電力工程基礎(chǔ)課件程燈亮第3章電力網(wǎng)

電力工程基礎(chǔ)第三章電力網(wǎng)2023/2/413.1電力網(wǎng)的接線方式3.2電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路3.3電力網(wǎng)的電壓計(jì)算3.4輸電線路導(dǎo)線截面的選擇2023/2/42第3章電力網(wǎng)3.1電力網(wǎng)的接線方式電力網(wǎng)的接線好似用來(lái)表示電力網(wǎng)中各主要元件相互連接關(guān)系的。電力網(wǎng)的接線對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和對(duì)用戶供電的可靠性都有極大的關(guān)系。2023/2/43

一、概述3.1電力網(wǎng)的接線方式2023/2/441．無(wú)備用接線方式（開式電力網(wǎng)）圖3-1開式電力網(wǎng)a）單回路放射式b）單回路干線式c）單回路鏈?zhǔn)絻?yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單明了、運(yùn)行方便，投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)：供電的可靠性差。按職能分：輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)按布置方式分：放射式、干線式、鏈?zhǔn)健h(huán)式及兩端供電式按對(duì)供電可靠性的要求分：無(wú)備用接線和有備用接線2023/2/452．有備用接線方式（閉式電力網(wǎng)）圖3-2有備用接線a）雙回路放射式b）雙回路干線式c）雙回路鏈?zhǔn)絛）環(huán)式e）兩端共電式優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，適用于對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電。2023/2/46

由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所6～10kV母線直接向用戶變電所供電，沿線不接其他負(fù)荷，各用戶變電所之間也無(wú)聯(lián)系，如圖3-3所示。圖3-3放射式接線優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、保護(hù)裝置簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)：供電可靠性較差，只能用于三級(jí)負(fù)荷和部分次要的二級(jí)負(fù)荷。

二、放射式接線72023/2/4

為了提高供電的可靠性，可采用來(lái)自兩個(gè)電源的雙回路放射式接線，如圖3-4所示。圖3-4雙回路放射式接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，任一回路、任一電源發(fā)生故障都能保證不間斷供電，適用于一類負(fù)荷。缺點(diǎn)：從電源到負(fù)載都是雙套設(shè)備，互為備用，投資大，且維護(hù)困難。2023/2/48直接連接干線式（如圖3-5a所示）優(yōu)點(diǎn)：線路敷設(shè)簡(jiǎn)單，變電所出線回路數(shù)少，高壓配電裝置和線路投資較小，比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：供電可靠性差，當(dāng)干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，所有用戶都將停電。適用于分支數(shù)目不多、變壓器容量也不過(guò)大的三級(jí)負(fù)荷。

三、干線式接線圖3-5干線式接線a)直接連接干線式b)串聯(lián)型干線式2023/2/49

為了提高供電的可靠性，可采用雙干線式或兩端供電干線式。串聯(lián)型干線式（如圖3-5b所示）圖3-6雙回路干線式接線方式

特點(diǎn)：干線的進(jìn)出側(cè)均安裝了隔離開關(guān)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可在找到故障點(diǎn)后，拉開相應(yīng)的隔離開關(guān)繼續(xù)供電，從而縮小停電范圍，使供電可靠性有所提高。

四、環(huán)式接線普通環(huán)式：把兩路串聯(lián)型干線式線路聯(lián)絡(luò)起來(lái)，如圖3-8所示。2023/2/410

圖3-7兩端供電干線式接線方式3-8普通環(huán)式接線有兩種運(yùn)行方式：開環(huán)運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)環(huán)形線路在某點(diǎn)斷開。開環(huán)點(diǎn)位置的選擇：應(yīng)使正常配電時(shí)開環(huán)點(diǎn)的電壓差為最小閉環(huán)運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)環(huán)形線路沒(méi)有斷開點(diǎn)。2023/2/411優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，運(yùn)行靈活；缺點(diǎn)：導(dǎo)線截面按有可能通過(guò)的全部負(fù)荷來(lái)考慮，投資高。拉手環(huán)式（“手拉手”接線）

：將放射式接線改造成雙電源供電，中間以聯(lián)絡(luò)開關(guān)將兩段線路連接起來(lái)，如圖3-9所示。圖3-9拉手環(huán)式接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性較高，易于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。

正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)打開，當(dāng)線路失去一端電源時(shí)，將聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，從另一端電源對(duì)失去電源線路上的用戶供電。低壓配電系統(tǒng)也有放射式、干線式、環(huán)式等接線方式。3.2電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路2023/2/412

一、電力線路的結(jié)構(gòu)

1．架空線路

架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和金具等部件組成，如圖3-10所示。

圖3-10架空線路的結(jié)構(gòu)導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。2023/2/413

架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種，如圖3-11所示。圖3-11裸導(dǎo)線的構(gòu)造a）單股線b）多股絞線c）鋼芯鋁絞線導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：導(dǎo)線分為裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類，高壓線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。2023/2/414架空導(dǎo)線的型號(hào)有：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于10kV及以下線路LGJ——鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路GJ——鋼絞線，用作避雷線

桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。桿塔的分類2023/2/415檔距：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱為架空線路的檔距（或跨距）。弧垂：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)的垂直距離稱為弧垂。線間距離：380V為0.4～0.6m；6～10kV為0.8～1m；35kV為2～3.5m；110kV為3～4.5m。橫擔(dān)：電桿上用來(lái)安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。

橫擔(dān)的長(zhǎng)度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點(diǎn)等。2023/2/416三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。導(dǎo)線在桿塔上的排列方式：2023/2/417絕緣子和金具：絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣距離；金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱。常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式三種。針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔上。懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕緣子串使用（35kV為3片串接；60kV為5片串接；110kV為7片串接）。棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以下線路應(yīng)用比較廣泛。2023/2/4182．電纜線路電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分。

分為單芯、三芯和四芯等種類。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖3-12所示。圖3-12扇形三芯電纜1—導(dǎo)體2—紙絕緣3—鉛包皮

4—麻襯5—鋼帶鎧甲6—麻被導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。2023/2/419絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。保護(hù)包皮：用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。2023/2/420電纜的敷設(shè)方式：直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為0.7～0.8m，應(yīng)在凍土層以下。當(dāng)多條電纜并列敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于散熱。電纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用電纜溝敷設(shè)，電纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜受到機(jī)械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。輸電線路的參數(shù)指：電阻、電抗、電導(dǎo)、電納電阻：反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損失效應(yīng)。電抗：反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)。電導(dǎo)：反映電暈現(xiàn)象產(chǎn)生的有功功率損失效應(yīng)。電納：反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)。2023/2/421

二、輸電線路的參數(shù)計(jì)算及等值電路2023/2/422

二、輸電線路的參數(shù)計(jì)算及等值電路1．輸電線路的參數(shù)計(jì)算電阻：?jiǎn)胃鶎?dǎo)線的直流電阻為：導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大0.2%～1%，主要是因?yàn)椋簯?yīng)考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大;導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱截面）一般略大于實(shí)際截面。

通常取;2023/2/423工程計(jì)算中，可先查出導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻值r1，則需要指出：手冊(cè)中給出的r1值，則是指溫度為20℃時(shí)的導(dǎo)線電阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20℃時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：

式中，α為電阻的溫度系數(shù)(1/℃)，銅取0.00382（1/℃），鋁取0.0036（1/℃）。電抗：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗為：式中，μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的;r為導(dǎo)線半徑（m）；Sav為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）。242023/2/4注意：為了使三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)對(duì)稱，應(yīng)將輸電線路的各相導(dǎo)線進(jìn)行換位，如圖3-13所示。圖3-13一次整循環(huán)換位通常架空線路的電抗值在0.4Ω/km左右，則電納：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：

2023/2/425則單位長(zhǎng)度的電納（S/km）為：一般架空線路b1的值為S/km左右，則電導(dǎo)：

電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的泄露電流和導(dǎo)線周圍空氣電離產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗。說(shuō)明：通常架空線路的絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略不計(jì)。電暈現(xiàn)象：在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周圍的空氣被電離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。2023/2/426

當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（S/km）為：因此，式中，為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/km）。注意：通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似認(rèn)為。

在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑：110kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)算電暈臨界電壓；220kV以上的超高壓輸電線，采用分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線的等值半徑，提高電暈臨界電壓2023/2/4272．輸電線路的等效電路一字型等效電路

：

用于長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路（35kV及以下）和線路不長(zhǎng)的電纜線路（10kV及以下）。π型或T型等效電路：（110～220kV）和長(zhǎng)度不超過(guò)100km的電纜線路（10kV以上）。

用于長(zhǎng)度為100～300km的架空線路圖3-14一字型等效電路圖3-15π型或T型等效電路a）π型b）T型2023/2/428

三、變壓器的參數(shù)計(jì)算及等效電路1．雙繞組變壓器

雙繞組變壓器采用Γ型等效電路，如圖3-16所示。35kV及以下的變壓器，勵(lì)磁支路可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路。注意：變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反，前者為負(fù)，后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行?，后者為容性。圖3-16雙繞組變壓器的等效電路a）Γ型等效電路b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路c）簡(jiǎn)化等效電路292023/2/4電阻RT：由于所以（Ω）

電抗XT：由于對(duì)小容量變壓器，則所以（Ω）

2023/2/430電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。電納BT：變壓器的電納是用來(lái)表征變壓器的勵(lì)磁特性的。所以（S）

所以（S）

由得：

因此（S）

說(shuō)明：以上各式中，U

、S、P、Q、的單位分別為kV、kVA、kW和kvar。2023/2/431２．三繞組變壓器三繞組變壓器的等效電路如圖3-17所示。圖3-17三繞組變壓器的等效電路a）勵(lì)磁回路用導(dǎo)納表示b）勵(lì)磁回路用功率表示2023/2/432電阻RT1、RT2、RT3三繞組變壓器容量比有三種不同類型：100/100/100：三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量；100/100/50：第三個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%；100/50/100：第二個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%。

通過(guò)短路試驗(yàn)可得到任兩個(gè)繞組的短路損耗、、，則每一個(gè)繞組的短路損耗為

對(duì)100/100/100的變壓器：2023/2/433由得：

所以2023/2/434

短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按50%容量的繞組達(dá)到額定容量時(shí)測(cè)量的值。因此，應(yīng)先將各繞組的短路損耗按變壓器的額定容量進(jìn)行折算，然后再計(jì)算電阻。如對(duì)容量比為100/100/50的變壓器，其折算公式為式中，、為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）；、為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。對(duì)100/100/50和100/50/100的變壓器：2023/2/435電抗XT1、XT2、XT3所以由得：電導(dǎo)GT與電納BT：同雙繞組變壓器。說(shuō)明：1）廠家給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)已歸算到變壓器的額定容量，因此在計(jì)算電抗時(shí)，不論變壓器各繞組的容量比如何，其短路電壓百分?jǐn)?shù)不必再進(jìn)行折算。2）參數(shù)計(jì)算時(shí)，要求將參數(shù)歸算到哪一電壓等級(jí)，則計(jì)算公式中的UN為相應(yīng)等級(jí)的額定電壓。2023/2/4363.3電力網(wǎng)的電壓計(jì)算

一、概述

電壓降落：是指線路首末端電壓的相量差，即

圖3-18線路的電壓降落和電壓損失相量圖電壓損失：是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即

通常以線路額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即2023/2/437

二、地方電力網(wǎng)的電壓損失計(jì)算

1．放射形線路電壓損失計(jì)算

設(shè)線路首末端相電壓分別為和，負(fù)荷電流為I，負(fù)荷的功率因數(shù)為，則圖3-19放射式線路電壓損失相量圖a）放射式線路簡(jiǎn)化電路圖b）電壓損失相量圖2023/2/438則一相的電壓損失為：為便于計(jì)算，用代替，則換算成線電壓損失為：式中，P、Q、UN、的單位分別為kW、kvar、kV和V。2023/2/4392．樹干式線路電壓損失計(jì)算各支線的負(fù)荷功率——用p、q表示；各段干線的功率

——用P、Q表示；各段線路的長(zhǎng)度、電阻和電抗——分別用l、r和x表示；圖3-20樹干式線路電壓損失計(jì)算圖各負(fù)荷到電源之間的干線長(zhǎng)度、電阻和電抗——分別用L、R和X表示。

若忽略各段線路的功率損耗，則每段干線的功率可用各支線的負(fù)荷功率表示，即2023/2/440l1段：l2段：l3段：各線干段的電壓損失為:l1段：l2段：l3段：n段干線的總電壓損失為各段干線的電壓損失之和，即2023/2/441若將各線干段的負(fù)荷用各支線負(fù)荷表示，則上式可寫成：電壓損失的百分?jǐn)?shù)為或當(dāng)各段線路的導(dǎo)線截面、功率因數(shù)相同時(shí)，有422023/2/43．均勻無(wú)感線路電壓損失計(jì)算

對(duì)于全線導(dǎo)線型號(hào)一致且可不計(jì)線路感抗或負(fù)荷的線路,其電壓損失百分?jǐn)?shù)可表示為

式中,γ為導(dǎo)線的電導(dǎo)率；A為導(dǎo)線的截面；為線路的所有功率矩（或叫負(fù)荷矩）之和；C為計(jì)算系數(shù)，與線路電壓、接線方式及導(dǎo)線材料有關(guān)，可查表3-1。4．均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損失計(jì)算2023/2/443

設(shè)單位長(zhǎng)度的負(fù)荷電流為i（A/km），則微小線段dl上的負(fù)荷電流為idl，這一負(fù)荷電流通過(guò)長(zhǎng)度為l、電阻為r1l的線路所產(chǎn)生的電壓損失為∴上式說(shuō)明：計(jì)算均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失時(shí)，可以用一個(gè)與均勻分布的總負(fù)荷相等，位于均勻分布負(fù)荷中點(diǎn)的集中負(fù)荷等值代替。圖3-21具有均勻分布負(fù)荷的電力網(wǎng)2023/2/444

圖3-22a中，阻抗中流過(guò)的電流為

，則電壓降落為圖3-22輸電線路的π型等效電路及相量圖

a）等效電路

三、高壓電網(wǎng)中電壓損失的計(jì)算

圖中：稱為電壓降落的縱分量；稱為電壓降落的橫分量。b）相量圖2023/2/445線路首端電壓有效值為：說(shuō)明：上述公式是按感性負(fù)荷下推出的，若為容性負(fù)荷，公式不變，無(wú)功功率Q前面的符號(hào)應(yīng)改變。將上式按二項(xiàng)式定理展開并取前兩項(xiàng)可得因此當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)，，經(jīng)推導(dǎo)得：電壓降落縱分量電壓降落橫分量462023/2/4幾點(diǎn)說(shuō)明:

對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，可忽略電壓降落的橫分量，此時(shí)，電壓損失就等于電壓降落的縱分量，即

P2、Q2、U2的單位分別為kW、kvar

和kV

，且所有參數(shù)必須是線路上同一點(diǎn)的參數(shù)。電壓損失通常以線路額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即如果已知線路首端的參數(shù)

P1、Q1、U1，則2023/2/4473.4輸電線路導(dǎo)線截面的選擇

一、導(dǎo)線截面選擇的基本原則1．發(fā)熱條件：導(dǎo)線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2．電壓損失條件：

導(dǎo)線或電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損失應(yīng)小于電壓損失，以保證供電質(zhì)量。3．機(jī)械強(qiáng)度條件：

在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。4．經(jīng)濟(jì)條件：

選擇導(dǎo)線截面時(shí)，即要降低線路的電能損耗和維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消耗量，通?？砂磭?guó)家規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。2023/2/448

5．電暈條件：

高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時(shí)，不僅會(huì)引起電暈損耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無(wú)線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導(dǎo)線的外徑不能過(guò)小。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下：對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電暈條件。對(duì)地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，以保證用戶的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。對(duì)低壓配電網(wǎng)：通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。2023/2/449

二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)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:應(yīng)使導(dǎo)線的允許載流量Ial不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流I30，即

此時(shí)，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為：≥≥導(dǎo)線的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設(shè)條件有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)，則允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)，即502023/2/4或∴即銅導(dǎo)線允許載流量為同截面鋁導(dǎo)線允許載流量的1.3倍。環(huán)境溫度的規(guī)定：在室外，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?；在室?nèi)，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶?℃。對(duì)埋入土中的電纜，取當(dāng)?shù)刈顭嵩碌叵?.8～1m深處的土壤月平均氣溫。銅、鋁導(dǎo)線的等效換算:若近似認(rèn)為銅、鋁導(dǎo)線的散熱情況相同，則其發(fā)熱溫度相同時(shí)，可認(rèn)為其功率損耗相同，即：2023/2/451保護(hù)線（PE線）截面的選擇：保護(hù)線截面一般應(yīng)不小于相線截面的一半，即≥0.5；當(dāng)相線截面≤

16mm2時(shí)，可取。中性線（N線）截面的選擇：對(duì)動(dòng)力線路，一般要求中性線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即≥0.5；對(duì)照明線路，因中性線電流與相線電流相等，因此，可取。保護(hù)中性線（PEＮ線）截面的選擇：PEＮ線兼有中性線和保護(hù)線的雙重功能，截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足上述二者的要求，并取其中較大者作為PEＮ線截面，因此≥(0.5～1)。低壓系統(tǒng)中性線和保護(hù)線的選擇2023/2/452式中，為過(guò)流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，對(duì)于熔斷器為熔體的額定電流，為絕緣導(dǎo)線或電纜的允許短時(shí)過(guò)負(fù)荷倍數(shù)。

≤需要指出：若上式不滿足要求，應(yīng)加大導(dǎo)線截面，使Ial增大。按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線或電纜截面時(shí)，還必須與其相應(yīng)的過(guò)流保護(hù)裝置（熔斷器或低壓斷路器的過(guò)流脫扣器）的動(dòng)作電流相配合，以便在線路過(guò)負(fù)荷或短路時(shí)及時(shí)切斷線路電流，保護(hù)導(dǎo)線或電纜不被毀壞。因此，應(yīng)滿足的條件是：2023/2/453

三、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面由于導(dǎo)線截面對(duì)電抗的影響很小，所以，當(dāng)、一定時(shí)，可認(rèn)為近似不變。因此，可初選一種導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電抗值（6～110kV架空線路取0.3～0.4Ω/km，電纜線路取0.07～0.08Ω/km），則2023/2/454而∴由得：若，可不計(jì)，則式中，為允許電壓損失（V）。說(shuō)明：求出導(dǎo)線截面Ａ后，應(yīng)選擇一個(gè)與其接近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)截面作為導(dǎo)線截面。式中，UN、、pi、

Li、γ的單位分別為kV、V、kW、km

和。2023/2/455例3-1一條10kV線路參數(shù)如圖，試按允許電壓損失選擇其導(dǎo)線截面，并按發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)。解：（1）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面設(shè)x1=0.4Ω/km，則2023/2/456所以初步選LJ-35型鋁絞線。（2）按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)線路的最大負(fù)荷電流為AB段承載電流，其值為查附表A-8和A-10知，35℃時(shí)LJ-35型鋁絞線的允許載流量為，故滿足發(fā)熱條件。（3）按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)

查表3-2知，10kV架空鋁絞線的最小截面為25mm2＜35mm2，滿足機(jī)械強(qiáng)度條件。2023/2/457

四、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面1．經(jīng)濟(jì)電流密度的概念導(dǎo)線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越小（即年運(yùn)行費(fèi)用越?。?，但是線路投資和有色金屬消耗量都要增加；反之，導(dǎo)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(yùn)行費(fèi)用越大）。綜合以上兩種情況，使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最小、初投資費(fèi)用又不過(guò)大而確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用Aec表示。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的導(dǎo)線電流密度，稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用jec表示。2023/2/458圖3-24是年運(yùn)行費(fèi)用F與導(dǎo)線截面A的關(guān)系曲線。1——年折舊費(fèi)和年維修管理費(fèi)之和與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線；3——為曲線1與曲線2的疊加，表示線路的年運(yùn)行費(fèi)與導(dǎo)