1、任務(wù)四 短路故障和短路電流計算,1. 短路故障的原因和種類,（1）短路故障的原因,設(shè)備或裝置存在隱患。如絕緣材料陳舊老化、絕緣機械損傷、設(shè)備缺陷未發(fā)現(xiàn)和消除、設(shè)計安裝有誤等。,運行、維護(hù)不當(dāng)。如不遵守操作規(guī)程，技術(shù)水平低，管理不善等。,雷擊，特大洪水、大風(fēng)、冰雪、塌方等引起的線路倒桿、斷線，鳥，鼠、蛇等小動物跨接裸導(dǎo)體等自然災(zāi)害。,（2） 短路故障的種類,單相短路 短路電流僅在故障相中流過，故障相電壓 下降，非故障相電壓會升高。,二相短路 短路回路中流過很大的短路電流，電壓和電流的對稱性被破壞。,二相短路接地 短路回路中流過很大的短路電流 ，故障相 電壓為零。,三相短路 三相電路中都流過很大的

2、短路電流，短路 時電壓和電流保持對稱 ，短路點電壓為零。,（3） 短路的危害,大電流產(chǎn)生巨大電動力，造成機械損壞（動穩(wěn)定）； 燒毀設(shè)備（熱穩(wěn)定）； 電網(wǎng)大面積電壓下降； 破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定； 影響電力系統(tǒng)通訊。,最嚴(yán)重三相短路時的電流波形圖,2003年8月14日美國大停電,美國東部(EDT)時間2003年8月14日16:11開始 （北京時間8月15日晨4:11），美國東北部和加拿大東部聯(lián)合電網(wǎng)發(fā)生了大面積停電事故 紐約: 交通癱瘓、公路堵塞、人困在電梯和地下隧道里、冒酷熱步行回家 停電影響 美國： 俄亥俄州、密歇根州、紐約州、 馬薩諸塞州、康涅狄克州、新澤西州、 賓夕法尼亞州、佛蒙特州（8個州

3、） 加拿大：安大略省、魁北克省（2個?。?停電前后衛(wèi)星拍到的美國上空照片,為確保設(shè)備在短路情況下不致破壞，減輕短路危 害和防止故障擴大，必須事先對短路電流進(jìn)行計算。 計算短路電流的具體目的是： 選擇和校驗電氣設(shè)備； 進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的選型與整定計算； 分析電力系統(tǒng)的故障及穩(wěn)定性能，選擇限制短路電 流的措施； 確定電力線路對通信線路的影響等。,（4） 短路計算方法簡介,如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用有名值表示，稱為有名單位制法。低壓系統(tǒng)的短路電流計算通常采用這種方法，簡單明了。,如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用相對值表示，稱為標(biāo)幺值法。這種計算方法通常用于高壓系統(tǒng)。,如

4、果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用短路容量表示，稱為短路容量法。 這種方法比較適用于高壓系統(tǒng)。,繪制短路回路等效電路；計算短路回路中各元件的阻抗值；求等效阻抗，化簡電路；計算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)；列短路計算表。,略講,選擇短基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計算短路點的基準(zhǔn)電流；繪制短路回路的等效電路；計算短路回路中各元件的電抗標(biāo)幺值；求總電抗標(biāo)幺值，化簡電路；計算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)；列短路計算表。,（5 ） 短路電流的計算概述,在計算電路圖上將短路計算所需考慮的各元件額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點，短路計算點要選擇得使需要進(jìn)行短

5、路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接下來要按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖， 如上圖所示。,工廠供電系統(tǒng)通常把電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，短路電路一般只采用阻抗串、并聯(lián)的方法進(jìn)行化簡。對簡化電路求出其等效總阻抗，最后計算短路電流和短路容量。 短路計算中有關(guān)物理量的單位：電流為kA；電壓為kV；短路容量和斷流容量單位為MVA；設(shè)備容量單位為kW或kVA；阻抗單位為等。如果采用工程上常用的單位來計算，則應(yīng)注意所用公式中各物理量單位的換算系數(shù)。,采用歐姆法進(jìn)行短路計算,歐姆法即有名單位制法。因其短路計算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，其三相短路電流周

6、期分量有效值可按下式計算：,式中UC是短路點的短路計算電壓，也稱為平均額定電壓。由于線路首端短路時其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路額定電壓UN高5%。 在高電壓的短路計算中，通?？傠娍惯h(yuǎn)比總電阻大，所以一般可只計電抗，不計電阻。在計算低壓側(cè)短路時，也只有當(dāng)短路電路的電阻大于電抗的三分之一時才需考慮電阻。,（1） 電力系統(tǒng)的阻抗,電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗來說很小，一般不予考慮。電力系統(tǒng)的電抗由電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口斷路器的斷流容量SOC來估算，SOC可看作是電力系統(tǒng)的極限短路容量Sk，因此電力系統(tǒng)的電抗：XSUC2/SOC 式中，UC是高壓饋電線的短路計算電

7、壓，SOC是系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，如只有開斷電流IOC的數(shù)據(jù)，則斷流容量：,不計電阻時，三相短路電流的周期分量有效值為：,三相短路容量為：,（2） 電力變壓器的阻抗,式中UC、SN、Pk、 Uk%均可從相關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查閱。,變壓器的短路損耗,由短路損耗可近似地求出變壓器的電阻：,變壓器的短路電壓,由短路電壓可近似地求出變壓器的電抗：,（3） 電力線路的阻抗,求出短路電路中各元件的阻抗后，就化簡了短路電路， 求出其總阻抗，然后可計算短路電流周期分量,線路的電阻RWL可由導(dǎo)線、電纜的單位長度電阻R0值求得,線路的電抗XWL可由導(dǎo)線、電纜的單位長度電抗X0值求得,式中R0、X0是分別為導(dǎo)線、

8、電纜單位長度的電阻和電抗， l是線路長度。均可從相關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查閱。,（3） 電力線路的阻抗,必須注意：在計算短路電路的阻抗時，假如電路內(nèi)含有電力變壓器，則電路內(nèi)各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算到短路點的短路計算電壓。阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變。阻抗換算的公式為,式中，R、X和UC為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計算電壓；R、X和UC為換算后元件的電阻、電抗和短路點的短路計算電壓。,采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算,電壓kV，電流kA，容量kVA，電阻和電 抗 等物理量均可用標(biāo)幺值表示。標(biāo)幺值無量綱。 按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算，通常先選定基準(zhǔn)容量Sd和基 準(zhǔn)電壓Ud。工程設(shè)計中通常取基

9、準(zhǔn)容量Sd=100MVA；通常 取元件所在處的短路計算電壓為基準(zhǔn)電壓，即取Ud= Uc 則基準(zhǔn)電流Id和基準(zhǔn)電抗Xd可按下述公式計算：,線路的額定電壓和基準(zhǔn)電壓（kV）,假設(shè)短路發(fā)生在4WL，選基準(zhǔn)容量為Sd，各級基準(zhǔn)電壓分別為Ud1=Uav1，Ud2=Uav2，Ud3=Uav3，Ud4=Uav4，則線路1WL的電抗X1WL歸算到短路點所在電壓等級的電抗X1WL為,1WL的標(biāo)幺值電抗為,電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值計算公式,上述分析表明：變壓器的變比標(biāo)幺值等于1，這種近似估算 法避免了多級電壓系統(tǒng)中阻抗的換算，使得計算簡單、結(jié)果清 晰。這也是采用標(biāo)幺制法計算短路電流具有的突出優(yōu)點。,電力變壓器的電抗標(biāo)

10、幺值計算公式,電力線路的電抗標(biāo)幺值計算公式,短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出以后，即可根據(jù)其 電路圖進(jìn)行電路化簡，計算其總電抗標(biāo)幺值。由于各元件電抗 相對值與短路計算點的電壓無關(guān)，因此不需要進(jìn)行電壓換算， 這一點也是標(biāo)幺制法的優(yōu)越之處。,無限大容量電源系統(tǒng)的概念,無限大容量電源系統(tǒng)是指其容量相對于一個工廠（或任意一個電力用戶）的用電設(shè)備容量大得多的電力系統(tǒng)，以致饋電用戶的線路上無論如何變動甚至發(fā)生短路時，系統(tǒng)變電站饋電母線上的電壓能始終維持基本不變。 在實際應(yīng)用中，為了簡化短路計算，通常把內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗10%的電源或系統(tǒng)均作為無窮大容量電源進(jìn)行分析。,無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周

11、期分量有效值,無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值,三相短路容量的計算公式,試用標(biāo)幺制法計算下圖所示供電系統(tǒng)中k-1點和k-2點的三 相短路電流和短路容量。,解,例,確定基準(zhǔn)值,Sd=100MVA，Uc1=10.5kV；Uc2=0.4kV,解,計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 查有關(guān)資料得電力線路的Soc=500MVA，所以,查有關(guān)資料得架空線路的Xo=0.38/km，所以,查有關(guān)資料得電力變壓器的Uk%=0.45，所以,繪出短路等效電路如下圖所示,解,求k-1點的短路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值,三相短路電流周期分量有效值,其它三相短路電流,三相短路容量

12、,解,求k-2點的短路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值,三相短路電流周期分量有效值,其它三相短路電流,三相短路容量,兩相短路電流的計算,圖示電路發(fā)生兩相短路時， 短路電流為,Uc為短路點的平均額定電壓 X為短路回路一相總阻抗,其他兩相短路電流 、 、 、 等，都可以按前,面的三相短路對應(yīng)短路電流的公式進(jìn)行計算。,關(guān)于兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系，可由,單相短路電流的計算,在中性點接地電流系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中發(fā)生單相短路 時，根據(jù)對稱分量法可求得其單相短路電流為,通常可按下式求得,式中 是電源的相電壓； 是單相短路回路的阻抗，,式中RT和XT分別為變壓器單相的等效電阻和

13、電抗，R-0和X-0分別為相與零線或與PE線或PEN線的回路電阻和電抗，包括回路中低壓斷路器過流線圈的阻抗、開關(guān)觸頭的接觸電阻及電流互感器一次繞組的阻抗等，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本獲得。,在遠(yuǎn)離發(fā)電機的用戶變電所低壓側(cè)發(fā)生單相短路時，正序阻 抗Z1約等于負(fù)序阻抗Z2，單相短路電流為,三相短路電流為,比較上述兩式可得出結(jié)論：在無限大容量系統(tǒng)中或遠(yuǎn)離發(fā)電機處短路時，兩相短路電流和單相短路電流均較三相短路電流小，因此用于選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)體的短路穩(wěn)定度校驗的短路電流，應(yīng)采用三相短路電流；兩相短路電流主要用于相間短路保護(hù)的靈敏度檢驗；單相短路電流主要用于單相短路保護(hù)的整定及單相短路熱穩(wěn)定度校驗。,電力系統(tǒng)

14、故障后的一般計算方法示意圖,等值,對稱分量 法,疊加原理,問題與思考,某供電系統(tǒng)如下圖所示。試求工廠配電所10kV母線上k-1點短路和車間變電所低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。,任務(wù)四 供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇和校驗,電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。,電氣設(shè)備的額定電流不小于該回路的最大持續(xù)工作電流或計算電流。,應(yīng)考慮設(shè)備的安裝地點、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防爆等。,短路熱穩(wěn)定校驗： 系統(tǒng)中有短路電流通過電氣設(shè)備時，導(dǎo)體和電器各部件溫度(或熱量) 不應(yīng)超過允許值，應(yīng)滿足熱穩(wěn)定的條件,短路動穩(wěn)定校驗：

15、當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時，短路電流產(chǎn)生的電動力應(yīng)不超過設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動穩(wěn)定的條件,開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗 對斷路器、熔斷器等能開斷短路電流的開關(guān)設(shè)備，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即,試選擇下圖所示電路中高壓斷路器的型號和規(guī)格。已知10kV 側(cè)母線短路電流為5.3kA，控制QF的線路繼電保護(hù)裝置實際 最長的動作時間為1.0s。,解,例,變壓器高壓側(cè)最大工作電流按變壓器的額定電流計算得,線路首端短路時流過斷路器的電流最大，而線路首端k1點短 路與母線k2點短路，其短路電流相等，即短路電流沖擊值：,解,短路容量,擬選用高壓真空斷路器，斷路時間toc=0.1s。故短路假想時間,高壓

16、斷路器選擇和校驗結(jié)果,根據(jù)選擇條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，可選用ZN310/630型高壓真空 斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)可由相關(guān)手冊查出。,校驗結(jié)果表明所選高壓真空斷路器滿足要求。,低壓斷路器過電流脫扣器的選擇 過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路的計算電流，即： IN.ORI30 低壓斷路器過流脫扣器的整定 a.瞬時過流脫扣器動作電流應(yīng)躲過和大于線路的尖峰電流，即 IOp(o)KrelIpk 式中：Krel可靠系數(shù)。對動作時間在0.02s以上的DW系列斷路器可取1.35；對動作時間在0.02s及以下的DZ系列斷路器宜取22.5?？梢姡瑪嗦菲鲃幼鲿r間越短，越不易防止尖峰電流使其動作，所以可靠系數(shù)越要取大。 b.短

17、延時過流脫扣器動作電流和時間的整定應(yīng)使過流脫扣器的動作電流IOp(s)躲過線路短時間出現(xiàn)的負(fù)荷尖峰電流Ipk，即 IOp(s) KrelIpk 式中：Krel可靠系數(shù)。取1.2。,長延時過流脫扣器動作電流和時間的整定 其動作電流只需躲過線路的計算電流I30，即IOp(1) KrelI30 式中：Kel可靠系數(shù)。取1.1。 長延時過流脫扣器的動作電流應(yīng)躲過線路過負(fù)荷的持續(xù)時間，其動作特性通常為反時限，即過負(fù)荷電流越大，動作時間越短，一般動作時間為12h。 過流脫扣器與被保護(hù)線路的配合 允許絕緣導(dǎo)線或電纜短時過負(fù)荷，過負(fù)荷越嚴(yán)重允許運行的時間越短。反之，過電流保護(hù)的動作時間越短，過電流保護(hù)的動作電

18、流允許整定的越大；動作時間越長，動作電流整定的越小。只有這樣，當(dāng)線路過負(fù)荷或短路時，才能避免絕緣導(dǎo)線或電纜因過熱燒毀而低壓斷路器不會跳閘的事故發(fā)生，因此要求:IOpKOLIal 式中：Ial絕緣導(dǎo)線或電纜的允許載流量； KOL絕緣導(dǎo)線或電纜的允許短時過負(fù)荷系數(shù)。 對瞬時和短延時過流脫扣器取4.5；對長延時過流脫扣器取1；對保護(hù)有爆炸性氣體區(qū)域內(nèi)的線路，應(yīng)取0.8。,為了保證低壓斷路器的瞬時或短延時過流脫扣器在系統(tǒng)最小運行方式下在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時就能可靠地動作，過流脫扣器動作電流的整定值必須滿足過電流保護(hù)靈敏度的要求。保護(hù)靈敏度可按下式進(jìn)行校驗： Ksen=Ik.min/Iop1

19、.3 式中：Iop低壓斷路器瞬時或短延時過流脫扣器的動作電流。 Ik.min被保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的最小短路電流。對TT、TN系統(tǒng)取單相接地短路電流；對IT系統(tǒng)取兩相短路電流。,選擇低壓斷路器應(yīng)滿足如下條件： 低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于安裝處的額定電壓。 低壓斷路器的額定電流應(yīng)不低于它所安裝的脫扣器額定電流。 低壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝條件、保護(hù)性能的要求，并應(yīng)確定操作方式，即選擇斷路器的同時應(yīng)選擇其操作機構(gòu)。 低壓斷路器還應(yīng)滿足安裝處對斷流能力的要求。 低壓斷路器必須進(jìn)行斷流能力的校驗： 對動作時間在0.02s以上的斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏鱅oc應(yīng)不小于通過它的最大三相短路電流周

20、期分量有效值，即 對動作時間在0.02s及以下的斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏鱅oc或ioc應(yīng)不小于通過它的最大三相短路沖擊電流或，即,電流互感器型號的選擇 根據(jù)安裝地點和工作要求選擇電流互感器的型號。 電流互感器額定電壓的選擇 電流互感器額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點線路額定電壓。 電流互感器變比選擇 電流互感器一次側(cè)額定電流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、600、800、1000、1200、1500、2000（A）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流均為5A。一般情況下，計量用的電流互感器變比的選擇應(yīng)使其一次額定電流I1N不小于線路中的計算電流I30。保護(hù)用的電流互感器為保證

21、其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選得大一些。 電流互感器準(zhǔn)確度選擇及校驗 準(zhǔn)確度選擇的原則：計量用的電流互感器的準(zhǔn)確度選0.20.5級，測量用的電流互感器的準(zhǔn)確度選1.03.0級。為了保證準(zhǔn)確度誤差不超過規(guī)定值，互感器二次側(cè)負(fù)荷S2應(yīng)不大于二次側(cè)額定負(fù)荷S2N，所選準(zhǔn)確度才能得到保證。,電流互感器準(zhǔn)確度校驗 準(zhǔn)確度校驗公式為：S2S2N 二次回路的負(fù)荷S2取決于二次回路的阻抗Z2的值，即： 式中I2N是電流互感器二次側(cè)額定電流，一般取5A；Z2是電流互感器二次回路總阻抗。電流互感器的二次負(fù)載阻抗為計算等效阻抗，并不一定等于二次側(cè)實際測量阻抗。 電流互感器的動穩(wěn)定校驗 電流互感器動穩(wěn)定校驗條件為： 式中

22、Kes為電流互感器的動穩(wěn)定系數(shù)。 電流互感器的熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗條件為： 式中Kt為電流互感器的熱穩(wěn)定系數(shù)。,電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，所以不需要校驗短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 電壓互感器的選擇如下： 按裝設(shè)點環(huán)境及工作要求選擇電壓互感器型號。 電壓互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點線路額定電壓。 按測量儀表對電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗準(zhǔn)確度。 計量用電壓互感器準(zhǔn)確度選0.5級以上，測量用的準(zhǔn)確度選1.03.0級，保護(hù)用的準(zhǔn)確度為3P級和6P級。,為了保證準(zhǔn)確度的誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，二次側(cè)負(fù)荷S2應(yīng)不大于電壓互感器二次側(cè)額定容量，即 S2S2N 其中：,儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有

23、功功率和總無功功率。,你能回答嗎？,問題與思考,在低壓斷路器的選擇中，為什么過流脫扣器的動作電流要與被保護(hù)的線路相配合？,在熔斷器的選擇中，為什么熔體的額定電流要與被保護(hù)線路相配合？,供配電線路母線、導(dǎo)線和電纜的選擇,母線、導(dǎo)線和電纜都是用來輸送和分配電能的導(dǎo)體。在 供配電系統(tǒng)中，它們選擇的是否恰當(dāng)，關(guān)系到供配電系 統(tǒng)能否安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行。,（1）硬母線,工廠變電所中，硬母線通常用來匯集和分配電流，因此也被稱為匯流排，簡稱母線。,硬母線按所使用的材料不同分為 硬銅母線和硬鋁母線、鋁合金母線 等；按截面形狀不同硬母線又分為 矩形、圓形和槽形、管形等結(jié)構(gòu)。,母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇,

24、（1）硬母線,硬銅母線的電阻率較低、機械強度較大、抗腐蝕能力較強，因此在硬母線材料中屬于最好的。因其價格較貴，所以實用中僅用于空氣中含有腐蝕性氣體的屋外配電裝置中。,硬鋁母線電阻率略高于銅，但鋁輕且相對銅母線價格低， 因此廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)的變電所。硬鋼母線的電阻率大， 交流電路使用會產(chǎn)生鐵損耗，電壓損失也較大，但機械強度 高且最便宜，所以在工作電流不大于200300A的電路中，尤 其在接地裝置中，采用鋼母線作為接地母線仍較普遍。,母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇,母線的排列方式應(yīng)考慮散熱條件好、且短路電流通過時具有 一定的熱、動穩(wěn)定性。常用的排列方式有水平布置和垂直布置兩種。,對于容量不大的工廠變

25、電所多采用矩形截面的母線。另外，母線表面涂漆可以增加熱輻射能力，而且有利于散熱和防腐。因此，電力系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定：交流母線A、B、C三相按黃、綠、紅標(biāo)示，接地的中性線用紫色，不接地的中性線用藍(lán)色，十分方便識別各相的母線。,母線的型號表達(dá)說明,母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇,（2）架空母線,架空導(dǎo)線是構(gòu)成工廠供配電網(wǎng)絡(luò)的主要元件，在屋外配置中也常采用架空導(dǎo)線作母線，又稱為軟母線。高壓架空線路，一般采用鋁絞線，當(dāng)擋距較大、電桿較高時，宜采用鋼芯鋁絞線。,通常架空導(dǎo)線選用裸導(dǎo)線，按其結(jié)構(gòu)不同可分為單股線和多股絞線。絞線又有銅絞線、鋁絞線和鋼芯鋁絞線之分。在工廠中最常用的是鋁絞線；在機械強度要求較高的35kV

26、及以上架空線路多采用鋼芯鋁絞線。,（3）電力電纜,電力電纜廣泛應(yīng)用于工廠配電網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。其中導(dǎo)體一般由多股銅線鋁線絞合而成，以便于彎曲。線芯成扇形，以減小電纜的外徑。絕緣層用于將導(dǎo)體線芯之間及線芯與大地之間良好地絕緣。保護(hù)層用來保護(hù)絕緣層，使其密封并具有一定的強度，以承受電纜在運輸和敷設(shè)時所受的機械力，也可防止潮氣侵入。,母線、導(dǎo)線和電纜形式的選擇,（3）電力電纜,電纜的主要優(yōu)點是供電可靠性高，不受雷擊、風(fēng)害等外力破壞；可埋于地下或電纜溝內(nèi)，使環(huán)境整齊美觀；線路電抗小，可提高電網(wǎng)功率因數(shù)。缺點是投資大，約為同級電壓架空線路投資的10倍；而且電纜線路一旦發(fā)生

27、事故難于查尋和檢修。,低壓電纜線路，一般采用鋁芯電纜；但特別重要的或有特殊要求的線路，可采用銅芯絕緣線。,母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇,（1） 選擇條件,為保證供配電線路安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，供配電線路的母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足以下幾個條件： （1）通過正常最大負(fù)荷電流時產(chǎn)生的溫度不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。 （2）通過正常最大負(fù)荷電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運行時允許的電壓損耗。對于廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗。 （3）35kV及以上高壓線路及電壓35kV以下但距離長、電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小，企業(yè)

28、內(nèi)的10kV及以下線路可不按此原則選擇。 （4）裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線 截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，由于有內(nèi)外護(hù)套，機械強度一般滿足要求，不需校驗，但需校驗短路熱穩(wěn)定度。 除此之外，絕緣導(dǎo)線和電纜截面的選擇還要滿足工作電壓的要求。,母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇,（2） 按發(fā)熱條件選擇截面,電流通過導(dǎo)線時，要產(chǎn)生能耗，使導(dǎo)線發(fā)熱。裸導(dǎo)線溫度過高還會使接頭處氧化加劇，增大接觸電阻，使之進(jìn)一步氧化最后可發(fā)展到斷線。而絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度過高時，又可使絕緣加速老化甚至燒毀。因此，母線、導(dǎo)線和電纜的截面還應(yīng)按發(fā)熱條件來選擇。使其允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流I30。即： IalI30,在規(guī)定

29、的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)態(tài)溫度超過允許值的最大電流稱為導(dǎo)線的允許載流量。導(dǎo)線和電纜的允許載流量可查閱有關(guān)設(shè)計手冊。當(dāng)給出鋁線的載流量時，銅線的載流量可按相同截面的鋁線載流量乘以1.29即可得出。,母線、導(dǎo)線和電纜截面的選擇,（2）按發(fā)熱條件選擇截面,為了滿足機械強度的要求，對于室內(nèi)明敷的絕緣導(dǎo)線，其 最小截面不得小于4mm2；對于低壓架空導(dǎo)線，其最小截面不 得小于16mm2。架空裸導(dǎo)線的最小允許截面見表3-1,表3-1 架空裸導(dǎo)線的最小允許截面 單位：mm2,（3） 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面,導(dǎo)線截面大小，直接影響線路投資和年計算費用。根據(jù)經(jīng) 濟條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面，應(yīng)從兩個方面來考慮:,1. 選擇大截面電能損耗降低，投資及維修管理費用高；,2. 選擇小截面電能損耗增加，投資及維修管理費用降低；,綜合上述兩方面因素，制定出比較合理的經(jīng)濟效益最好的 截面，稱為經(jīng)濟截面。對應(yīng)于經(jīng)濟截面的電流密度稱為經(jīng)濟 電流密度。我國規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟電流密度見下表3-2,（1）選擇經(jīng)濟截面,例1,有一條長度為5km的10kV LJ型鋁絞線架空線路，已知 計算負(fù)荷為1380kW，cos=0.7，Tmax=4800h，試選擇 其經(jīng)濟截面，并檢驗其發(fā)熱條件和機械強度 。,解,查手冊后，初選標(biāo)準(zhǔn)截面為95mm2的LJ-95型鋁絞