电力工程新模板.pptx

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1、电力线路可分为架空线路与电缆线路两大类。 一架空线路的结构 架空线路主要由导线、避雷线（即架空地线）、杆塔、绝缘子和金具等部件组成，如图2-1所示。 图2-1 架空线路的结构（一）导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。2.1 电力线路的结构第1页/共68页 架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股绞线和钢芯铝绞线三种，如图2-2所示。图2-2 裸导线的构造a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘

2、导线两大类，高压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。第2页/共68页架空导线的型号有： TJ铜绞线LJ铝绞线，用于10kV及以下线路 LGJ钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路 GJ钢绞线，用作避雷线 钢芯铝绞线按其机械强度的大小,可分为普通型、轻型、加强型三种。它们的主要差别在于铝钢截面比。铝钢截面比越小，机械强度越大；反之，导线质量越轻。 通常，轻型结构（标号为LGJQ）的铝钢截面比为8.08.1；普通型结构（标号为LGJ）的铝钢截面比为5.36.0；加强型结构（标号为LGJJ）的铝钢截面比为4.34.4。第3页/共68页F三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；F三相三线制的导

3、线，可三角排列，也可水平排列；F多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；F电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上面，电压较低的线路应架设在下面；F架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通讯线路应在下面。导线在杆塔上的排列方式： 第4页/共68页“第5页/共68页第6页/共68页（二）杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大地之间保持一定的安全距离。 F按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。F按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。 横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距

4、的大小、安装方式和使用地点等。杆塔的分类横担：电杆上用来安装绝缘子。常用的有木横担、铁横担和瓷横担三种。 第7页/共68页l 直线杆塔l 转角杆塔l 耐张杆塔l 终端杆塔l 换位杆塔l 跨越杆塔用来悬挂导线，仅承受导线自重、覆冰重及风压，是线路上使用最多的一种杆塔。装设于线路的转角处，必须承受不平衡的拉力。 又称分段杆塔或承力杆塔，用来承担线路正常及故障（如断线）情况下导线的拉力，对强度要求较高。设置在进入发电厂或变电所线路末端的杆塔，由它来承受最后一个耐张段内导线的拉力，以减轻对发电厂或变电所建筑物的拉力。用在110kV及以上的电力线路中，是为了在一定长度内实现三相导线的轮流换位，以便三相导

5、线的电气参数均衡而设计的一种特殊杆塔。位于线路跨越河流、山谷等地方，因中间无法设置杆塔，档距很大，故其高度较一般杆塔为高。第8页/共68页 v瓷横担的特点：有良好的电气绝缘性能，兼有绝缘子和横担的双重功能，能节约大量的木材和钢材，有效地降低杆塔的高度，可节省线路投资30%40%。 第9页/共68页（三）绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小转角杆塔上。悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝缘子串使用（35kV为3片串接；

6、60kV为5片串接；110kV为7片串接）。 棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以下线路应用比较广泛。第10页/共68页高压针式绝缘子低压针式绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路瓷横担绝缘子线路盘形悬式绝缘子复合针式绝缘子复合棒式绝缘子第11页/共68页线路金具、U型抱箍、挂板 杆顶帽、拉线抱箍第12页/共68页二电缆线路的结构（一）电缆的结构：包括导体、绝缘层和包护层三部分。 分为单芯、三芯和四芯等种类。单芯电缆的导体截面是圆形的；三芯或四芯电缆的导体截面除圆形外，更多是采用扇形，如图2-3所示。图2-3 扇形三芯电缆1导体 2纸绝缘 3铅包皮 4麻衬 5钢带铠甲 6麻被导体

7、：由铜或铝的单股或多股绞线制成，通常用多股线。第13页/共68页绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护包皮之间保持绝缘。绝缘材料一般有油浸纸、橡胶、聚乙烯、交联聚氯乙烯等。 包护层：分内护层和外护层两部分。内护层由铝或铅制成，用来保护绝缘层，使其在运输、敷设及运行过程中免不受机械损伤，并防止水分浸入和绝缘油外渗。常用的包皮有铝包皮和铅包皮。此外，在电缆的最外层还包有钢带铠甲，以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。第14页/共68页 输电线路的参数是指线路的电阻、电导、电感和电容。一、电阻单根导线单位长度的直流电阻为： 导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%1%，主要是因为：F应考虑集肤效应和邻

8、近效应的影响；F导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大;F导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。 通常取 ; km/mm8 .182Cukm/mm5 .312Al2.2 输电线路的电气参数Fr1第15页/共68页需要指出：手册中给出的 r1值，则是指温度为20时的导线电阻，当实际运行的温度不等于20时，应按下式进行修正： )20(120trrt式中，为电阻的温度系数(1/)，铜取0.00382（1/），铝取0.0036（1/）。 二、电抗：每相导线单位长度的等值电抗为：式中，r为相对磁导率，铜和铝的 ; r为导线半径（m）；Djp为三相导线的线间几何均距（m）。1rrjpr

9、Dx0157. 0lg1445. 01第16页/共68页3cabcabjpDDDD注意：为了使三相导线的电气参数对称，应将输电线路的各相导线进行换位，如图2-4所示。图2-4 一次整循环换位DDjp若三相导线等边三角形排列，则 DDD26. 1233jp若三相导线水平等距离排列，则第17页/共68页通常架空线路的电抗值在0.4/km左右，则 lxX1三、电导：电导参数是反映沿线路绝缘子表面的泄露电流和导线周围空气电离产生的电晕现象而产生的有功功率损耗 。 说明：通常架空线路的绝缘良好，泄露电流很小，可以忽略不计。 电晕现象：在架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时

10、，导线周围的空气被电离而产生局部放电的现象。 第18页/共68页 当线路电压高于电晕临界电压时，将出现电晕损耗，与电晕相对应的导线单位长度的等值电导（S/km）为： 32110UPgglgG1因此， 式中， 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 gP注意：通常由于线路泄漏电流很小，而电晕损耗在设计线路时已经采取措施加以限制，故在电力网的电气计算中，近似认为 。 0G在设计架空线路时依据电晕临界电压规定了不需要验算电晕的导线最小外径：110kV导线外径不应小于9.6mm；220kV导线外径不应小于21.3mm；60kV及以下的导线不必验算电晕临界电压；220kV以上的超高压输电线，采

11、用分裂导线或扩径导线以增大每相导线的等值半径，提高电晕临界电压第19页/共68页四、电纳：每相导线单位长度的等值电容（F/km）为： 6110lg024. 0rDC则单位长度的电纳（S/km）为： 61110lg56. 7rDCb一般架空线路b1的值为 S/km左右，则 61058. 2lbB1第20页/共68页 一、双绕组变压器的参数计算 双绕组变压器采用型等效电路，如图2-5所示。35kV及以下的变压器，励磁支路可忽略不计，可用简化等效电路。注意：变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。 图2-5 双绕组变压器的等效电路a

12、）型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路 c）简化等效电路2.3 电力网参数计算中变压器参数的计算方法第21页/共68页电阻RT：32232Cu10103TNNTNkRUSRIPP32210NNkTSUPR由于 所以 （） 电抗XT：由于 2310100103%NTNNTNkUXSUZIUNkNTSUUX%102对小容量变压器， 则NkNTSUUZ%10222TTTRZX所以 （） 第22页/共68页电导GT： 变压器的电导是用来表示铁心损耗的。 320321010NNFeTUPUPG电纳BT：2010000%NNTUSIB 变压器的电纳是用来表征变压器的励磁特性的。 由 得： 因此 （

13、S） 说明：以上各式中， U 、S、P、Q、的单位分别为kV、kVA、kW和kvar。所以 （S） 1000001003/3/1000100%200NTNNNTNNSBUUSBUIII第23页/共68页二三绕组变压器三绕组变压器的等效电路如图2-6所示。 图2-6 三绕组变压器的等效电路a）励磁回路用导纳表示 b）励磁回路用功率表示第24页/共68页电阻RT1、 RT2、 RT3三绕组变压器容量比有三种不同类型：F100/100/100：三个绕组的容量均等于变压器的额定容量；F100/100/50：第三个绕组的容量为变压器额定容量的50%；F100/50/100：第二个绕组的容量为变压器额定容

14、量的50%。 通过短路试验可得到任两个绕组的短路损耗 、 、 ，则每一个绕组的短路损耗为 21kP32kP13kP对100/100/100的变压器：电导GT与电纳BT ：同双绕组变压器,这里不再重复。第25页/共68页211332313322123213211212121kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP322333222232211101010NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR131332322121kkkkkkkkkPPPPPPPPP由 得： 所以 第26页/共68页1321323131332232233232450100450100kkNNkkkkNNkkPP

15、SSPPPPSSPP 短路试验有两组数据是按50%容量的绕组达到额定容量时测量的值。因此，应先将各绕组的短路损耗按变压器的额定容量进行折算，然后再计算电阻。如对容量比为100/100/50的变压器，其折算公式为式中， 、 为未折算的绕组间短路损耗（铭牌数据）； 、 为折算到变压器额定容量下的绕组间短路损耗。32kP13kP32kP13kP对100/100/50和100/50/100的变压器：第27页/共68页电抗XT1、 XT2、XT3%)%(21%)%(21%)%(21%211332313322123231211kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU所以 %131332322121

16、kkkkkkkkkUUUUUUUUU由 得： NNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX233222211%10%10%10说明：1）厂家给出的短路电压百分数已归算到变压器的额定容量，因此在计算电抗时，不论变压器各绕组的容量比如何，其短路电压百分数不必再进行折算。2）参数计算时，要求将参数归算到哪一电压等级，则计算公式中的 UN为相应等级的额定电压。第28页/共68页2.4 输电线的等值电路短距离输电线路 ： 用于长度不超过100km的架空线路（35kV及以下）和线路不长的电缆线路（10kV及以下）。中距离输电线路：（110220kV）和长度不超过100km的电缆线路（10kV以上）。

17、用于长度为100300km的架空线路图2-7 短距离输电线路图2-8 中距离输电线路a）型 b）T型第29页/共68页 一、电压降落的计算电压降落:是指线路首末端电压的相量差，即 )j(21XRIUUU 图2-9a中，阻抗中流过的电流为 ，相量图如图2-9b所示。 22IIIC图2-9 输电线路的型等效电路及相量图a）等效电路 b）相量图2.5 电力网的电压计算第30页/共68页当负荷为感性时， 2222jQPIUS222*22UjQPUSI22222222222)(UjUURQXPjUXQRPjXRUjQPU因此 2222UXQRPU其中： 电压降落的纵分量 2222URQXPU电压降落的横

18、分量 线路首端电压有效值为： 222221)(UUUU首末端电压的相位差为： 2221tanUUU则 说明：上述公式是按感性负荷下推出的，若为容性负荷，公式不变，无功功率Q前面的符号应改变。第31页/共68页电压损耗:是指线路首末端电压的代数差，即 21UUU222221)(UUUU将 按二项式定理展开并取前两项得： 2222222222212)(2UUUUUUUUUU2222212UUUUUU因此 几点说明: F对于110kV及以下电压等级的电力网，可忽略电压降落的横分量 ，此时，电压损耗就等于电压降落的纵分量 ，即 2U2U222221UXQRPUUUU 二、电压损耗的计算第32页/共68

19、页FP2、Q2、U2的单位分别为kW、kvar 和kV ，且所有参数必须是线路上同一点的参数。F电压损耗通常以线路额定电压的百分数表示，即100%21NUUUUF如果已知线路首端的参数 P1、Q1、U1，则111UXQRPU 三、电压偏移的计算电压偏移: 是指网络的实际电压与额定电压的数值差。 且常用百分数来表示。 第33页/共68页首端电压偏移（%） 100111NNUUU末端电压偏移（%） 100222NNUUU 从保证电压质量的观念出发，电压偏移的大小是值得令人关注的。 第34页/共68页2.6 电力系统的无功平衡和电压调节一、简单系统的电压与无功功率的关系 在第五节中，曾推导出简单电网

20、首、末端电压与电压降落的纵横分量的关系为222221)(UUUU其中： 为电压降落的纵分量 为电压降落的横分量2222URQXPU2222UXQRPU第35页/共68页如忽略横分量的影响，则有2222221UXQRPUUUU对一般的高压输电线路而言，由于RX，因而可以近似认为首末端的电压降落，主要决定于线路上的无功功率。二、系统的无功电源、无功负荷和无功平衡 电力系统的运行水平取决于无功功率的平衡。电力系统无功功率平衡是指在运行中的任意时刻，电源供给的无功功率与系统中需求的无功功率相平衡。同时，为了适应负荷的发展，保证运行的可靠性和电能质量，还需要具备一定的无功备用容量。 第36页/共68页

21、（一）系统的无功电源电力系统的无功电源包括同步发电机、同步调相机、电力电容器和静止补偿器。1、同步发电机同步发电机是惟一的有功功率电源，同时也是最基 本的无功功率电源。 同步发电机在额定有功功率条件下运行时，所能提供的最大无功出力与发电机的额定功率因素有关。发电机的额定有功功率 ，额定无功功率 ，额定视在功率 以及额定功率因素 之间有如下关系：NPNQNSNcos第37页/共68页22NNNQPSNNNNNPSQtansin从同步发电机的原理可知，当过励运行时发电机可发出感性无功功率；而欠励运行时，将要吸收感性无功功率。即发电机可以作为正或负的无功功率电源而发挥其作用。第38页/共68页2、同

22、步调相机（补偿机）它是专门用来生产无功功率的一种同步电机。 在过励磁运行时发电机可发出感性无功功率；而欠励运行时，要吸收感性无功功率。 而且，只要改变它的励磁，就可以平滑地调节无功功率的输出，单机容量也可以做得较大。通常，它可以直接装设在用户附近就近供应无功功率，从而减少输送过程中的损耗。 但是由于它是旋转电机，故有功功率损耗较大。加之运行维护比较复杂，运行噪声较大，目前调相机的使用正日益减少，取而代之是性能更为优越的静止补偿器。第39页/共68页3、电力电容器 电力电容器只能向系统供给感性无功功率。 它一般单台容量不大，使用时可将电容器连接成若干组，按需要成组地投入或切除，因而它的容量可大可

23、小，既可集中使用，又可分散使用，具有较大的灵活性。 由于电容器组价格较低，损耗较小，维护方便，还可以提高负载的功率因素，故为目前系统中使用最广的无功电源（或无功补偿装置）之一。 但是，电容器供给的无功功率与所在节点的电压U的平方成正比，即ccXUQ2这样一来，当节点电压下降时，它所供给系统的无功功率也将减少，结果将导致电网电压继续下降，这是电力电容器的主要缺点。 第40页/共68页4、静止补偿器静止补偿器是20世纪60年代发展起来，70年代开始在生产实际中采用而后发展较快的一种无功补偿装置。 它由电容器组与可调电抗器组成，既可向系统供给感性无功功率，也可向系统吸取感性无功功率。 目前常用的有饱

24、和电抗器型（SR型）、晶闸管控制电抗型（TCR型）。 电压变化时，静止补偿器能快速地、平滑地调节无功功率，以满足动态补偿的需要。因它由静止元件组成，运行维护方便，并且有功损耗较小，在国外已被大量使用，在我国电力系统中也将得到日益的应用。第41页/共68页 （二）系统的无功负荷和无功损耗1、系统的无功负荷 主要指以滞后功率因素运行的用电设备所吸收的感性无功功率，其中，主要是异步电动机，特别是轻载时，所吸收的无功功率较多。一般情况下，系统综合负荷的功率因素大致为0.60.9，异步电机的比例愈大，则综合负荷的功率因素愈低，负荷吸收的无功功率也愈多。系统的无功功率损耗主要是输电线路与变压器的无功功率损

25、耗。 2、系统的无功损耗 第42页/共68页（1）输电线路的无功损耗输电线路的无功损耗由两部分组成：一部分为输电线路的电抗所产生的无功功率损耗，它与线路电流的平方成正比；另一部分为线路电容的充电功率，其大小与线路电压的平方成正比，这部分线路的充电无功功率，如看作无功损耗，则应带负号。 它的存在将引起一种所谓“长线的电容效应”而导致电压升高，使得线路的末端电压反而超过首端电压。为了减弱这种现象，常在远距离输电线路的中途或末端装设并联电抗器，依靠电抗器的感性无功来补偿线路上的容性充电功率。第43页/共68页（2）变压器的无功损耗输电线路的无功损耗由两部分组成：一部分为励磁无功功率损耗，常称为不变损

26、耗。这部分损耗所占额定容量的百分数基本上等于空载电流的百分数。 现代的低损耗的电力变压器，这部分的损耗所占比例是很小的；另一部分无功损耗是由于变压器的漏电抗所产生的，其大小与负荷电流的平方成正比，称为可变损耗。第44页/共68页 （三）系统的无功平衡电力系统的无功功率平衡可表示为：其中， 为系统中总无功电源容量； 为系统的总无功负荷与无功损耗之和。为了运行可靠及适应系统的发展，还要求有一定的无功备用容量，否则，当负荷增大时，电压质量无法保证，备用容量一般取系统总无功负荷的8%10%。LGQQGQLQ第45页/共68页 四 电力系统的调压措施 电力系统的调压措施有以下几种方法：（一）改变发电机的

27、端电压调压 改变发电机的励磁电流就可以调节它的端电压，一般情况下发电机端电压的调节范围为5%。 这种调压措施不需要另外增加设备，是一种最经济的调压方式，应优先考虑。这种调压方式的实质就是使发电机的端电压随负荷的大小而调节。 这种方式主要用于孤立运行的小容量电厂或供电范围不大、用户性质相似的电厂才能有效地发挥作用。 第46页/共68页（二）改变变压器的分接头或采用专门的调压变压器来调压 改变变压器的分接头，即改变变压器的变比，就可以改变其二次侧的输出电压。 一种是在停电的情况下改换分接头，称为无励磁调压（或无载调压）。由于无励磁调压变压器只能在停电的情况下改换分接头，因此，对每一台变压器应在考虑

28、运行中可能出现的最大负荷与最小负荷之后，事先选择一个分接头，以保证运行中电压偏移不致超过容许范围。 通常，改变变压器分接头的方式有两种： 这种方法适用于任何电压等级，是目前广泛采用的一种调压方式。 第47页/共68页另一种是在不停电的情况下改换分接头，称为有载调压，从而使调压变得很方便。有载调压变压器的关键部件是有载调压的分接开关。有载调压变压器的调压范围比较大，分接头也比较多。 （三）改变电力网无功功率分布来调压当无功电源不足时，就必须在适当的地点装设无功补偿装置，这样系统的无功功率的分布也就改变了。目前，并联无功补偿装置大体上可分为3大类，即并联电容器或电容器与电抗器组合、调相机、静止无功

29、补偿器。第48页/共68页三种无功功率补偿装置的技术经济比较见表2-9表2-9 电容器电抗器组合、同步调相机、静止无功补偿器的技术经济比较指标电容器电抗器组合同步调相机（补偿机）静止无功补偿器过负荷能力无短时间1.5倍无有功损耗0.13%1.7%0.87%维护检修维护工作量小，检修不影响供电维护工作量大，需要专职维护人员，23年大修一次，每年平均停机2030天维护工作量小附属设备无附属设备多，有油、水冷却系统，补给水量大晶闸管有时需要水冷却系统冷却水量无需水量最多补水量为调相机的3%左右响应时间普通断路器为25Hz以上510Hz12Hz调压精度阶跃变化连续均匀调压连续均匀调压对 系 统 稳 定

30、的影响出力受电压影响，事故时出力降低，对维持电压不利一般情况下，可维持电压，提高静态、动态稳定。响应时间快，对系统静态、动态稳定均有益。装 置 的 谐 波量不计不大需装设5、7次谐波器消除谐波相调节方式三相调节三相调节分相调节单位造价最低约为电容器的2倍与调相机大致相当第49页/共68页 一般来说，在负荷点适当地装设无功补偿装置，可以减少线路上传输的无功功率，使无功得以就地供给，从而降低了线路上的功率损耗和电压损耗，相应提高了负荷点的电压水平。只要合理了在系统中布置无功补偿电源，就既可改善电压水平，又可使线路的有功功率损耗降低。因此，依靠补偿装置来调压是目前广泛采用的一种调压方式。（四）改变输

31、电线路的参数来调压从电压损耗的计算公式可知，改变输电线路电阻和电抗都可以达到改变电压损耗的目的。 但是，减少电阻将增加导线材料的消耗，加之 这一项对电压损耗原影响更大，所以目前一般都着眼于减低电抗以降低电压损耗。 UQX减少线路电抗的一种有力的措施是采用串联电容补偿。串联电容后，使输电线路的电抗X减少，线路的电压损耗减少，从而使串联电容后线路末端电压有所提高。 第50页/共68页2.10 输电线路导线截面的选择 一、选择导线截面时的技术条件（一）应避免正常运行时发生电晕 高压输电线路产生电晕会引起电能损耗和无线干扰。为了避免电晕的发生，架空线路的导线外径不能过小，下表规定了各线电压下导线的最小

32、外径。额定额定电压电压63kV63kV以下以下110kV110kV220kV220kV330kV330kV380kV380kV500kV500kV750kV750kV导线导线外径外径不限制不限制9.6mm9.6mm21.3mm21.3mm33.2mm33.2mm2 2* *21.3m21.3mm m导线导线型号型号LGJ-50LGJ-50LGJ-240LGJ-240LGJ-600LGJ-600LGJ-240LGJ-240LGJQ-400LGJQ-400* *2 2LGJQ-LGJQ-400400* *3 3LGJQ-500LGJQ-500* *4 4第51页/共68页（二） 应保证一定的机械强

33、度 在正常工作条件下，导线应有足够的机械强度以防止断线，故要求导线截面不应小于最小允许截面。架空线路按其重要程度可分为三个等级，35kV以上为类线路，135kV为类，1kV以下为类，下表规定了不同等级下导线的最小截面。导线结构导线材料线路等级单股线铝及其合金不允许不允许10mm2多股线铝及其合金25mm216mm216mm2第52页/共68页(三) 导线长期通过的电流应满足热稳定的要求 导线在通过正常最大负荷电流时产生的电压损失应在规定范围内，以保证供电质量。 导线在通过正常最大负荷电流（计算电流）时产生的发热温度不超过其正常运行时的最高允许温度。（四）应使电压损耗在容许范围内二、选择导线截面

34、时的经济条件 选择导线截面时，即要降低线路的电能损耗和维修费等年运行费用，又要尽可能减少线路投资和有色金属消耗量，通常可按国家规定的经济电流密度选择导线截面。第53页/共68页1经济电流密度的概念导线截面越大，线路的功率损耗和电能损耗越小（即年运行费用越小），但是线路投资和有色金属消耗量都要增加；反之，导线截面越小，线路投资和有色金属消耗量越少，但是线路的功率损耗和电能损耗却要增大（即年运行费用越大）。 综合以上两种情况，使年运行费用达到最小、初投资费用又不过大而确定的符合总经济利益的导线截面，称为经济截面。对应于经济截面的导线电流密度，称为经济电流密度，用J表示。 第54页/共68页2按经济

35、电流密度选择导线截面的方法我国现行的经济电流密度见书中表2-13。只要知道了经济电流密度和最大负荷电流值，就很容易求出导线截面来，实用公式为说明：计算出导线截面F后，应选最接近而又偏小一点的标准截面。 cos3NJUPF 三、导线截面选择的实用方法以上全面介绍了选择导线截面的技术、经济条件，但在具体选择时应针对不同电网的特点，按照具体问题具体分析的原则来灵活运用上述的技术经济条件。第55页/共68页根据设计经验，导线截面选择的原则如下： 对区域电力网：这类电网的特点是电压较高、线路较长、输送容量与最大负荷利用小时数都较大，应先按经济电流密度选择导线截面，其次根据电压等级按电晕条件来校验，然后再

36、按线路最严重的运行方式来校核热稳定条件。对地方电力网：先按允许电压损失条件选择导线截面，以保证用户的电压质量，然后再校验机械强度和发热条件。对低压配电网：通常先按发热条件选择导线截面，然后再校验机械强度和电压损失。第56页/共68页 电力系统中性点接地方式是一个涉及到供电的可靠性、短路电流大小、人身和设备安全、过电压的大小、绝缘水平、继电保护与自动装置的配置等许多方面的一项综合性的技术经济问题，本节仅就中性点接地方式作一个全面综合介绍。 l中性点不接地l中性点经消弧线圈接地l中性点直接接地l中性点经电阻或电抗接地2.11 电力系统中性点接地方式 概述第57页/共68页 我国电力系统中性点有三种

37、接地方式：一、中性点不接地的电力系统正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电流也对称，其电路图和相量图如图2-17所示。 l中性点不接地l中性点经消弧线圈接地l中性点直接接地小电流接地系统大电流接地系统0CCCBCAIIICUIIIICCCCBCA000U中性点对地电压 第58页/共68页图2-17 中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图a）电路图 b）相量图当系统发生A相接地故障时 ，A相对地电压降为零，相当于在中性点叠加上一个零序电压 。其电路图和相量图如图2-18所示。AUU0第59页/共68页 CAACCCBAABBBAAAAUUUUUUUUUUUUUUUUU0000 U

38、UUCB3在数值上图2-18 中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图a）电路图 b）相量图第60页/共68页流过故障点的接地电流为： )(CCCBPEIII数值上：0333333CCBCBCBPEICUXUXUIIv特点中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的 倍单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的3倍。3第61页/共68页绝缘投资大。单相故障时，非故障相对地电压升为相电压的 倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压设计，中性点绝缘按相电压设计。 3 电压低于500V的装置（380/220V的照明装置除外）； 单相接地电流小于

39、30A的310kV电力网； 单相接地电流小于10A的3560kV电力网。 运行可靠性高。发生单相故障时，电力网的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行一段时间。但运行时间不能太长，以免另一相又发生接地故障时形成两相接地短路 。v优点v缺点v适用范围第62页/共68页当中性点不接地系统的单相接地电流较大时，将产生间歇性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路。为此，可采用中性点经消弧线圈接地的方式，如图2-19所示。二、中性点经消弧线圈接地的电力网 图2-19 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图a）电路图 b）相量图消弧线圈第63页/共68页v针对缺点应采取的

40、措施：采用自动跟踪调谐式消弧线圈装置v适用范围应用在663kV不符合中性点不接地条件的电力网。 v缺点： 补偿不当可能产生过电压。补偿方式分为：完全补偿、欠补偿、过补偿。常采用过补偿方式 。v优点：接地电流减小，电弧容易熄灭。第64页/共68页v特点：中性点始终保持零电位。 v优点 节约绝缘投资。发生单相短路时，非故障相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。因此，我国110kV及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式 。三、中性点直接接地的电力网 图2-20 中性点直接接地系统的电力系统示意图第65页/共68页v针对缺点应采取的措施加装自动重合闸装置，以提高供电可靠性。 v适用范围110kV及以上电网和380/220V电力网。 说明：110kV及以上电网采用中性点直接接地方式是为了降低工程造价，而在380/220V低压电网中是为了保证人身安全。 v缺点 供电可靠性不高。单相短路时，接地相短路电流很大，保护装置迅速跳闸，因此系统不能继续运行。第66页/共68页谢谢大家！谢谢大家！致谢第67页/共68页感谢您的观看！第68页/共68页