供配电线路(精品PPT) .ppt
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1、第五章 工厂电力线路,内容提要: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,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。本章重点:电力线路接线方式 导线和电缆截面的选择计算本章难点:导线和电缆截面的选择计算,一、概述 电力线路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。电力线路的分类:按电压高低分:高压线路(即1kV以上线路)低压线路(即1kV及以下线路)有的细分为低压(1kV及以下)、中压(1kV以上35kV)、高压(35220kV)和超高压(220kV及以上)等线路。按其结构型式分:架空线路、电缆线路和车间(室内)线路
2、等。,第一节 工厂电力线路及其接线方式,接线方式电源端(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。,二、高压线路的接线方式,常用的典型网络结构分为:放射式 树干式 环形,高压配电线路厂区中总变电所到车间变电所高压电力线路,一般采用10KV/6KV,一般10KV优先;低压配电线路车间变压器到用电设备,一般1KV或者380V/220V;,(1)放射式1.单回路放射式网络结构 优点:供电可靠性较高,当任意一回线路故障时,不影响其它回路供电,且操作灵活方便,易于实现保护和自动化。应用:可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。在中压和低压系统中均比较常见。缺点:其高压开
3、关设备用得较多,且每台断路器须装设一个高压开关柜,从而使投资增加。在发生故障或检修时,该线路所供电的负荷都要停电。,2.双回路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,可采用双回路放射式接线,如下图所示。一次投资较大,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。,3.带公共备用线的放射式网络结构当二级负荷比较分散时,也可采用带公共备用线的放射式接线,以节省投资,如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应用。,(2)树干式网络结构1.单回路树干式网络结构
4、如下图所示,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。,优点:变(配)电所馈电出线少,配电装置简单;投资少,线损小。缺点:可靠性差-干线故障影响所有负荷 一般用于向三级负荷供电。每条线路所接变压器5台,总容量3000KVA-干线不宜承担过大的负荷电流(投资线损),高压电缆分支箱,欧式电缆分支箱(对接式分支 8),美式电缆分支箱(1分3),硅橡胶电缆插头,电缆插座,续上页,1.分支箱顶盖 2.分支箱侧门 3.电缆出线分支 4.电缆进线分支5.双通套管 6.分支箱侧门 7.分支箱箱体 8.避雷器9.接地线 10.接地线板 11.防鼠罩 12.电缆固定夹,2.
5、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,如图所示,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)环式网络结构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。如下图,电源可为多个或一个,通常采用开环运行方式,即环形线路中有一处开关是断开的。,普通环式,环网电缆分支箱,环网柜主电路,电动操作箱,环网柜,户外防护箱IP33,拉手环式,(二)高压配电网的设计,1、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
6、一般两个电源 灵活:便于操作和维护 经济:费用低,投资少 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况。,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。,配电级数不宜多于两级。,一般用户高压配电网宜采用放射式。,对一般负荷及容量在1000kVA及以下的变压器,宜采用普通环式接线。,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,也可采用拉手环式接线。,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。,2、
7、接线方式的选取,高压配电级数,第一级,第一级,一级,第二级,第二级,二、低压配电网的接线方式,a)单回路放射式,(一)低压配电网接线基本形式,1.放射式,动力配电箱,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。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,必须由与车间隔离的房间引出线路等情况。,b)双回路放射式,双电源切换箱,主电路图,2.树干式,a)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,但供电可靠性差。在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍,低压电缆分支箱,b)双回路树干式,多用于各车间变电所低压侧之
8、间的联络线,彼此连成环式,互为备用。,3.环式,正常时备用电源不供电,即也采用开环运行方式。,链式线路只在线路首端设置一组总的保护,可靠性低。,4.链式,适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。,照明箱,变形的树干式接线,照明配电箱,主电路图,1、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;可靠性要高,电能质量要高、灵活便于检修;配电电压等级一般不超过两级;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;便于用电设备的检修,不同的班组或者工段最好分设配
9、电箱和电源开关,应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求,同时应注意接线简单、操作方便安全,具有一定灵活性。,(二)低压配电网的设计,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。,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。,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。,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 压配电室以放射式配电。,2、接线方式的选取,低压配电级数,第一级,一级,第三级,第二级,第二级
10、,第二节 工厂电力线路的结构和敷设,一、架空线路的结构和敷设架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中,导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。架空线路主要由导线(一般为钢芯铝绞线)、电杆、绝缘子和线路金具等基本元件组成。,优点:1)设备简单,造价低。2)露置空中,易于检修和维护。3)利用空气绝缘,建造比较容易。缺点:1)侵占地面位置,有碍交通。2)易受环境影响、安全可靠性较差。3)影响厂区美化。,按材质分为铝(L)、钢(G)、铜(T)、铝合金(HL)等类型。导线按结构分为单股线与多股绞线(常用)。,(一)导线,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,要有良好的导电性能 地质轻且价廉,(2)钢
11、芯铝绞线 L G J 铝 钢芯 绞线 铝线部分额定截面(mm2),铜(铝)绞线 额定截面(mm2),常用裸导线全型号的表示和含义如下:(1)铜(铝)绞线 T(L)J,铝绞线(LJ)导电率高、质轻价廉,但机械强度较小、耐腐蚀性差,故多用于挡距不大的10kV及以下的架空线路。,钢芯铝绞线(LGJ)将多股铝线绕在钢芯外层,铝导线起载流作用,机械载荷由钢芯与铝线共同承担,使导线的机械强度大为提高,因而在10kV以上的架空线路中得到广泛应用,铝合金绞线(LHJ)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。铜绞线(TJ)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
12、前只限于有严重腐蚀的地区使用。钢绞线(GJ)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。,架空线路一般采用裸导线。,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、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GB50061-199766kV及以下架空电力线路设计规范规定,可采用绝缘导线。,(二)电杆、横担和拉线 电杆是支持导线的支柱,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)和铁
13、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,维护简单,也比较经济。,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。,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倾倒用的。,(三)线路绝缘子和金具 绝缘子又称瓷瓶。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。,线路金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属附件
14、,(四)架空线的敷设,1、敷设要求、路径选择,2、导线在电杆上的排列方式,3、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5-16a所示。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,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5-16b、c所示;也可水平排列,如图5-16f 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5-16d所示,也可全部垂直排列,如图5-16e所示。电压不同的线路同杆架设
15、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。,二、电缆线路的结构和敷设电缆线路与架空线路相比,具有运行可靠,不易受外界影响,不占地面的优点,但同时也具有投资大,敷设维修困难,难于发现和排除故障的缺点。1.电缆的结构电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。,2.电缆敷设电缆的敷设路径要求尽量最短,转弯最少,尽量避免与各种地下管道交叉,散热要好。常用的电缆敷设方式有:直接埋地敷设电缆沟电缆桥架另外还有电缆隧道、电缆排管等方式,但较少使用。,直接埋地敷设 首先挖一深0.71m的壕沟,于沟底填上100mm的细砂或软土,再铺设电缆,然后填以沙土,加上保护板,最后回填沙土。这种方式电缆
16、易受机械损伤,土壤化学腐蚀,可靠性差,检修不便,多用于根数不多的线路。,电缆沟电缆沟敷设占地少,走向灵活,能容纳较多电缆,但检修维护也不方便,适用于多条电缆走向相同的情况,在容易积水的场所不宜使用。,电缆桥架电缆敷设在电缆桥架内,电缆桥架装置是由支架、盖板、支臂和线槽等组成。电缆桥架敷设克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病,改善了运行条件,具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点。,三、车间线路的结构和敷设车间线路,包括室内配电线路和室外配电线路室内配电线路大多采用绝缘导线,但配电干线则采用裸导线(裸母线结构),少数采用电缆。室外配电线
17、路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路,都采用绝缘导线,也包括车间之间用绝缘导线敷设的短距离的低压架空线路。,1绝缘导线的结构和敷设绝缘导线按芯线材质分,有铜芯和铝芯两种。除重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外,一般应优先选用铝芯绝缘导线。绝缘导线按绝缘材料分,有橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线两种。塑料绝缘导线的绝缘性能好,耐油和抗酸碱腐蚀,价格较低,且可节约大量橡胶和棉纱,在室内明敷和穿管敷设中应优先选用塑料绝缘导线。但是塑料绝缘材料在低温时要变硬变脆,高温时又易软化老化,因此室外敷设宜优先选用橡皮绝缘导线。,绝缘导线全型号的表示和含义如下:,常用塑料绝缘线型号有:BX(BL
18、X)BLV(BV),BLVV(BVV),BVR。,绝缘导线的敷设方式,分明敷和暗敷两种。明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内,敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。暗敷是导线在管子、线槽等保护体内,敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部,或者在混凝土板孔内敷线等。,2.裸导线的结构和敷设车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构,其截面形状有圆形、管形和矩形等,其材质有铜、铝和钢。车间中以采用LMY型硬铝母线最为普遍。现代化的生产车间,大多采用封闭式母线(亦称母线槽)布线,封闭式母线安全、灵活、美观,但耗用钢材较多,投资较大。,为了识别裸导线相序,以利于运行维护和检修,GB2681-81电工成套装
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