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第5章电力线路及变配电所的结构和电气主结线§5.1电力线路的结线方式§5.2电力线路的结构与敷设§5.3变配电所的主结线方案§5.4变配电所的结构与布置小结§5.1电力线路的结线方式1.电力线路的意义作为电力系统的重要组成部分，担负着输送和分配电能的重要任务。2.电力线路结线方式选择的考虑因素(1)供配电系统的安全可靠；(2)供配电系统的操作方便、灵活；(3)供配电系统的运行经济；(4)有利于发展；(5)电源的数量、位置；(6)供配电对象的负荷性质和大小；(7)供配电对象的建筑布局；3.电力线路的分类(1)按电压高低分1)高压线路－1kV以上的电力线路①超高压线路－220KV或330KV及以上的电力线路②中压线路－1KV以上到10KV或35KV的电力线路2)低压线路－1kV及以下的电力线路(2)电力线路按结构形式分1)架空线路2)电缆线路3)室内（车间）线路5.1.1高压电力线路的结线方案1.高压放射式结线电能在高压母线汇集后向各高压配电线路输送，每个高压配电回路直接向一个用户供电，沿线不分接其他负荷。（1）高压单回路放射式结线1）如图5-1a所示3）应用只能用于二、三级负荷或容量较大及较重要的专用设备。（2）采用公共备用干线的放射式结线1）如图5-lb所示2）特点①结线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，还便于装设自动装置，保护装置也较简单；②高压开关设备用的较多，投资高，某一线路发生故障或需检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。a)高压单回路放射式结线1）如图5-1c所示c)双回路高压放射式结线d)用低压联络线作备用干线的高压放射式结线2）特点采用两路电源进线，然后经分段母线用双回路对用户进行交叉供电。其供电可靠性更高，但投资相对较大。3）应用可供电给一、二级的重要负荷，（4）采用低压联络线路作备用干线的放射式结线1）如图5-ld所示2）特点和单回路放射式结线相比，除拥有其优点外，供电可靠性得到了提高。开关设备的数量和导线材料的消耗量比单回路放射式结线有所增加。3）应用一般用于供电给二级负荷；如果备用干线采用独立电源供电且分支较少，则可用于一级负荷。（3）双回路放射式结线5.1.1高压电力线路的结线方案2）特点比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。3）应用多用于工矿企业。5.1.1高压电力线路的结线方案2.高压树干式结线由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的结线方式。（1）单回路树干式结线1）如图5-2a所示2）特点①较之单回路放射式结线，出线大大减少，高压开关柜数量也相应减少，同时可节约有色金属的消耗量②因多个用户采用一条公用干线供电，各用户之间互相影响，当某条干线发生故障或需检修时，将引起干线上的全部用户停电，所以供电可靠性差。且不容易实现自动化控制。3）应用一般用于对三级负荷配电，而且干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于2300kV·A。这种结线在城镇街道应用较多。a)单回路树干式结线（2）单侧供电的双回路树干式结线方式1）如图5-2b所示2）特点供电可靠性提高，但投资也相应有所增加。2）特点若一侧干线发生故障，可采用另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，和单侧供电的双回路树干式相当。正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，发生故障时要手动切换，而且寻查故障时也需中断供电。5.1.1高压电力线路的结线方案b)单侧供电的双回路树干式结线3）应用可供电给二、三极负荷。（3）两端供电的单回路树干式结线1）如图5-2c所示c)两端供电的单回路d)树干式结线3）应用可用于对二、三极负荷供电。（4）两端供电的双回路树干式结线1）如图5-2d所示d)两端供电的双回路树干式结线2）特点供电可靠性比单侧供电的双回路树干式有所提高，而且其投资不比单侧供电的双回路树干式增加很多，关键是要有双电源供电的条件。3）应用主要用于二级负荷，当供电电源足够可靠时，亦可用于一级负荷。5.1.1高压电力线路的结线方案3.高压环形结线高压环形结线实际上是两端供电的树干式结线。（1）如图5-3所示（2）特点运行灵活，线路检修时可切换电源；故障时可切除故障线段，缩短停电时间，供电可靠性高。（3）应用可供二、三级负荷，在现代化城市电网中应用较广泛。（4）“开环”运行理由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，所以为了简化继电保护，限制系统短路容量，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。高压环形电网中通常采用以负荷开关为主开关的高压环网柜.5.1.1高压电力线路的结线方案图5-3高压环形接线5.1.1高压电力线路的结线方案4．总结（1）供配电系统的高压结线实际上往往是几种结线方式的组合，究竟采用什么结线方式，应根据具体情况，考虑对供电可靠性的要求，经技术经济综合比较后才能确定。（2）对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式结线，因为放射式结线的供电可靠性较高，便于运行管理。（3）由于放射式的投资较大，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。5.1.2低压电力线路的结线方案1.低压放射式结线由变配电所低压母线将电能分配出去经各个配电干线（配电屏）供电给配电箱或低压用电设备的结线方式。（1）如图5-4所示图5-4低压放射式接线（2）特点①这种结线方式的各低压配电出线互不影响，供电可靠性较高。②所用配电设备及导线材料较多，且运行不够灵活。（3）应用多用于用电设备容量大、负荷集中或性质重要的负荷，以及需要集中连锁起动、停车的用电设备和有爆炸危险的场所。对于特别重要的负荷，可采用由不同母线段或不同电源供电的双回路放射式结线。2．低压树干式结线（1）低压母线放射式配电的树干式结线1）如图5-5a所示2）特点①引出配电干线较少，采用的开关设备较少，金属消耗量也少，这种结线多采用成套的封闭式母线槽，运行灵活方便，也比较安全。②干线发生故障时，停电的范围大，和放射式相比，供电的可靠性较低。3）应用适宜于用电容量较小而分布均匀的场所，如机械加工车间、工具车间和机修车间的中小型机床设备以及照明配电。5.1.2低压电力线路的结线方案a)低压母线放射式配电的树干式结线1）如图5-5b所示（2）“变压器一干线组”的树干式结线2）特点省去了变电所低压侧的整套低压配电装置，简化了变电所的结构，大大减少了投资。3）应用为了提高母干线的供电可靠性，一般接出的分支回路数不宜超过10条，而且不适用于需频繁起动、容量较大的冲击性负荷和对电压质量要求高的设备。5.1.2低压电力线路的结线方案b)低压“变压器－干线组”的树干式结线（3）链式结线是变形的树干式结线。1）如图5-6所示图5-6低压链式结线2）应用适用于用电设备彼此距离近、容量都较小的情况。链式连接的用电设备台数不能超过5台、配电箱不超过3台，且总容量不宜超过10KW。5.1.2低压电力线路的结线方案3.低压环形结线在一些车间变电所的低压侧，可以通过低压联络线相互联结起来构成环形结线，（1）如图5-7所示。（2）特点①供电可靠性较高，任一段线路故障或检修，一般可不中断供电，或只是短时停电，经切换操作后即可恢复供电；而且可使电能损耗和电压损耗减少。②保护装置及其整定配合比较复杂，如果整定配合不当，容易发生误动作，反而扩大故障停电范围，所以低压环形线路通常多采用“开环”方式运行。图5-7低压环形结线5.1.2低压电力线路的结线方案4．总结（1）实际工厂低压配电系统的结线，往往是上述几种结线的综合，并且需根据具体情况而定。（2）一般在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不大而且无特殊要求时，宜采用树干式配电。原因：一方面是因为树干式比放射式经济，另一方面是因为我国大多数技术人员对树干式结线的运行和管理较有经验。（3）电力线路的结线应力求简单，有效。1）供配电系统应简单可靠，同一电压供电系统的配电级数不宜多于两级。2）供配电系统的结线不宜太过复杂，且层次不宜过多，否则不但会造成投资的浪费，而且还会增大故障出现的机率，延长停电时间。3）高低压配电线路应尽量深入负荷中心，以减少线路的电能损耗和金属的消耗量，并提高电压的质量。§5.2电力线路的结构与敷设5.2.1架空线路的结构与敷设1．架空线路的特点（1）优点成本低，投资少，安装容易，维护和检修比较方便，容易发现和排除故障，在供电区域之外的电源引人线路及部分供电区域内(例如一般工厂)得到广泛应用。2．架空线路的结构架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成，如图5-8所示。（2）缺点易受环境(如气温、大气质量和雨雪大风、雷电等)影响，一旦发生断线或倒杆事故，将可能引发次生灾害；而且，架空线路要占用一定的地面和空间，有碍观瞻、交通和整体美化，因此其使用受到一定的限制。目前，现代化的城市和工厂有减少架空线路、采用电缆线路的趋势。5.2.1架空线路的结构与敷设(1)架空线路的导线1）导线的作用和要求①作用是架空线路的主体，担负着输送电能的任务。②要求必须考虑导电性能、截面、绝缘、防腐性、机械强度等要求；此外，还要求重量轻、投资省、施工方便、使用寿命长。图5-8架空线路的结构a)低压架空线路b)高压架空线路1－低压导线2－针式绝缘子3、5－横担4－低压电杆6－高压悬式绝缘子7－线夹8－高压导线9－高压电杆10－避雷线2）架空导线的类型①按电压分㈠低压导线常用低压架空导线额定电压为220／380V。㈡高压导线高压架空导线的额定电压大多为10kV及以上。②按导线材料分㈠铜线导电性能好，机械强度高，耐腐蚀，但价格贵。5.2.1架空线路的结构与敷设㈡铝导线导电性能、机械强度和耐腐蚀性虽比铜导线差，但它质轻价廉，因此在可以以铝代铜的场合，应优先采用。㈢钢线机械强度很高，且价廉，但导电性差，功率损耗大，并且易生锈，所以，钢线一般只用作避雷线，而且必须镀锌、其最小使用截面不得小于25mm2。③按导线结构分㈠裸导线高压架空导线一般采用裸导线Ⅰ单股线Ⅱ多股绞线架空导线一般采用多股绞线a)铝绞线(LJ)架空线路的导线一般采用铝绞线b)铜绞线（TJ）在有盐雾或化学腐蚀气体存在的地区，宜采用防腐钢芯铝绞线(LGJF)或铜绞线。c)钢芯铝绞线(LGJ)机械强度要求较高和35KV及以上的架空线路上宜采用钢芯铝绞线（外层为铝线，作为载流部分；内层线芯是钢线，以增强机械强度）。㈡绝缘导线低压架空导线大多采用绝缘导线。尤其是工厂、城市10KV及以下的架空线路，如安全距离不能满足要求，或者靠近高层建筑、繁华街道及人口密集区，还有空气严重污染和建筑施工场所。5.2.1架空线路的结构与敷设（2）电杆、横担和拉线。1）电杆①作用及特点是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱，是架空线路最基本的元件之一。它应有足够的机械强度，尽可能经久耐用，价廉，且便于搬运和安装。②电杆按材料分㈠水泥杆目前以水泥杆应用最为普遍，它使用年限长，机械强度高，维护简单，成本低，但重量大，搬运安装不便。㈡金属杆金属杆分钢管杆、型钢杆和铁塔，它机械强度大，维修量小，使用年限长，但维修费用高、价格贵，因此，主要用于110KV以上的高压架空线路上；35kV及以上线路和l0kV线路的终端杆一般用铁塔。㈢木杆木杆虽便于加工和运输，但寿命短，又浪费木材，现以基本淘汰。③按电杆在架空线路中的地位和功能分直线杆(中间杆)、分段杆(耐张杆)、分支杆、转角杆、终端杆、跨越杆等型式。图5-9是各类型电杆在低压架空线路上的应用。5.2.1架空线路的结构与敷设图5-9架空线路的杆型及应用1、8、13、16－终端杆2、6－分支杆14－转角杆3、4、5、7、9、10、15－直线杆（中间杆）5－分段杆（耐张杆）11、12－跨越杆2）横担①作用安装在电杆的上部，用于安装绝缘子以固定导线。②类型常用的有铁横担、木横担和瓷横担。注：从保护环境和经久耐用看，现在普遍采用的是铁横担和瓷横担，一般不用木横担。③瓷横担特点具有良好的电气绝缘性能，一旦发生断线故障时它能作相应的转动，以避