供配電技術(shù)第3章工廠供配電系統(tǒng)電氣主接線課件

1、第3章工廠供配電系統(tǒng)電氣主接線 電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱為電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)。 電氣主接線是工廠供配電系統(tǒng)的重要組成部分，表明了供配電系統(tǒng)中電力變壓器、各電壓等級(jí)的線路、無功補(bǔ)償設(shè)備以最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)的連接及各種電氣設(shè)備之間的連接方式。電氣主接線的形式，影響著企業(yè)內(nèi)部配電裝置的布置、供電的可靠性、運(yùn)行靈活性和二次接線、繼電保護(hù)等問題，對(duì)變配電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)起著決定性作用，也是電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)。學(xué)習(xí)目標(biāo) 只有了解、熟悉和掌握變配電所的電氣主接線，才能進(jìn)一步了解電路

2、中各種設(shè)備的用途、性能及維護(hù)檢查項(xiàng)目以 及運(yùn)行操作的步驟等。因此，學(xué)習(xí)和掌握供配電系統(tǒng)電氣主接線的相關(guān)知識(shí)和技能，對(duì)供配電技術(shù)人員至關(guān)重要。了解供配電系統(tǒng)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求熟悉工廠供配電系統(tǒng)的基本類型掌握對(duì)供配電線路導(dǎo)線和電纜的選擇要求：學(xué)習(xí)目標(biāo)3.1 35kV/10kV變配電所電氣主接線 3.1.1 變配電所對(duì)電氣主接線的評(píng)價(jià)和基本要求 評(píng)價(jià)指標(biāo)：保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量；可靠性經(jīng)濟(jì)性靈活性 基本要求：2. 具有一定的運(yùn)行靈活性；3. 操作應(yīng)盡可能簡單、方便； 4. 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性； 5. 技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。3.1 35kV/10kV變配電所電氣主接線 3.1.2 變

3、配電所對(duì)電氣主接線的選擇原則和主要配置 選擇原則：保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量；可靠性經(jīng)濟(jì)性靈活性 主要配置：2. 具有一定的運(yùn)行靈活性；3. 操作應(yīng)盡可能簡單、方便； 4. 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性； 5. 技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。3.1 35kV/10kV變配電所電氣主接線 3.1.2 變配電所對(duì)電氣主接線的選擇原則和主要配置 選擇主要原則：（1）變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位、作用相適應(yīng)。即根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位、作用確定對(duì)主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。（2）變電所主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，還應(yīng)滿足電網(wǎng)出現(xiàn)故障應(yīng)急處理的要求。（3）各種配電裝置接線的選擇，要

4、考慮該配電裝置所在的變電所性質(zhì)、電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況、供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運(yùn)行習(xí)慣等因素。（4）近期接線與遠(yuǎn)景接線相結(jié)合，方便接線的過渡。（5）在確定變電所主接線時(shí)要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 主要配置：（1）隔離開關(guān)的配置：原則上，各種接線方式的斷路器兩側(cè)應(yīng)配置隔離開關(guān)，作為斷路器檢修時(shí)的隔離電源設(shè)備；各種接線的送電線路側(cè)也應(yīng)配置隔離開關(guān)，作為線路停電時(shí)隔離電源之用。此外，多角形接線中的進(jìn)出線、接在母線上的避雷器和電壓互感器等也要配置隔離開關(guān)。（2）接地開關(guān)和接地器的配置：為保障電氣設(shè)備、母線、線路停電檢修時(shí)對(duì)人身和設(shè)備的安全，在主接線設(shè)計(jì)中要配置足夠數(shù)量的接地開關(guān)或接地器。

5、（3）避雷器、阻波器、耦合電容器的配置：為保持主接線設(shè)計(jì)的完整性，按常規(guī)要在主接線圖上標(biāo)明避雷器的配置。在610kV配電裝置的母線和架空線進(jìn)線處一般都要裝設(shè)避雷器。各級(jí)電壓配電裝置的阻波器、耦合電容均要根據(jù)系統(tǒng)通信的要求配置。 主要配置：（4）電流、電壓互感器的配置：首先應(yīng)使變電所內(nèi)各主保護(hù)的保護(hù)區(qū)與后備保護(hù)的保護(hù)之間互相覆蓋或銜接，以消除保護(hù)死區(qū)。小接地短路電流系統(tǒng)一般按兩相式配置電流互感器，220kV變電所的10kV出線、所用變壓器和無功補(bǔ)償設(shè)備通常要在主變壓器回路配置兩組電流互感器。電壓互感器的配置方案，與電氣主接線有關(guān)，目前國內(nèi)500kV和220kV變電所，采用雙母線接線時(shí)通常要在每段

6、母線上裝設(shè)公用的三相電壓互感器，為線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母差保護(hù)、測量表計(jì)、同期提供母線二次電壓。（5）在確定變電所主接線時(shí)要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。3.1.3 電氣主接線有關(guān)基本概念 圖示配電所共有兩路10kV電源進(jìn)線，架空線WL1，電纜線WL2。最常見的進(jìn)線方案是一路電源來自發(fā)電廠或電力系統(tǒng)變電站，作為正常工作電源，另一路取自鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線，作為備用電源，也可兩路電源同時(shí)供電。 母線是配電裝置中用來匯集和分配電能的導(dǎo)體。因?yàn)樵撆潆娝徊捎靡宦冯娫垂ぷ鳎宦冯娫磦溆?，因此母線分段開關(guān)通常是閉合的，高壓并聯(lián)電容器對(duì)整個(gè)配電所進(jìn)行無功補(bǔ)償。一旦工作電源發(fā)生故障或母線檢修時(shí)，可切除該路進(jìn)線后，投入

7、備用電源即可恢復(fù)對(duì)整個(gè)配電所的供電。 每段母線的進(jìn)線和出線上都接有電流互感器，且電流互感器均有兩個(gè)二次繞組，其中一個(gè)接測量儀表，另一個(gè)接繼電保護(hù)裝置。 每段母線上都安裝有電壓互感器，各段母線上都裝設(shè)了避雷器。避雷器和電壓互感器同裝設(shè)在一個(gè)高壓柜內(nèi)，且共用一組高壓隔離開關(guān)。 此高壓配電所共有6路高壓配電出線，分別由左段母線WB1經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供車間變電所和供無功補(bǔ)償用的高壓并聯(lián)電容器組；由右段母線WB2經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供高壓電動(dòng)機(jī)用電和供車間變電所。由于高壓配電線路都是由高壓母線分配，因此其出線斷路器需在母線側(cè)加裝隔離開關(guān)，以保證斷路器和出線的安全檢修。 變電站的主接線模擬圖 何謂母線？母

8、線在供配電系統(tǒng)中起什么作用？ 你能回答嗎？ 供配電系統(tǒng)中的電氣主接線中，通常配置哪些電氣設(shè)備？ 問題與思考 變配電所對(duì)電氣主接線的設(shè)計(jì)一般從哪些方面進(jìn)行評(píng)價(jià)？變配電所對(duì)電氣主接線的基本要求有哪些？ 3.2 常用電氣主接線方式及特點(diǎn)3.2.1 單母線接線和單母線分段接線1、單母線接線 各電源和出線都接在同一公共母線上，其電源在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器，在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。優(yōu)點(diǎn)接線簡單、清晰，采用設(shè)備少、造價(jià)低、操作方便、擴(kuò)建容易。 缺點(diǎn)可靠性不高，發(fā)生任一連接元件故障或斷路器拒動(dòng)及母線故障時(shí)，都將造成整個(gè)供電系統(tǒng)停電。 2、單母線分段接線 用斷路器將母線分段，分段后母線和母線隔離開關(guān)可

9、分段輪流檢修。對(duì)重要用戶，可從不同母線段引雙回路供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障、任一連接元件故障和斷路器拒動(dòng)時(shí)，由繼電保護(hù)動(dòng)作斷開分段斷路器，將故障限制在故障母線范圍內(nèi)，非故障母線繼續(xù)運(yùn)行，整個(gè)配電裝置不會(huì)全停。 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電；任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。2、單母線分段接線 接線簡單、操作方便、投資少，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線不間斷供電，不致使重要的用戶停電，提高了供電的可靠性。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：一般認(rèn)為單母線分段接線應(yīng)用在610kV

10、，出線在6回及6回以上時(shí)，每段所接容量不宜超過25MW。3.2.2 雙母線接線1、普通雙母線接線 雙母線接線方式適用于35kV出線回路為8回， 110220kV出線為4回及以上的220kV母線。當(dāng)母線1檢修時(shí)當(dāng)母線檢修時(shí)提高了供電的可靠性！2、雙母線帶旁母接線 增設(shè)旁路母線，特點(diǎn)是具有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)線路側(cè)或主變側(cè)的斷路器檢修時(shí)，仍能繼續(xù)向負(fù)荷供電。 但旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會(huì)，也使保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費(fèi)用較大。當(dāng)主變側(cè)斷路器檢修時(shí)進(jìn)一步提高了供電的可靠性！當(dāng)線路側(cè)斷路器檢修時(shí)2、雙母線帶旁母接線 加旁路母線雖然解決了斷路器和保護(hù)裝置檢修不停電問題，但旁路母線也帶

11、來了投資費(fèi)用較大，占用設(shè)備間隔較多等諸多不利因素。 近年來，隨著供配電技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)可靠性進(jìn)一步提高，新技術(shù)、新設(shè)備大量投入，繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)化，設(shè)備維護(hù)工作量大幅度減少，母線連續(xù)不檢修運(yùn)行的時(shí)間不斷增長。特別是雙重化配置的保護(hù)，可以一套保護(hù)運(yùn)行，另一套保護(hù)停用更換插件，不需要旁路保護(hù)代替。目前220kV及以下新設(shè)計(jì)的變電站，一般都按無人值守方式設(shè)計(jì)。因此，旁路母線的作用已逐漸減弱，作為電氣主接線的一個(gè)重要方案，帶旁路母線的接線已經(jīng)完成了它的歷史作用，新建工程中基本上不再采用帶旁路母線的接線方式，這種接線方式很快將成為一種過去式。 3.2.3 橋式接線 當(dāng)電站只有兩臺(tái)主變和兩條輸

12、電線路時(shí)，為增加供電的可靠性，在兩個(gè)單元之間接一條橋支路，即構(gòu)成橋形接線。 橋形接線有兩種連接方式：將橋支路接在變壓器側(cè)稱為內(nèi)橋接線；將橋支路接在線路側(cè)稱為外橋接線。 當(dāng)電站在系統(tǒng)中擔(dān)任基荷，主變很少切除或輸電線較長且兩線路同供相同用戶時(shí)，多采用內(nèi)橋接線； 若電站在系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷，發(fā)電機(jī)組經(jīng)常開機(jī)停機(jī)，為減少主變運(yùn)行中的損耗，有必要經(jīng)常投入和切除變壓器，或者輸電線路不長，用兩線路送電給不同的地區(qū)，則常采用外橋接線。 橋形接線廣泛應(yīng)用于110KV的中型水電站。3.2.4 10kV/0.4kV變電站的電氣主接線 中型工廠的車間變電站和小型工廠變電所以及常在馬路邊看到的箱式新型變電所，通常都是將61

13、0kV的高壓降為一般用電設(shè)備或用戶所需的低壓380/220V的終端變電站，其變壓器容量通常不超過1000kVA，電氣主接線方案比較簡單。1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖 對(duì)于戶外變電所、箱式變電站或桿上變壓器，高壓側(cè)可以用戶外高壓跌落式熔斷器， 主接線受跌落式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只適用于630kVA及以下容量的變電所中。 1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖 對(duì)戶內(nèi)結(jié)構(gòu)的變電所，高壓側(cè)可選用隔離開關(guān)和戶內(nèi)式高壓熔斷器， 隔離開關(guān)在檢修變壓器時(shí)切斷變壓器與高壓電源的聯(lián)系，但僅能切斷320kVA及以下變壓器的空載電流，因此停電時(shí)要先切除變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷，然后才可拉

14、開隔離開關(guān)。 為加強(qiáng)變壓器低壓側(cè)保護(hù)，變壓器低壓側(cè)出口總開關(guān)盡量采用低壓斷路器。這種電氣主接線仍然存在著在排除短路故障時(shí)恢復(fù)供電的時(shí)間較長缺點(diǎn)，供電可靠性也不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷的變電所。 1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖 變壓器容量在5601000kVA時(shí)的變電所變壓器高壓側(cè)選用負(fù)荷開關(guān)和高壓熔斷器時(shí)，負(fù)荷開關(guān)可在正常運(yùn)行時(shí)操作變壓器，熔斷器可在短路時(shí)保護(hù)變壓器。 當(dāng)熔斷器不能滿足斷電保護(hù)條件時(shí)，高壓側(cè)應(yīng)選用高壓斷路器。這種接線方式由于負(fù)荷開關(guān)和熔斷器能帶負(fù)荷操作，從而使得變電所的停、送電操作更加簡便靈活。 1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖 變壓器容量在1000kVA以下

15、的變電所的變壓器，高壓側(cè)可選用隔離開關(guān)和高壓斷路器的接線方案，其中隔離開關(guān)作為變壓器、斷路器檢修時(shí)隔離電源用，需要裝設(shè)在斷路器之前，而高壓斷路器則作為正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開變壓器并在變壓器故障時(shí)切斷電源用。 這種接線方案一般也只適用于三級(jí)負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，則可用于二級(jí)負(fù)荷 。2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線圖 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的電氣主接線有三種方案： 圖示第1種電氣主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變或任一電源進(jìn)線停電檢修或故障時(shí)，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。如果兩臺(tái)主變高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互為備用，則

16、任一主變高壓側(cè)斷路器因電源斷電或失壓而跳閘時(shí)，另一臺(tái)主變高壓側(cè)的斷路器將自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。這時(shí)該變電所可供一、二級(jí)負(fù)荷。 2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線圖 圖示第2種接線中，任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。但在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍要停電。這時(shí)只能供電給三級(jí)負(fù)荷。 如果有與其他變電所相連的高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則可供一、二級(jí)負(fù)荷。 2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線圖 圖示第3種接線中，高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線，其兩段高壓母線在正常時(shí)可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行。任一臺(tái)主變壓器或任一路電源進(jìn)線停電檢

17、修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，均可迅速恢復(fù)整個(gè)變電所的供電，因此供電可靠性相當(dāng)高，通常用來供一、二級(jí)負(fù)荷。 你能回答嗎？與單母線接線相比，雙母線接線有何優(yōu)點(diǎn)？雙母線帶旁母的接線方式是否很普遍？ 問題與思考 10kV/0.4kV變電所的電氣主接線有哪些形式？各適用于什么場合？ 常見的典型電氣主接線方式包括哪些？單母線分段接線有何特點(diǎn)？ 內(nèi)橋式接線和外橋式接線各適用于哪些電壓等級(jí)及場合？ 3.3 低壓配電網(wǎng)的基本接線方式 低壓配電網(wǎng)通常是系統(tǒng)末端的終端變電所，其高壓側(cè)有電力轉(zhuǎn)送，一般采用以下幾種較為簡單的電氣接線方案。 3.3.1 放射式接線 低壓放射式接線的特點(diǎn)是每個(gè)負(fù)荷由一單獨(dú)線路供電，放射式

18、線路之間互不影響，因此發(fā)生故障時(shí)影響范圍小，可靠性高，控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)集中控制，但缺點(diǎn)是線路多，所用開關(guān)設(shè)備多，投資大，因此這種接線多用于供電可靠性要求較高的設(shè)備。 3.3.2 樹干式接線 樹干式接線的特點(diǎn)是多個(gè)負(fù)荷由一條干線供電，采用的開關(guān)設(shè)備較少，但干線發(fā)生故障時(shí)，影響范圍較大，所以供電可靠性較低，且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面適應(yīng)性較差。 樹干式接線方式比較適用于供電容量較小，而分布較均勻的用電設(shè)備組，如機(jī)械加工車間、小型加熱爐等。 3.3.3 變壓器干線式接線 變壓器-干線式接線是一種比較特殊的接線形式，在變壓器低壓側(cè)不設(shè)低壓配電屏，只在車間墻上裝設(shè)低壓斷路器。 樹干式接線方式中總干線采用載流量

19、很大的母線，貫穿整個(gè)車間，再從干線經(jīng)熔斷器引至各分支線，因此，非常靈活的適應(yīng)設(shè)備位置的調(diào)整，主要應(yīng)用于設(shè)備位置經(jīng)常調(diào)整的機(jī)械加工車間。 3.3.4 環(huán)形接線 低壓環(huán)形接線供電的可靠性高，任一線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成供電中斷或暫時(shí)中斷供電，只要完成切換電源的操作，就能恢復(fù)供電。環(huán)形接線可使電能損耗或電壓損失減少，既能節(jié)約電能又容易保證電壓質(zhì)量。但它的保護(hù)裝置及其整定配合相當(dāng)復(fù)雜，如果配合不當(dāng)，容易發(fā)生誤動(dòng)作而擴(kuò)大故障停電范圍。 3.3.5 鏈?zhǔn)浇泳€ 鏈?zhǔn)浇泳€是后面設(shè)備的電源引自前面設(shè)備的端子。特點(diǎn)是線路上無分支點(diǎn)，適用于距配電屏較遠(yuǎn)又彼此相距較近的不重要小容量用電設(shè)備。 鏈?zhǔn)较噙B的設(shè)備一

20、般不宜超過5臺(tái)，總?cè)萘坎灰顺^10kW。 你能回答嗎？比較放射式與樹干式供配電接線的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明其適用范圍。 問題與思考車間的低壓電力線路主要有哪些接線方式？通常哪種方式應(yīng)用最普遍？為什么？ 3.4 供配電線路母線、導(dǎo)線和電纜的選擇母線、導(dǎo)線和電纜都是用來輸送和分配電能的導(dǎo)體。在供配電系統(tǒng)中，它們選擇的是否恰當(dāng)，關(guān)系到供配電系統(tǒng)能否安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。3.4.1 母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇1.硬母線 工廠變電所中，硬母線通常用來匯集和分配電流，因此也被稱為匯流排，簡稱母線。 硬母線按所使用的材料不同分為硬銅母線和硬鋁母線、鋁合金母線等；按截面形狀不同硬母線又分為矩形、圓形和槽形、管

21、形等結(jié)構(gòu)。3.4.1 母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇1.硬母線 硬銅母線的電阻率較低、機(jī)械強(qiáng)度較大、抗腐蝕能力較強(qiáng)，因此在硬母線材料中屬于最好的。因其價(jià)格較貴，所以實(shí)用中僅用于空氣中含有腐蝕性氣體的屋外配電裝置中。 硬鋁母線電阻率略高于銅，但鋁輕且相對(duì)銅母線價(jià)格低，因此廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)的變電所。硬鋼母線的電阻率大，交流電路使用會(huì)產(chǎn)生鐵損耗，電壓損失也較大，但機(jī)械強(qiáng)度高且最便宜，所以在工作電流不大于200300A的電路中，尤其在接地裝置中，采用鋼母線作為接地母線仍較普遍。 3.4.1 母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇1.硬母線 母線的排列方式應(yīng)考慮散熱條件好、且短路電流通過時(shí)具有 一定的熱、動(dòng)穩(wěn)定性。常

22、用的排列方式有水平布置和垂直布置兩種。 對(duì)于容量不大的工廠變電所多采用矩形截面的母線。另外，母線表面涂漆可以增加熱輻射能力，而且有利于散熱和防腐。因此，電力系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定：交流母線A、B、C三相按黃、綠、紅標(biāo)示，接地的中性線用紫色，不接地的中性線用藍(lán)色，十分方便識(shí)別各相的母線。母線瑾型號(hào)表達(dá)說明3.4.1 母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇2.架空母線 架空導(dǎo)線是構(gòu)成工廠供配電網(wǎng)絡(luò)的主要元件，在屋外配置中也常采用架空導(dǎo)線作母線，又稱為軟母線。高壓架空線路，一般采用鋁絞線，當(dāng)擋距較大、電桿較高時(shí)，宜采用鋼芯鋁絞線。 通常架空導(dǎo)線選用裸導(dǎo)線，按其結(jié)構(gòu)不同可分為單股線和多股絞線。絞線又有銅絞線、鋁絞線和鋼芯鋁

23、絞線之分。在工廠中最常用的是鋁絞線；在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的35kV及以上架空線路多采用鋼芯鋁絞線。3.電力電纜電力電纜廣泛應(yīng)用于工廠配電網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。其中導(dǎo)體一般由多股銅線鋁線絞合而成，以便于彎曲。線芯成扇形，以減小電纜的外徑。絕緣層用于將導(dǎo)體線芯之間及線芯與大地之間良好地絕緣。保護(hù)層用來保護(hù)絕緣層，使其密封并具有一定的強(qiáng)度，以承受電纜在運(yùn)輸和敷設(shè)時(shí)所受的機(jī)械力，也可防止潮氣侵入。 3.4.1 母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇3.電力電纜 電纜的主要優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高，不受雷擊、風(fēng)害等外力破壞；可埋于地下或電纜溝內(nèi)，使環(huán)境整齊美觀；線路電抗小，可提高電網(wǎng)功率因數(shù)。缺

24、點(diǎn)是投資大，約為同級(jí)電壓架空線路投資的10倍；而且電纜線路一旦發(fā)生事故難于查尋和檢修。 低壓穿管線路，一般采用鋁芯絕緣線；但特別重要的或有特殊要求的線路，可采用銅芯絕緣線。 3.4.2 母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇1. 選擇條件 為保證供配電線路安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，供配電線路的母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足以下幾個(gè)條件：（1）通過正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的溫度不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。（2）通過正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。（3）35kV及以上高壓線路及電壓35kV以下但距離長、電流大的線路

25、，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小，企業(yè)內(nèi)的10kV及以下線路可不按此原則選擇。（4）裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線 截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，由于有內(nèi)外護(hù)套，機(jī)械強(qiáng)度一般滿足要求，不需校驗(yàn)，但需校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。 除此之外，絕緣導(dǎo)線和電纜截面的選擇還要滿足工作電壓的要求。3.4.2 母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇2. 按發(fā)熱條件選擇截面 電流通過導(dǎo)線時(shí)，要產(chǎn)生能耗，使導(dǎo)線發(fā)熱。裸導(dǎo)線溫度過高還會(huì)使接頭處氧化加劇，增大接觸電阻，使之進(jìn)一步氧化最后可發(fā)展到斷線。而絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度過高時(shí)，又可使絕緣加速老化甚至燒毀。因此，母線、導(dǎo)線和電纜的截面還應(yīng)按發(fā)熱條件來選擇。使其

26、允許載流量Ial不小于通過相線的計(jì)算電流I30。即： IalI30 在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)態(tài)溫度超過允許值的最大電流稱為導(dǎo)線的允許載流量。導(dǎo)線和電纜的允許載流量可查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。當(dāng)給出鋁線的載流量時(shí)，銅線的載流量可按相同截面的鋁線載流量乘以1.29即可得出。 3.4.2 母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇2. 按發(fā)熱條件選擇截面 為了滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，對(duì)于室內(nèi)明敷的絕緣導(dǎo)線，其最小截面不得小于4mm2；對(duì)于低壓架空導(dǎo)線，其最小截面不得小于16mm2。架空裸導(dǎo)線的最小允許截面見表3-1 表3-1 架空裸導(dǎo)線的最小允許截面 單位：mm2導(dǎo)線種類備 注35kV310kV低壓

27、鋁及鋁合金線353516*與鐵路交叉跨越時(shí)應(yīng)為35mm2鋼芯鋁絞線3525163. 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面 導(dǎo)線截面大小，直接影響線路投資和年計(jì)算費(fèi)用。根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面，應(yīng)從兩個(gè)方面來考慮: 1. 選擇大截面電能損耗降低，投資及維修管理費(fèi)用高； 2. 選擇小截面電能損耗增加，投資及維修管理費(fèi)用降低； 綜合上述兩方面因素，制定出比較合理的經(jīng)濟(jì)效益最好的截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。我國規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)電流密度見下表3-2 線路類別導(dǎo)線材料年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（h）3000以下300050005000以上架空線路銅3.002.251.

28、75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54（1）選擇經(jīng)濟(jì)截面例1有一條長度為5km的10kV LJ型鋁絞線架空線路，已知計(jì)算負(fù)荷為1380kW，cos=0.7，Tmax=4800h，試選擇其經(jīng)濟(jì)截面，并檢驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度 。 解查手冊(cè)后，初選標(biāo)準(zhǔn)截面為95mm2的LJ-95型鋁絞線。 相線計(jì)算電流 由表32查得 根據(jù)式（3.2）可得導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面為 （2）校驗(yàn)發(fā)熱條件例1有一條長度為5km的10kV LJ型鋁絞線架空線路，已知計(jì)算負(fù)荷為1380kW，cos=0.7，Tmax=4800h，試選擇其經(jīng)濟(jì)截面，并檢驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度 。 解 從手冊(cè)中可查到LJ-95型鋁絞線的載流量在室外25時(shí)等于325A，此值大于相線計(jì)算電流114A，顯然滿