工廠供電 課件 項目4 工廠供電設(shè)備的選擇與校驗

項目4

工廠供電設(shè)備的

選擇與校驗

4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗

電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下3個原則。

(1)按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備①根據(jù)電氣裝置所處的位置(戶內(nèi)或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號。②按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓UN

UN

應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓。

③按最大負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流IＮ

IＮ應(yīng)不小于實際通過它的最大負荷電流ILmax(或計算電流I30)，即

或

4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗(2)按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定以保證電氣設(shè)備在短路故障時不至損壞。(3)開關(guān)電器斷流能力校驗 對具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗其斷流能力，按下式校驗：或下表為高低壓電器的選擇校驗項目和條件4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗

高低壓電器的選擇校驗項目和條件

電氣設(shè)備名稱電壓/kV電流/A斷流能力/kA短路電流校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度電流互感器√√—√√電壓互感器√————并聯(lián)電容器√————母線—√—√√絕緣導(dǎo)線、電纜√√——√支柱絕緣子√——√—套管絕緣子√√—√√表中√表示必須校驗，≯表示一般可不校驗，—表示不要校驗。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗

高低壓電器的選擇校驗項目和條件

電氣設(shè)備名稱電壓/kV電流/A斷流能力/kA短路電流校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度熔斷器√√√——高壓隔離開關(guān)√√—√√高壓負荷開關(guān)√√√√√高壓斷路器√√√√√低壓刀開關(guān)√√√≯≯低壓負荷開關(guān)√√√≯≯低壓斷路器√√√≯≯4.1.1高低壓熔斷器的選擇與校驗

1.熔體電流的選擇(1)保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇

1)應(yīng)不小于線路的計算電流，以使熔體在線路正常最大負荷下運行時也不致熔斷，即：

2)熔體額定電流應(yīng)躲過線路的尖峰電流，以使熔體在線路出現(xiàn)尖峰電流時也不致熔斷。由于尖峰電流為短時最大工作電流，而熔體熔斷需經(jīng)一定時間，因此滿足的條件為

K為小于1的計算系數(shù)。對供單臺電動機的線路，根據(jù)熔斷器特性和電動機起動情況（分三類）決定K值大小。輕載起動：起動時間tst在3s以下，取K=0.25～0.35；重載起動：tst=3～8s，取K=0.35～0.5；tst超過8s或頻繁起動、反接制動時，取K=0.5～0.8；

對多臺電動機的線路：取K=0.5～1。3)熔體額定電流還應(yīng)與被保護線路相配合，應(yīng)滿足條件

(4-5)

為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；

為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時過負荷系數(shù)。當線路出現(xiàn)過負荷或短路時，確保不會發(fā)生絕緣導(dǎo)線或電纜過熱甚至起燃而熔體不熔斷的事故。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗

按熔斷器的不同用途取相應(yīng)的值。若按式(4-3)和(4-4)所選擇的熔體電流不滿足式(5-5)的配合要求，可依據(jù)具體情況改選熔斷器的型號規(guī)格，或適當加大絕緣導(dǎo)線和電纜的截面。(2)保護電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇對6～10kV的電力變壓器，容量在1000KV·A及以下者，均可在高壓側(cè)裝設(shè)熔斷器作短路及過負荷保護，其熔體額定電流應(yīng)滿足條件

(4-6)

-電力變壓器的額定一次電流。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗式(4-6)綜合考慮了以下三個方面的因素：1)熔體額定電流應(yīng)躲過變壓器允許的正常過負荷電流；2)熔體額定電流應(yīng)躲過來自變壓器低壓側(cè)電動機自起動引起的尖峰電流；3)熔體額定電流應(yīng)躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流。（3)保護電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇電壓互感器二次側(cè)的負荷很小，因此其保護的熔斷器熔體電流一般均為0.5A。2.熔斷器的選擇和校驗(1)熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于安裝處線路的額定電壓；(2)熔斷器的額定電流應(yīng)不低于它所安裝熔體的額定電流；4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗(3)熔斷器類型應(yīng)與實際安裝地點的工作及環(huán)境條件相適應(yīng)；(4)熔斷器應(yīng)進行斷流能力的校驗以滿足安裝處的要求。1)“限流式”熔斷器(如RN1、RT0)的校驗：

(4-7)

-熔斷器最大分斷電流；

-熔斷器安裝處三相次暫態(tài)短路電流有效值。2)“非限流式”熔斷器(如RW4、RM10)的行校驗：

(4-8)

-熔斷器安裝處三相短路沖擊電流有效值。3)有斷流能力上下限的熔斷器(如RW4跌開式熔斷器)

的校驗：

(5-9)

(4-10)--熔斷器安裝處最小分斷電流，

--保護線路末端的兩相短路電流(對中性點不接地的電力系統(tǒng))。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗限流式熔斷器跌落式熔斷器(5)熔斷器應(yīng)滿足保護靈敏度的要求須保證在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時能可靠地熔斷，其靈敏度可按下式進行校驗：(4-11)k－靈敏度的最小比值，如表5.2所示；－被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的最小短路電流，

●TT和TN系統(tǒng)取單相短路電流或單相接地故障電流；

●對IT系統(tǒng)和中性點不接地系統(tǒng)取兩相短路電流；

●對安裝在變壓器高壓側(cè)的熔斷器，取低壓側(cè)母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)的值。(6)應(yīng)滿足前后級熔斷器之間的選擇性配合要求即線路發(fā)生故障時，靠近故障點的熔斷器首先熔斷，切除故障，從而使系統(tǒng)的其他部分迅速恢復(fù)正常運行。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗例1

有一臺電動機，UN=380V，PN=17kW,

Ｉ３０=42.3A，屬重載起動，起動電流為188A，起動時間為3～8s。采用BLV型導(dǎo)線穿鋼管敷設(shè)線路，導(dǎo)線截面為10mm2。該電機采用RT0型熔斷器做短路保護，線路最大短路電流為21kA。選擇熔斷器及熔體的額定電流，并進行校驗。(環(huán)境溫度25℃)

解：(1)選擇熔體及熔斷器額定電流①ＩN.FE≥Ｉ30

=42.3A②ＩN.FE≥K×ＩPK=0.4×188=75.2A查附表8，選RT0-100型，即ＩN.FE=80A，ＩN.FＵ

=100A的熔斷器。(2)校驗熔斷器斷流能力滿足斷流能力要求。(3)導(dǎo)線與熔斷器的保護配合校驗設(shè)熔斷器只作短路保護，導(dǎo)線與熔斷器的配合條件為絕緣導(dǎo)線時應(yīng)滿足：4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗2.低壓開關(guān)設(shè)備的選擇與校驗包括低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、低壓刀熔開關(guān)和低壓負荷開關(guān)的選擇與校驗。以低壓斷路器的選擇、整定和校驗為例。(1)過電流脫扣器額定電流的選擇應(yīng)大于等于線路的計算電流，即

(4-12)(2)低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定 1)瞬時過電流脫扣器動作電流的整定應(yīng)躲過線路的尖峰電流，即(4-13)

－可靠系數(shù)，

動作時間在0.02s以上的DW型斷路器取1.35；

動作時間在0.02s及以下的DZ型斷路器宜取2～2.54.1電氣設(shè)備的選擇與校驗2)短延時過電流脫扣器動作電流和時間的整定●應(yīng)躲過線路的尖峰電流，可靠系數(shù)取1.2，即(4-14)●動作時間分為0.2s、0.4s及0.6s三級，通常要求前一級保護的動作時間比后一級保護的動作時間長一個時間級差0.2s。3)長延時過電流脫扣器動作電流和時間的整定一般用于過負荷保護

●僅需躲過線路的計算電流，取可靠系數(shù)=1.1。即(4-15)

●動作時間應(yīng)躲過線路允許過負荷的持續(xù)時間，其動作特性通常為反時限，一般動作時間1～2h。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗4)過電流脫扣器與被保護線路的配合為了不致發(fā)生因過負荷或短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃而低壓斷路器不跳閘的事故，要求滿足

(4-16)

●

-絕緣導(dǎo)線或電纜的允許載流量；●

-允許短時過負荷系數(shù)。

對瞬時和短延時取4.5；對長延時取1；對保護有爆炸性氣體區(qū)域內(nèi)的線路取0.8.若不滿足，應(yīng)改選或適當加大導(dǎo)線或電纜的截面。(3)低壓斷路器熱脫扣器額定電流的選擇

(4-17)4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗(4)低壓斷路器熱脫扣器動作電流的整定需躲過線路的用于作過負荷保護，即(4-18)

可靠系數(shù)，通常取1.1，但一般應(yīng)通過實測作調(diào)整。(5)低壓斷路器型號規(guī)格的選擇與校驗應(yīng)滿足條件：

1)斷路器額定電壓應(yīng)大于或等于安裝處的額定電壓。

2)斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于其所安裝過電流脫扣器與熱脫扣器的額定電流。

3)斷路器應(yīng)滿足安裝處對斷流能力的要求。

●對動作時間在0.02s以上的DW型斷路器，應(yīng)滿足

(4-19)

●對動作時間在0.02s及以下的DZ型斷路器，應(yīng)滿足

或(4-20)4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗(6)低壓斷路器還應(yīng)滿足保護對靈敏度的要求保證在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時能可靠動作，切除故障。

(4-21)●

－瞬時或短延時過電流脫扣器的動作電流；●－被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的單相短路電流(對TT和TN系統(tǒng))或兩相短路電流(對IT系統(tǒng))；●Ｋ－比值，一般取1.3。例4-3某380V三相四線制線路供電給一臺電動機，已知電動機的額定電流為70A，尖峰電流為240A，線路首端三相短路電流為20kA，線路末端的單相短路電流為10kA。擬采用DW16型低壓斷路器進行瞬時過電流保護，環(huán)境溫度為25℃，線路允許載流量為120A(BX-500型導(dǎo)線穿塑料管暗敷)，試選擇整定低壓斷路器。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗解1)選擇斷路器●查附表9得，DW16-630型低壓斷路器的過流脫扣器額定電流，初選DW16-630/100型低壓斷路器。

●由式(4-13)知瞬時過流脫扣器的動作電流整定為，即：滿足躲過尖峰電流的要求。2)校驗斷流能力查附表9知，滿足要求。3)與被保護線路配合－斷路器僅作短路保護，滿足配合要求。4.1電氣設(shè)備的選擇與校驗4.2.1概述1．雙繞組三相電力變壓器的類型按調(diào)壓方式分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓；按繞組絕緣及冷卻方式分為油浸式、干式和充氣式等。油浸式變壓器又可分為油浸自冷式、油浸風冷式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)冷卻式等。2．雙繞組三相電力變壓器的類型選擇工廠變電所廣泛采用的6~10kV配電變壓器多為油浸式無載調(diào)壓降壓變壓器。供電系統(tǒng)中無特殊要求的、民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器(S9、S9-M、S10-M、S11、S11-M等)；對于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對消防要求較高的場所，宜采用干式電力變壓器(SC，SCZ，SG3，SGl0，SC6等)；任務(wù)4.2電力變壓器及其選擇對電網(wǎng)電壓波動較大的，為改善電能質(zhì)量應(yīng)采用有載調(diào)壓電力變壓器(SZ7，SFSZ，SGZ3等)。此外，必須選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S11系列。在多塵或有腐蝕性較強的場所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器。4.2.2電力變壓器的實際容量和過負荷能力1.變壓器的額定容量SN·T

指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件20℃下，室外安裝時，在規(guī)定的使用年限內(nèi)(一般規(guī)定為20年)連續(xù)輸出的最大視在功率。2．變壓器的實際容量規(guī)定，若變壓器安裝地點的年平均氣溫時，則年平均氣溫每升高1℃，容量應(yīng)相應(yīng)減小1％。因此，實際容量應(yīng)計入一個溫度校正系數(shù)。4.2電力變壓器及其選擇室外變壓器，其實際容量為

室內(nèi)變壓器，散熱條件較差，進風口和出風口間大概有15℃的溫差，處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外溫度大約高8℃，其容量要減小8％。即

2.變壓器的正常過負荷能力指它在較短時間內(nèi)所能輸出的最大容量。變壓器容量是按最大負荷選擇的，多數(shù)時間都處于低負荷，未達到其負荷能力。從維持變壓器規(guī)定的使用年限考慮，變壓器在必要時完全可以過負荷運行。

對于油浸式變壓器，其允許過負荷包括兩部分：4.2電力變壓器及其選擇晝夜負荷不均勻而考慮的過負荷---如果變壓器的日負荷率小于1，則由日負荷率和最大負荷持續(xù)時間確定允許過負荷能力。夏季欠負荷而在冬季考慮的過負荷---夏季每低1％，可在冬季過負荷1％，但不得超過15％。兩部分過負荷需同時考慮，室外變壓器過負荷不得超過30％，室內(nèi)變壓器過負荷不得超過20％。干式變壓器一般不考慮正常過負荷。3.變壓器的事故過負荷能力在事故情況下，可以允許短時間較大幅度地過負荷運行，但運行時間不得超過規(guī)定的時間。4.2電力變壓器及其選擇4.2.3變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇1.變電所主變壓器臺數(shù)的選擇(1)應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。供有大量一、二級負荷的，應(yīng)選用兩臺變壓器；只有少量二級而無一級負荷的，如低壓側(cè)有與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，亦可只采用一臺變壓器。(2)季節(jié)性負荷變化較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，可選用兩臺變壓器。(3)一般供三級負荷的，可只采用一臺變壓器。但集中負荷較大者，雖為三級負荷，也可選用兩臺變壓器。(4)在確定變電所主變壓器的臺數(shù)時，應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。4.2電力變壓器及其選擇2.主變壓器容量的選擇(1)只裝有一臺主變壓器的變電所主變壓器的額定容量SN·T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷S30的需要，即

(2)裝有兩臺主變壓器的變電所每臺主變壓器的額定容量SN·T應(yīng)同時滿足以下兩個條件：①任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)能滿足總計算負荷S30的大約

60%~70%的需要，即

②任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)能滿足全部一、二級負荷

S30(I+Ⅱ)的需要，即

4.2電力變壓器及其選擇(3)車間變電所主變壓器的單臺容量上限一般不宜大于1000kV·A(或1250kV·A)。如車間負荷容量較大、負荷集中且運行合理時，也可以選用1250kV·A(或1600)~2000kV·A的配電變壓器，減少主變臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。(4)對裝設(shè)在二層以上的應(yīng)考慮其垂直與水平運輸對通道及樓板荷載的影響。采用干式變壓器時，其容量不宜大于630kV·A。(5)居住小區(qū)變電所的油浸式變壓器單臺容量，不宜大于630kV·A。因瓦斯保護很難實施，若變壓器容量增大，供電半徑增大，常使線路末端的電壓偏低，居民用電設(shè)備不能正常工作。(6)適當考慮負荷的發(fā)展根據(jù)今后5~10年電力負荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小，更宜留有較大的裕量。

4.2電力變壓器及其選擇例4-4某車間總計算負荷P30=900kW,Q30=610kvar,其中一、二級負荷P30(I+Ⅱ)=500kW,Q30(I+Ⅱ)=310kvar。試初步確定此車間變電所的主變壓器臺數(shù)和容量。解：１.車間總計算負荷２.宜選擇兩臺變壓器，單臺容量應(yīng)同時滿足：因此，可選兩臺容量均為800kV·A的變壓器，具體型號為S9-800/10。4.2電力變壓器及其選擇任務(wù)4.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗4.3.1電流互感器選擇與校驗1.型號的選擇--根據(jù)安裝地點和工作要求選擇2.額定電壓的選擇--應(yīng)不低于裝設(shè)點線路的額定電壓3.電流互感器變比的選擇一次側(cè)額定電流I1N有20,30,40,50,75,100,150,200,300,400,600,800,1000,1200,1500,2000(A)等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流均為5A。計量用的變比選擇：應(yīng)使I1N不小于線路的I30。保護用的電流互感器：為保證其準確度要求，可將變比選得大一些。4.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗4.電流互感器準確度的選擇及校驗為保證準確度誤差不超過規(guī)定值，互感器二次側(cè)負荷S2應(yīng)不大于二次側(cè)額定負荷S2N。準確度校驗公式為

(5-27)二次回路的負荷S2取決于二次回路的阻抗Z2的值，即

或(5-28)Si,Zi－二次回路儀表、繼電器線圈的額定負荷(VA)和阻抗(Ω)；RXC－二次回路中所有接頭、觸點的接觸電阻，一般取0.1Ω；RWL－二次回路導(dǎo)線電阻，計算公式為

(5-29)4.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗γ－導(dǎo)線的導(dǎo)電率：銅，鋁；A為導(dǎo)線截面積mm2；l為導(dǎo)線的計算長度(m)。設(shè)電流互感器到儀表的單向長度為l1，則

(5-30)如果電流互感器不滿足準確度要求，則應(yīng)改選較大變流比或較大二次容量的互感器，也可加大二次接線的截面。電流互感器二次接線的導(dǎo)線一般采用電壓不低于500V、截面不小于2.5mm2銅芯絕緣線。4.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗5.電流互感器的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗新產(chǎn)品如LZZB6-10型等直接給出了動穩(wěn)定電流峰值和1s熱穩(wěn)定電流有效值，因此動穩(wěn)定度按相應(yīng)公式進行校驗，其熱穩(wěn)定度按相應(yīng)公式進行校驗。大多數(shù)產(chǎn)品是給出動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)：動穩(wěn)定校驗條件為(4-31)熱穩(wěn)定校驗條件為(4-32)有關(guān)電流互感器的參數(shù)可查附表18或其他有關(guān)產(chǎn)品手冊。4.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗例4-5按例4-2中的電氣條件，選擇柜內(nèi)電流互感器。已知電流互感器采用兩相V形接線，如圖5.1所示，其中0.5級二次繞組用于測量，接有三相有功電度表和三相無功電度表各一只，每一電流線圈消耗功率0.5VA，電流表一只，消耗功率2VA。電流互感器二次回路采用BV-500-1×2.5mm2的銅心塑料線，互感器距儀表的單向長度為1m，tK=1.2s。圖4.1電流互感器和測量儀器的接線圖4.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗解：根據(jù)變壓器二次側(cè)額定電壓l0kV，額定電流320A，查附表18，選變比為400/5A的LQJ-l0型電流互感器，Kes=160，Kt=75，t=1s，0.5級二次繞組的S2N=10VA。1.準確度校驗

滿足要求2.動穩(wěn)定校驗滿足要求3.熱穩(wěn)定校驗

滿足要求。所以選擇LQJ-10400/5A型電流互感器滿足要求。5.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗4.3.2電壓互感器選擇1.電壓互感器的二次繞組的準確級規(guī)定為:0.1，0.2，0.5，1，3五個級別;2.保護用的電壓互感器規(guī)定為3P級和6P級;3.用于小電流接地系統(tǒng)電壓互感器(如三相五芯柱式)的零序繞組準確級規(guī)定為6P級。4.電壓互感器的選擇如下：按裝設(shè)點環(huán)境及工作要求選擇型號；額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點線路額定電壓；按測量儀表對電壓互感器準確度要求選擇并校驗準確度。5.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗為了保證準確度的誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，二次側(cè)負荷S2應(yīng)不大于電壓互感器二次側(cè)額定容量S2N，即

(4-33)(4-34),分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無功功率。電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護，不需要校驗短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。5.3電流互感器和電壓互感器選擇與校驗一、導(dǎo)線和電纜選擇的一般規(guī)定：1、35kV及以上架空線路宜采用鋼芯鋁絞線，城市3~10kV電網(wǎng)宜采用鋁絞線；截面不宜小于表中數(shù)值.任務(wù)4.4工廠電力線路選擇與校驗2、市區(qū)及工廠10kV及以下架空線路，有特殊要求的場所，宜采用絕緣鋁絞線；4、住宅供電系統(tǒng)的電氣線路應(yīng)采用符合安全和防火要求的敷設(shè)方式配線，導(dǎo)線應(yīng)采用銅線，每套住宅進戶線截面不應(yīng)小于10mm2，分支回路導(dǎo)線截面不應(yīng)小于2.5mm2。3、市區(qū)及工廠低壓架空線路宜采用鋁芯絕緣線。為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，1．電力線路的導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足下列條件：（1）發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。(2)電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗值。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗的校驗。(3)經(jīng)濟電流密度35kV及以上的高壓線路及35kV以下的長距離、大電流線路（工廠內(nèi)的10kV及以下線路除外），其導(dǎo)線(含電纜)截面

二、截面選擇計算的條件宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年運行費用支出最小。按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)線截面，稱為“經(jīng)濟截面”。

(4)機械強度導(dǎo)線(包括裸線和絕緣導(dǎo)線)截面不應(yīng)小于其最小允許截面，如附錄表14和表15所列?！镫娎|，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度；★母線則應(yīng)校驗其短路的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度.對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

電力線路的類型允許載流量允許電壓損失經(jīng)濟電流密度機械強度35kV及以上電源進線△△★△無調(diào)壓設(shè)備的6～10kV較長線路△★△6～10kV較短線路★△△低壓線路照明線路△★△動力線路★△△電力線路截面的選擇和校驗項目

△——校驗的項目，★——選擇的依據(jù)2.一般根據(jù)以下工程設(shè)計經(jīng)驗來選擇計算，通常容易滿足要求，較少返工：★10kV及以下高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗電壓損耗和機械強度?！锏蛪赫彰骶€路，因其對電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗發(fā)熱條件和機械強度?！镩L距離、大電流線路和35kV及以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其他條件。4.4.2按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面1.三相系統(tǒng)相線截面的選擇電流通過導(dǎo)線(包括電纜、母線)時，要產(chǎn)生電能損耗，使導(dǎo)線發(fā)熱。裸導(dǎo)線的溫度過高時，會使接頭處的氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化，如此惡性循環(huán)，最終可發(fā)展到斷線。絕緣導(dǎo)線和電纜溫度過高時，可使其絕緣加劇老化甚至燒毀，或引起火災(zāi)事故。因此，導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度一般不得超過附錄表所列的額定負荷時的最高允許溫度。（1）按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面應(yīng)使其允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流I30，即

（2）導(dǎo)線的允許載流量Ial

指在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大電流。設(shè)導(dǎo)線額定負荷時的最高允許溫度為，如果導(dǎo)線敷設(shè)地點實際的環(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，則導(dǎo)線的允許載流量應(yīng)乘以以下溫度校正系數(shù)：

“環(huán)境溫度”是指按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的特定溫度。在室外，環(huán)境溫度一般取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁兀?.中性線和保護線截面的選擇(1)中性線(N線)截面A0的選擇中性線要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流，其允許載流量不應(yīng)小于三相系統(tǒng)的最大不平衡電流，并考慮諧波電流的影響。

(2)保護線(PE線)截面的選擇保護線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時單相短路電流通過時的短路熱穩(wěn)定度。

4.4工廠電力線路的選擇與校驗

根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求，保護線(PE線)截面APE，按《低壓配電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當其材料與相線相同時，其最小截面應(yīng)滿足的要求。(3)保護中性線(PEN線)截面的選擇兼有PE線和N線的雙重功能，故應(yīng)同時滿足上述PE線和N線的要求，取其中的最大截面。例4-6有一條220／380V的三相四線制線路，采用BLV型鋁芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設(shè)，當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5℃。該線路供電給一臺40kW的電動機，其功率因數(shù)為0.85，效率為0.86，試按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面。解：供電線路的電流計算：

4.4工廠電力線路的選擇與校驗

相線截面的選擇：查附表19的+25oC時4根單芯線穿塑料管(PC)的BLV-500型截面為50的導(dǎo)線允許載流量Ial=90A>I30=83.1A。因此選=50保護線截面選擇：根據(jù)，選=25

該線路所選的導(dǎo)線型號規(guī)格可表示為

BLV-500-(3×50+PEN25)-PC65-F。4.4.3按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面從經(jīng)濟方面考慮，可選擇一個比較合理的導(dǎo)線截面，既使電能損耗小，又不致過分增加線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

經(jīng)濟電流密度就是能使線路的年運行費用接近于最小而又適當考慮節(jié)約有色金屬條件的導(dǎo)線和電纜的電流密度值。用符號表示。我國規(guī)定的經(jīng)濟電流密度如表4.6所示。按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)線和電纜的截面。稱為經(jīng)濟截面，用符號表示。

(4-39)按上式計算出后，應(yīng)選最接近的標準截面(可取較小的標準截面)，然后校驗其他條件。例4-7有一條采用LGJ型鋼芯鋁絞線架設(shè)的35kV架空線路供電給某廠，該廠有功計算負荷為3800kW，無功計算負荷為2100kvar，Tmax=5100h。試選擇其經(jīng)濟截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

解：(1)選擇經(jīng)濟截面由表4.6查得jec=0.9A/mm2

，故選標準截面Ａ＝70mm2，即選LGJ-70型鋼芯鋁絞線。(2)校驗發(fā)熱條件查附錄表15：(假設(shè)環(huán)境溫度為30oc)LGJ-70，

Ial=259A

>

I30=79.6A，滿足發(fā)熱條件。(3)校驗機械強度查附錄表13得35kV架空鋼芯鋁絞線Amin=35mm2

<

Ａ=70mm2，滿足機械強度要求。

4.4.4線路電壓損耗的計算一、線路的允許電壓損耗一般線路的允許電壓損耗不超過5%(對線路額定電壓)。如果超過允許值，則應(yīng)適當加大導(dǎo)線截面，使之滿足要求。二、集中負荷的三相線路電壓損耗的計算以下圖所示帶兩個集中負荷的三相線路為例，◆負荷電流，各線段電流用I表示；◆各線段的長度、每相電阻r、電抗x；◆線路首端至各負荷點的長度L、每相電阻R、電抗X。１.線路電壓降：線路首端電壓與末端電壓的相量差。２.線路電壓損耗：線路首端電壓與末端電壓的代數(shù)差。電壓降在參考軸(縱軸)上的投影，稱為電壓降的縱分量。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

在地方電網(wǎng)和工廠供電系統(tǒng)中，線路的電壓降相對于線路電壓來說很小(圖中大大放大了)，可近似地認為電壓降縱分量就是電壓損耗。圖4.2帶有兩個集中負荷的三相線路(a)單線電路圖(b)線路電壓降相量圖4.4工廠電力線路的選擇與校驗

3.電壓損耗的計算圖4.2b所示線路的相電壓損耗可按下式近似計算：1）帶任意個集中負荷電壓損耗的一般計算公式將相電壓損耗換算為線電壓損耗，◆

(4-41)、－－負荷電流的有功分量和無功分量。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

2）用各線段中的負荷電流來計算電壓損耗的計算公式◆

(4-42)、－線段電流的有功分量和無功分量。3）用負荷功率、來計算電壓損耗的計算公式利用代入式(4-41)，可得

◆

(4-43)4）用線段功率、來計算電壓損耗的計算公式利用代入式(4-42)，可得◆

(4-44)4.4工廠電力線路的選擇與校驗

5）“無感”線路的電壓損耗的計算公式線路感抗可不計或負荷◆

(4-45)6）“均一無感”線路的電壓損耗的計算公式全線的導(dǎo)線型號規(guī)格一致且可不計感抗或負荷◆

(4-46)導(dǎo)線的電導(dǎo)率；導(dǎo)線的截面A；線路的所有功率矩之和；線路的額定電壓UN

。4．線路電壓損耗的百分值1）定義式

(4-47)4.4工廠電力線路的選擇與校驗

2）“均一無感”的三相線路電壓損耗的百分值

(4-48)3）“均一無感”單相線路及直流線路電壓損耗的百分值

(4-49)4）“均一無感”的兩相三線線路，電壓損耗的百分值

(4-50)計算系數(shù)C值如表4.7所示。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

三、均一無感線路按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面的公式

(4-51)上式常用于照明線路導(dǎo)線截面的選擇。例題5-8

試驗算例5-7所選LGJ-70型鋼芯鋁線是否滿足允許電壓損耗5%的要求。已知該線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距為1.6m,線路長4km。(有一條采用LGJ型鋼芯鋁絞線架設(shè)的35kV架空線路供電給某廠，該廠有功計算負荷為3800kW，無功計算負荷為2100kvar，)解：由A=70mm2(LGJ)和查附表19得R0=0.48Ω/km，X0=0.38Ω/km,線路電壓損耗線路電壓損耗百分值滿足電壓損耗要求。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

4.4.5母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇一、母線選擇--無電壓要求，其選擇條件如下：1.型號選擇－種類：矩形母線和管形母線；材料：銅、鋁。2.母線截面選擇（1)按計算電流選擇母線截面(4-52)

為母線允許的載流量；為匯集到母線上的計算電流。（2)年平均負荷、傳輸容量較大時，宜按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面3.硬母線必須校驗動、熱穩(wěn)定二、支柱絕緣子的選擇1.作用：主要是用來固定導(dǎo)線或母線，并使導(dǎo)線或母線與設(shè)備或基礎(chǔ)絕緣。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

2.種類：有戶內(nèi)和戶外型,戶內(nèi)支柱絕緣子(Z),按金屬附件的膠裝方式有外膠裝(W)、內(nèi)膠裝(N)、聯(lián)合膠裝(L)。有關(guān)參數(shù)詳見表5.8。3.支柱絕緣子的幾個選擇條件：(1)按使用場所(戶內(nèi)、戶外)選擇型號；(2)按工作電壓選擇額定電壓；(3)校驗動穩(wěn)定:(4-53)-支柱絕緣子最大允許機械破壞負荷(見表5.8)；K-允許負荷系數(shù)，按彎曲破壞負荷計算時，K=0.6；按拉伸破壞負荷計算時，K=1；

-短路時沖擊電流作用在絕緣子上的計算力,

母線在絕緣子上平放時，按計算，母線豎放時,則。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

3.穿墻套管幾個選擇條件(1)按使用場所選擇型號；(2)按工作電壓選擇額定電壓；(3)按計算電流選擇額定電流；(4)動穩(wěn)定校驗

(4-54)(4-55)

--三相短路沖擊電流作用于穿墻套管上的計算力(N)；

--允許的最大抗彎破壞負荷(N)；

--穿墻套管與最近一個支柱絕緣子間的距離(m),--套管本身的長度(m)，

--相間距離，K=0.862。4.4工廠電力線路的選擇與校驗

(5)熱穩(wěn)定校驗(4-56)

為熱穩(wěn)定電流；為熱穩(wěn)定時間。例5-9某35kV戶內(nèi)型變電所變壓器變比為35/10.5kV，5000kVA，三相最大短路電流為3.5kA，沖擊短路電流為8.85kA，總降壓變電所10kV室內(nèi)母線為鋁母線,已知鋁母線的經(jīng)濟電流密度為1.15,假想時間為1.5s,母線水平放置在支柱絕緣子上,型號為ZA-10Y，跨距為1.2m,母線中心距為0.25m，變壓器10kV套管引入配電室穿墻套管型號為CWL-10/600，相間距離為0.22m，與最近一個支柱絕緣子間的距離為1.6m，試選擇母線、校驗?zāi)妇€、支柱絕緣子、穿墻套管的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。

4.4工廠電力線路的選擇與校驗

解：1.按經(jīng)濟截面選擇LMY型硬鋁母線變壓器二次側(cè)額定電流：查附表14，選擇LMY-50×5。2.母線動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗（1）母線動穩(wěn)定校驗三相短路電動力

彎曲力矩按大于2檔計算，

計算