单回回路路放放射射式式基基础础上上，，为为每每个个车车间间连连接接一一个个公公共共的备用干线。

的备用干线 优点：与方式优点：与方式②②比较出比较出 口线减少口线减少 6 6～～10KV10KV备用备用干线干线220/380V220/380V4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式2 2．树干式线路．树干式线路 二种方式二种方式: :直接联线树干式，串联型树干式直接联线树干式，串联型树干式 ①①直直接接联联线线树树干干式式——由由总总降降压压变变电电站站引引出出的的每每路路高高压压配配电电干干线线，，沿沿车车间间厂厂房房敷敷设设，，从从干干线线上上直直接接接接出出分分支支线引入车间变电站线引入车间变电站。

优点：高压柜少，出线简单，优点：高压柜少，出线简单， 干线数目少，节省投资干线数目少，节省投资 缺点：断路器缺点：断路器QFQF或线路上任何或线路上任何 地方发生故障或检修，地方发生故障或检修， 全停电 因此要求因此要求: :分支数目限制分支数目限制 在在5 5个以内，每台变压器个以内，每台变压器 容量小于容量小于315KV.A315KV.A。

6 6～～10KV10KVQFQF车间车间1 1车间车间2 2车间车间3 34.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式② ② 串联树干式线路串联树干式线路 干干线线进进入入每每个个车车间间变变电电站站，，联联于于母母线线N N上上，，然然后后再再引出，干线的进出侧均安装隔离开关引出，干线的进出侧均安装隔离开关 优点：可以缩小停电范围优点：可以缩小停电范围 例：例：3 3号车间变电站号车间变电站附近线路附近线路上（上（N N点）点）发生故障，干生故障，干线始端始端断路器断路器QFQF跳跳闸找到故障点故障点N N后，拉开隔离后，拉开隔离器器QS4QS4，就可，就可继续供供电 母线母线NQFQFQS3QS3QS4QS41 12 23 34.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3  工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式3 3．环式线路：．环式线路： 是是串串联联型型树树干干线线路路的的改改进进：：把把两两路路串串联联型型树树干干线线路路联联络络起起来就构成了环式线路来就构成了环式线路。

优点：运点：运行行灵活灵活 干线上的任何地方发生故障干线上的任何地方发生故障时，， 找到故障段，拉开找到故障段，拉开两侧隔离开，两侧隔离开， 把故障段切除后其它车间可迅速把故障段切除后其它车间可迅速 供供电 运行方式：运行方式： 开环开环—一般采用的方式一般采用的方式 （开环点（开环点选择在什么地方最合理在什么地方最合理 , ,要通要通过计算分析算分析计算确算确定定) ) 闭环—继电保保护整定整定较复复杂。

QF1QF1QS3QS3QS4QS41 12 2QF2QF2QS5QS5QS6QS63 34 44.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.4   供电网路导线和电缆选择的原则供电网路导线和电缆选择的原则 导导线线和和电电缆缆选选择择是是工工业业企企业业供供电电网网路路设设计计中中的的一一个个重重要要组组成成部部分分，，因因为为它它们们是是供供电电网网路路的的主主要要元元件件，，电电能能必必须依靠它们来输送分配须依靠它们来输送分配 导线和电缆的选择内容包括导线和电缆的选择内容包括两方面两方面：： ⑴⑴确定其结构、型号、使用环境和敷设方式确定其结构、型号、使用环境和敷设方式 ⑵⑵选择导线和电缆的截面（本节讨论的问题）选择导线和电缆的截面（本节讨论的问题） 选选择择导导线线和和电电缆缆截截面面时时，，必必须须考考虑虑的的几几个个因因素素——也也是我们的是我们的选择原则选择原则 （（1 1））发热问题：：电流流通通过导线或或电缆时引引起起发热，，从从而而使使其其温温度度升升高高，，当当通通过的的电流流超超过其其允允许电流流时，，将将使使绝缘线和和电缆的的绝缘加加速速老老化化，，严重重时将将烧毁毁导线或或电缆。

引出：引出：按按导线或或电缆的允的允许载流量来流量来选择其截面其截面 4.4   供电网路导线和电缆选择的原则供电网路导线和电缆选择的原则（（2 2）电压损失问题：）电压损失问题： 导导线线（（电电缆缆））截截面面大大小小其其电电阻阻、、电电抗抗不不同同，，电电流流通通过过导导线线时路的电阻和电抗产生电压损失时路的电阻和电抗产生电压损失 电电 压压 不不 足足 —引引 起起 电电 动动 机机 的的 转转 距距 大大 大大 降降 低低 （（ 交交 流流 机机 转转 距距 正正 比电压平方）比电压平方） 电压过高电压过高—引起电动机的起动电流增加引起电动机的起动电流增加引出：引出：•根据线路的允许电压损失根据线路的允许电压损失选择选择导线和电缆的截面导线和电缆的截面 •根据已知截面根据已知截面校验校验线路的电压损失是否超出允许范围线路的电压损失是否超出允许范围3 3）架空线路的机械强度）架空线路的机械强度 架架空空线路路经受受风、、雪雪、、覆覆冰冰和和温温度度变化化的的影影响响，，因因此此必必须有足有足够的机械的机械强强度。

度引出：引出：按照机械按照机械强强度条件度条件选择 2008年年1月月10日日 开始南方开始南方18省大雪省大雪电电网网被被冻冻，，无无法法重重新新开开闸闸，，因因为为高高压压线线路路被被冰冰凌凌冻冻住住后后通通电电即即刻刻短短路路、、导导致致火火车车停停运运（（停停运运的的都都是是电电力力机机车车）），，运运输输瘫瘫痪痪，，使使得得煤煤炭炭运运输输无无法法到到达达发发电电企企业业煤煤库库，，无无法法发发电电，，也也使使数以亿计的民工无法返家过年数以亿计的民工无法返家过年 4.4   供电网路导线和电缆选择的原则供电网路导线和电缆选择的原则（（4 4）经济条件）经济条件 导导线线和和电电缆缆截截面面的的大大小小，，直直接接影影响响网网络络的的初初投投资资及及其电能损耗的大小其电能损耗的大小 截面小截面小—电能损耗增大，投资小电能损耗增大，投资小 截面大截面大—电能损耗减小，投资大电能损耗减小，投资大引出：引出：按经济电流密度来选择导线和电缆的截面按经济电流密度来选择导线和电缆的截面 综综上上所所述述，，根根据据导导线线和和电电缆缆的的实实际际运运行行情情况况提提出出4 4种种选选择方案，下面几节分别介绍这些方案的具体内容。

择方案，下面几节分别介绍这些方案的具体内容4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1 4.5.1 按允许按允许载载流量选择导线和电缆的截面流量选择导线和电缆的截面供电回路的基本构成：供电回路的基本构成：这里有如下各量：这里有如下各量： 导线允许载流量；导线允许载流量； 熔断器的熔体额定电流；熔断器的熔体额定电流； 自自动动开开关关的的脱脱扣扣器器的的整整定定电电流流；； 电电机机的的额额定定电流和启动电流电流和启动电流下面首先介绍这些量值在选择导线截面的关系：下面首先介绍这些量值在选择导线截面的关系： 电电机机MQFFU导线或电缆导线或电缆4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1 4.5.1 按允许按允许载载流量选择导线和电缆的截面流量选择导线和电缆的截面 1.1.导线的导线的允许电流（允许持续电流）允许电流（允许持续电流） —指指导导线线长长期期所所能能经经受受的的电电流流，，在在此此电电流流的的作作用用下下，，导线最大温升不超过允许温升导线最大温升不超过允许温升 。

可以证明可以证明允允许电流与流与发热有关：有关： 电流电流      导体导体      功率损耗（电阻）功率损耗（电阻）    热能热能                                     •被导体本身吸收，导体温度升高被导体本身吸收，导体温度升高                                      •散入空气中散入空气中通过通过产生产生变为变为4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面根据热平衡式，得：根据热平衡式，得：        —最大允许持续电流（最大允许持续电流（长期工作制长期工作制））   d —导线的直径导线的直径    γ—导线的电导系数导线的电导系数        —周围环境温度（一般选周围环境温度（一般选25℃））       —导线最高允许温升导线最高允许温升  K K—散散热热系系数数，，与与导导线线（（或或电电缆缆））的的截截面面及及散散热热场场所所，，敷敷设方式等因素有关设方式等因素有关由此看出导线的截面与允许电流由此看出导线的截面与允许电流        的关系。

截面的关系截面  ，，       ））4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 值多多根根据据试验测试实实际际设设计计查查手手册册，，或或产产品品指指标标获获得得但要根据导线的实际使用情况进行但要根据导线的实际使用情况进行修正修正1 1）） 不是不是25℃25℃时时(∵(∵计算或试验取计算或试验取 ) )：： —查附表附表1515 （（2 2））重复短重复短时负荷荷—即一个工作即一个工作周周期期≤≤10min,10min, 且工作且工作时间情况情况1 1：：对截面截面>6mm>6mm2 2铜线：： 对截面对截面>10mm>10mm2 2铝线：铝线： —用电设备暂载率用电设备暂载率（（表表明明：：同同截截面面的的导导线线电电缆缆用用于于此此种种负负荷荷情情况况下下，，允允许许的的持持续续电电流流可可提提高）。

高）4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 情况情况2 2：：对截面截面＜＜ 6mm6mm2 2铜线：： 对截面＜对截面＜10mm10mm2 2铝线：铝线： 因因其其发发热热时时间间常常数数较较小小，，温温升升较较快快，，故故其其允允许许电电流流按长期工作制计算按长期工作制计算4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 2.2.熔断器的选择熔断器的选择 ⑴ ⑴熔断器的组成及工作原理熔断器的组成及工作原理 1 1）熔断器由两部分组成：）熔断器由两部分组成： 熔管熔管—固定熔体，熔体断开时灭弧固定熔体，熔体断开时灭弧 熔丝熔丝—线路短路保护，过负荷保护（照明）线路短路保护，过负荷保护（照明）4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 2）工作原理：工作原理：                                                           通过熔体的电流超过其通过熔体的电流超过其                                                           熔体值的倍数愈大，其熔体值的倍数愈大，其                                                            熔断时间愈短，反之，熔断时间愈短，反之，                                                            熔断时间愈长。

熔断时间愈长                                                           利用熔丝熔断来切断电利用熔丝熔断来切断电                                                           路，实现保护路，实现保护       熔断器的熔断器的安－秒特性安－秒特性    ⑵⑵熔断器熔体的选择熔断器熔体的选择         必须满足下列两个条件：必须满足下列两个条件：    ①①熔体路或电动机熔体路或电动机正常工作时不应熔断正常工作时不应熔断，即，即 4 4505020208 8100100121220201616熔断电流熔断电流(A)(A)熔断时间熔断时间(S)(S)INF4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 —正常运行时流经熔体的工作电流正常运行时流经熔体的工作电流 •单台电机支线：单台电机支线： •干线：干线：②②熔体在电动机熔体在电动机启动时不应熔断启动时不应熔断 a a）） 对于对于单台电动机单台电动机支线，应满足：支线，应满足： —电动机电动机启动电流启动电流 αα—躲开开电动机启机启动电流的流的计算系数算系数（（查表表4 4－－3 3））。

（（2 2～～ 3.53.5）） αα与熔体材料与熔体材料、、熔体熔体电流流、、电机机轻重重载启启动方式有关方式有关 4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面例例4-14-1：轻载启动电机，：轻载启动电机，α=2.5α=2.5 则熔体在电动机启动期间就不会熔断，则熔体在电动机启动期间就不会熔断，因因为熔熔体体必必须历时时8S8S才才能能熔熔断断，，而而此此时时电电机机已已启启动动完完毕毕重重载启启动1515～～20S20S）） b b））对于对于配电干线配电干线熔体在熔体在尖峰电流尖峰电流的作用下不应熔断的作用下不应熔断 (PK-peak)(PK-peak) 所有电动机的计算电流所有电动机的计算电流(A)(A) 启动电流值最大的一台电动机的启动电流值最大的一台电动机的额定电流额定电流（（A A）） 启启动电流流值最大的一台最大的一台电动机的启机的启动电流倍数流倍数最后最后选择熔体额定电流，按选择熔体额定电流，按①①、、②②两计算结果最大者选择两计算结果最大者选择. .4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面3 3、按发热条件选择导线和电缆的截面、按发热条件选择导线和电缆的截面分分4 4步：步：（（1 1）计算线路计算负荷）计算线路计算负荷（（2 2））选择熔断器或自动开关的额定电流：选择熔断器或自动开关的额定电流： （（3 3））导导线线和和电电缆缆在在正正常常运运行行时时，，必必须须保保证证它它不不致致因因温温度度过过高高而烧毁。

而烧毁 即根据即根据 查表选择一个查表选择一个导线截面导线截面S S，使其满足：，使其满足： （发热条件）（发热条件） 4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 电电机机MQFFU导线或电缆导线或电缆4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面（（4 4））考考虑虑与与熔熔断断器器或或自自动动开开关关等等保保护护装装置置之之间间的的配配合合问问题题（（由由于于熔熔断断器器的的选选择择考考虑虑电电机机等等大大型型设设备备启启动动，，使使其其选选择择过过大大，，当当线线路路过过载载或或短短路路，，不不能能及及时时断断路路，，有有可可能能使使导导线线烧烧损损为为避避免免此此种种情情况况出出现现，，导导线线截截面面选选择择大大一一些些，，即即提提高高导导线线的的允允许许电电流流，，使使线线路路故故障障时时，，在在熔熔断断器保护起作用之前，不致导线烧损）器保护起作用之前，不致导线烧损）                                                 计算系数计算系数   查表查表4－－4（（P85））           按按（（3））、、（（4））两两条条件件选选择择，，取取两两者者较较大大者者为为所所选选的导线截面。

的导线截面4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面[ [例例4 4－－2]2]某某车车间间的的部部分分供供电电系系统统如如下下图图所所示示各各用用电电设设备备组组及及干干线线上上的的负负荷荷如如下下表表所所示示试试选选择择支支线线和和干干线线的的导线截面导线截面支线支线5.5KW5.5KW干线干线7.5KW7.5KW7.5KW7.5KW5.5KW5.5KW4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 7.5KW7.5KW7.5KW7.5KWFUFU4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面用电设备组的电动机用电设备组的电动机                    干干      线线4 4台台7.5KW7.5KW电动机电动机 （启（启动电流倍数）流倍数）2 2台台5.5KW5.5KW电动机电动机 4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 导线截面＝额定电流导线截面＝额定电流/ /电流密度电流密度电机额定电流电机额定电流≈≈额定功率额定功率×2 ×2 启动电流启动电流≈≈额定电流额定电流××（（6 6～～7 7））））4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面导线的第一项选择已确定：导线的第一项选择已确定： 型号：所有线路采用型号：所有线路采用BLVBLV铝芯塑料绝缘线铝芯塑料绝缘线 敷设方式：干线明设，电动机支线穿管敷设敷设方式：干线明设，电动机支线穿管敷设 使用环境：车间内空气温度使用环境：车间内空气温度25℃25℃。

另：所有熔断器均选另：所有熔断器均选RTORTO型号，型号， 查表查表4 4－－3 3 支线：支线： ＝＝2.5, 2.5, 干线：干线： ＝＝3.5 3.5 4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面解：解： 1 1．支线截面及熔体的额定电流的选择．支线截面及熔体的额定电流的选择1 1））5.5KW5.5KW电动机支线电动机支线1 1）熔体的额定电流的选择）熔体的额定电流的选择 ① ① 按大于电机正常工作电流选择按大于电机正常工作电流选择 ② ② 按躲过电机启动电流选择按躲过电机启动电流选择 ∴ ∴选用用 ( (按产品标准值选择按产品标准值选择) )（（2 2）支线的导线截面选择）支线的导线截面选择 ① ① 按按发热选择 4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面查资料选查资料选 ② ② 按与熔体额定电流相配合选择按与熔体额定电流相配合选择 （表（表4 4－－4 4中规定）中规定）故满足要求。

结果：故满足要求结果：2 2））7.5KW7.5KW电动机支线电动机支线（（1 1）） 熔体的额定电流：熔体的额定电流： ① ① ② ② ∴ ∴ 选择选择 （（2 2）支线的导线截面选择）支线的导线截面选择4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面①① 根据根据                               ，， 选选                      ，，              其其②② 根据根据     故满足要求故满足要求    结果结果  2．干线截面及熔体的选择．干线截面及熔体的选择     B段干线的计算电流段干线的计算电流 （（1）熔体电流的选择）熔体电流的选择①① ②②  4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1  按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 本例中可选本例中可选 但但按按照照干干线线熔熔断断器器与与支支线线熔熔断断器器在在支支线线短短路路时时有有选选择择性性保保护护，，即即支支线线短短路路应应先先断断支支线线，，而而不不应应断断干干线线，，所所有有它们的它们的额定电流都大于二级以上的规定额定电流都大于二级以上的规定，最终选择，最终选择 （（5.5KW5.5KW电机）电机） （（7.5KW7.5KW电机）电机） （（2 2）干线导线截面选择）干线导线截面选择 ① ① 根据根据 查资料，料，选择S=10mmS=10mm2 2的的导线，其，其 ② ② （（规定定值））（（如如果果按按I INF NF =100A=100A选选择择则则说说明明 或或S S选选择择的的不不合合适适，，应应选大的。

选大的结果：结果：4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.2  按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积     从从前前面面所所讲讲述述的的方方法法看看出出，，选选择择的的导导线线截截面面越越大大,R和和X越越小小，，允允许许电电流流越越大大，，导导线线发发热热可可能能性性越越小小,电电能能损损耗耗越越小小，，并并且且电电压压损损耗耗越越小小，，实实际际上上我我们们所所做做的的选选择择是是下下限    但但是是，，导导线线截截面面也也不不能能无无限限大大，，因因为为电电能能损损耗耗费费用用低低的的同同时时，，增增加加了了线线路路的的投投资资及及维维护护、、检检修修费费用用，，因因此此导导线线的的选选择择也也有有一一个个上上限限，，这这就就是是我我们们本本节节所所讲讲的的经经济济截截面我们把两者的关系用曲线表示如下：我们把两者的关系用曲线表示如下：4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.2  按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积年运行费率年运行费率 曲线曲线1 1—线路的投资线路的投资（或称为年（或称为年 折旧率，即国家为积累更折旧率，即国家为积累更 新设备的资金新设备的资金而每年提而每年提取取 的折旧的折旧费）及）及年年维护和检和检 修费修费。

随截面的增加而增加随截面的增加而增加 曲曲线2 2—线路的路的年年电能能损耗耗费用用, , 随截面随截面的增加而减少的增加而减少；；曲线曲线3 3—曲线曲线1 1和曲线和曲线2 2的合成，即的合成，即年运行费用年运行费用 从曲从曲线3 3看出，有一个看出，有一个较低点，低点，满足足电能能损耗低，且耗低，且投投资维护和和检修修费费也也较低，低，这一点所一点所对应的截面，称的截面，称为经济截面截面 3 32 21 1S S导线截面导线截面4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.2  按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积 观观察察曲曲线线3 3发发现现 处处比比较较平平坦坦，，即即截截面面比比 稍稍大大或或稍小时，年运行费用变化不大，为减少投资，选用比稍小时，年运行费用变化不大，为减少投资，选用比 小一些最好，所以小一些最好，所以 才是才是最经济合理的截面。

最经济合理的截面 要要想想确确定定 需需要要知知道道很很多多准准确确数数据据，，例例如如电能能成成本本、、折折旧旧率率、、维护检修修费率率、、导导线线价价格格等等因因此此这这项项工工作作一一般由国家有关部门统一来做般由国家有关部门统一来做 在工程计算上，我们要考虑这样两个问题在工程计算上，我们要考虑这样两个问题1 1．．企企业业性性质质、、规规模模不不同同，，其其负负荷荷情情况况不不同同，，因因此此，，不不可可能能对对应应每每一一种种负负荷荷给给出出一一个个经经济济截截面面，，但但是是，，我我们们可可给给出出经济电流密度：经济电流密度： ------单位面积（单位面积（ ）上的经济电流（）上的经济电流（A A））4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.2  按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积这样，根据我，根据我们的的线路最大路最大计算算负荷荷 ，利用公式：，利用公式：                                                          — 经济截面经济截面                  —计算负荷计算负荷                  — 经济电流密度经济电流密度2．．同同样样最最大大负负荷荷       下下一一年年中中通通过过的的最最大大负负荷荷的的时时间间不不同，其电能损耗费用也不同同，其电能损耗费用也不同。

    即即随随着着最最大大负负荷荷利利用用小小时时      的的增增加加，，曲曲线线2向向上上移移，，因因此此曲曲线线3也也向向上上移移则则      值值也也增增大大，，    也也减减小小，，也也就就是是说说对对于于      大大的的负负荷荷要要选选择择再再大大一一点点的的导导线线截截面面，，以以减减小电能损耗费用小电能损耗费用    4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.2  按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积    根根据据上上述述两两种种因因素素，，得得出出按按经经济济电电流流密密度度选选择择导导线线和和电电缆的截面的方法：缆的截面的方法： ①① 已已知知线线路路最最大大负负荷荷电电流流（（即即计计算算电电流流）），，及及用用户户的的种种类类和性质②② 根据用户种类和性质查表根据用户种类和性质查表4－－6或有关资料，得到或有关资料，得到     ③③ 根据根据       ，及导线材料查表，及导线材料查表4－－5，得到相应的，得到相应的 ④④ 利用公式利用公式                        计算导线的截面。

计算导线的截面4.5  按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.6 4.6 按允许电压损失选择导线和电缆的截面按允许电压损失选择导线和电缆的截面 在在讲讲述述按按允允许许电电压压损损失失选选择择导导线线截截面面之之前前，，必必须须先先知知道道有关电压损失的一些基本概念和定义有关电压损失的一些基本概念和定义 4.6.14.6.1 电压降落、电压损失和电压偏移电压降落、电压损失和电压偏移概念概念 1.1.电压降落电压降落 指电网两端电压，指电网两端电压， 即始端即始端电压 和终端电压和终端电压 的的向量差向量差 2.2.电压损失电压损失 指线路两端电压的指线路两端电压的代数差代数差（由于（由于dcdc很小）很小） I I始端始端终端终端图图4 4－－1515电压降落与电压损失的示意图电压降落与电压损失的示意图4.6.14.6.1 电压降落、电压损失和电压偏移电压降落、电压损失和电压偏移概念概念如以百分数表示则：如以百分数表示则：3 3．电压偏移．电压偏移 指指网网路路中中任任一一点点（（一一般般指指终终点点））的的实实际际电电压压与与电电网网额额定电压的代数差定电压的代数差，以百分数表示为：，以百分数表示为： U U—所标注点的实际电压代数值。

所标注点的实际电压代数值 三者的关系：三者的关系： • 电压降落和电压损失描述线路两端的电压变化情况电压降落和电压损失描述线路两端的电压变化情况 • 电压损失近似取电压降落的纵向分量（延电压损失近似取电压降落的纵向分量（延 方向）方向） • 电压偏移描述网络某点用电设备实际电压与额定电压电压偏移描述网络某点用电设备实际电压与额定电压 的差别 • 网路中电压损失愈大，用电设备端的电压偏移也愈大网路中电压损失愈大，用电设备端的电压偏移也愈大 4.6 4.6 按允许电压损失选择导线和电缆的截面按允许电压损失选择导线和电缆的截面 4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的电力网中电压损失的计算计算分两种情况讨论分两种情况讨论 1 1．终端接一．终端接一集中负荷集中负荷的三相线路（的三相线路（放射式线路放射式线路）） 条件：由于三相交流条件：由于三相交流线路中，各相路中，各相负荷平衡荷平衡时，各相，各相导线中中的的电流流值均均相相等等，，电流流与与电压间的的相相位位差差亦亦相相同同，，故故：：计算算其其一一相相的的电压损失失，，再再按按一一般般方方法法换算算成成线电压损失。

损失图图4 4－－16 16 集中负荷的三相线路集中负荷的三相线路始端始端终端终端4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算 • 电流电流I I滞后滞后 角角 滞后滞后 角角 电压电压 和和 相差相差 • 从图中看出从图中看出 电压降落：降落： 电压损失：失： 相电压矢量图（感性负载）相电压矢量图（感性负载）电压损失电压损失4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算 ACAC的的计算算较复复杂，而，而DCDC很短，所以很短，所以认为 即：每相的即：每相的电压损失失为：：将电压降落向量分解为：将电压降落向量分解为： 电阻上的压降电阻上的压降RIRI和电感上的压降和电感上的压降XIXI由图中可看出：由图中可看出：∴ ∴ 每相每相电压损失失为：：换算成算成线电压损失失为：：如果如果负荷以三相功率形式表达，荷以三相功率形式表达，则由于由于 4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算在在实际计算算中中，，常常采采用用线路路的的额定定电压 来来代代替替 ，，（（误差极小）差极小），，故：故：P,QP,Q—负荷的三相有功和无功（负荷的三相有功和无功（KWKW，，KvarKvar））R,XR,X—线路的电阻和电抗（线路的电阻和电抗（ ）） —线电压损失（线电压损失（V V）） —线路的路的额定定电压（（KVKV）） 4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算 2 2．负荷的树干式线路．负荷的树干式线路计算方法：计算方法： • 按按集中负荷集中负荷电压损失计算公式计算电压损失计算公式计算各段干线线各段干线线 路路的电压损失。

的电压损失 • 总的电压损失为各段干线电压损失之和总的电压损失为各段干线电压损失之和 各支线负荷各支线负荷支线支线干线干线4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算 2 2．负荷的树干式线路．负荷的树干式线路 (1)(1)确定各段确定各段干线的负荷干线的负荷 假设各段上的功率损耗略去不计假设各段上的功率损耗略去不计第一段干线：第一段干线： 第二段干线：第二段干线： 第三段干线：第三段干线： 4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算(2) (2) 各段干线上的电压损失各段干线上的电压损失(3)(3)总的电压损失：（设有总的电压损失：（设有n n段干线）段干线）（负荷以干线表示）（负荷以干线表示）(4) (4) 总的电压损失的总的电压损失的其它表示方法其它表示方法：： 4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算①①    各段负荷以各段负荷以支线的负荷支线的负荷表示，以本例为例：表示，以本例为例： —从从电源源到到各各支支线负荷荷间的的干干线电阻阻和和电抗抗，，如如下下图所示所示 4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算 计算电压损失用的负荷距图计算电压损失用的负荷距图4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算    ②②按按电压损失百分数电压损失百分数表示表示   4.6.2 4.6.2 电力网中电压损失的计算电力网中电压损失的计算③③以以线路长度线路长度和和单位长度电阻、电抗单位长度电阻、电抗表示表示 ∵ ∵ 工业企业电力电网中，线路总长不长，工业企业电力电网中，线路总长不长， ∴ ∴ 各段的截面和结构都一样各段的截面和结构都一样 即：即： —每公里每公里线路路电阻和阻和电抗抗 —如如负荷距荷距图所示所示所以有：所以有：上二式与力学上的力矩公式相似，故通常称为上二式与力学上的力矩公式相似，故通常称为负荷距法负荷距法（（注：在计算电压损失时应用普遍，应熟练地掌握注：在计算电压损失时应用普遍，应熟练地掌握）） 此公式也用于集中负荷的三相线路，此时此公式也用于集中负荷的三相线路，此时n=1n=1 4.6 4.6 按允许电压损失选择导线和电缆的截面按允许电压损失选择导线和电缆的截面首先，我们将电压损失计算公式分成两项：首先，我们将电压损失计算公式分成两项： —由有功负荷及电阻引起的电压损失由有功负荷及电阻引起的电压损失 —由无功负荷及电抗引起的电压损失由无功负荷及电抗引起的电压损失问题求解的思路：问题求解的思路：电压损失与导线截面电压损失与导线截面的关系的关系 4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面 —导线的电阻率导线的电阻率 —导线的电导系数导线的电导系数 铜线铜线 铝线 S S —导线的截面积导线的截面积 —电源的频率电源的频率 —导线的半径导线的半径 —导线的相对导磁系数导线的相对导磁系数 —三相三相导线间的几何均距的几何均距 可看出，它可看出，它们都与都与导线的截面有关，且有：的截面有关，且有：4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面将将 代入上式得代入上式得 —与总的负荷力矩有关与总的负荷力矩有关 —与导线材料有关与导线材料有关 —与电网电压有关与电网电压有关所以所谓所以所谓按允许电压损失选择线路的导线截面，就是令按允许电压损失选择线路的导线截面，就是令 允许电压损失百分数允许电压损失百分数通通过求解求解这个方程，求解出个方程，求解出S S 。

但是，但是，观察察 的的计算公式，会算公式，会发现计算起来非常复算起来非常复杂，， 4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面所以我们分成两种情况，采用不同的处理方法所以我们分成两种情况，采用不同的处理方法 1 1．不计．不计 时时 在满足下列任一条件时，在满足下列任一条件时， , ,故可略去故可略去 （（1 1）） ，，导线截面小于截面小于 ，，导线截面小于截面小于 （（2 2）照明）照明线路，因其无功路，因其无功负荷荷为零零 （（3 3）截面在）截面在 以下的三芯电缆（以下的三芯电缆（因因 小，小，X X小）小） 的线路∵∵功率因数高（负荷有关）功率因数高（负荷有关）∴∴无功损耗小，故可略无功损耗小，故可略 4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面这种情况：这种情况：令令 即即 或或所以所以如如果果已已知知 及及负负荷荷距距，，便便可可求求得得导导线线截截面面2 2．计及．计及 时时 上上述述所所例例情情况况外外，，都都应应计计及及 。

显显然然这这种种情情况况计计算比较复杂算比较复杂 工程计算采用工程计算采用逐步试求法逐步试求法：： 4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面 （（1 1）） 对于对于6 6～～10KV10KV高压架空线路，一般高压架空线路，一般 电缆线路，一般路，一般先根据这些范围，选取一个先根据这些范围，选取一个 的平均值，这样可的平均值，这样可根据公式：根据公式： 求出求出值 （（2 2）求）求 ∵∵要求要求 （允（允许电压损失）失） （（3 3）由公式：）由公式： 求求导数的截面数的截面S S，并据此，并据此选出一出一标准截面。

准截面 4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面 （（4 4））根根据据所所选选的的截截面面S S及及几几何何均均距距，，从从有有关关资资料料查查得得对对应的应的 值，比较结果：值，比较结果： • 与与 相差不多，或相差不多，或 • 所求得的所求得的电压损失不超失不超过允允许值相反，按上述步骤重新计算，至到满足要求相反，按上述步骤重新计算，至到满足要求 认为满足要求认为满足要求结束计算结束计算4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面例例题3 3－－3.3.从从地地面面变电站站架架设一一条条10KV10KV架架空空线路路向向两两个个井井口供口供电导线采用：采用：铝绞线，三角形布置，，三角形布置，线间距距1 1 要求：允要求：允许电压损失失为5 5％％ 试求：其求：其导线的截面的截面积 解：解： ① ① 初初设 则 地面变地面变电站电站2号井口号井口1号井口号井口2km1km500+j2001000+j800KWKvarKWKvar4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面② ② 故故 ③ ③ 计算算导线的截面：的截面： ∵ ∵是铝线是铝线④ ④ 选标准截面准截面 4.6.3 4.6.3 按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面从从设计手册中手册中查得得 显然：显然：• 值值 与原假设值相差不大，故可用；与原假设值相差不大，故可用； ＝＝4.02 < 54.02 < 5∴ ∴ 所选截面满足电压损失的要求所选截面满足电压损失的要求4.6.4 4.6.4 环网的电压损失计算环网的电压损失计算（两端供电的电网）（两端供电的电网）（略）（略） 4.6 4.6 按允许电压损失选择导线和电缆的截面按允许电压损失选择导线和电缆的截面4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析1 1。

按照发热条件选择按照发热条件选择 条件：条件： （长期允许电流应大（长期允许电流应大 于或等于最大计算电流）于或等于最大计算电流） ( (与熔断器的熔体额定电流配合与熔断器的熔体额定电流配合) ) 的确定：的确定： ① ① ( (正常工作正常工作) ) ② ( ② (单台单台) ) ( (干线干线) ) 的确定：的确定：① ① (A) ((A) (单台单台) ) ② (A) ( ② (A) (干干线) ) 根根据据  Ica  查查有有关关资资料料得得截截面面S,此此方方法法主主要要求电流求电流Ica(启动时启动时)4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析2.2.按照允许电压损失条件选择按照允许电压损失条件选择方法：方法： （忽略电抗）（忽略电抗） （逐步试求法）（逐步试求法）电压损失计算：电压损失计算： 铜铜 铝铝 架空线架空线 电缆电缆 4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析3 3．按照经济电流密度条件选择．按照经济电流密度条件选择4 4．按照机械强度条件选择．按照机械强度条件选择 对对架架空空线线，，所所选选导导线线的的截截面面不不小小于于某某一一最最小小截截面面，，以以保证导线具有足够的保证导线具有足够的机械机械强度。

强度 表表4 4－－1 1 导线最小截面导线最小截面 值值架空线路电压级架空线路电压级钢钢芯铝线芯铝线（（mm2））铝及铝合金（铝及铝合金（ mm2 ））铜（铜（ mm2 ））35KV2535—6～10KV2535（居民区）（居民区）25（非居民）（非居民）161KV以下16164.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析下面讨论如何下面讨论如何运用这四种方法选择导线和电缆截面运用这四种方法选择导线和电缆截面 1 1．．对于一般工业企业对于一般工业企业 ① ①  外部电源线路（线路较长，电压高）外部电源线路（线路较长，电压高） •按允许按允许电压损失电压损失的条件的条件选择；选择； •按按发热发热和和机械强度机械强度条件条件校验；校验； •经济电流密度经济电流密度条件只作条件只作参考参考数据；数据； ② ②  对于企业内部对于企业内部6 6～～10KV10KV线路（线路不长，电压高）线路（线路不长，电压高） •按按发热条件发热条件选择选择（即允许载流量）；（即允许载流量）； •按按允许电压损失允许电压损失和和机械强度机械强度条件条件校验；校验； •经济电流密度经济电流密度条件只作条件只作参考参考数据；数据； ③ ③ 对于对于380V380V低电压线路（线路不长，电压低，电流较大）低电压线路（线路不长，电压低，电流较大） •按按发热条件发热条件选择；选择； •按按允许电压损失允许电压损失条件条件校验；校验；4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析 2 2．．大型工业企业的外部电源线路大型工业企业的外部电源线路（负荷较大，线路长）（负荷较大，线路长） •按按经济电流密度经济电流密度来来选择选择导线截面。

导线截面例例[3-5] [3-5] 某企业由地区变电站供电，其相关参数如图某企业由地区变电站供电，其相关参数如图 要求：导线采用要求：导线采用LJLJ型铝绞线，额定电压型铝绞线，额定电压10KV10KV 允许电压损失百分数允许电压损失百分数△△U U％＝％＝5 5 环境空气温度为环境空气温度为+35℃+35℃ 企业年最大负荷小时企业年最大负荷小时 试：选择导线的截面试：选择导线的截面 图4 4－－30 30 某企某企业外部外部电源源线路路 C CA AB B1m1m1m1m1m1m三相线几何间距三相线几何间距地区变电站地区变电站3km3km企业企业KW KvarKW Kvar4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析解：导线截面选择原则：解：导线截面选择原则： •按允许电压损失按允许电压损失选择选择导线；导线； •按其它条件按其它条件校验校验。

（由于是求一般性企业的外部电源线路的截面）（由于是求一般性企业的外部电源线路的截面） 1 1．求计算所需的计算负荷量．求计算所需的计算负荷量 已知已知: P: P3030=2800KW=2800KW，， Q Q3030=1200Kvar =1200Kvar 4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析 2 2．按允许电压损失条件选择导线截面．按允许电压损失条件选择导线截面由于此由于此线路不属于不路不属于不计的条件，所以：的条件，所以： 设：：由于是由于是铝绞线，所以，所以 （（铜是是 ））或或 4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析 根根据据标标准准导导线线尺尺寸寸及及考考虑虑适适当当的的富富裕裕，，选选牌牌号号LJ-95LJ-95，即，即因为是假设的因为是假设的 , ,需校验查本书附表查本书附表8 8，得，得LJ-95LJ-95导线的导线的 ，，线间几何间距线间几何间距1m1m时的时的 ，， 与与 相差不大，故可采用。

相差不大，故可采用其电压损失：其电压损失：所以所所以所选择截面截面满足允足允许电压损失的技失的技术要求 4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析 3 3．按其它条件校验．按其它条件校验①①．按允许电流校验（发热条件）．按允许电流校验（发热条件）查附表查附表1414得得LJ-95LJ-95为＋为＋25℃25℃时，时， 而我们的环境温度＋而我们的环境温度＋35℃35℃时，需修正查附表时，需修正查附表1515得得＋＋35℃35℃时温度校时温度校正正系数系数 ，， 所以实际允许电流为：所以实际允许电流为：∴ ∴ 满足足发热条件条件 4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析 3 3．按其它条件校验．按其它条件校验②②．参考经济电流密度所选的导线截面．参考经济电流密度所选的导线截面根据根据 ，，查表表4 4－－5 5，取，取此此截截面面远远较较 为为大大（（也也就就是是说说所所选选导导线线没没超超上上限限）），，只只当作一参考数据，不为最后选定的数据。

当作一参考数据，不为最后选定的数据 4.6.5 4.6.5 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析 ③③．按机械强度的要求校验．按机械强度的要求校验查上表查上表4 4－－1 1可知，此线路最小允许截面可知，此线路最小允许截面其值远较其值远较 为小故最后选定故最后选定LJ-95LJ-95的裸铝绞线的裸铝绞线4.7 4.7 高高压电气气设备选择与校与校验 一般原则：一般原则：“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”各种高各种高压电气气设备应进行的行的选择及校及校验的的项目目见表表4 4－－7 74.7.1 4.7.1 按正常运行条件按正常运行条件选择高高压电气气设备 1 1．按工作电压选择电气设备．按工作电压选择电气设备要要求求：：所所选选择择电电器器的的额额定定电电压压不不小小于于电电器器装装设设地地点点的的电电网工作电压，即：网工作电压，即： （（e e—equipmentequipment，，N-nominalN-nominal）） —电器的额定电压（电器的额定电压（KVKV））—铭牌或说明书的线电压。

铭牌或说明书的线电压 —电网额定电压（电网额定电压（KVKV））4.7.1 4.7.1 按正常运行条件按正常运行条件选择高高压电气气设备 2 2．按工作电流选择电气设备．按工作电流选择电气设备 电电气气设设备备的的额额定定电电流流——指指在在规规定定的的环环境境下下，，电电器器能能允允许长期通过的电流（我国规定，环境温度为许长期通过的电流（我国规定，环境温度为40℃40℃）） 要求：要求： —电器的额定电流（电器的额定电流（A A））. . —通过电器的最大工作电流（通过电器的最大工作电流（A A））. . 如果环境温度如果环境温度>40℃,>40℃,电器允许通过的电流修正为：电器允许通过的电流修正为： —电电器器某某部部分分最最高高允允许许温温度度（（如如断断路路器器的的触触头头规规定定75℃75℃）） 如如果果环环境境温温度度<40℃<40℃，，则则每每低低于于1℃1℃，，允允许许工工作作电电流流比比额定值增大额定值增大0.5%0.5%，但总共增大的值不超过，但总共增大的值不超过20%20%。

4.7 4.7 高高压电气气设备选择与校与校验 4.7.2 4.7.2 在短路情况下的在短路情况下的热稳定性校定性校验 前前面面指指出出，，热热稳稳定定性性就就是是校校验验该该设设备备的的截截流流导导体体在在短短路电流作用下路电流作用下，不应超过最高允许温度不应超过最高允许温度 1 1．．高压电器高压电器的热稳定性校验的热稳定性校验 判断公式：判断公式： 或或 （（h-hoth-hot）） 如果上式成立，如果上式成立，则认为电器是器是热稳定的• ,t ,t是是电器出厂器出厂时，制造厂，制造厂给出的出的电器器设备系数：系数： —是是在在指指定定时时间间t t秒秒内内（（1s,4s,5s1s,4s,5s或或10s10s））, ,不不使使电电器器任任何何部部分分加加热热到到超超过过所所规规定定的的最最高高允允许许温温度度 的的热热稳定电流稳定电流（简单说：在（简单说：在t t秒内的热稳定电流）秒内的热稳定电流） —电器器设备所安装系所安装系统的短路的短路电流流稳态值及假想及假想时间。

4.7.2 4.7.2 在短路情况下的在短路情况下的热稳定性校定性校验 无限源无限源 有限源，有限源，查表表t=4s t=4s 的的 值 根据根据 及及 , ,查曲曲线图3 3－－1515得得特特例例：：对对于于电电流流互互感感器器等等一一些些高高压压电电器器，，制制造造厂厂给给此此的的参数是热稳定系数：参数是热稳定系数： —在在t t时时间间内内，，热热稳稳定定电电流流与与互互感感器器额额定定一一次电流之比次电流之比则判断公式：判断公式： 或或 4.7.2 4.7.2 在短路情况下的在短路情况下的热稳定性校定性校验2 2．．母线及电缆母线及电缆的热稳定性校验的热稳定性校验 判断公式：判断公式：( (实选母线及电缆的截面积实选母线及电缆的截面积) ) —保证母线或电缆热稳定的最小截面积。

保证母线或电缆热稳定的最小截面积 如果上式成立，则所选的截面积保证热稳定性如果上式成立，则所选的截面积保证热稳定性 的求取：的求取： （热平衡方程）（热平衡方程）∵∵设设 —最高允许温度时计算值最高允许温度时计算值又又 4.7.2 4.7.2 在短路情况下的在短路情况下的热稳定性校定性校验 —计算系数计算系数 C C的确定方法：的确定方法： •查表查表3 3－－6 6 •通过计算通过计算 ，也可由图，也可由图3 3－－1717的曲线求得的曲线求得 ，具体方法略具体方法略4.7 4.7 高高压电气气设备选择与校与校验4.7.3 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验在短路情况下的力稳定性校验原则：原则： —制造厂经过性能试验制造厂经过性能试验规定电器允许规定电器允许通过的最通过的最 大电流的有效值及幅值。

在此电流的作用下大电流的有效值及幅值在此电流的作用下 电器不变形，不被破坏电器不变形，不被破坏 —三相短路计算的冲击电流有效值及峰值三相短路计算的冲击电流有效值及峰值具体判断具体判断 （（1 1）开关设备）开关设备（断路器、负荷开关、隔离开关）（断路器、负荷开关、隔离开关）4.7.3 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验在短路情况下的力稳定性校验 （（2 2）电流互感器）电流互感器的力稳定计算的力稳定计算 电流互感器在短路电流作用下，共有两种电动力：电流互感器在短路电流作用下，共有两种电动力： ① ①内作用力：内作用力：●同一线圈同一线圈（如一次或二次线圈）（如一次或二次线圈）的匝间作用力；的匝间作用力； ●不同线圈间不同线圈间（如原、副线圈）（如原、副线圈）的作用力；的作用力； ●原线圈首尾出线端的相互作用力原线圈首尾出线端的相互作用力 ② ② 外作用力：异相电流间所产生的作用力，即各种互外作用力：异相电流间所产生的作用力，即各种互 感器间的作用力，与安装有关。

感器间的作用力，与安装有关 ∵ ∵ 制造厂制造厂给出出动稳定倍数定倍数 —不致遭到破坏的最大电流瞬时值不致遭到破坏的最大电流瞬时值 —互感器一次额定电流幅值互感器一次额定电流幅值4.7.3 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验在短路情况下的力稳定性校验∴ ∴ 互感器内部互感器内部电动力力稳定性判断公式定性判断公式为：： 或或 （（3 3）母线）母线的力稳定计算的力稳定计算 如如果果电电动动力力超超过过允允许许值值，，会会使使母母线线发发生生弯弯曲曲形形变变，，甚至破坏甚至破坏稳定条件：稳定条件： —母线材料母线材料允许应力允许应力：铜：铜 铝铝 钢 —计算算得出的机械得出的机械应力力 4.7.3 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验在短路情况下的力稳定性校验 —母母线通通过冲冲击电流流时所受的所受的最大弯曲最大弯曲 力矩力矩（材料力学公式）（材料力学公式） —长度度为一个跨距的一段母一个跨距的一段母线所受的所受的 电动力力 —母母线的跨距（的跨距（m m）） —母母线的形状系数的形状系数（（查 ，，图3 3－－1818）） ----母母线的的相间距离相间距离 W W—母母线抗弯距抗弯距（（ ），与母），与母线放置有关放置有关。

瓷瓶瓷瓶4.7.3 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验在短路情况下的力稳定性校验 （立放）（立放） （平放）（平放）如果如果 则采用下列措施减小则采用下列措施减小 ：：①①改变母线放置方式改变母线放置方式（立放（立放 平放）缺点：散热不好缺点：散热不好② ② 增大相间距离增大相间距离 ，， 缺点：配电装置尺寸增大缺点：配电装置尺寸增大③ ③ 减小跨距减小跨距 ，， 效果最好效果最好④ ④ 增大母线截面（增大母线截面（b b，，h h增加）缺点：金属耗量增加增加）缺点：金属耗量增加 4.7 4.7 高高压电气气设备选择与校与校验4.7.4 4.7.4 高高压开关开关设备的断路能力校的断路能力校验 高高压压开开关关设设备备的的选选择择除除上上述述热热、、力力稳稳定定性性校校验验外外，，还还应应校校验其在短路状态下切断故障电流的能力验其在短路状态下切断故障电流的能力—即断路能力。

即断路能力对于断路器及断路开关要求：于断路器及断路开关要求： 或或 —开关的开关的额定切断定切断电流流（（KAKA，即允，即允许切断切断电流），流），厂家提供厂家提供 —开关的开关的额定切断容量定切断容量（（MVAMVA，即允，即允许切断的短路容量），切断的短路容量），厂厂 家提供家提供 —电力系统在电力系统在t t秒时的三相短路的电流（秒时的三相短路的电流（KAKA），短路），短路 功率（功率（MVAMVA） （开关设备断开的时间）（开关设备断开的时间）4.7.4 4.7.4 高高压开关开关设备的断路能力校的断路能力校验 保护整定时间保护整定时间 固定分闸时间固定分闸时间（（查附表附表4 4－－6 6））如无确定数据，如无确定数据， 取取0.05s0.05s 注注：：如如果果切切断断时时间间t t小小于于0.1s0.1s的的断断路路器器，，在在计计算算时时间间内内还还应考虑电流非周期分量的存在，即：应考虑电流非周期分量的存在，即： —系数，系数， 当当t=0.05st=0.05s，， ；； 当当t=0.1st=0.1s，， —短路电流周期分量有效值。

短路电流周期分量有效值第四章小第四章小结1.1.变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备电力变压器；高压断路器；隔离开关；负荷开关；母线；电力变压器；高压断路器；隔离开关；负荷开关；母线；电流互感器及电压互感器；电容器；避雷器；电流互感器及电压互感器；电容器；避雷器；继电保护继电保护装置；装置；计量量仪表问题：： （（1 1））高压断路器、隔离开关动作顺序高压断路器、隔离开关动作顺序      （（2）变电站停送电顺序）变电站停送电顺序第四章小第四章小结2.2.总降压变电站的主结线总降压变电站的主结线 （（1 1）组成：）组成：电力变压器电力变压器、、高压断路器高压断路器、、隔离开关隔离开关、、母母线线、、电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器及及连接导线连接导线 （（2 2）种类、特点、适应负荷范围）种类、特点、适应负荷范围 （（3 3）结线：）结线：①①线路线路—变压器组单元结线（画图）变压器组单元结线（画图）②②桥式结线桥式结线 内桥式主结线（内桥式主结线（画画图）图）                    外桥式主结线（画图）外桥式主结线（画图）③③单母线分段主结线单母线分段主结线④④双母线主结线双母线主结线第四章小第四章小结3.3.车间变电站主结线车间变电站主结线（种类、特点、适应负荷范围）（种类、特点、适应负荷范围）①①线路一变压器组线路一变压器组------三级三级②②单母线单母线 ------出线多出线多③③单母线分段方式单母线分段方式------一、二级负荷一、二级负荷4.4.变压器容量选择变压器容量选择（（1）两台变压器互为备用的方式）两台变压器互为备用的方式         明备用明备用         暗备用暗备用（（2）变压器的经济运行）变压器的经济运行       二台变压器二台变压器的经济运行点的经济运行点2T2T单单独独运行运行1T1T单单独独运行运行两两台台并并列列运行运行S S（（投投入入运运行行的的容量容量KVAKVA））321第四章小第四章小结5.5.工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式（种类、优点、适用范围）（种类、优点、适用范围）（（1 1）单回路放射式；）单回路放射式；（（2 2）双回路放射式；）双回路放射式；（（3 3）有公共备用干线的放射式）有公共备用干线的放射式6.供电网路导线和电缆选择的原则供电网路导线和电缆选择的原则（（1 1）按）按导线或或电缆的的允允许载流量流量来来选择其截面其截面（（2 2））•根据线路的根据线路的允许电压损失允许电压损失选择导线和电缆的截面选择导线和电缆的截面 •根据已知截面校验线路的电压损失是否超出允许根据已知截面校验线路的电压损失是否超出允许 范围。

范围3 3）按照）按照机械机械强强度度条件条件选择（（4 4）按）按经济电流密度经济电流密度来选择导线和电缆的截面来选择导线和电缆的截面第四章小第四章小结7.7.具体应用具体应用（（1））对于一般工业企业对于一般工业企业 ① ①  外部电源线路（线路较长，电压高）外部电源线路（线路较长，电压高） •按允许按允许电压损失电压损失的条件的条件选择；选择； •按按发热发热和和机械强度机械强度条件条件校验；校验； •经济电流密度经济电流密度条件只作条件只作参考参考数据；数据； ② ②  对于企业内部对于企业内部6 6～～10KV10KV线路（线路不长，电压高）线路（线路不长，电压高） •按按发热条件发热条件选择选择（即允许载流量）；（即允许载流量）； •按按允许电压损失允许电压损失和和机械强度机械强度条件条件校验；校验； •经济电流密度经济电流密度条件只作条件只作参考参考数据；数据； ③ ③ 对于对于380V380V低电压线路（线路不长，电压低，电流较大）低电压线路（线路不长，电压低，电流较大） •按按发热条件发热条件选择；选择； •按按允许电压损失允许电压损失条件条件校验；校验；第四章小第四章小结（（2 2））大型工业企业的外部电源线路大型工业企业的外部电源线路（负荷较大，线路长）（负荷较大，线路长） •按按经济电流密度经济电流密度来来选择选择导线截面。

导线截面8.8.按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面（（1））最大允许持续电流最大允许持续电流 实实际际设设计计查查手手册册，，或或产产品品指指标标获获得得但但要要根根据据导导线线的的实际使用情况进行实际使用情况进行修正修正第四章小第四章小结(2(2））熔断器熔体额定电流的选择熔断器熔体额定电流的选择①①正常工作时不应熔断正常工作时不应熔断②②熔体在电动机熔体在电动机启动时不应熔断启动时不应熔断 a)a)对对于于单台电动机单台电动机支线支线 b)b)对于对于配电干线配电干线(3(3））按发热条件选择导线和电缆的截面按发热条件选择导线和电缆的截面4 4步：步：第四章小第四章小结（（1 1）计算线路计算负荷）计算线路计算负荷（（2 2））选择熔断器或自动开关的额定电流：选择熔断器或自动开关的额定电流： （（3 3））导导线线和和电电缆缆在在正正常常运运行行时时，，必必须须保保证证它它不不致致因因温温度度过高而烧毁过高而烧毁 即根据查表选择一个导线截面，使其满足：即根据查表选择一个导线截面，使其满足： （发热条件）（发热条件）（（4 4））考虑与熔断器或自动开关等保护装置之间的考虑与熔断器或自动开关等保护装置之间的配合问题配合问题第四章小第四章小结9.9.按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积10.按按允许电压损失允许电压损失选择导线和电缆的截面选择导线和电缆的截面（（1 1）概念）概念（（2 2）导线电压损失计算）导线电压损失计算（（3 3））按允按允许电压损失失选择单电源源线路的路的导线截面截面 第四章小第四章小结①①不计不计 时时②②计及计及 时，时，逐步试求法逐步试求法。

1 1）） 对于对于6 6～～10KV10KV高压架空线路，一般高压架空线路，一般 电缆线路，一般路，一般先根据这些范围，选取一个先根据这些范围，选取一个 的平均值，这样可的平均值，这样可根据公式：根据公式： 求出求出值第四章小第四章小结（（2 2）求）求 ∵∵要求要求 （允（允许电压损失）失） （（3 3）由公式：）由公式： 求求导数的截面数的截面S S，并据此，并据此选出一出一标准截面4 4））根根据据所所选选的的截截面面S S及及几几何何均均距距，，从从有有关关资资料料查查得得对对应的应的 值，比较结果：值，比较结果： • 与与 相差不多，或相差不多，或 • 所求得的所求得的电压损失不超失不超过允允许值相反，按上述步骤重新计算，至到满足要求相反，按上述步骤重新计算，至到满足要求。

第四章小第四章小结11.11.高高压电气气设备选择与校与校验 一般原则：一般原则：“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”。