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第六章电力线路内容：电力线路的接线方式，导体和电缆选择，电压损失的计算，电力线路的结构。重点：了解电力线路的结构，掌握电力线路的接线方式，导体和电缆选择的原则和方法掌握电压损失的计算。第六章电力线路§6.1电力线路的接线方式§6.2导体和电缆选择的一般原则§6.3按允许载流量选择导体和电缆截面§6.4按允许电压损失选择导体和电缆截面§6.5按经济电流密度选择导体和电缆的截面§6.6电力电缆的结构和敷设小结思考题与习题第6章电力线路6.1电力线路的接线方式电力线路的基本要求：供电安全可靠，操作方便，运行灵活、经济和有利发展。电力线路按电压高低分：有1KV以上的高压线路和1KV以下的低压线路。电力线路按结构形式分：有架空线路和电缆线路以及室内线路等。电力线路常用的接线方式：放射式、树干式和环式。高压放射式接线是指变配电所高压母线上引出的一回线路直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不支接其他负荷。6.1.1放射式接线该接线引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高，一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多，故投资较大。多用于用电设备容量大，或负荷性质重复，特别是大型设备的供电。高压放射式接线低压放射式接线6.1.2树干式接线树干式接线是指由变配电所高压母线上或低压配电屏引出的配电干线上，沿线支接了几个车间变电所或负荷点的接线方式。该接线与放射式接线相反，引出线和有色金属消耗量少，节约投资，但供电可靠性差，适用于供电容量较小且分布均匀的用电设备。高压树干式接线低压树干式接线6.1.3环形接线高压环行接线低压环行接线是树干式接线的改进，两路树干式接线联接起来就构成了环形接线。这种接线运行灵活，供电可靠性高。由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为避免环形线路上发生故障时影响整个电网，因此大多数环形线路采用“开环”运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。在现代化城市配电网中这种接线应用广。配电系统的高压接线实际上往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的要求，经技术经济综合比较后才能确定。一般地说，配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。6.2导体和电缆选择的一般原则6.2.1导体和电缆型号的选择原则1．常用架空线路导体型号及选择导体和电缆的选择根据其使用环境、工作条件等因素确定。户外架空线路6KV及以上电压等级一般采用裸导体，380V电压等级一般采用绝缘导体。裸导体常用的型号：（1）铝绞线（LJ）导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于6~10kV的线路。（2）钢芯铝绞线（LGJ）在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。（3）铜绞线（TJ）导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。（4）防腐钢芯铝绞线（LGJF）既具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。2．常用电力电缆型号（1）电缆型号电缆型号由拼音及数字组成，其表示和含义如下：31V—聚氯乙烯X—橡皮绝缘XD—丁基橡胶Y—聚乙烯YJ—交联聚乙烯Z—纸绝缘L—铝芯T—（可省略）铜芯Y—聚乙烯H—橡套HE—非燃性橡套L—铝包Q—铅包V—聚氯乙烯D—不滴流F—分相P—屏蔽Z—直流中性线芯截面）（2mm中性线芯数相线芯截面）（2mm相线芯数额定电压（V）22—双钢带铠装聚氯乙烯外护套23—双钢带铠装聚乙烯外护套32—单细圆钢丝铠装聚氯乙烯外护套33—单细圆钢丝铠装聚乙烯外护套63—双铝带（或铝合金带）铠装聚乙烯外护套42—单粗圆钢丝铠装聚氯乙烯外护套43—单粗圆钢丝铠装聚乙烯外护套02—无铠装聚氯乙烯外护套03—无铠装聚乙烯外护套类别代号导体材质代号内护套代号特征代号外护套代号（2）常用型号及选择原则①塑料绝缘电力电缆结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。②油浸纸绝缘电力电缆该电力电缆使用最普遍。他耐压强度高，耐热强度好，使用年限长。但不适用于高差较大的场合。在垂直或高落差场合，用用油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆。③阻燃电缆。重要的高层建筑、公共建筑、人员密集场所应选用阻燃型电力电缆；敷设在吊顶内、电缆隧道内及电缆桥架内的电缆，宜选用阻燃型电缆，同一通道敷设的电缆应采用同一阻燃等级；建筑物内火灾自动报警保护对象分级为二级、消防用电供电负荷等级为二级的消防设备供电干线及支线，应采用阻燃型电缆。④耐火电缆。建筑物内火灾自动报警保护对象分级为一级、消防用电供电负荷等级为一级的消防设备供电干线及支线，应采用耐火型电缆。⑤电缆导体的类型应按敷设方式及环境条件选择，一般选用铜导体。工业与民用建筑工程宜采用铜芯电缆3．常用的绝缘导线型号选择塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设时常用。常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。型号字母含义为:B-布导体,电压：300/500VV-PVC聚氯乙烯，即塑料L-铝芯,铜芯不表示R-软，要做到软，就是增加导体根数例:BV-铜芯聚氯乙烯绝缘导线，BVR-铜芯聚氯乙烯绝缘软导线。6.2.2导体和电缆截面的选择原则导体电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠和经济的条件，其选择原则为：1.按允许载流量选择导线和电缆的截面通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。2.按允许电压损失选择导体和截面在导体和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许的电压损失。3.按经济电流密度选择导体和电缆截面便经济电流是指线路的初始投资与使用寿命期间的运行费用的总支出最小时的电流，相应的电流密度称为经济电流密度。按经济电流或经济电流密度选择的导体截面称为经济截面。4.按机械强度选择导体和电缆截面这是对架空线路而言的,要求所选的截面不小于其最小允许截面，即S≥Sm.min式中，Sm.min为机械强度最小允许截面（附表A-15），对电缆不必校验其机械强度。5.短路热稳定校验架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热稳定校验（这部分内容见5.4节所述），即选择导体截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选择其中最大的截面。6.3按允许载流量选择导体和电缆截面6.3.1三相系统导体（相线）截面选择导体和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。选择截面时须使通过相线的计算电流Ic不超过其允许载流量Ial。Ic≤Ial按允许载流量选择截面时须注意以下几点：1.导体和电缆的环境温度及敷设方式与参考环境温度及敷设方式不一致时，通过相线的计算电流Ic应不超过其实际允许载流量I’al。Ic≤I’al2．若实际环境温度与规定的环境温度不一致时,允许载流量须乘上温度修正系数Kθ以求出实际的允许载流量。3．电缆在土壤中敷设时，因土壤热阻系数不同，散热条件也不同，其允许载流量也应乘上土壤热阻系数KS校正，具体数据参考附录表A-13-5。4．电缆多根并列时，其散热条件较单根敷设时差，故允许载流量将降低，要用电缆并列校正系数KP进行校正，见附录表A-13-6。5．计算电流IC的选取：对降压变压器高压恻的导线，取变压器额定一次电流I1NT；对电容器的引入线，考虑电容器充电时有较大涌流，所以选高压电容器的引入线时，取电容器额定电流INc的1.35倍，选低压电容器的引入线应为电容器额定电流的1.5倍。6.3.2中性导体和保护导体截面的选择1.中性导体(N线)截面的选择（1）单相两线制线路及铜相导体截面≤16mm2或铝相导体截面≤25mm2的三相四线制线路，中性线截面与相线截面相同，即S0=Sφ（2）一般三相四线制线路中的中性线截面S0，应不小于相线截面Sφ的一半即S0≥0.5Sφ（3）如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，中性线截面不小于相线截面，即S0≥Sφ2.保护导体(PE线)截面的选择保护线截面SPE要满足短路热稳定度的要求，按GB50054–95低压配电设计规范规定：（1）当Sφ≤16mm2时,SPE≥Sφ（2）当16mm2Sφ≤35mm2时，SPE≥16mm2（3）当Sφ≥35mm2时，SPE≥0.5Sφ3.保护中性导体(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。例6-1有一条220/380V的三相四线制线路，采用BV型铜芯塑料穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为15℃。该线路供电给一台40kW的电动机，其功率因数为0.8，效率为0.85，试按允许载流量选择导体截面。解：（1）计算线路中的计算电流（2）相导体截面的选择查表12–2得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为25mm2的BV型导体，在环境温度为25℃时的允许载流量为85A，其正常最高允许温度为70℃，即Ial=85A，θal=65℃，θ0=25℃，温度校正系数为导体的实际允许载流量为Iˊal=KθIal=1.12×85A=93.5A＞IC=89A所选相线截面满足允许载流量的要求。（3）保护线截面SPEN的选择按SPEN≥0.5SФ要求，选SPEN=16mm2所以选择BV型铜芯塑料导体BLV-500-3*25+1*16。C150‘6.4.1线路电压损失计算1.线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算线路末端有一个集中负荷S=P+jQ，线路额定电压为UN，线路电阻为R（R=R0·l）电抗为X（X=X0·l）。设每相电流为I，负荷的功率因数为cosφ2，线路首端和末端的相电压分别为Uφ1、Uφ2，以末端电压Uφ2为参考轴的一相电压相量图如图所示。由相量图可以看出，线路相电压损失为：△Uφ=Uφ1－Uφ2=ae以ad代替ae，相电压损失为△Uφ=ad=af+fd=IRcosφ2+IXsinφ2=I(Rcosφ2+Xsinφ2)换算成线电压损失损失为因为，所以，实际计算中，用额定电压UN来代替U2，误差极小，所以线电压损失为线电压损失百分数为6.4按允许电压损失选择导体和电缆截面(a)末端接有一个集中负荷的三相线路(b)末端接有一个集中负荷的三相线路其中一相的电压矢量图2.线路上有多个集中负荷时线路电压损失的计算以带三个集中负荷的三相线路为例，如图所示。图中，P1、Q1、P2、Q2、P3、Q3为通过各段干线的有功和无功功率；p1、q1、p2、q2、p3、q3为各支线的有功和无功功率；r1、x1、r2、x2、r3、x3为各段干线的电阻和电抗；R1、X1、R2、X2、R3、X3为从电源到各支线负荷线路的电阻和电抗；l1、l2、l3为各干线的长度；L1、L2、L3为从电源到各支线负荷的长度；I1、I2、I3为各段干线的电流。图6-9接有三个集中负荷的三相线路因供电线路一般较短，线路上的功率损耗略去不计。（1）用干线负荷及干线的电阻电抗计算通过第一段干线的负荷为P1=p1+p2+p3,Q1=q1+q2+q3；通过第二段干线的负荷为P2=p2+p3,Q2=q2+q3；通过第三段干线的负荷为P3=p3,Q3=q3；各一段干线的电压损失分别为为线路上总的电压损失为推广到线路上有n个集中负荷时的情况，线路电压损失的计算公式（2）用支线负荷及支线到电源的电阻电抗计算，电压损失为（3）若线路截面相同，则（4）对于全线的导线型号规格一致的“无感”线路（均一无感线路），电压损失为例6-2已知LJ—70：R0=0.46Ω/km，X0=0.369Ω/km；LJ—95：R0=0.34Ω/km，X0=0.36Ω/km，线路1WL的型号为LJ-95，线路2WL、3WL的型号为LJ-70，试计算如图6-10的10kV供电系统的电压损失。42.4101074.0600369.0111672.0147692.070046.0138868.018681010%223322113322112