电力网导线截面积的选择

学习目标1.了解确定导线截面积的基本原则2.会根据不同条件选定导线截面积3.会根据不同条件校验导线截面积5.1确定导线截面积的基本原则选择原则为使供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，导线截面的选择必需满足下列条件：–发热条件–机械强度–电压损失条件–经济电流密度–按热稳定最小截面来校验针对不同的电力网特点，合理选择。（1）区域电力网这种电力网的特点是电压高，线路较长，输送容量与最大负荷利用小时数都较大，首先应按按经济电流密度初选，然后按电晕电压校验和热稳定校验。（2）地方电力网由于电压较低且调压困难，因此这种电力网中的导线截面按电压损失为首要条件来选择，再校验其他条件。（3）低压配电网。由于线路较短，低压损失较易满足，这种电力网中的导线截面主要按热稳定和机械强度来决定。三相系统相线截面的选择通过相线的计算电流Ic不超过其允许载流量Ial，即Ic≤Ial当环境温度为时，导线的长时允许载流量应进行修正：05.2导线截面积的选择一、按导线的允许载流量选择中性线和保护线截面的选择•中性线（N线）截面的选择1）一般三相四线制线路中的中性线截面S0S0≥0.5Sφ2）由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路S0=Sφ3）如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出S0≥Sφ2）当16mm2＜Sφ≤35mm2时SPE≥16mm23)当Sφ≥35mm2时SPE≥0.5Sφ•保护中性线（PEN线）截面的选择因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选取。•保护线（PE线）截面的选择1）当Sφ≤16mm2时SPE≥Sφ(3).PE线截面的选择由于时按规定，而时则。综合考虑，我们选。所选导线型号规格可表示为：BV-500-（3×35+1×25+25）。(3).PE线截面的选择由于时按规定，而时则。综合考虑，我们选。所选导线型号规格可表示为：BV-500-（3×35+1×25+PE25）。216PEAmm235Amm225PEAmm235Amm00.5AA0.5PEAA(2).N线截面的选择按，选。00.5AA2025Amm例1有一条采用BV-500型铜芯塑料线明敷的220/380V的TN-S线路，计算电流为140A，当地最热月平均最高气温为+30℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。（环境温度为30℃时，明敷的BV-500型铜芯塑料线为35mm2时的载流量为156A)解：TN-S线路为含有N线和PE线的三相四线制线路，因此除选择相线外，还要选择N线和PE线。(1).相线截面的选择环境温度为30℃时明敷的BV-500型铜芯塑料线为35mm2的，满足发热条件，因此相线截面选。30156140alIAIA235Amm架空线的最小允许截面应满足周围环境对导线机械强度的要求，以防止架空线受自然灾害条件影响发生断线。不同导线，按不同用途及安装方式有最小允许截面积，只要大于其值即可。二、按机械强度选择按规定，高压配电线路的电压损失一般不得超过线路额定电压的5％；从母线到用电设备的线路损耗，一般不得超过用电设备额定电压的5％。所以，要保证设备的正常运行，必须根据线路的允许电压损失来选择导线截面。线路的电压损失是指线路始、末两端电压的有效值之差：21UUU＝以百分数表示：12N100%UUUU％＝在选择导线截面时，实际电压损失不超过允许电压损失三、按允许电压损失选择1、电压损失的计算根据计算的截面，选取的标准截面，即X%%%rUUUxx2%%%%%10rNUUUQXUU允许电压损失是有功功率在电阻上的损失与无功功率在电抗上的损失之和，即2100%alrNPLSUUalSSSalS11按上式计算出S后，从相关手册选出最接近的标准截面的导线。然后再按其他技术条件校验截面是否满足要求。max3cosNIPSJJU①首先确定式中，为线路正常运行最大长时工作电流。maxI②根据导线材料和查出JmaxT③计算经济截面S四、按经济电流密度选择maxT例2:某地区变电站以35kV架空线路向一容量为（3800+j2100）kVA的工厂供电，工厂的年最大负荷利用小时为5600h，架空线路采用LGJ型钢芯铝绞线。选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。室外温度为35oC解：（1）选择经济截面；工厂的计算电流为：查表可知，其J=0.9A/mm2；所以:22max3800210071.63335NSIAU＝2mI71.679.60.9axececAmmJ＝选择准截面70mm2，即型号为LGJ-70的铝绞线。（2）校验发热条件查表，LGJ-70在室外温度为35oC时允许载流量为Ial=242A＞IC=71.6A，所以满足发热条件。（3）校验机械强度查表，35kV架空铝绞线的机械强度最小截面为Amin=35mm2＜A=70mm2因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。由表查得，因此21.15/jAmm例3有一条用LJ型铝绞线架设的长5km的35kV架空线路，计算负荷为4830kW，，Tmax=4800h。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。室外温度25℃解：（1）选择经济截面7.0cosmax48301143cos3350.7NPkWIAUkV22114991.15/ecASmmAmm选最接近的标准截面95mm2，即选LJ-95型铝绞线。(2).校验发热条件查表得LJ-95的允许载流量（室外温度25℃），因此满足发热条件。max327114alIAIA2min35Amm(3).校验机械强度查表得35kV架空线路铝绞线的最小允许截面。因此所选LJ-95也是满足机械强度要求的。例4从变电站架一条10kV的架空线向3个负荷供电，最大负荷年利用小时数为3000h~5000h，导线采用LJ线，线间几何间距为1m，线路长度及各负荷如图所示。该地区最高环境温度为38℃，试选择线路的导线截面（允许电压损失为5％）。1000m1500m500m400kVAcosφ=0.9500kVAcosф=0.8ABCD1000kVAcosф=0.8(1)求线段中的有功及无功功率110000.8800()pkW110000.6600(var)qk24000.9360()pkW24000.346174.4(var)qk35000.8400()pkW35000.6300(var)qk解：（2）计算各线段的平均功率因数及电流根据平均功率的计算式22cosqpp则有AB段的平均功率因数12322123123cos0.82ABPPPPPPQQQBC段的平均功率因数85.0cos23223232QQPPPPBC根据负荷电流的计算式N3cosPIU1560109.84(A)3100.82ABI76051.623(A)3100.85BCI40028.87(A)3100.8CDI分别求得各线段负荷电流：AB段BC段CD段2n109.8495.51(mm)1.15ABABIAJ2n51.6244.89(mm)1.15BCBCIAJ2n28.8725.1(mm)1.15CDCDIAJ（3）按经济电流密度选择导线截面根据Tmax＝3000h～5000h，查表得LJ的经济电流密度为1.15A/mm2。故各段按经济电流密度选择的导线截面如下：AB段选择标准截面为95mm2的铝绞线LJ–95。BC段选择标准截面为35mm2的铝绞线LJ-35。CD段选择标准截面为25mm2的铝绞线LJ-25。查表得LJ-95为290A，LJ-35为150A，LJ-25为120A。因为该地区最高环境温度为38℃，故应该进行修正m0m0-70-380.957035K＝＝修正后得各段导线允许电流值：LJ-95为275.5A，LJ-35为142.5A，LJ-25为114A,均大于各段的负荷电流。（4）按长时允许电流校验各段导线截面)(17.05.0334.0)(28.1128.1)(17.05.0334.0)(38.15.192.0)(17.05.0334.0)(17.05.034.0CDCDBCBCABABxrxrxr，，，11265.21048.8512182.648260.92111238()10nniiiiiiABCBCDNPrQrUUUUUVN238%100%100%2.38%5%10000UUU电压损失百分数为（5）按允许电压损失校验导线截面查表得各段导线单位长度的电阻与电抗，故线路总的电压损失为21（6）按机械强度校验查表得10kV非居民区最小允许截面为25mm2。所选各段导线均符合规定。