工厂供配电技术电子教案第4章课件.ppt
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1、 第四章第四章 工厂电力线络工厂电力线络 要求要求 掌握工厂电力线路的主接线方式;掌握工厂电力线路的主接线方式;架空线路和电缆线路的结构和材料架空线路和电缆线路的结构和材料选择;选择;车间配电线路的运行维护。车间配电线路的运行维护。知识点知识点 高、低压电力线路的基本接线方式;高、低压电力线路的基本接线方式;架空线路的结构和主要组成材料;架空线路的结构和主要组成材料;架空线路的敷设、运行管理和检修;架空线路的敷设、运行管理和检修;工厂电缆线路的结构、型号及敷设;工厂电缆线路的结构、型号及敷设;车间内配电线路组成及敷设方式;车间内配电线路组成及敷设方式;车间动力电气平面布线图;车间动力电气平面布
2、线图;车间内照明供电方式;车间内照明供电方式;供电线路导线和电缆的选择供电线路导线和电缆的选择 技能点技能点 电缆的结构、型号及敷设;电缆的结构、型号及敷设;电缆故障的确定及车间配电线路的运行电缆故障的确定及车间配电线路的运行维护维护 重点和难点重点和难点 高、低压电力线路的基本接线方式;高、低压电力线路的基本接线方式;导线和电线型号的选择;导线和电线型号的选择;41 工厂电力线路的接线方式工厂电力线路的接线方式 工厂电力线路是工厂供配电系统的重要组成工厂电力线路是工厂供配电系统的重要组成部分。对工厂电力线路的基本要求是保证供部分。对工厂电力线路的基本要求是保证供电电安全安全可靠,操作可靠,操
3、作方便方便、运行、运行灵活灵活,经济经济和和有利于有利于发展发展。工厂电力线路按电压高低可分为:工厂电力线路按电压高低可分为:1KV以上的以上的高压线路高压线路和和1KV以下的低压线路以下的低压线路。工厂电力线路按结构形式可分为:工厂工厂电力线路按结构形式可分为:工厂架空架空线路、工厂线路、工厂电缆电缆线路和线路和车间内车间内配电线路。配电线路。高、低压电力线路的基本接线方式有三种类高、低压电力线路的基本接线方式有三种类型:型:放射式放射式、树干树干式及式及环式环式。411 高压配电线路的接线方式高压配电线路的接线方式 工厂高压配电线路的作用是在工厂内工厂高压配电线路的作用是在工厂内部从总降压
4、变电所以部从总降压变电所以6KV10KV电压电压向各车间变电所或高压设备配电,常向各车间变电所或高压设备配电,常用的接线方式有:放射式、树干式及用的接线方式有:放射式、树干式及环式。环式。1放射式放射式 高压放射式接线是指由工厂变配电高压放射式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的一回线路,直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接向一个车间变电所或高压用电设备供电,沿线不分接其他负荷,如备供电,沿线不分接其他负荷,如图图4-1(a)所示。所示。(a)单回路放射式;单回路放射式;(b)双回路放射式;双回路放射式;图图4-1高压放射式接线高压放射式接线(c)具有公共备用干线
5、的放射式;具有公共备用干线的放射式;(d)具有低压联络线路的放射式具有低压联络线路的放射式图图4-1高压放射式接线高压放射式接线 这种接线方式简捷,操作维护方便,保护这种接线方式简捷,操作维护方便,保护简单,便于实现自动化。但高压开关设备简单,便于实现自动化。但高压开关设备用得多,投资高,线路故障自检修时,由用得多,投资高,线路故障自检修时,由该线路供电的负荷要停电。为提高可靠性,该线路供电的负荷要停电。为提高可靠性,根据具体情况可增加备用线路,如图根据具体情况可增加备用线路,如图 4-1(b)所示为采用双回路放射式线路供电,图所示为采用双回路放射式线路供电,图4-1(c)所示为采用公共备用线
6、路供电,图所示为采用公共备用线路供电,图4-1(d)所示为采用低压联络线供电线路等,都所示为采用低压联络线供电线路等,都可以增加供电的可靠性。可以增加供电的可靠性。2.2.树干式树干式 高压树干式接线是指由工厂变电所高压树干式接线是指由工厂变电所高压母线上引出的每路高压配电干高压母线上引出的每路高压配电干线上,沿线分接了几个车间变电所线上,沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式,如图或负荷点的接线方式,如图4.2(a)4.2(a)所示。所示。(a)无备用的单回路树干式;无备用的单回路树干式;(b)两端电源的单回路树干式两端电源的单回路树干式图图4-2 高压树干式接线高压树干式接线 这种接线
7、从变配电所引出的线路少,高这种接线从变配电所引出的线路少,高压开关设备相应用得少。配电干线少可压开关设备相应用得少。配电干线少可以节约有色金属,但供电可靠性差,干以节约有色金属,但供电可靠性差,干线故障或检修将引起干线上的全部用户线故障或检修将引起干线上的全部用户停电。停电。所以一般干线上连接的变压器不得超过所以一般干线上连接的变压器不得超过5台,总容量不应大于台,总容量不应大于 3000kVA。为提高。为提高供电可靠性,同样可采用增加各用的方供电可靠性,同样可采用增加各用的方法。法。如图如图4.2(b)为采用两端电源供电的单为采用两端电源供电的单回路树干式供电,若一侧干线发生回路树干式供电,
8、若一侧干线发生故障,还可采用另一侧干线供电。故障,还可采用另一侧干线供电。另外,还可采用双树干式供电和带另外,还可采用双树干式供电和带单独公共备用线路的树干式供电来单独公共备用线路的树干式供电来提高供电可靠性。提高供电可靠性。3环式环式 对工厂供电系统而言,高压环式接对工厂供电系统而言,高压环式接线其实是树干式接线的改进,如图线其实是树干式接线的改进,如图4-3所示,两路树干式线路连接起来就所示,两路树干式线路连接起来就构成了环式接线。构成了环式接线。图图4-3 高压环式接线高压环式接线 这种接线运行灵活,供电可靠性高。这种接线运行灵活,供电可靠性高。当干线上任何地方发生故障时,只当干线上任何
9、地方发生故障时,只要找出故障段,拉开其两侧的隔离要找出故障段,拉开其两侧的隔离开关,把故障段切除后,全部线路开关,把故障段切除后,全部线路可以恢复供电。由于闭环运行时继可以恢复供电。由于闭环运行时继电保护整定比较复杂,所以正常运电保护整定比较复杂,所以正常运行时一般均采用开环运行方式。行时一般均采用开环运行方式。一般情况下,高压配电系统优先一般情况下,高压配电系统优先采用放射式,对于可靠性要求不采用放射式,对于可靠性要求不高的辅助生产区和生活区住宅,高的辅助生产区和生活区住宅,可以考虑采用树干式或环式配电,可以考虑采用树干式或环式配电,412 低压配电线路的接线方式低压配电线路的接线方式 工厂
10、低压配电线路的作用是从车间工厂低压配电线路的作用是从车间变电所以变电所以380220V的电压向车间的电压向车间各用电设备或负荷配电。工厂的低各用电设备或负荷配电。工厂的低压配电线路也有压配电线路也有放射式放射式、树干式树干式和和环式环式等接线方式。等接线方式。1.放射式放射式 低压放射式接线由交配电所低压配电屏供电低压放射式接线由交配电所低压配电屏供电给主配电箱,再呈放射式分配至分配电箱。给主配电箱,再呈放射式分配至分配电箱。由于每个配电箱由单独的线路供电,这种接由于每个配电箱由单独的线路供电,这种接线方式供电可靠性较高,所用开关设备及配线方式供电可靠性较高,所用开关设备及配电线路也较多。因此
11、多用于用电设备容量大,电线路也较多。因此多用于用电设备容量大,负荷性质重要,车间内负荷排列不整齐及车负荷性质重要,车间内负荷排列不整齐及车间为有爆炸危险的厂房等情况。如图间为有爆炸危险的厂房等情况。如图4-4所示。所示。图图4-4 低压放射式接线低压放射式接线 2树干式树干式 低压树干式接线主要供电给低压树干式接线主要供电给用电容用电容量较小量较小且且分布均匀的用电分布均匀的用电设备。设备。这种接线方式在机械加工车间、工这种接线方式在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍,具车间和机修车间应用比较普遍,而且多采用成套的封闭母线,灵活而且多采用成套的封闭母线,灵活方便,也比较安全。方便,也
12、比较安全。(a)低压树干式低压树干式 图图4-5低压树干式接线低压树干式接线(b)变压器干线式变压器干线式图图4-5低压树干式接线低压树干式接线 另外还有一种变形的树干式结线叫另外还有一种变形的树干式结线叫链式结线,如见图链式结线,如见图4-6所示。所示。该结线适用于用电设备距离近容量该结线适用于用电设备距离近容量小(总容量不超过小(总容量不超过10kw)、台数约)、台数约35台、配电箱不超过台、配电箱不超过3台的情况。台的情况。(a)连接配电箱连接配电箱图图4-6 低压链式结线低压链式结线(b)连接电动机连接电动机图图4-6 低压链式结线低压链式结线3环式环式工厂内各车间变电所的低压侧,工厂
13、内各车间变电所的低压侧,可以通过低压联络线连接起来,可以通过低压联络线连接起来,构成一个环,如图构成一个环,如图4-7所示。所示。图图4-7 低压环式接线低压环式接线 这种接线方式供电可靠性高,一般线路这种接线方式供电可靠性高,一般线路故障或检修只是引起短时停电或不停电,故障或检修只是引起短时停电或不停电,经切换操作后就可恢复供电。环式接线经切换操作后就可恢复供电。环式接线保护装置整定配合比较复杂,所以低压保护装置整定配合比较复杂,所以低压环形供电多采用开环运行。环形供电多采用开环运行。实际工厂低压配电系统的接线,也往往实际工厂低压配电系统的接线,也往往是上述几种接线方式的组合,可根据具是上述
14、几种接线方式的组合,可根据具体实际情况而定。体实际情况而定。实际工厂低压配电系统的接线,往往是上实际工厂低压配电系统的接线,往往是上述几种接线的综合。一般在正常环境的车述几种接线的综合。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。而且无特殊要求时,宜采用树干式配电。运行经验证明,供配电系统的结线不宜太运行经验证明,供配电系统的结线不宜太复杂,层次不宜过多,否则会造成浪费和复杂,层次不宜过多,否则会造成浪费和增大故障率。增大故障率。GB5005295供配电系统供配电系统实际规范实际规范中规定:供配电系统应简单可中规
15、定:供配电系统应简单可靠,同一电压供电系统的变配电级数不宜靠,同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。多于两级。42 工厂架空线路工厂架空线路 架空线路是指室外架设在电杆上用架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。由于其要经常于输送电能的线路。由于其要经常承受自身重量和各种外力的作用,承受自身重量和各种外力的作用,且须承受大气中有害物质的侵蚀,且须承受大气中有害物质的侵蚀,所以导线材质必须具有良好的所以导线材质必须具有良好的导电导电性、耐腐蚀性和机械强度。性、耐腐蚀性和机械强度。工厂户外的电力线路多采用架空线工厂户外的电力线路多采用架空线路,这是因为它具有投资费用低,路,这是因为它具
16、有投资费用低,施工容易,故障易查找,便于检修施工容易,故障易查找,便于检修等优点。但它也具有可靠性差,受等优点。但它也具有可靠性差,受外界环境的影响大,需要足够的线外界环境的影响大,需要足够的线路走廊,有碍观瞻等缺点,使其使路走廊,有碍观瞻等缺点,使其使用范围受到一定的限制。用范围受到一定的限制。421 架空线路的结构架空线路的结构 工厂架空电力线路是由电杆、导线、工厂架空电力线路是由电杆、导线、绝缘子、线路金具等组成。为了平绝缘子、线路金具等组成。为了平衡电杆各方向的拉力,增强电杆稳衡电杆各方向的拉力,增强电杆稳定性,有的电杆上还装有拉线。为定性,有的电杆上还装有拉线。为防雷击,有的架空线路
17、上还架有避防雷击,有的架空线路上还架有避雷线来防止雷击。架空线路的基本雷线来防止雷击。架空线路的基本结构如图结构如图4-8所示。所示。(a)高压架空线路实景高压架空线路实景图图4-8 架空线路结构示意图架空线路结构示意图(b)低压架空线路;低压架空线路;(c)高压架空线路高压架空线路 图图4-8 架空线路结构示意图架空线路结构示意图1-低压导线;低压导线;2-针式绝缘子针式绝缘子3-横担;横担;4-低压电杆;低压电杆;5-横担;横担;6-绝缘子串;绝缘子串;7-线夹;线夹;8-高压导线;高压导线;9-高压电杆;高压电杆;10-避雷线避雷线 1电杆电杆 电杆是架空线路最基本的材料。电杆与电杆是架
18、空线路最基本的材料。电杆与横担组装在一起,其作用是支持绝缘子横担组装在一起,其作用是支持绝缘子架设导线,保证导线对地及导线与导线架设导线,保证导线对地及导线与导线之间有足够的距离。之间有足够的距离。按照所使用的材料不同,电杆有木杆、按照所使用的材料不同,电杆有木杆、水泥杆、金属杆三种。水泥杆、金属杆三种。木杆是办电初期所使用的材料,目前正逐步木杆是办电初期所使用的材料,目前正逐步被淘汰。被淘汰。水泥杆也称钢筋混凝土杆。水泥杆的优点是水泥杆也称钢筋混凝土杆。水泥杆的优点是使用年限长达使用年限长达1530年,维修工作量小,能年,维修工作量小,能节省大量的钢材,缺点是质量大,运输与施节省大量的钢材,
19、缺点是质量大,运输与施工不方便。工不方便。金属杆分为钢管杆、型钢杆和铁塔。金属杆金属杆分为钢管杆、型钢杆和铁塔。金属杆机械强度大,维修工作量小,使用年限长,机械强度大,维修工作量小,使用年限长,但价格较贵且材料来源比较紧张,因此,金但价格较贵且材料来源比较紧张,因此,金属杆主要应用于高压架空线路,低压线路很属杆主要应用于高压架空线路,低压线路很少使用。少使用。一条架空线路要由许多电杆来支撑,这一条架空线路要由许多电杆来支撑,这些电杆因其在线路上所处的位置和所起些电杆因其在线路上所处的位置和所起的作用不同有以下六种的作用不同有以下六种:直线杆;直线杆;终端杆;终端杆;耐张杆;耐张杆;转角杆;转角
20、杆;分支杆;分支杆;特种杆。特种杆。(1)直线杆;直线杆;又称中间杆,是架空线路又称中间杆,是架空线路使用最多的电杆,大约占全部电杆的使用最多的电杆,大约占全部电杆的80。直线杆只承受导线本身的重量和拉。直线杆只承受导线本身的重量和拉力,顶部比较简单,一般不装拉线。力,顶部比较简单,一般不装拉线。(2)终端杆:终端杆:终端杆是安装在线路起点终端杆是安装在线路起点和终点的耐张杆。终端杆只有一侧有导和终点的耐张杆。终端杆只有一侧有导线,为了平衡单方向导线的拉力,需要线,为了平衡单方向导线的拉力,需要在导线的对面装拉线。在导线的对面装拉线。(3)耐张杆:耐张杆:又称承力杆或锚杆,是为了防又称承力杆或
21、锚杆,是为了防上线路某处断线,使整个线路拉力不平衡以上线路某处断线,使整个线路拉力不平衡以致倾倒而设的。耐张杆正常情况下承受的拉致倾倒而设的。耐张杆正常情况下承受的拉力和直线杆相同,但有时还要承受相邻导线力和直线杆相同,但有时还要承受相邻导线拉力差所引起的顺线路方向的拉力。通常在拉力差所引起的顺线路方向的拉力。通常在耐张杆的前后方各装一根拉线,用来平衡这耐张杆的前后方各装一根拉线,用来平衡这种拉力。种拉力。(4)转角杆;转角杆;转角杆用在线路改变方向的地转角杆用在线路改变方向的地方,通过转角可以实现线路转弯。方,通过转角可以实现线路转弯。(5)分支杆;分支杆;分支杆用干线路的分支处,它分支杆用
22、干线路的分支处,它是一种特殊的耐张杆,受外力作用较多,承是一种特殊的耐张杆,受外力作用较多,承受顺线路方向的拉力、导线的重力、水平方受顺线路方向的拉力、导线的重力、水平方向的风力及分支线路方向的导线拉力、重力向的风力及分支线路方向的导线拉力、重力等。等。(6)特种杆:特种杆:用于跨越铁路、公路、河流、用于跨越铁路、公路、河流、山谷的跨越杆塔,线路中导线需要换位处的山谷的跨越杆塔,线路中导线需要换位处的换位杆塔及其他电力线路所采用的特殊形式换位杆塔及其他电力线路所采用的特殊形式的杆塔,统称为特种杆。的杆塔,统称为特种杆。2导线导线 导线有导线有裸导线裸导线和和绝缘绝缘导线两种。导线两种。架空线路
23、一般采用裸导线。因为裸架空线路一般采用裸导线。因为裸导线的散热条件比绝缘导线好,可导线的散热条件比绝缘导线好,可以传输较大的电流。同时,裸导线以传输较大的电流。同时,裸导线比绝缘导线造价低,因此得到了广比绝缘导线造价低,因此得到了广泛的使用。泛的使用。导线在电杆上的排列有导线在电杆上的排列有 水平排列;水平排列;三角形排列;三角形排列;三角、水平混合排列;三角、水平混合排列;双回路垂直排列。双回路垂直排列。低压三相四线水平排列时,中性线一般低压三相四线水平排列时,中性线一般应靠近电杆。电压不同的线路同杆架设应靠近电杆。电压不同的线路同杆架设时,电压较高的线路应在上面。导线在时,电压较高的线路应
24、在上面。导线在电杆上的排列方式如图电杆上的排列方式如图4-9所示。所示。图图4-9 导线在电杆上的排列方式导线在电杆上的排列方式 1-电杆;电杆;2-横担;横担;3-导线;导线;4-避雷线避雷线导线的材料有导线的材料有铝铝和和铜铜两种。两种。铝绞线是架空线路应用较多的导线,其优铝绞线是架空线路应用较多的导线,其优点是重量轻,价格低,缺点是导线性能比点是重量轻,价格低,缺点是导线性能比铜差,机械强度低,运行中表面易形成氧铜差,机械强度低,运行中表面易形成氧化铝薄膜,使接头的接触电阻增大。化铝薄膜,使接头的接触电阻增大。绞线又分为铜绞线(绞线又分为铜绞线(TJ)、铝绞线()、铝绞线(LJ)和钢芯铝
25、绞线(和钢芯铝绞线(LGJ)。)。工厂里最常用的是工厂里最常用的是LJ型铝绞线。型铝绞线。在负荷较大、机械强度要求高和在负荷较大、机械强度要求高和35kV及及以上的架空线路上,多采用以上的架空线路上,多采用LGJ型钢芯型钢芯铝绞线,用以增强导线的机械强度,钢铝绞线,用以增强导线的机械强度,钢芯铝绞线(芯铝绞线(LGJ)其截面示意如图)其截面示意如图4-10所示。钢芯绞线的优点是导电性能最好,所示。钢芯绞线的优点是导电性能最好,机械强度也高,抗腐蚀性能好,但密度机械强度也高,抗腐蚀性能好,但密度大,价格贵。大,价格贵。图图4-10钢芯铝绞线截面示意图钢芯铝绞线截面示意图 3横担横担 横担与电杆组
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