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1、工矿企业供电工矿企业供电第三章 输电线路2024/9/52024/9/5第三章第三章 输电线路输电线路n本章知识要点l电压损失、经济电流密度和年最大负荷利用小时数等概念；l架空线路与电缆线路的结构组成及敷设方法；l各种输电导线型号及截面的选择原则和选择方法。n本章培养的能力与技能l能根据使用环境特征和架空线路、电缆的结构特征，合理地选择线路所用材料及电线、电缆的型号，并确定其敷设方式；l能根据用电负荷及电线、电缆的技术资料正确选择导线的截面。2024/9/52第一节架空线路第一节架空线路 输电线路作用：输电线路作用：输配电。输配电。 输电线路分类：输电线路分类：架空线路和电缆线路。架空线路和电
2、缆线路。2024/9/53一、架空线路的结构一、架空线路的结构 2024/9/54一、架空线路的结构一、架空线路的结构 1、导线、导线 1）分类）分类：裸导线、绝缘导线；单股导线、多股绞线：裸导线、绝缘导线；单股导线、多股绞线( (铜绞线、铝绞线、钢绞线铜绞线、铝绞线、钢绞线 、钢芯铝绞线、钢芯铝绞线) )。 2）型号）型号：铜绞线铜绞线TJ、 铝绞线铝绞线LJ、钢绞线、钢绞线 GJ、钢芯铝绞线钢芯铝绞线LGJ。 3）应用）应用：铝绞线：铝绞线：10KV及以下配电线路及以下配电线路; ;钢芯铝绞线：钢芯铝绞线：机械强度要求高和机械强度要求高和35KV及以上及以上的输电线路。的输电线路。 2电杆
3、电杆 分类：按材质有木杆、水泥杆和铁塔。按在线路中分类：按材质有木杆、水泥杆和铁塔。按在线路中的作用和地位有：直线杆、耐张杆、转角杆、终端的作用和地位有：直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆、跨越杆、换位杆等。杆、分支杆、跨越杆、换位杆等。2024/9/553横担横担 1）作用：用于固定绝缘子、）作用：用于固定绝缘子、 2）材料：木横担、铁横担和瓷横担等。）材料：木横担、铁横担和瓷横担等。 4、绝缘子、绝缘子 作用：固定导线、并使绝缘导线与横担和电杆之作用：固定导线、并使绝缘导线与横担和电杆之间绝缘。间绝缘。 5、金具、金具 作用：连接和固定导线、安装横担和绝缘子、紧作用：连接和固定导线、安
4、装横担和绝缘子、紧固和调整拉线等所需的金属附件。固和调整拉线等所需的金属附件。 2024/9/56绝缘子绝缘子2024/9/57金金 具具2024/9/58拉拉 线线2024/9/59二、架空线路的敷设二、架空线路的敷设 1.敷设路径的选择原则敷设路径的选择原则 2.线路的敷设线路的敷设 1）挡距与弧垂）挡距与弧垂 2）导线在电杆上的排列顺序：零线位置、高）导线在电杆上的排列顺序：零线位置、高 、低压线同杆架设、排列、低压线同杆架设、排列 3）导线的线间距离）导线的线间距离4）横担的长度与间距）横担的长度与间距5）电杆高度）电杆高度2024/9/5102024/9/5112024/9/5122
5、024/9/513第二节第二节 电缆线路电缆线路n与架空线路相比l缺点：投资大、查找故障困难、维护检修不便。l优点：不受外界影响、不占地面和空间、不影响市容观瞻、使用安全可靠；可在地下、水中、隧道中、有火灾危险、有爆炸危险和化学腐蚀的场所敷设。n使用场所l在不宜架设架空线路的地区和不准架设架空线路的场所，如房屋、人口密集地区，风景区，受空间限制的工厂厂区，有爆炸、火灾、腐蚀的场所均应采用电缆线路。l矿井井下受空间限制和安全上的需要，除架线电机车外均采用电缆线路。2024/9/514一、电缆的结构一、电缆的结构n电力电缆按绝缘材料可分为：l纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆。2024/9/5
6、15橡胶绝缘电缆橡胶绝缘电缆n 按用途：电气装备用电缆、电力电缆和控制电缆。n 导电线芯：铜芯和铝芯；n 内护套：铅护套、聚氯乙烯套和橡胶护套；n 铠装层：无铠装和钢带铠装；n 外被层：无外被层、麻外被层和内钢带铠装。n 矿用：l橡胶绝缘橡胶护套软电缆，也称橡套电缆。l 分为：普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。2024/9/5161 1）普通橡套电缆）普通橡套电缆n结构l导电芯线：铜芯。l线芯数：3、4、6、7等。l橡胶分相绝缘l防震橡胶芯l橡胶护套：为天然橡胶，易燃烧。n用于l无易燃易爆的场所。2024/9/5172 2）阻燃橡套电缆）阻燃橡套电缆n结构l与普通橡套电缆相同l护套
7、采用氯丁橡胶。n用于l易燃易爆的场所。2024/9/5183 3）屏蔽橡套电缆）屏蔽橡套电缆 n结构l在导电芯线橡胶绝缘层外包有屏蔽层。l屏蔽层有半导体橡胶和铜丝尼龙编织网两种。l国产煤矿用低压屏蔽电缆如图。n作用与检漏继电器 配合可超前切断电源。2024/9/5193 3）屏蔽橡套电缆）屏蔽橡套电缆 l高压煤矿用移动屏蔽监视型橡套电缆。2024/9/520橡套电缆型号橡套电缆型号2024/9/521塑料绝缘电缆塑料绝缘电缆n绝缘l交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯绝缘。n护套l聚氯乙烯护套。n导电芯线l铜芯和铝芯n其它l有铠装和无铠装、有屏蔽层和无屏蔽层、有外被层和无外被层等。n优点l具有抗酸碱、耐腐
8、蚀、质量轻、敷设垂直落差不受限制等。2024/9/522n导电线芯l铜芯、铝芯。l铝芯严禁用于采区。n内护层l铅护套、铝护套。l铝护套严禁用于井下。 n铠装层l无铠装、钢带铠装、细钢丝铠装和粗钢丝铠装。l钢带和细钢丝，敷设在倾角45以下场所。l倾角在45及以上应采用粗钢丝铠装电缆。n 外被层l无外被层、沥青油麻、聚氯乙烯、聚乙烯。l无外被层称裸铠装，为了防锈采用镀锌钢带。l沥青油麻，易燃且防蚀差。l塑料外被层，用于易燃和腐蚀性的场所。2024/9/523二、电缆的敷设二、电缆的敷设n1电缆敷设的一般要求n2电缆的敷设方式n3矿井井下电缆的敷设2024/9/5241 1电缆敷设的一般要求电缆敷设
9、的一般要求n1）选择合适的敷设路径n2）电缆敷设时应注意的问题2024/9/5251 1）选择合适的敷设路径）选择合适的敷设路径n选择最短的路径；n选择最安全的路径，保证电缆不受机械损伤、化学腐蚀、地中电流等的伤害；n避免和减少穿越地下管道、公路、铁路及通讯电缆等；n避开规划中需要挖土的地方。2024/9/5262 2）电缆敷设时应注意的问题）电缆敷设时应注意的问题n 电缆的弯曲半径不得小于表7-7的数值。n 敷设高差不超过表7-8的规定。n 冬季电缆加热后敷设。电缆敷设时允许的最低温度见表7-9。n 下列地点的电缆应有金属管或罩加以保护：l电缆进入建筑物、隧道、穿过楼板及墙壁处；l电缆从地下
10、或电缆沟引出地面时地面上2m一段，其根部深入地下0.1m。l变电所内的铠装电缆，如无机械损伤可能，可不加保护。2024/9/5272 2电缆的敷设方式电缆的敷设方式n直接埋地敷设n电缆沟敷设n电缆隧道敷设n排管敷设n架空与沿墙敷设等2024/9/5281 1）直接埋地敷设）直接埋地敷设_1_1n优点l不需其它设施，施工简便、造价低廉；电缆埋在地下散热好，电缆的载流量大。n缺点l电缆易受机械损伤、化学腐蚀、电腐蚀，故其可靠性差，检修不方便。n适用范围l电缆根数少，且敷设距离较长时用。2024/9/5291 1）直接埋地敷设）直接埋地敷设_2_2n注意事项l埋深一般为700mm1000mm，但应在
11、冻土层以下。否则应采取保护措施。l设永久性路径标志。l电缆上应铺盖水泥板或砖块。l应采用铠装电缆并有防腐层。l重要负荷的两路电源电缆，尽量不敷设在同一土沟内。l与其它设施平行与交叉时的最小间距和要求应符合有关规定。2024/9/5302 2）在电缆沟内敷设）在电缆沟内敷设_1_1n适用场合l与地下管道交叉不多，地下水位低，不易积灰积水的场所，且电缆根数较多（不超过12根）时采用n优缺点l投资省、占地少、走向灵活、能容纳较多电缆。l维护检修不如隧道和架空敷设方便。2024/9/5312 2）在电缆沟内敷设）在电缆沟内敷设_2_2n特点l沟底应有5的坡度，盖板重量一般不超过50kg。l室内盖板与地
12、坪相平，经常开启的采用钢盖板。变电所屋外盖板高出地面100mm。厂区盖板顶部低于地面300mm，盖板上铺以细土和砂子。l屋外电力电缆沟进入变电所或厂房内，在入口处应有耐火隔墙。l电缆沟的尺寸和布置要求应符合有关规定。2024/9/5323 3）架空与沿墙敷设）架空与沿墙敷设n特点l架空敷设：用专用卡子、帆布带或铁钩等，将电缆吊挂在镀锌钢绞线上。l沿墙敷设：用电缆钩将电缆吊挂于建筑物的墙壁上或梁、柱上。n优缺点l结构简单、宜于解决与其它管线的交叉问题、维护检修方便。l容易积灰和受热力管道的影响。2024/9/5333 3矿井井下电缆的敷设矿井井下电缆的敷设n敷设方式l沿井筒、巷道和支柱敷设。与地
13、面沿墙敷设基本相同。n敷设固定方法l倾角30以下用吊钩悬挂；用木耳子或帆布带沿柱子悬挂；l倾角30及以上用夹子、卡箍或其它夹持装置，固定在巷道壁上。2024/9/5343 3矿井井下电缆的敷设矿井井下电缆的敷设2024/9/535第三节第三节 车间线路的结构和敷设车间线路的结构和敷设n一、线路的结构n二、导线的敷设方式2024/9/536一、线路的结构一、线路的结构n一般采用三相四线制系统，n导线用绝缘电线或电缆；车间内配电干线多采用裸导线。n多用铝线。移动、剧烈振动、爆炸和腐蚀场所用铜线。n塑料绝缘电线用于室内明敷或穿管敷设。不宜在室外敷设。n氯丁橡皮绝缘电线耐油性好、不易霉、不延燃、气候适
14、应性好、不易老化，适宜在室外敷设。2024/9/537二、导线的敷设方式二、导线的敷设方式_1_1n明敷l将导线敷设于墙壁、天花板或桁架等处的表面。n暗敷l将导线敷设于墙壁、地坪或楼板内。2024/9/5382 2导线的敷设方式导线的敷设方式_2_2n绝缘电线的敷设方式l用瓷（塑料）夹、鼓形绝缘子或针式绝缘子沿墙壁、桁架或天花板明敷。表7-10 。 l 用木、塑料或金属线槽沿墙壁、桁架或天花板明敷。l 穿钢管或塑料管明敷或暗敷。l 沿钢索明敷。用绝缘子或穿管吊装在钢索上。n裸导线和母线的敷设方式l用绝缘子明敷。母线暗敷时应采用插接式母线。n不同导线及不同敷设方式时的适用环境场合见表7-11 。
15、2024/9/539第四节第四节 输电导线截面的选择输电导线截面的选择n一、选择导线截面的条件2024/9/5401 1选择导线截面的一般原则选择导线截面的一般原则n 按长时允许电流选择。不超过长时允许温度。n 按允许电压损失选择。保证电压质量。n 按经济电流密度选择。保证供电的经济性。n 按机械强度选择。避免断线。n 按短路时的热稳定条件选择。不超过短时允许温度。2024/9/5412 2各种导线截面的选择条件各种导线截面的选择条件n1）高压架空导线l距离长，容量大的：按3选，按1、2、4校。l年运行费用小的：按1、或2。n2）高压电缆l不考虑机械强度，但要热稳定性，与上同。n3）低压导线和
16、电缆l干线：线长按2选，线短按1选；l移动电缆支线：按4或1选；l低压线路不考虑3、裸导线不考虑5；l井下：考虑起动时电压损失；l绝缘线与保护配合得当。 按长时允许电流选择。 按允许电压损失选择。 按经济电流密度选择。 按机械强度选择。 按短路热稳定条件选择。2024/9/542二、按长时允许电流选择导线截面二、按长时允许电流选择导线截面n导线长时允许电流不小于流过导线的最大长时工作电流。n ：见表7-12。n ：查表7-13。n ：3台电动机，取电动机的额定电流。 3台按下式计算 ：2024/9/543三、按允许电压损失选择导线截面三、按允许电压损失选择导线截面n1电压损失的计算l电压损失：
17、电网始、末两端电压的算术差值。l1）线路的电压损失 终端负荷的电压损失 分布负荷的电压损失。 2024/9/544 终端负荷的电压损失终端负荷的电压损失_1_1n相电压损失为2024/9/545 终端负荷的电压损失终端负荷的电压损失_2_2n线电压损失为n用功率表示n电缆线忽略感抗时 2024/9/546 终端负荷的电压损失终端负荷的电压损失_3_3n将 n 代入式（7-3）式（7-5），则n线路每千米电阻、电抗。2024/9/547 分布负荷的电压损失分布负荷的电压损失 _1 _1n从O点到C点整个线路的电压损失为2024/9/548 分布负荷的电压损失分布负荷的电压损失_2_2nn段线路，
18、则线路的总电压损失为n如果各段线路的导线型号和截面相同，则2024/9/5492 2）变压器的电压损失）变压器的电压损失_1_1n变压器电压损失的相对值 n则变压器的电压损失为2024/9/5502 2）变压器的电压损失）变压器的电压损失_2_2n式中2024/9/5512 2按允许电压损失选择导线截面按允许电压损失选择导线截面_1_1n1）允许电压损失的确定l根据电压偏移允许值和变压器二次侧电压偏移值确定。l计算电网的允许电压损失l电网末端允许的电压偏移见表7-15。l允许电压损失也可用下式计算 l允许电压损失应不小于实际电压损失 l线路的允许电压损失可参考表7-16选取。2024/9/55
19、2表表7-15 7-15 用电户受电端及用电设备端子电压偏移允许值用电户受电端及用电设备端子电压偏移允许值 用电户及用电设备名称电压偏移允许值%电力用户35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户10kV及以下高压供电的电力用户+5-5+7-7电动机正常情况下特殊情况下+5-5+5-10照明灯视觉要求较高的场所一般工作场所事故、道路、警卫照明+5-2.5+5-5*+5-10其他用电设备无特殊要求时+5-52024/9/553表表7-16 7-16 线路电压损失允许值线路电压损失允许值( (简化计算简化计算) )线 路 名 称允许电压损失%从供电变压器二次侧母线算起的6（10）kV线路5从配电
20、变压器二次侧母线算起的低压线路5从配电变压器二次侧母线算起的供给有照明负荷的低压线路352024/9/5542 2按允许电压损失选择导线截面按允许电压损失选择导线截面_2_2n2）按允许电压损失选择导线截面l架空线路：电抗为0.36km0.42km，l电缆线路：电抗为0.08km。l先假定线路的电抗值，然后根据线路电阻上的允许电压损失选择导线的截面积。l线路电阻上的电压损失为l导线满足电压损失的最小截面为l电缆线路可忽略电抗。 选出A后，再求电抗值。若实际电抗值假定电抗值，则所选截面合适，否则应校验电压损失，或重新计算。2024/9/555四、按经济电流密度选择导线截面四、按经济电流密度选择导
21、线截面_1_1n经济截面l年运行费用最小时的导线截面。n经济电流密度l年运行费用最小时的导线的电流密度。2024/9/556四、按经济电流密度选择导线截面四、按经济电流密度选择导线截面_2_2n导线的经济截面 n选取 的标准截面。n年最大负荷利用小时数l线路全年的送电量，都按最大负荷输送所需要的时间。n年最大负荷利用小时数可参考表7-18选取。 2024/9/557五、按机械强度选择导线截面五、按机械强度选择导线截面n架空导线的最小截面；n矿用橡套电缆的最小截面。2024/9/558五、按机械强度选择导线截面五、按机械强度选择导线截面n架空导线的最小截面；n矿用橡套电缆的最小截面。2024/9
22、/559六、按短路时的热稳定条件选择导线六、按短路时的热稳定条件选择导线截面截面n按式计算导体的最小热稳定截面。 2024/9/560七、按启动条件校验导线截面七、按启动条件校验导线截面n启动时电网上的电压损失过大l使电动机的端电压过低；造成电动机因启动转距不足而无法启动；l控制电动机的电磁启动器吸力线圈，也会因电压太低无法维持吸合状态，造成自动跳闸，使电动机停止运行。n应按最严重的情况，即启动电流最大、距离最远的电动机直接启动，其它设备都正常工作时的条件，校验电缆截面。2024/9/5611 1电动机的最小启动电压电动机的最小启动电压n电动机的最小启动电压，按下述条件确定l1）满足电动机的最
23、小启动转距l2）满足吸力线圈有足够的吸持电压2024/9/5621 1）满足电动机最小启动转距的最小启动电压）满足电动机最小启动转距的最小启动电压n电动机的最小启动电压与额定电压的关系为l煤矿生产机械所需最小启动转矩倍数K。n电动机的最小启动电压为n无数据时，无数据时，可按电机端电压不低于可按电机端电压不低于75%UN 校校验。验。2024/9/5632 2）满足吸力线圈有足够的吸持电压）满足吸力线圈有足够的吸持电压n校验启动器安装处的电压，是否满足启动器吸持电压的要求nU不符合上式时，电动机的最小启动电压应按下式确定n认为最小启动就是电动机的实际启动电压。n按电动机在该电压下启动的条件，分别
24、计算启动时电网各部分的电压损失。2024/9/5642 2启动时电压损失的计算启动时电压损失的计算n1）支线电缆的电压损失n2）干线电缆的电压损失n3）变压器的电压损失2024/9/5651 1）支线电缆的电压损失）支线电缆的电压损失n选择启动时电压损失最大的一条支线计算。n根据式（7-5），启动电动机支线的电压损失为n电动机的实际启动电流为2024/9/5662 2）干线电缆的电压损失）干线电缆的电压损失n根据式（7-25），启动时干线电缆的电压损失为n为了计算方便将上式写成如下形式2024/9/5673 3）变压器的电压损失）变压器的电压损失n根据式（7-11）启动时变压器的电压损失为n启
25、动时整个低压电网的电压损失为2024/9/5683 3按启动条件校验电缆截面按启动条件校验电缆截面n电动机端子的启动电压，应不小于其最小启动电压，即n当导线截面的某项校验不合格时，一般可采取下列措施，然后重新校验。l 增大导线截面；l 分散负荷，增加线路回数；l 移动变电所的位置，使其靠近用电设备；l 更换大容量变压器，或有条件时使变压器并列运行；l 改变变压器调压抽头，提高变压器的二次电压，但设计时不用；l 在矿井井下采用移动变电站；l 提高额定电压等级。2024/9/569n例7-2 某采煤工作面供电系统如图7-19所示，已知变压器实际负荷容量，试选择各电缆的型号和截面。2024/9/57
26、0 例例7-27-2n解：n1选择支线电缆l采煤机应选择橡套电缆。查表7-20，满足机械强度要求的电缆截面确定为35mm2。查表7-12，其长时允许电流为138A，大于采煤机额定电流119A，故所选电缆截面合适。l选用MCP-0.38/0.66-335+16+44型采煤机屏蔽橡套软电缆。l其它支线电缆的选择方法与采煤机相同。 按长时允许电流选择。 按允许电压损失选择。 按经济电流密度选择。 按机械强度选择。 按短路热稳定条件选择。2024/9/571 例例7-27-2n2选择干线电缆l干线电缆选用MVV22型铜芯聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、聚氯乙烯护外被层、钢带铠装煤矿用阻燃型塑料电缆。l下面按允许电压损失选择其截面。 按长时允许电流选择。 按允许电压损失选择。 按经济电流密度选择。 按机械强度选择。 按短路热稳定条件选择。2024/9/572 例例7-27-22024/9/573 例例7-27-22024/9/5742024/9/5752024/9/576
