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第七章输电线路案例.ppt

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资源描述

1、2019年7月29日,1,工矿企业供电,山西大同大学 张学成,2019年7月29日,2,第七章 输 电 线 路,本章知识要点 电压损失、经济电流密度和年最大负荷利用小时数等概念; 架空线路与电缆线路的结构组成及敷设方法; 各种输电导线型号及截面的选择原则和选择方法。 本章培养的能力与技能 能根据使用环境特征和架空线路、电缆的结构特征,合理地选择线路所用材料及电线、电缆的型号,并确定其敷设方式; 能根据用电负荷及电线、电缆的技术资料正确选择导线的截面。,2019年7月29日,3,第一节 架 空 线 路,输电线路的作用 输送电力,把发电厂、变电所和用户连接在一起,构成电力系统。 架空线路与电缆线路

2、相比 缺点:受自然条件影响大,占有空间大,城市中架设影响市容美观,高压线路通过居民区有较大危险; 优点:投资费用低、建设速度快、容易发现故障和易于维护检修。 工矿企业应用仍较为普遍。 * 一、架空线路的结构 二、架空线路的敷设,2019年7月29日,4,一、架空线路的结构,结构组成 一般由导线、绝缘子、金具、电杆、横担、拉线等组成。 高压架空线路还有避雷线和接地装置等。 图7-1。,2019年7月29日,5,1导线,按结构分类 绝缘导线和裸导线,单股导线和多股绞线,一般采用多股裸绞线。 多股绞线的类型 铜绞线(TJ):一般只用于腐蚀严重的地区。 铝绞线(LJ):一般用在10kV及以下线路。 钢

3、绞线(GJ):用于小功率的架空线路,或作避雷线与接地线。 钢芯铝绞线(LGJ):钢线和铝线绞合而成。截面指铝线的截面积。 配电线路常用铝绞线,送电线路采用钢芯铝绞线。,2019年7月29日,6,2电杆,按材质分类 木杆、水泥杆和铁塔。 35kV及以下线路多用水泥杆。跨度较大的地方和110kV的线路一般采用铁塔。 电杆按作用和地位分类。图7-2。 直线杆:用于线路的直线段,起支撑导线的作用。 耐张杆:用于线路直线段数根直线杆之间。 转角杆:用于线路转弯处,转角常为30、45、60、90等。 终端杆:用于线路的始端和终端。 分支杆:用于线路的分支处。 跨越杆:跨距大、电杆高、受力大。 换位杆:交换

4、三相导线位置。,2019年7月29日,7,3横担,作用 固定绝缘子,使导线保持足够的电气间距。 类型 木、铁、瓷横担。铁横担和瓷横担使用较普遍。 安装位置 直线杆装在负荷一侧;其它杆装在受力的反方向;耐张杆安装在电杆的两侧。 安装应与线路方向垂直; 多层横担应装在同一侧; 应水平安装,倾斜度不大于1。,2019年7月29日,8,4绝缘子,作用 又叫瓷瓶,用来固定导线,并使导线与横担和电杆之间绝缘。 类型 按电压:高压、低压绝缘子。 按用途和结构:针式、蝶式、悬式、瓷横担绝缘子、瓷拉紧绝缘子和防污型绝缘子等。图7-3。 用途 针式和悬式绝缘子用于直线杆; 蝶式和悬式绝缘子用于耐张、转角、分支、终

5、端杆; 防污型绝缘子用于空气特别污秽地区; 瓷拉紧绝缘子用于拉线绝缘。,2019年7月29日,9,5金具,作用 连接、固定导线、安装横担和绝缘子、紧固和调整拉线等。 类型 图7-4。 安装针式绝缘子的直脚和弯脚; 安装蝶式绝缘子的穿心螺钉; 悬式绝缘子的挂环、挂板、线夹; 将横担固定在电杆上的U型抱箍; 调节拉线松紧的花篮螺拴; 连接导线用的并沟线夹、压接管; 减轻导线振动的防振锤等。,2019年7月29日,10,6拉线,作用 平衡电杆拉力,稳固电杆,防止电杆倾倒。 组成 拉线抱箍、拉紧绝缘子、花篮螺拴、地锚(拉线底盘)和拉线等组成。 拉线按用途和结构分类,图7-5。 普通拉线。又称尽头拉线,

6、用于终端杆、分支杆、转角杆、耐张杆。平衡电杆所受拉力。 人字拉线。又叫侧面拉线或风雨拉线,用于交叉跨越加高杆或较长的耐张段中间的直线杆。抵御横线路方向的风力。 高桩拉线。又叫水平拉线,用于需要跨越道路的电杆上。 自身拉线。又叫弓形拉线,用于地形狭窄、受力不大的电杆,防止电杆受力不平衡或防止电杆弯曲。,2019年7月29日,11,二、架空线路的敷设,1敷设路径的选择 选取线路短、转角少、交叉跨越少的路径; 交通运输要方便,以利于施工和维护; 尽量避开河洼和雨水冲刷地带及有爆炸危险、化学腐蚀、工业污秽、易发生机械损伤的地区; 与建筑物保持一定的安全距离;禁止跨越易燃屋顶的建筑物;避开起重机械频繁活

7、动地区; 与工矿企业厂(场)区和生活区的规划协调,在矿区尽量避开煤田,少压煤; 妥善处理与通讯线路的平行接近问题,考虑其干扰和安全的影响。 2线路的敷设,2019年7月29日,12,1)档距与弧垂,档距 同一线路上两相邻电杆之间的水平距离。 弧垂 架空线路的最低点与两端电杆导线悬挂点的垂直距离。 档距大小 与杆高、导线型号与截面、电压等级和线路通过的地区有关。 3kV10kV线路:城区40m50m,郊区50m100m; 低压线路: 城区30m50m,郊区40m60m。 导线的弧垂不宜过大和过小。,2019年7月29日,13,2)导线的在电杆上的排列方式,三相四线制线路 一般水平排列。零线靠近电

8、杆、建筑物; 零线不应高于相线; 路灯线不应高于其它相线和零线。 高、低压线路同杆架设时 低压配电线路应架设在下方。 三相三线制线路 水平、三角、混合或垂直排列。,2019年7月29日,14,3)导线的线间距离,取决于 档距、电压等级、绝缘子的类型和电杆的杆型等。表7-1。,2019年7月29日,15,4)横担的长度与间距,铁横担 一般采用65656角钢。 长度 取决于线间距离、安装方式和导线根数等。 上下层横担之间的距离见表7-2。表7-2 10kV上下层横担之间的最小距离 mm,2019年7月29日,16,5)电杆高度,水泥电杆的长度 电杆的长度有6m、7m、8m、9m、10m、12m、1

9、5m等几种, 电杆梢径有150、170、190mm几种, 电杆的锥度为175。 电杆高度取决于 杆顶所空长度(一般为100mm300mm), 上下两横担的间距, 弧垂, 导线与地面及导线与跨越物的距离、 电杆埋地深度。 导线与跨越物的距离及电杆埋深见表7-3和表7-4。,2019年7月29日,17,第二节 电缆线路,与架空线路相比 缺点:投资大、查找故障困难、维护检修不便。 优点:不受外界影响、不占地面和空间、不影响市容观瞻、使用安全可靠;可在地下、水中、隧道中、有火灾危险、有爆炸危险和化学腐蚀的场所敷设。 使用场所 在不宜架设架空线路的地区和不准架设架空线路的场所,如房屋、人口密集地区,风景

10、区,受空间限制的工厂厂区,有爆炸、火灾、腐蚀的场所均应采用电缆线路。 矿井井下受空间限制和安全上的需要,除架线电机车外均采用电缆线路。,2019年7月29日,18,一、电缆的结构,电力电缆按绝缘材料可分为: 纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆三种。,2019年7月29日,19,1纸绝缘电缆_1,结构:图7-7。 导电线芯 铜芯、铝芯。 铝芯严禁用于采区。 绝缘 油浸纸绝缘、干绝缘和不滴流。 垂直落差:油浸纸绝缘不超过15m,干绝缘不超过100m,不滴流不限。 内护层 铅护套、铝护套。 铝护套严禁用于井下。,2019年7月29日,20,1纸绝缘电缆_2,铠装层 无铠装、钢带铠装、细钢丝铠装和

11、粗钢丝铠装。 钢带和细钢丝,敷设在倾角45以下场所。 倾角在45及以上应采用粗钢丝铠装电缆。外被层 无外被层、沥青油麻、聚氯乙烯、聚乙烯。 无外被层称裸铠装,为了防锈采用镀锌钢带。 沥青油麻,易燃且防蚀差。 塑料外被层,用于易燃和腐蚀性的场所。,2019年7月29日,21,电缆的型号,2019年7月29日,22,2橡胶绝缘电缆,按用途:电气装备用电缆、电力电缆和控制电缆。导电线芯:铜芯和铝芯;内护套:铅护套、聚氯乙烯套和橡胶套;铠装层:无铠装和钢带铠装;外被层:无外被层、麻外被层和内钢带铠装。矿用: 橡胶绝缘橡胶护套软电缆,也称橡套电缆。分为:普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。,2

12、019年7月29日,23,1)普通橡套电缆,结构 图7-8 导电芯线:铜芯。 线芯数:3、4、6、7等。 橡胶分相绝缘 防震橡胶芯 橡胶护套:为天然橡胶,易燃烧。 用于 无易燃易爆的场所。,2019年7月29日,24,2)阻燃橡套电缆,结构 与普通橡套电缆相同 护套采用氯丁橡胶。 用于 易燃易爆的场所。,2019年7月29日,25,3)屏蔽橡套电缆,结构 图7-9 在导电芯线橡胶绝缘层外包有屏蔽层。 屏蔽层有半导体橡胶和铜丝尼龙编织网两种。 国产煤矿用低压屏蔽电缆如图。 作用 与检漏继电器 配合可超前切断电源。 高压煤矿用移动屏蔽监视型橡套电缆。图7-10。,2019年7月29日,26,橡套电

13、缆型号,2019年7月29日,27,3塑料绝缘电缆,绝缘 交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯绝缘。 护套 聚氯乙烯护套。 导电芯线 铜芯和铝芯 其它 有铠装和无铠装、有屏蔽层和无屏蔽层、有外被层和无外被层等。 优点 具有抗酸碱、耐腐蚀、质量轻、敷设垂直落差不受限制等。 型号与纸绝缘同。,2019年7月29日,28,二、电缆的敷设,1电缆敷设的一般要求 2电缆的敷设方式 3矿井井下电缆的敷设,2019年7月29日,29,1电缆敷设的一般要求,1)选择合适的敷设路径 2)电缆敷设时应注意的问题,2019年7月29日,30,1)选择合适的敷设路径,选择最短的路径; 选择最安全的路径,保证电缆不受机械损伤、化学

14、腐蚀、地中电流等的伤害; 避免和减少穿越地下管道、公路、铁路及通讯电缆等; 避开规划中需要挖土的地方。,2019年7月29日,31,2)电缆敷设时应注意的问题, 电缆的弯曲半径不得小于表7-7的数值。 敷设高差不超过表7-8的规定。 冬季电缆加热后敷设。电缆敷设时允许的最低温度见表7-9。 下列地点的电缆应有金属管或罩加以保护: 电缆进入建筑物、隧道、穿过楼板及墙壁处; 电缆从地下或电缆沟引出地面时地面上2m一段,其根部深入地下0.1m。 变电所内的铠装电缆,如无机械损伤可能,可不加保护。,2019年7月29日,32,2电缆的敷设方式,直接埋地敷设 电缆沟敷设 电缆隧道敷设 排管敷设 架空与沿

15、墙敷设等工矿企业电缆隧道敷设和排管敷设较少采用。,2019年7月29日,33,1)直接埋地敷设_1,优点 不需其它设施,施工简便、造价低廉;电缆埋在地下散热好,电缆的载流量大。 缺点 电缆易受机械损伤、化学腐蚀、电腐蚀,故其可靠性差,检修不方便。 适用范围 电缆根数少,且敷设距离较长时用。,2019年7月29日,34,1)直接埋地敷设_2,注意事项 埋深一般为700mm1000mm,但应在冻土层以下。否则应采取保护措施。 设永久性路径标志。 电缆上应铺盖水泥板或砖块。 应采用铠装电缆并有防腐层。 重要负荷的两路电源电缆,尽量不敷设在同一土沟内。 与其它设施平行与交叉时的最小间距和要求应符合有关

16、规定。,2019年7月29日,35,2)在电缆沟内敷设_1,适用场合 与地下管道交叉不多,地下水位低,不易积灰积水的场所,且电缆根数较多(不超过12根)时采用 优缺点 投资省、占地少、走向灵活、能容纳较多电缆。 维护检修不如隧道和架空敷设方便。,2019年7月29日,36,2)在电缆沟内敷设_2,特点 沟底应有5的坡度,盖板重量一般不超过50kg。 室内盖板与地坪相平,经常开启的采用钢盖板。变电所屋外盖板高出地面100mm。厂区盖板顶部低于地面300mm,盖板上铺以细土和砂子。 屋外电力电缆沟进入变电所或厂房内,在入口处应有耐火隔墙。 电缆沟的尺寸和布置要求应符合有关规定。,2019年7月29

17、日,37,3)架空与沿墙敷设,特点 架空敷设:用专用卡子、帆布带或铁钩等,将电缆吊挂在镀锌钢绞线上。 沿墙敷设:用电缆钩将电缆吊挂于建筑物的墙壁上或梁、柱上。 优缺点 结构简单、宜于解决与其它管线的交叉问题、维护检修方便。 容易积灰和受热力管道的影响。,2019年7月29日,38,3矿井井下电缆的敷设,敷设方式 沿井筒、巷道和支柱敷设。与地面沿墙敷设基本相同。 敷设固定方法 倾角30以下用吊钩悬挂;用木耳子或帆布带沿柱子悬挂; 倾角30及以上用夹子、卡箍或其它夹持装置,固定在巷道壁上。 图7-13。,2019年7月29日,39,第三节 车间线路的结构和敷设,一、线路的结构 二、导线的敷设方式,

18、2019年7月29日,40,一、线路的结构,一般采用三相四线制系统, 导线用绝缘电线或电缆;车间内配电干线多采用裸导线。 多用铝线。移动、剧烈振动、爆炸和腐蚀场所用铜线。 塑料绝缘电线用于室内明敷或穿管敷设。不宜在室外敷设。 氯丁橡皮绝缘电线耐油性好、不易霉、不延燃、气候适应性好、不易老化,适宜在室外敷设。,2019年7月29日,41,二、导线的敷设方式_1,明敷 将导线敷设于墙壁、天花板或桁架等处的表面。 暗敷 将导线敷设于墙壁、地坪或楼板内。,2019年7月29日,42,2导线的敷设方式_2,绝缘电线的敷设方式 用瓷(塑料)夹、鼓形绝缘子或针式绝缘子沿墙壁、桁架或天花板明敷。表7-10 。

19、 用木、塑料或金属线槽沿墙壁、桁架或天花板明敷。 穿钢管或塑料管明敷或暗敷。 沿钢索明敷。用绝缘子或穿管吊装在钢索上。 裸导线和母线的敷设方式 用绝缘子明敷。母线暗敷时应采用插接式母线。 不同导线及不同敷设方式时的适用环境场合见表7-11 。,2019年7月29日,43,第四节 输电导线截面的选择,一、选择导线截面的条件,2019年7月29日,44,1选择导线截面的一般原则, 按长时允许电流选择。不超过长时允许温度。 按允许电压损失选择。保证电压质量。 按经济电流密度选择。保证供电的经济性。 按机械强度选择。避免断线。 按短路时的热稳定条件选择。不超过短时允许温度。,2019年7月29日,45

20、,2各种导线截面的选择条件,1)高压架空导线 按3选,按1、2、4校。 2)高压电缆 按3选,按1、2、5校。 3)低压导线和电缆 干线:线长按2选,线短按1选; 移动电缆支线:按4或1选; 低压线路不考虑3、裸导线不考虑5; 井下:考虑起动时电压损失; 绝缘线与保护配合得当。, 按长时允许电流选择。 按允许电压损失选择。 按经济电流密度选择。 按机械强度选择。 按短路热稳定条件选择。,2019年7月29日,46,二、按长时允许电流选择导线截面,导线长时允许电流不小于流过导线的最大长时工作电流。:见表7-12。:查表7-13。:3台电动机,取电动机的额定电流。3台按下式计算 :,2019年7月

21、29日,47,三、按允许电压损失选择导线截面,1电压损失的计算 电压损失:电网始、末两端电压的算术差值。1)线路的电压损失 终端负荷的电压损失 分布负荷的电压损失。,2019年7月29日,48, 终端负荷的电压损失_1,相电压损失为,2019年7月29日,49, 终端负荷的电压损失_2,线电压损失为用功率表示电缆线路,2019年7月29日,50, 终端负荷的电压损失_3,将 代入式(7-3)式(7-5),则线路每千米电阻、电抗见表7-14。,2019年7月29日,51, 分布负荷的电压损失 _1,从O点到C点整个线路的电压损失为,2019年7月29日,52, 分布负荷的电压损失_2,n段线路,

22、则线路的总电压损失为如果各段线路的导线型号和截面相同,则,2019年7月29日,53,2)变压器的电压损失_1,变压器电压损失的相对值 则变压器的电压损失为,2019年7月29日,54,2)变压器的电压损失_2,式中,2019年7月29日,55,2按允许电压损失选择导线截面_1,1)允许电压损失的确定 根据电压偏移允许值和变压器二次侧电压偏移值确定。 计算电网的允许电压损失电网末端允许的电压偏移见表7-15。 允许电压损失也可用下式计算 允许电压损失应不小于实际电压损失 线路的允许电压损失可参考表7-16选取。,2019年7月29日,56,2按允许电压损失选择导线截面_2,2)按允许电压损失选

23、择导线截面 架空线路:电抗为0.36km0.42km, 电缆线路:电抗为0.08km。 先假定线路的电抗值,然后根据线路电阻上的允许电压损失选择导线的截面积。 线路电阻上的电压损失为导线满足电压损失的最小截面为电缆线路可忽略电抗。,选出A后,再求电抗值。若实际电抗值假定电抗值,则所选截面合适,否则应校验电压损失,或重新计算。,2019年7月29日,57,四、按经济电流密度选择导线截面,经济截面 年运行费用最小时的导线截面。 经济电流密度 年运行费用最小时的导线的电流密度。 图7-16 导线的经济截面 选取 的标准截面;表7-17 。 年最大负荷利用小时数 线路全年的送电量,都按最大负荷输送所需

24、要的时间。年最大负荷利用小时数可参考表7-18选取。,2019年7月29日,58,五、按机械强度选择导线截面,架空导线的最小截面应符合表7-19的要求; 矿用橡套电缆的最小截面应符合表7-20的要求。,2019年7月29日,59,六、按短路时的热稳定条件选择导线截面,按式(3-56)计算导体的最小热稳定截面。,2019年7月29日,60,七、按启动条件校验导线截面,启动时电网上的电压损失过大 使电动机的端电压过低;造成电动机因启动转距不足而无法启动; 控制电动机的电磁启动器吸力线圈,也会因电压太低无法维持吸合状态,造成自动跳闸,使电动机停止运行。 应按最严重的情况,即启动电流最大、距离最远的电

25、动机直接启动,其它设备都正常工作时的条件,校验电缆截面。,2019年7月29日,61,1电动机的最小启动电压,电动机的最小启动电压,按下述条件确定 1)满足电动机的最小启动转距 2)满足吸力线圈有足够的吸持电压,2019年7月29日,62,1)满足电动机的最小启动转距,电动机的最小启动电压与额定电压的关系为煤矿生产机械所需最小启动转矩倍数K,见表7-21。 电动机的最小启动电压为无数据时,可按电机端电压不低于75%UN 校验。,2019年7月29日,63,2)满足吸力线圈有足够的吸持电压,校验启动器安装处的电压,是否满足启动器吸持电压的要求U不符合上式时,电动机的最小启动电压应按下式确定认为最

26、小启动就是电动机的实际启动电压。 按电动机在该电压下启动的条件,分别计算启动时电网各部分的电压损失。,2019年7月29日,64,2启动时电压损失的计算,1)支线电缆的电压损失 2)干线电缆的电压损失 3)变压器的电压损失,2019年7月29日,65,1)支线电缆的电压损失,选择启动时电压损失最大的一条支线计算。 根据式(7-5),启动电动机支线的电压损失为电动机的实际启动电流为,2019年7月29日,66,2)干线电缆的电压损失,根据式(7-25),启动时干线电缆的电压损失为为了计算方便将上式写成如下形式,2019年7月29日,67,3)变压器的电压损失,根据式(7-11)启动时变压器的电压

27、损失为启动时整个低压电网的电压损失为,2019年7月29日,68,3按启动条件校验电缆截面,电动机端子的启动电压,应不小于其最小启动电压,即当导线截面的某项校验不合格时,一般可采取下列措施,然后重新校验。 增大导线截面; 分散负荷,增加线路回数; 移动变电所的位置,使其靠近用电设备; 更换大容量变压器,或有条件时使变压器并列运行; 改变变压器调压抽头,提高变压器的二次电压,但设计时不用; 在矿井井下采用移动变电站; 提高额定电压等级。,2019年7月29日,69,例7-1,例7-1 如图7-18所示,额定电压为10kV的架空线路,线路的线间几何均距为1m,允许电压损失为额定电压的5,线路长度与

28、负荷数据均列于图中。该地区最热月平均最高温度为35。试选择导线截面。,2019年7月29日,70,例7-1,2019年7月29日,71,例7-1,2019年7月29日,72,例7-1,2019年7月29日,73,例7-1,2019年7月29日,74,例7-1,2019年7月29日,75,例7-2,例7-2 某采煤工作面供电系统如图7-19所示,已知变压器实际负荷容量,试选择各电缆的型号和截面。,2019年7月29日,76,例7-2,解: 1选择支线电缆 采煤机应选择橡套电缆。查表7-20,满足机械强度要求的电缆截面确定为35mm2。查表7-12,其长时允许电流为138A,大于采煤机额定电流11

29、9A,故所选电缆截面合适。 选用MCP-0.38/0.66-335+16+44型采煤机屏蔽橡套软电缆。 其它支线电缆的选择方法与采煤机相同。,2019年7月29日,77,例7-2,2选择干线电缆 干线电缆选用MVV22型铜芯聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、聚氯乙烯护外被层、钢带铠装煤矿用阻燃型塑料电缆。 下面按允许电压损失选择其截面。,2019年7月29日,78,例7-2,2019年7月29日,79,例7-2,2019年7月29日,80,例7-2,2019年7月29日,81,例7-2,2019年7月29日,82,第七章 输电线路,本章结束,人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。,

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