工厂供电技术第三章 供电系统.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章 供电系统,3.1,供电系统概述,3.2,电压的选择,3.3,变电所的设置和变压器的选择,3.4,变电所的电气主接线,3.5,变电所的二次接线,3.6,高压配电网的接线方式,3.7,低压配电系统,3.8,高低压配电网的结构和导线的选择,3.9,环网供电单元,第一节 供电系统概述,一、工厂供电系统,工厂供电系统是指从工厂所需电力电源线路进场起，到厂内高低压用电设备进线端止的整个供电系统。,3.1,供电系统概述,一、工厂供电系统,典型工厂供电系统示意图,第二节 电压的选择,一、供电电压的选择,二、配电电压的选择,供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压。,我国目前所用的供电电压为,110kV,、,35kV,、,10kV,、,6kV,。,选择供电电压的原则：,用户负荷大小及距离电源线路远近；,考虑相关的因素；,减少工厂内部中间变压等级，以减少电能损耗、降低投资和维修费用。,3.2,电压的选择,一、供电电压的选择,二、配电电压的选择,配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级。,由用户总降压变电所向高压用电设备配电的配电电压，称为,高压配电电压,。,由用户车间变电所或建筑物变电所向低压用电设备配电的配电电压，称为,低压配电电压,。,（,1,）工厂高压配电电压的选择原则,一般情况下,优先采用,10kV,作厂内高压配电电压。,对于有,6kV,设备的企业，如化工、制药厂等：,若,6kV,设备容量较大时，采用,6kV,厂内高压配电电压；,若,6kV,设备容量较小时，高压配电电压采用,10kV,。,6kV,设备采用,10/6kV,变压器供电。,如果厂区环境条件允许也可采用,35kV,作为高压配电电压深入负荷中心的直配方式,将,35kV,直接降为,380V,供电。,（,2,）工厂低压配电电压的选择原则,主要根据工厂用电设备的性质来确定。,我国规定低压配电电压等级为,380V/220V,，但在石油、化工及矿山（井）场所可以采用,660V,的配电电压。,第三节变电所的设置和变压器的选择,一、变电所的概述,二、变电所位置的确定,三、总降压变电所的设置数量,四、车间变电所的设置及变压器的选择,相关概念,变电所：接受电能、变换电压和分配电能。,配电所：仅用于接受和分配电能的场所。,变电所的分类,变电所按其在供配电系统中的地位和作用分为,总降压变电所,、,独立变电所,、,车间变电所,、,杆上变电所,、,建筑物及高层建筑物变电所,。,3.3,变电所的设置和变压器的选择,一、变电所的概述,二、变电所位置的确定,（,1,）变电所位置选择的原则,靠近负荷中心；,考虑电源的进线方向，偏向电源侧；,进出线方便；,设备运输方便；,不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；,不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；,不应设在有剧烈震动和高温场所；,不应设在地势低洼和可能积水的场所；,不应设在有爆炸危险区域。,（,2,）负荷中心的确定,负荷指示图,负荷指示图将负荷按一定比例用负荷图标明在厂区平面图上，负荷图的圆心与车间的负荷的“重心”大致相符。,负荷圆的半径,r,：,负荷图比例,负荷图半径,r,负荷功率矩法,这是一种,静态,的负荷计算方法，不考虑负荷工作时间。,以负荷圆的圆心为负荷点，用求物体重心的方法确定负荷中心。,负荷中心的坐标为,:,负荷电能矩法,负荷矩法也称,动态,负荷中心计算法，考虑负荷的容量和位置的同时，又考虑了各负荷点的工作时间。,负荷功率矩法,+,负荷点时间,=,负荷电能矩法,负荷中心的坐标为,:,需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所位置的惟一因素，且负荷中心也是会随机变动的，大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电源侧。,对于企业中一级、二级负荷所占比重大，或虽为三级负荷，但负荷容量大而集中的变电所，应装设两台变压器。,对于三级负荷供电的总降压变电所，或者有少量一、二级负荷，可只装设一台变压器，其额定容量,S,N,满足：,三、总降压变电所的设置数量,1,、,总降变电所的设置,总降压变电所数量应尽可能的少，尽可能的只设一个变电所，这样投资少又便于管理。,2,、,总降变电所变压器的设置,两台变压器的备用方式：,明备用：两台变压器均按,100%,的负荷选择，一台工作，,一台备用；,暗备用：每台变压器均按,70%,的负荷选择，两台变压器,均工作，各承担,50%,的最大负荷。,四、车间变电所的设置及变压器的选择,（,1,）独立变电所,独立变电所适用场合：,相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不适宜；,由于车间环境的限制，如制药车间、化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境限制，必须建立独立变电所；,中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变电所，向全厂各车间供电。,独立变电所的设置：设在与车间有一定距离的建筑物上。,1,、,车间变电所的设置,附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开。车间附设变电所又分内附式和外附式。,（,2,）附设变电所,（,3,）车间内变电所,车间内变电所位于车间内的单独房间内，可使供电在最大程度上接近负荷中心，特别适合跨度较大、设备配置稳定及环境一般的车间。,车间内变电所,（,4,）地下变电所,地下变电所设于地下，通风不良，投资较大，用于有防空等特殊要求的场合，此外，民用高层建筑的变电所常设置在地下室内。,（,5,）杆上（或高台）变电所,变电器安装在室外电杆上，适用于,315kV,A,及以下变压器，常用于居民区、用电负荷小的用电单位。,户外杆上变电台,变电所类型,独立变电所,外附露天设变电所,外附设变电所,内附变电所,车间内变电所,车间变电所变压器的选择原则：,应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其它变电所相连的联络线作为备用电源。,对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，可考虑采用两台变压器。,2,、,车间变电所变压器的选择,某,10/0.38kV,变电所电气平面布置图（示例）,拓展,第四节变电所的电气主接线,一、变电所的主接线概念,二、对电气主接线的基本要求,三、总降变电所的主接线,变电所接线的构成,变电所由,一次回路,和,二次回路,构成。,变电所的主接线概念,变电所的主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路，也称作,一次接线,。,变电所主接线的表示：,变电所接线图,3.4,变电所的电气主接线,一、变电所的主接线概念,只表示连接关系不表示实际位置,变电站的主接线模拟图,二、对电气主接线的基本要求,安全性,：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。,可靠性,：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。,灵活性,：应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要,经济性,：在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽可能减少一次性投资和年运行费用。,三、总降变电所的主接线,结构,当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路,变压器组接线。,特点,变压器高压侧无母线，低压侧通过开关接成单母线供电；,该单元中任一设备发生故障时，变电所全部停电，可靠性不高。,1,、,线路,变压器组接线,适用于三级负荷,当电站只有两台主变和两条输电线路时，为增加供电的可靠性，在两个,单元之间接一条桥支路,，即构成桥形接线。,桥形接线有两种连接方式：,断路器,QF,5,装设在,进线断路器,QF,1,、,QF,2,内侧称为,内桥接线,；,断路器,QF,5,装设在,进线断路器,QF,1,、,QF,2,外侧称为,外桥接线,。,2,、,桥式接线,（,1,）内,桥式接线,结构,断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器。,特点,线路的投切比较方便，变压器的投切复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，故障机会多，变压器不需要经常投切的场合。,适用范围,一、二级负荷工厂,（,2,）外,桥式接线,结构,断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。,特点,它适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。,适用范围,一、二级负荷的变电所,3,、单母线和母线分段,母线的概念,母线（也叫,汇流排,）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。,设置母线制的意义,设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保证供电的可靠性和灵活性。,母线制的种类,单母线制、单母线分段制和双母线制。,（,1,）单母线制,单母线的形式,一回路电源进线，两条及两条以上引出线。,优点,接线简单、清晰，采用设备少、造价低、操作方便、扩建容易。,缺点,可靠性不高，发生任一连接元件故障或断路器拒动及母线故障时，都将造成整个供电系统停电。,适用于供电连续性要求不高的负荷。,（,2,）单母线分段制,单母线分段的形式,这种接线方式引入线有,两条回路,，母线分成二段，即,段和,段。,分段运行：正常情况下分段开关是打开的。,并列运行：正常情况下分段开关是闭合的。,特点,运行的可靠性和灵活性都较差，适用于由双回路供电的、允许短时停电的二类负荷。,（,3,）双母线接线制,双母线的形式,每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线相连，其中一组隔离开关闭合，另一组隔离开关打开，两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联）连接起来，如图所示。,双母线接线有两种运行方式：,只有一组母线工作,：正常运行时母联打开（两侧的隔离开关闭合），全部回路接在工作母线上，相当于单母线运行,两组母线同时工作，互为备用,：正常运行时母联闭合，相当于单母线分段接线。,3,、,车间变电所的一次接线,车间变电所的主接线由车间负荷生产工艺要求决定的。一般采用线路,变压器组、单母线及单母线分段接线。,第五节变电所的二次接线,一、二次回路概述,二、测量回路,三、断路器控制与信号回路,四、信号装置,3.5,变电所的二次接线,一、二次回路概述,二次设备,对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为,二次设备,。,变电所的二次设备包括,测量仪表,、,控制与信号回路,、,继电保护装置,以及,远动装置,等。它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。,二次回路,对一次设备工作状态进行监视、测量、控制和保护的电路。,二次回路综合示意图,二、测量回路,测量回路的作用,装设电气,测量仪表,监视变电所电气设备的运行状况、电压质量及计算电能的耗用量。,对于测量仪表的要求,测量精度应满足测量要求，并不受环境温度、湿度和外磁场等外界条件的影响。,仪表本身消耗的功率应越小越好。,仪表应有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力，以保证安全运行。,应有良好的读数装置。,1,、,电源进线,变电装置中各部分仪表配置,电源进线必须装设计算电费的三相有功和无功电度表。,2,、,母线,3,、,6,10kV,高压配电电路,测量相电流,4,、低压配电线路,5,、并联补偿电容器,装设三只电流表或一只带有电流转换开关的的电流表。,装设三只电流表和一只电压表，来监测负荷平衡情况和电压情况。,三、断路器控制与信号回路,四、信号装置,1,、状态指示信号,2,、事故信号,3,、预告信号,指示断路器及隔离开关处于分闸和合闸状态。,集中复归重复动作事故音响信号,对电气设备和线路不正常状态作出预警。,第六节高压配电网的接线方式,一、高压配电网概述,二、放射式接线,三、树干式接线,四、环形接线,3.6,高压配电网的接线方式,一、高压配电网概述,工厂供电网络：高压供电网和低压供电网。,高压配电网：从总降变电所向各,车间或高压用电设备供电,。,低压配电网：从车间变电所向,各供电设备供电,。,高压及低压供电方式：,放射式,、,树干式,、,环形,。,二、放射式接线,单回路放射式,企业总降变电所,6,10kV,母线上引出的每一条回路，直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不分枝其它负荷，各车间也无联系。,1,、,单回路放射式接线,仅给一个负荷点单独供电,专线直供的方式,单回路放射式,优点,：,线路敷设简单，操作维护方便，运行简单，继电保护装置简单且易于整定，故障影响范围小，便于实现自动化；,单回路放射式,缺点,：,总降变电所出线多，有色金属消耗量大，高压设备（开关柜）数量多，投资大，架空出线困难；,任意一线路或开关设备发生故障时，该线路上的全部负荷都将停电，供电可靠性不高。,适用范围：,容量较大、位置较分散的三级负荷供电。,2,、,双回路放射式接线,（,1,）单电源双回路放射式,单电源双回路放射式,企业总降变电所,6,10kV,母线上引出的线路分两个回路向两个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不分枝其它负荷。,两个回路给一个负荷点单独供电,（,2,）双电源双回路放射式,双电源双回路放射式,两条放射式线路连接在不同的电源母线。,双电源双回路放射式特点,该接线方式成套的设备互为备用当任一线路发生故障，备用线路投入使用，但这种接线投资大，出线和维护困难。,适用范围,容量较大的一、二级负荷。,低压联络线，提高供电可靠性,3,、,带公共备用线的放射式接线,公共备用线的放射式接线,正常时备用线路不投入使用；,任意一回路发生故障，切除故障线路，将负荷切换到备用线上恢复供电。,正常情况,故障情况,三、树干式接线,1,、,直接树干式接线,直接树干式,由总降变电所的每路高压配电干线沿各车间厂房架空敷,设，从干线上直接接出分支线引入车间变电所。,直接树干式优点：,高压配电装置少，投资少，敷设方便，节省有色金属；,直接树干式缺点：,供电可靠性差，任一处发生故障，该干线上均需停电。,仅适用于三级负荷,2,、,链串型树干式接线,链串型树干式接线,在直接树干式线路的基础,上，把高压干线引入到每,个车间变电所的高压母线,上，然后再引出，干线进出侧均需安装隔离开关。,树干式接线改进线路,单侧供电的双回路树干式,具有公共备用干线的树干式,双侧供电的单回路树干式,双侧供电的双回路树干式,注意接线形式，车间母线搭接在不同的相线上,（,1,）单侧供电的双回路树干式,特点,每一车间变电所从两条干线上同时引入电源，互为备用。,适用范围,二、三级负荷。,（,2,）具有公共备用干线的树干式,特点,任一干线发生故障或检修时，可将该干线的负荷手动切换到备用干线恢复供电。,适用范围,二、三级负荷。,（,3,）双侧供电的单回路树干式,特点,有两个电源对线路供电，其中一个作为备用电源，另一个向系统供电，一般要在树干式线路的中间负荷分界处断开两侧分开供电。,电流分点,（,4,）双侧供电的双回路树干式,特点,两条链串式树干式的末端连接起来构成的。,运行灵活，供电可靠性较高。,适用范围,一、二级负荷。,四、环形接线,拓展,高压配电网的设计,考虑因素：供电可靠性的要求、车间配电变压器的容量及分布、地理环境等。,配电级数：不宜多于,两级,。,设计要点：,一般用户高压配电网宜采用放射式。,对一般负荷及容量在,1000kVA,及以下的变压器，宜采用普通环式接线。,对于重要负荷，可采用双回路放射式，或采用工作电源接线为放射式、备用电源接线为树干式的组合形式，根据情况，也可采用拉手环式接线。,对于三级负荷，为节省投资可采用树干式，负荷较大时则可采用分区树干式接线。,【,工程实例,1,】,已知某工厂设有一座,35/10kV,总降压变电所,HSS,和,4,座,10/0.38kV,车间变电所,STS1,STS4,。,STS1,设两台变压器（二级负荷占,70,），,STS2,设一台变压器（二级负荷占,10,），,STS3,和,STS4,均设一台变压器（为三级负荷）。试设计该工厂高压配电网接线图。,第七节 低压配电系统,一、低压放射式系统,二、低压树干式供电系统,三、低压混合式供电系统,四、低压环式供电系统,3.7,低压配电系统,一、低压放射式系统,低压侧,低压放射式接线适用范围：,每个设备负荷不大，比较集中，且位于变电所的不同方向；,车间内负荷配置比较稳定；,单台用电设备容量大，但数目不多；,车间内的负荷排列不整齐；,车间有爆炸危险的厂房，必须由车间隔离的房间引出线路。,二、低压树干式供电系统,低压树干式供电系统特点：,树干式接线的特点是多个负荷由一条干线供电，采用的开关设备较少，但干线发生故障时，影响范围较大，所以供电可靠性较低，且在实现自动化方面适应性较差。,低压树干式供电系统接线方式：,低压母线放射式配电的树干式,低压“变压器,-,干线组”的树干式,低压链式接线,（,1,）低压母线放射式配电的树干式,低压母线放射式配电的树干式是在变电所二次侧引出线经过低压断路器引至车间内的母线上，再由母线上引出分支线给用电设备供电。,（,2,）低压“变压器,-,干线组”的树干式,低压“变压器,-,干线组”的树干式接线是由变电所变压器二次侧引出线经低压断路器引至车间内的干线然后干线上引出分支配线。,（,3,）低压链式,低压链式特点与树干式相同适用于用电设备距供电点较远，设备之间相距较近，容量很小的次要用电设备，其可靠性较差。,链式接线是后面设备的电源引自前面设备的端子。特点是线路上无分支点，适用于距配电屏较远又彼此相距较近的不重要小容量用电设备。,三、低压混合式供电系统,放射式接线,树干式接线,四、低压环式供电系统,低压环形接线供电的可靠性高，任一线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断或暂时中断供电，只要完成切换,电源的操作，就能恢复供电。,环形接线可使电能损耗或电压损失减少，既能节约电能又容易保证电压质量。但它的保护装置及其整定配合相当复杂，如果配合不当，容易发生误动作而扩大故障停电范围。,拓展,低压配电网的设计,网络要求：满足用电设备对供电可靠性和电能质量要求，同时应注意接线简单、操作方便安全，具有一定灵活性。,配电级数：配电系统的层次不宜超过三级。,设计要点：,正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。,用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的,车间、建筑物内，宜采用放射式配电。,部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小,的次要用电设备，可采用链式配电。,高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。,【,工程实例,2,】,某高层住宅低压配电系统图（竖向配电系统图）,第八节高低压配电网的结构和导线的选择,一、,架空线路的结构和敷设,二、,电缆线路的结构与敷设,三、,车间线路的结构与敷设,四、,导线和电缆截面积的选择,3.8,高低压配电网的结构和导线的选择,一、架空线路的结构和敷设,架空线路,架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。,架空线路的组成,架空线路一般由导线、杆塔、绝缘子、金具、等组成。,高压架空线路还有避雷线和接地装置等。架空线路的结构组成如图所示。,架空线路的结构组成示意图,架空线路的优点,设备简单，造价低。,露置空中，易于检修和维护。,利用空气绝缘，建造比较容易。,架空线路的缺点,侵占地面位置，有碍交通。,易受环境影响、安全可靠性较差。,影响厂区美化。,1,、,导线,架空线路使用裸导线；,要求具有优良的导电性能，机械强度，和很好的耐腐蚀能力；,通常制成绞线使用，常用的绞线有铜绞线（,TJ,）、铝绞线（,LJ,）、钢芯铝绞线（,LGJ,）、钢绞线（,GJ,）；,钢线,铝线,2,、,杆塔,电杆是支持导线的主体和支撑导线的支柱，它是架空线路的重要组成部分。,对电杆的要求主要是要有足够的机械强度，同时尽可能地经久耐用，价廉，便于搬运和安装。,电杆有水泥杆、钢杆和铁塔架等。,电杆根据其在线路上所处的位置和所起的作用不同，可分为直线杆、终端杆、耐张杆、转角杆、分支杆和跨越杆等。,电杆上装有横担，主要是安装绝缘子并固定导线。,3,、,绝缘子和线路金具,绝缘子又叫瓷瓶，用来将导线固定在电杆上，并使导线与横担、杆塔之间保持足够的绝缘，同时承受导线的重量与其他作用力。,绝缘子要保证足够的电气绝缘强度与机械强度。,线路金具,金具是用来连接导线、安装横担和绝缘子等的金属部件。,4,、,架空线的敷设,合理选择路径，做到路径短，转角小，交通运输方便，便于施工于维护，运行可靠，地质条件好。,（,1,）选定架空线路,（,2,）确定档距、弧垂和杆高,不同电压等级线路的挡距,(,即同一线路上相邻两电杆之间的距离,),不同。一般,380 V,线路的挡距为,50,60,m,，,6,10 kV,线路的挡距为,80,120,m,。,弧垂,(,架空导线一个挡距内最低点与悬挂点间的垂直距离,),要根据挡距、导线型号与截面积、导线所受拉力及气温条件等决定。垂弧过大易碰线，过小则易造成断线或倒杆。,（,3,）导线在杆上的布置方式确定,三相四线制的导线在电杆上一般采用水平排列，中性线架设在靠近电杆的位置；,三相三线制的导线可采用三角形排列，也可采用水平排列；,多回路导线同杆架设时，可采用三角、水平混合排列，也可全部垂直排列。,二、电缆线路的结构与敷设,1,、,电缆的结构和型号,电缆线路是利用电力电缆敷设的线路。电缆线路一般敷设于地下，大多直接埋设于土壤中，也有的敷设于地下的电缆沟道中，有的采用电缆桥架明敷。,电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。,电缆工程地下电缆隧道敷设现场,电缆线路主要由电力电缆和电缆头组成。,电力电缆由导体、绝缘层和保护层三部分组成。,1,、,电缆的结构和型号,橡胶,聚氯乙稀,交联聚乙烯,矿物绝缘,几根（单根）绞绕的绝缘导线,三相统包绝缘（对地）,高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。,导线:,绝缘层:,屏蔽层:,结,构,保护层,保护屏蔽层、绝缘层,铠装层:,外护套:,内护层:,外护层,防止较重的外部机械损伤,保护铠装层、防腐,电缆型号,导电芯材料,铜芯、铝芯,芯数,单芯、双芯、三芯、四芯,绝缘材料,油浸纸绝缘电缆和塑料绝缘电缆,2,、,电缆头,电缆头指的是两条电缆的中间接头和电缆终端的封端头。,电缆线路的故障大部分发生在电缆接头处，所以电缆头是电缆线路中的薄弱环节。对电缆头的安装质量尤其要重视，要求密封性好，有足够的机械强度，耐压强度不低于电缆本身的耐压强度。,3,、,电缆的敷设,首先挖一深,0.7,1,m,的壕沟，于沟底填上,100,mm,的细砂或软土，再铺设电缆，然后填以沙土，加上保护板，最后回填沙土。这种方式电缆易受机械损伤，土壤化学腐蚀，可靠性差，检修不便，多用于根数不多的线路。,（,1,）直埋地壤敷设,适用于大型工厂与变电站间较长干线,（,2,）电缆沟敷设,这种敷设方式将电缆敷设在电缆沟的电缆支架上。电缆沟由砖砌成或混凝土浇注而成，上加盖板，内侧有电缆架。,（,3,）电缆隧道敷设,电缆隧道敷设具有检修、更换和增设电缆方便的特点，并且可以同时敷设几十根以上的各种电缆。但是这种敷设方式投资很大，防火要求高等缺点。,适用于大型工厂变电所发电厂引出部位。,（,4,）电缆桥架敷设,这种敷设方式主要是利用车间空间、墙、柱、梁等用支架固定电缆。优点是排列整齐，结构简单，维护检修方便，缺点是积灰严重，不够美观等。,三、车间线路的结构与敷设,车间线路包括室内配电线路和室外配电线路。,室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。,室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，都采用绝缘导线，也包括车间之间用绝缘导线敷设的短距离的低压架空线路。,1,、,绝缘导线的结构和敷设,绝缘导线按芯线材质分类,有铜芯和铝芯两种。除重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝芯绝缘导线。,绝缘导线的敷设方式,明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。,暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。,2,、,裸导线的结构和敷设,车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。车间中以采用,LMY,型硬铝母线最为普遍。,现代化的生产车间，大多采用封闭式母线（亦称母线槽）布线，封闭式母线安全、灵活、美观，但耗用钢材较多，投资较大。,封闭式母线布线,车间几种干线的敷设方式,四、导线和电缆截面积的选择,导线截面积选择原则：,满足正常发热条件；,保证电压质量，电压损失应低于允许值；,满足机械强度要求；,满足经济要求。,电力线路截面的选择和校验项目,电力线路的类型,发热条件,允许电压损失,经济电流密度,机械强度,35kV,及以上,电源进线,无调压设备的,6,10 kV,较长线路,6,10 kV,较短线路,低压线路,照明线路,动力线路,校验的项目,，,选择的依据,1,、,按发热条件选择导线和电缆的截面积,导体的长期允许温度,al,。,对应于导体长期允许温度，导体中所允许通过的长期工作电流，称为该,导体的允许载流量,I,al,。,导体允许载流量,I,al,计算公式：,修正系数,K,t,按发热条件选择电缆导线截面积的原则：,如果几根电缆并排直接埋于土中，由于电缆互相影响，使散热条件变坏，其允许温度还应乘以并排修正系数,K,p,。,电缆埋于土中，土壤的热阻系数不同于允许电流表中所指出的数值时，应乘以土壤热阻修正系数,K,tr,。,电缆的允许电流应按下式计算：,重复短时、短时工作制负荷供电导线截面积的选择原则：,重复短时工作制,截面积,6,mm,2,及以下铜导线，截面积小于或等于,10,mm,2,的铝线按,长期工作制计算,；,截面积大于,6,mm,2,的铜线，截面积大于,10,mm,2,的铝线，工作周期不超过,10,min,时，计算公式为：,重复短时、短时工作制负荷供电导线截面积的选择原则：,短时工作制,工作时间不超过,4,min,，按,重复短时工作制计算,；,工作时间超过,4,min,，或停歇时间不足使导体冷却到周围温度时，按,长期工作制计算,。,2,、,按允许电压损失选择导线和电缆截面,（,1,）电压降落、电压损失、电压偏移的概念,电压降落,线路两端电压的,相量差,称为电压降落。,电压损失,线路两端电压的,代数差,称为电压损失。,电压损失,线路的电压损失不宜超过规定值：高压配电线路的电压损失，一般不超过线路额定电压的,5%,；从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失，一般不超过,5%,；对视觉要求较高的照明电路，则为,2%3%,。,电压偏移,线路中任一点的实际电压于线路额定电压的数值差。,（,2,）线路电压损失的计算,接有一个集中负载时线 路的电压损失计算,假定：三相负载平衡，化为一相,三相电路的电压损失为：,接有一个分散负荷时线路的电压损失计算,线路上总的电压损失为：,若干线上有,n,个负载（,n,段），则总的电压损失为：,几种特殊线路的电压损失,若线路所接负载均为有功负荷，因其不存在无功功率，其电压损失为,U,%=,U,R,%,。,线路的电抗很小可略去不计，如,50,mm,2,以下的电缆，此时,U,X,也为零，即,U,=,U,R,。,线路上接有均匀分布的负载，可以将分散的负载等效成一个接在这段线路中点上的集中负载，该负载功率为分散负载功率之和。,（,3,）按允许电压损失选择导线和电缆截面,已知线路电压损失为：,则,U,%,为：,对于,6,10kV,架空线路,x,0,=0.30,0.40,/,km,，电缆线路的,x,0,=0.08,/,km,，则线路电压损失为：,则导线截面积为：,3,、,按经济电流密度选择导线和电缆截面,线路传输电能一定时，导线截面积增大，电能损耗减小,;,导线截面积减小，投资减少,但线路电能损耗增加。,经济电流密度选择就是找到这对矛盾的最优点。,经济截面积计算公式：,最佳点,经济电流密度,J,ec,与年最大负荷利用小时数有关，年最大负荷利用小时数越大，负荷越平稳，损耗越大，经济截面因而也就越大，经济电流密度就会变小。,4,、,按机械强度检验导线截面,工厂供配电线路选用的导线按机械强度进行校验，应保证所选用的导线截面积在该导线在相应的敷设方式时的最小允许截面。,【,例,3-8-1,】,某企业计算负荷：,P,ca,=2800kW,Q,ca,=1200kvar,。企业用电由离企业,3,km,的地区变电所以,10kV,架空线路供给，如图所示。导线采用,LJ,型,绞线，线间几何均距为,1,m,，线路正常送电时允许电压损失百分数,U,%=5,，,环境空气温度为,+35,，,本企业的年最大负荷小时,T,max,=5500,，试根据上述条件选择导线截面积。,解：,已知,P,ca,=2800kW,Q,ca,=1200kvar,（,1,）按允许电压损失选择导线和电缆截面,设,x,0,=0.35,/,km,，则：,所以：,选取,LJ-95,铝绞线，查,r,0,=0.34,/,km,，,x,0,=0.335,/,km,，线路电压损失为：,满足允许电压损失要求。,（,2,）校验允许发热条件,LJ-95,铝绞线在,25,时的允许电流为：,I,al,=325A,满足发热要求。,（,3,）按经济电流密度选择,由,T,max,=5500,，查得经济电流密度,J,ec,=1.2A/,mm,2,按经济电流密度要求，选用,LJ-150,。,（,4,）校验机械强度,150,mm,2,的导线截面远大于机械强度要求，选定,LJ-150,绞线。,第九节 环网供电单元,一、,环网供电单元的结构,3.9,环网供电单元,一、环网供电单元的结构,为了提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形。这种供电方式简称为环网供电。,单电源环网供电原理,开环运行,双电源馈电环网原理及特点,环网供电特点：,提高了人身安全，安装容易，,维修量小，占地少，经济效益,显著。,环网供电的组成,环网供电单元基本接线图,环网供电单元接线原理图,本章结束,