電力導線計算

1、輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 一、導線截面選擇的基本原則一、導線截面選擇的基本原則 1發(fā)熱條件：發(fā)熱條件： 導線在通過正常最大負荷電流（計算電流）時導線在通過正常最大負荷電流（計算電流）時 產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過其正常運行時的最高允許溫度。產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過其正常運行時的最高允許溫度。 2電壓損失條件：電壓損失條件： 導線或電纜在通過正常最大負荷電流時產(chǎn)導線或電纜在通過正常最大負荷電流時產(chǎn) 生的電壓損失應小于電壓損失，以保證供電質量。生的電壓損失應小于電壓損失，以保證供電質量。 3機械強度條件：機械強度條件： 在正常工作條件下，導線應有足夠的機械在正常工作條件下，導線應有足夠的

2、機械 強度以防止斷線，故要求導線截面不應小于最小允許截面。強度以防止斷線，故要求導線截面不應小于最小允許截面。 4 經(jīng)濟條件：經(jīng)濟條件： 選擇導線截面時，即要降低線路的電能損耗和選擇導線截面時，即要降低線路的電能損耗和 維修費等年運行費用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消維修費等年運行費用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消 耗量，通?？砂磭乙?guī)定的經(jīng)濟電流密度選擇導線截面。耗量，通?？砂磭乙?guī)定的經(jīng)濟電流密度選擇導線截面。 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 5電暈條件：電暈條件： 高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時，不僅會引起電暈損高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時，不僅會引起電暈損 耗，而且還產(chǎn)生噪

3、聲和無線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導 線的外徑不能過小。線的外徑不能過小。 根據(jù)設計經(jīng)驗，導線截面選擇的原則如下：根據(jù)設計經(jīng)驗，導線截面選擇的原則如下： 對區(qū)域電力網(wǎng)：對區(qū)域電力網(wǎng)：先按經(jīng)濟電流密度按選擇導線截面，然后先按經(jīng)濟電流密度按選擇導線截面，然后 再校驗機械強度和電暈條件。再校驗機械強度和電暈條件。 對地方電力網(wǎng)：對地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件選擇導線截面，以先按允許電壓損失條件選擇導線截面，以 保證用戶的電壓質量，然后再校驗機械強度和發(fā)熱條件。保證用戶的電壓質量，然后再校驗機械強度和發(fā)熱條件。 對低壓配電網(wǎng)：對低壓配電網(wǎng)：通

4、常先按發(fā)熱條件選擇導線截面，然后再通常先按發(fā)熱條件選擇導線截面，然后再 校驗機械強度和電壓損失。校驗機械強度和電壓損失。 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 二、按發(fā)熱條件選擇導線截面二、按發(fā)熱條件選擇導線截面 按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面的方法按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面的方法: :應使導線應使導線 的允許載流量的允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流不小于通過相線的計算電流I30，即，即 0 0 al al K 此時，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為：此時，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為： 30 I al IK 30 I al I u導線的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設條件有關。

5、當導線敷導線的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設條件有關。當導線敷 設地點的環(huán)境溫度與導線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同設地點的環(huán)境溫度與導線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同 時，則允許載流量應乘以溫度校正系數(shù)，即時，則允許載流量應乘以溫度校正系數(shù)，即 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 3 .1 032.0 053.0 Al Cu Al Cu I I AlAlCuCu RIRI 22 A l I A l I Al Al Cu Cu 22 或或 AlCu II3 . 1 即銅導線允許載流量為同截面鋁導線允許載流量的即銅導線允許載流量為同截面鋁導線允許載流量的1.3倍。倍。 u環(huán)境溫度的規(guī)定：在

6、室外，取當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁兀辉谑噎h(huán)境溫度的規(guī)定：在室外，取當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?；在?內，取當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶觾龋‘數(shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶?。對埋入土中的電纜，取。對埋入土中的電纜，取 當?shù)刈顭嵩碌叵庐數(shù)刈顭嵩碌叵?.81m深處的土壤月平均氣溫。深處的土壤月平均氣溫。 u銅、鋁導線的等效換算銅、鋁導線的等效換算: 若近似認為銅、鋁導線的散熱情若近似認為銅、鋁導線的散熱情 況相同，則其發(fā)熱溫度相同時，可認為其功率損耗相同，況相同，則其發(fā)熱溫度相同時，可認為其功率損耗相同， 即：即： 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 對對 動動 力力 線線 路，路， 一一 般般 要要 求求 中中 性性

7、線線 截截 面面 應應 不不 小小 于于 相相 線線 截截 面面 的的 一一 半半， 即即 0. 5 ； 對對 照照 明明 線線 路，路， 因因 中中 性性 線線 電電 流流 與與 相相 線線 電電 流流 相相 等，等， 因因 此，此， 可可 取取 。 F保護線（保護線（PE線）截面的選擇：保護線截面一般應不小于相線）截面的選擇：保護線截面一般應不小于相 線截面的一半，即線截面的一半，即 0.5 ；當相線截面當相線截面 16mm2時，可時，可 取取 。 PE A A AA PE A F中性線（中性線（N線）截面的選擇：對動力線路，線）截面的選擇：對動力線路， 一般要求中性一般要求中性 線截面應

8、不小于相線截面的一半，即線截面應不小于相線截面的一半，即 0.5 ；對照明線路，；對照明線路， 因中性線電流與相線電流相等，因此，可取因中性線電流與相線電流相等，因此，可取 。 0 A A AA 0 F保護中性線（保護中性線（PE線）截面的選擇：線）截面的選擇：PE線兼有中性線和線兼有中性線和 保護線的雙重功能，截面選擇應同時滿足上述二者的要求，保護線的雙重功能，截面選擇應同時滿足上述二者的要求， 并取其中并取其中較大者較大者作為作為PE線截面，因此線截面，因此(0.51) 。 PEN A A u低壓系統(tǒng)中性線和保護線的選擇低壓系統(tǒng)中性線和保護線的選擇 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的

9、選擇 op I 式中，為過流保護裝置的動作電流，對于熔斷器為熔體的額式中，為過流保護裝置的動作電流，對于熔斷器為熔體的額 定電流定電流 ， 為絕緣導線或電纜的允許短時過負荷倍數(shù)。為絕緣導線或電纜的允許短時過負荷倍數(shù)。 FEN I OL K op I alOLI K 需要指出：需要指出：若上式不滿足要求，應加大導線截面，從而使若上式不滿足要求，應加大導線截面，從而使Ial增大。增大。 u按發(fā)熱條件選擇導線或電纜截面時，還必須與其相應的過按發(fā)熱條件選擇導線或電纜截面時，還必須與其相應的過 流保護裝置（熔斷器或低壓斷路器的過流脫扣器）的動作電流保護裝置（熔斷器或低壓斷路器的過流脫扣器）的動作電 流相

10、配合，以便在線路過負荷或短路時及時切斷線路電流，流相配合，以便在線路過負荷或短路時及時切斷線路電流， 保護導線或電纜不被毀壞。因此，應滿足的條件是：保護導線或電纜不被毀壞。因此，應滿足的條件是： 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 三、按允許電壓損失選擇導線截面三、按允許電壓損失選擇導線截面 ra n i N iiii UU U XqRp U 1 由于導線截面對電抗的影響很小，所以，當、一定由于導線截面對電抗的影響很小，所以，當、一定 時，可認為近似不變。因此，可初選一種導線的單位長度時，可認為近似不變。因此，可初選一種導線的單位長度 電抗值（電抗值（6110kV架空線路取架空線路取

11、0.30.4/km，電纜線路取，電纜線路取 0.070.08/km），則），則 N Ui q r U N n i ii N n i ii r U Lqx U Xq U 1 1 1 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 N al al U U U 100 % 而而 rala UUU N n i ii N n i ii N n i ii a AU Lp U Lpr U Rp U 11 1 1 由由 得：得： Na n i ii UU Lp A 1 1cos若若 ，可不計，可不計 ，則，則 a U Nal n i ii UU Lp A 1 式中，為允許電壓損失（式中，為允許電壓損失（V）。）

12、。 al U 說明：說明：求出導線截面求出導線截面后，應選擇一個與其后，應選擇一個與其接近而偏大接近而偏大的標準截面作為導線截面。的標準截面作為導線截面。 式中，式中，UN 、 、pi 、 Li 、的單位分別為的單位分別為kV、V 、kW、km 和和 。 2 mm/km a U 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 例例3-1 某絲綢煉染廠某絲綢煉染廠10kV廠區(qū)配電網(wǎng)絡導線截面選擇計算實例。廠區(qū)配電網(wǎng)絡導線截面選擇計算實例。 該廠供電電源由距該廠該廠供電電源由距該廠2km的的35kV地區(qū)變電所，以一回地區(qū)變電所，以一回 路路10kV架空線供電。由于供電線路不長，應按允許電壓損失架空線

13、供電。由于供電線路不長，應按允許電壓損失 選擇導線截面，然后按發(fā)熱條件和機械強度進行校驗。選擇導線截面，然后按發(fā)熱條件和機械強度進行校驗。 （1）按允許電壓損失選擇導線截面）按允許電壓損失選擇導線截面 已知，已知，P30=1111.2kW，Q30=524.6kvar，S30= 1229kVA其允許電其允許電 壓損失為壓損失為5%，設，設x1 =0.4/km，則，則 V500V10000 100 5 100 % N al al U U U VV42 10 26 .5244 . 0 1 N r U Qlx U 45842500 rala UUUV 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 22

14、 16.15 45810032. 0 22 .1111 mmmm aN UU Pl A 所以所以 初步選初步選LJ-16型鋁絞線。型鋁絞線。 （2）按發(fā)熱條件進行校驗）按發(fā)熱條件進行校驗 AA U S I N 71 103 1229 3 30 30 線路的計算電流為：線路的計算電流為： 當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫楫數(shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5，查附表，查附表II-9 和和II-10知，知， LJ-16型鋁絞線的允許載流量為型鋁絞線的允許載流量為 A71A， 故滿足發(fā)熱條件。故滿足發(fā)熱條件。 4 .9210588. 0 al IK （3）按機械強度進行校驗）按機械強度進行校驗 查表查表3-2知，知，

15、10kV架空鋁絞線的最小截面為架空鋁絞線的最小截面為25 mm2，不滿足，不滿足 機械強度條件。因此，該廠機械強度條件。因此，該廠10kV進線應采用進線應采用LJ-25型鋁絞線。型鋁絞線。 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 四、按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面四、按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面 1經(jīng)濟電流密度的概念經(jīng)濟電流密度的概念 導線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越?。茨赀\導線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越?。茨赀\ 行費用越?。蔷€路投資和有色金屬消耗量都要增加；反行費用越?。?，但是線路投資和有色金屬消耗量都要增加；反 之，導線截面越小，線路投資和有色金屬消耗量越少，但

16、是線之，導線截面越小，線路投資和有色金屬消耗量越少，但是線 路的功率損耗和電能損耗卻要增大（即年運行費用越大）。路的功率損耗和電能損耗卻要增大（即年運行費用越大）。 綜合以上兩種情況，綜合以上兩種情況，使年運行費用達到最小、初投資費用使年運行費用達到最小、初投資費用 又不過大又不過大而確定的符合總經(jīng)濟利益的導線截面，稱為經(jīng)濟截面，而確定的符合總經(jīng)濟利益的導線截面，稱為經(jīng)濟截面， 用用Aec表示。表示。 對應于經(jīng)濟截面的導線電流密度，稱為對應于經(jīng)濟截面的導線電流密度，稱為經(jīng)濟電流密度經(jīng)濟電流密度，用，用 jec表示。表示。 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 圖圖3-24 是年運行費用

17、是年運行費用F與導線截面與導線截面A的關系曲線。的關系曲線。 1年折舊費和年維修管理費之和與導線截面的關系曲線；年折舊費和年維修管理費之和與導線截面的關系曲線； 3為曲線為曲線1與曲線與曲線2的疊加，的疊加， 表示線路的年運行費與導線截面表示線路的年運行費與導線截面 的關系曲線。的關系曲線。 2年電能損耗費與導線截面的關系曲線；年電能損耗費與導線截面的關系曲線； 由圖可知，曲線由圖可知，曲線3的最低點的最低點 （a點）的年運行費用最小，但點）的年運行費用最小，但 從綜合經(jīng)濟效益考慮，導線截從綜合經(jīng)濟效益考慮，導線截 面選面選Ab比選比選Aa更為經(jīng)濟合理，更為經(jīng)濟合理， 即即 Ab為經(jīng)濟截面。為

18、經(jīng)濟截面。 圖圖3-24 線路年運行費用與導線線路年運行費用與導線 截面的關系曲線截面的關系曲線 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 2按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面的方法按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面的方法 ec ec j I A 30 我國現(xiàn)行的經(jīng)濟電流密度見書中表我國現(xiàn)行的經(jīng)濟電流密度見書中表3-3。則。則 例例3-2 有一條長有一條長15km的的35kV架空線路，計算負荷為架空線路，計算負荷為4850kW， 功率因數(shù)為功率因數(shù)為0.8，年最大負荷利用小時數(shù)為，年最大負荷利用小時數(shù)為4600h。試按經(jīng)濟電。試按經(jīng)濟電 流密度選擇其導線截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。流密度選擇其導線截

19、面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。 解：（解：（1）按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面）按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面 說明：說明：計算出經(jīng)濟截面計算出經(jīng)濟截面Aec后，應選后，應選最接近而又偏小最接近而又偏小一點的標準截面。一點的標準截面。 輸電線路導線截面的選擇輸電線路導線截面的選擇 線路的計算電流為：線路的計算電流為： A100 8 . 0353 4850 cos3 30 30 N U P I 由表由表3-3，查得，查得jec=1.15A/mm2 ,因此，導線的經(jīng)濟截面為因此，導線的經(jīng)濟截面為 2 87 15. 1 100 mm ec A 選選LGJ-70型鋁絞線。型鋁絞線。 （2）校驗發(fā)熱條件：）校

20、驗發(fā)熱條件： 275 al I 查附錄表查附錄表II-9得得LGJ-70的允許載流量（室的允許載流量（室 外外25） A，因此發(fā)熱條件滿足要求。因此發(fā)熱條件滿足要求。 100 30 I （3）校驗機械強度：）校驗機械強度： 查表查表3-2得，得，35kV鋼芯鋁絞線的最小允許截鋼芯鋁絞線的最小允許截 面為面為25mm2，因此所選，因此所選LGJ-70滿足機械強度要求。滿足機械強度要求。 變壓器的變壓器的二次繞組二次繞組對于用電設備而言，相當于供電設備。對于用電設備而言，相當于供電設備。 u 第一種情況比用電設備額定電壓高 第一種情況比用電設備額定電壓高10% 10% u 第二種情況比用電設備額定

21、電壓高 第二種情況比用電設備額定電壓高5%5% 變壓器變壓器 變壓器的變壓器的一次繞組一次繞組：相當于是用電設備，所以規(guī)：相當于是用電設備，所以規(guī) 定變壓器一次繞組的額定電壓與線路額定電壓相同。定變壓器一次繞組的額定電壓與線路額定電壓相同。 注意：注意：但當變壓器一次繞組但當變壓器一次繞組直接與發(fā)電機相連直接與發(fā)電機相連時，變壓時，變壓 器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。 其中其中5%5%用于補償變壓器滿載供電用于補償變壓器滿載供電 時，一、二次繞組上的電壓損失；時，一、二次繞組上的電壓損失； 另外另外5%5%用于補償線路上的電壓損用于補償線路

22、上的電壓損 失，因此適用于變壓器供電距離失，因此適用于變壓器供電距離 較長時的情況。較長時的情況。 當變壓器供電距離較短當變壓器供電距離較短 時，可以不考慮線路上時，可以不考慮線路上 的電壓損失，只需要補的電壓損失，只需要補 償滿載時變壓器繞組上償滿載時變壓器繞組上 的電壓損失即可。的電壓損失即可。 M T1T2 G 線路的平均額定電壓線路的平均額定電壓 UavUav Nav UU05.1 指線路始端最大電壓（變壓器空載電壓）和末端用電設指線路始端最大電壓（變壓器空載電壓）和末端用電設 備額定電壓的平均值。備額定電壓的平均值。 發(fā)電機發(fā)電機G G的額定電壓的額定電壓：UNG=1.05UNL1=

23、1.0510=10.5（kV） 變壓器變壓器T1的額定電壓：的額定電壓： U1NT1=UN.G=10.5（kV） U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV) 變壓器變壓器T1的變比為：的變比為：10.5/121 變壓器變壓器T2的額定電壓：的額定電壓：U1NT2=UNL2=110（kV） U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV) 變壓器變壓器T2的變比為：的變比為：110/6.3 例1 已知圖示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā) 電機和變壓器的額定電壓。 1 3 4 6 7 10 2 5 8 9 1 1橫擔；橫擔；2 2橫梁；橫梁；3 3避雷線；避雷線；4 4絕緣子；

24、絕緣子；5 5砼桿；砼桿； 6 6拉線；拉線；7 7拉線盤；拉線盤；8 8接地引下線；接地引下線；9 9接地裝置；接地裝置； 1010底盤；底盤；1111導線；導線；12-12-防振錘；防振錘； 圖圖1-3 1-3 輸電線路的組成元件（雙桿）輸電線路的組成元件（雙桿） 9 8 接地裝置俯視圖接地裝置俯視圖 11 12 1 3 4 6 7 5 8 9 2 接地裝置俯視圖接地裝置俯視圖 7 8 1 1避雷線；避雷線；2 2雙分裂導線；雙分裂導線；3 3塔頭；塔頭；4 4絕緣子；絕緣子； 5 5塔身；塔身；6 6塔腿；塔腿；7 7接地引下線；接地引下線；8 8接地裝置；接地裝置； 9 9基礎；基礎；

25、1010間隔棒；間隔棒； 圖圖1-4 1-4 輸電線路的組成元件（貓頭塔）輸電線路的組成元件（貓頭塔） 10 在電桿上組裝橫擔 1、所選材料須符合施工技術要求和尺寸要求；、所選材料須符合施工技術要求和尺寸要求； 2、檢查電桿及對安全用具做沖擊試驗。桿根牢固、表、檢查電桿及對安全用具做沖擊試驗。桿根牢固、表 面平整無裂紋，肢扣、腰繩做沖擊試驗后符合要求；面平整無裂紋，肢扣、腰繩做沖擊試驗后符合要求； 3、蹬桿及站位。蹬桿動作規(guī)范、熟練，肢扣調帶及時，、蹬桿及站位。蹬桿動作規(guī)范、熟練，肢扣調帶及時， 安全帶系法正確，桿上站位正確；安全帶系法正確，桿上站位正確； 4、橫擔、金具的提升及安裝。提升過程

26、動作規(guī)范、橫擔、金具的提升及安裝。提升過程動作規(guī)范無撞無撞 擊和掉落擊和掉落現(xiàn)象，橫擔金具安裝現(xiàn)象，橫擔金具安裝順序正確順序正確，位置尺寸和緊固，位置尺寸和緊固 程度符合技術要求。螺母緊固后，露出的螺紋不應小于程度符合技術要求。螺母緊固后，露出的螺紋不應小于2 紋，螺栓紋，螺栓穿入方向穿入方向為順線路方向的螺栓從電源側穿入，橫為順線路方向的螺栓從電源側穿入，橫 線路方向的螺栓，面向受電側，由左向右穿，垂直地面的線路方向的螺栓，面向受電側，由左向右穿，垂直地面的 螺栓由下向上穿入；螺栓由下向上穿入； 5、工作終結。安裝和拆卸完畢后桿上不留異物，使用、工作終結。安裝和拆卸完畢后桿上不留異物，使用

27、的工具，材料完整及擺放合理，并及時清掃現(xiàn)場。的工具，材料完整及擺放合理，并及時清掃現(xiàn)場。 電纜的敷設方式：電纜的敷設方式： 直接埋入土中：埋設深度一般為直接埋入土中：埋設深度一般為0.70.8m，應在凍土層，應在凍土層 以下。當多條電纜并列敷設時，應留有一定距離，以利于以下。當多條電纜并列敷設時，應留有一定距離，以利于 散熱。散熱。 電纜溝敷設：當電纜條數(shù)較多時，宜采用電纜溝敷設，電電纜溝敷設：當電纜條數(shù)較多時，宜采用電纜溝敷設，電 纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。 穿管敷設：當電力電纜在室內明敷或暗敷時，為了防電纜穿管敷設：當電力電纜在室內明敷

28、或暗敷時，為了防電纜 受到機械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設方式。受到機械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設方式。 高層建筑的的裝置施工方案高層建筑的的裝置施工方案 高層建筑的內線工程都有完整的施工圖紙,必須嚴格遵照 執(zhí)行。高層建筑的用電負荷很大,但目前國內大部分高層 建筑的變壓器都設置在底層或地下室,因此低壓干線可采 用母線槽配電。將組裝的母線或成套的母線槽沿著建筑結 構上專門用于裝置設備和電纜、母線的水平夾層、垂直豎 井安裝敷設；負荷較小時則敷設大截面電纜。 高層建筑配線時,每層都有相應的配電盤、配電箱。由每 層配電盤、箱向各處配線時,低壓電纜一般采用聚氯乙烯 或聚乙烯電纜,大多采用銅芯電纜,以滿足沒有接頭腐蝕的 要求,而且能承受壓力、彎曲,還具有不易燃燒的性能?，F(xiàn) 在的高層建筑通常不設單獨的電纜夾層,電纜都沿每層活 動天花板上面的電纜溝道中敷設,于施工和檢修都十分方 便。 照明線路、