供电线路导线的选择

工厂供配电技术（论文)

题目：供电线路导线的选择

姓名：

系别：电气工程系

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指导老师：

完成日期：2013年1月6日

目录

第1章 概述 (1)

第2章 导线的选择 (2)

2.1 35kV 架空线选择 (2)

2.2 10kV 电缆选择 (3)

2.2.1 假想时间ima t 的确定 (3)

2.2.2 高压配电室至各车间电缆的选择校验 (3)

2.3 配电母线到1号车间变电所的电缆选择 (7)

2.4 配电母线到2号车间变电所的电缆选择 (7)

2.5 配电母线到3号车间变电所的电缆选择 (8)

2.6 配电母线到所用变的电缆选择 (8)

第3章 案例分析 (9)

3.1案例一 (9)

3.1.1事故现象 (9)

3.1.2事故原因分析 (9)

3.1.3事故对策 (9)

3.2案例2 (9)

3.2.1事故现象 (9)

3.2.2事故原因分析 (10)

3.2.3事故对策 (10)

3.3案例3 (10)

3.3.1事故现象 (10)

3.3.2事故原因分析 (10)

3.3.3事故对策 (11)

第4章 小结 (12)

第1章概述

众所周知，电能是生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供；电能的输送的分配既简单，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择,防雷接地装置设计等. 工厂供电设计是否完善不仅影响工厂的生产，而且也反映到工厂供电的可靠性与安全生产上，它与企业的经济效益，设备安全运行以及工人的人身安全密切相关，因此，搞好工厂供电工作对于整个工厂的生产发展有十分重要的意义。

第2章 导线的选择

电源进线为双回架空线，厂区配电采用电缆，现选择进线和高压配电电缆的型号。

选择导线的方法主要有按发热条件选择、按经济电流密度选择以及按电压损失选择。按照相关规定，10KV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗、热稳定和机械强度；低压照明线路由于电压质量要求高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件、热稳定和机械强度。架空线路可不校验动、热稳定，电缆可不校验动稳定。

2.1 35kV 架空线选择

该架空线导线的选择对电网的技术、经济性的影响很大，只有综合考虑技术经济的效益，才能选出合理的导线截面。35KV 及以上的高压线路及电压在35KV 以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。

1.按保证供电的可靠性。可以选用两条35KV 供电线路，每回35kV 架空线路负荷为：

()

()

()'30'30'5168.68kW 2346.76kV ar 5676.49kVA P Q S ===

计算电流：

()''30115676.492246.82A 3335S I U ?===?

2.按经济电流密度选择导线的截面。由于任务书中给的最大负荷利用小时数为6000小时，查表得：

架空线的经济电流密度为：

20.9A /mm ec j =

所以可得经济截面 ：

()23046.8252.02mm 0.9ec ec I A j === 可选50LGJ - ，其允许载流量：00207A,0.65/km,0.38/km al I R x ==Ω=Ω

取几何间距为1500mm

3.按长期发热条件检验：已知：030θ=，温度修正系数为：

70300.9887029t k -==-

()'302070.988204.52A al al t I I k I ==?=>

由上式可知所选导线符合发热条件。

2.2 10kV 电缆选择

电缆截面的选择除临时线路或年利用小时在1000h 以下者外，均按经济电流密度、长时允许电流、电压损失及热稳定条件进行校验。因为区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.5秒；

2.2.1 假想时间ima t 的确定

''20.05()ima k I t t I ∞=+

在无限大容量中，由于''I I ∞=，因此

0.05ima k t t =+

式中k t —短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当1S k t ≥时，ima k t t =

选择真空断路器，其全分闸时间取0.1S ，工厂“总降”不应大于1.5S ， 所以 1.6S ima t =。

2.2.2 高压配电室至各车间电缆的选择校验

采用YJ22—10000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设

1.NO.1变电所

(1) 按经济电流密度选择

已知计算电流 3037.26A I = ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：

21.54A/mm ec j =

所以可得经济截面：

2

3037.2624.19mm 1.54ec ec I A j ===

可选截面225mm 的电缆，其允许载流量90A al I =

其中：30900.9484.6al I I =?=>（乘以修正系数0.94）满足发热条件。

(2) 校验短路热稳定

按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C 值查表得

()(3)22min 1.6S 365057.71mm 25mm 80tima I C ∞==?=>

因此缆芯2

25mm 2的交联电缆不满足要求，故改选缆芯250mm 的交联电缆，

型号为YJL22—10000—3×50

2.NO.2变电所

(1) 按发热条件选择

已知计算电流 3021.11A I = ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：

21.54A/mm ec j = 所以可得经济截面：

23021.1113.71mm 1.54ec ec I A j =

== 可选截面216mm 的电缆，允许载流量不存在。

(2) 校验短路热稳定

按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C 值查有关数据得：

()(3)22min 1.6S 365057.71mm 16mm 80tima I C ∞==?=>

因此缆芯216mm 的交联电缆不满足要求，故改选缆芯250mm 的交联电缆，

型号为YJL22—10000—3×50

3.NO.3变电所

(1) 按发热条件选择

已知计算电流 3049.99A I = ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：

21.54/mm ec j A =

所以可得经济截面：

2

3049.9932.46mm 1.54ec ec I A j ===

可选截面235mm 的电缆，其允许载流量105A al I =

其中：301050.9498.7al I I =?=>（乘以修正系数0.94）满足发热条件。

(2) 校验短路热稳定

按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C 值查表得：

()(3)22min 1.6S 365057.71mm 35mm 80tima I C ∞==?=>

因此缆芯216mm 的交联电缆不满足要求，故改选缆芯250mm 的交联电缆，

型号为YJL22—10000—3×50

4.NO.4变电所

(1) 按发热条件选择

已知计算电流 3044.62I A = ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：

21.54A/mm ec j =

所以可得经济截面：

23044.6228.97mm 1.54ec ec I A j =

== 可选截面225mm 的电缆，其允许载流量90A al I =

其中：30990.9493.06al I I =?=>（乘以修正系数0.94）满足发热条件。

(2) 校验短路热稳定

按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C 值查表得：

()(3)22min 1.6S 365057.71mm 16mm 80tima I C ∞==?=>

因此缆芯225mm 的交联电缆不满足要求，故改选缆芯2

50mm 的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50

5.NO.5变电所

(1) 按发热条件选择

已知计算电流 3023.68A I = ，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：

21.54A/mm ec j = 所以可得经济截面：

2

3023.6815.38mm 1.54ec ec I A j ===

可选截面216mm 的电缆，其允许载流量不存在。

(2) 校验短路热稳定

按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C 值查表得：

()(3)22min 1.6S 365057.71mm 16mm 80tima I C ∞==?=>

因此缆芯216mm 的交联电缆不满足要求，故改选缆芯250mm 的交联电缆，

型号为YJL22—10000—3×50。

6.其余10KV 电缆的选择及过程同上，电缆型号及长度见下表

表1 电缆型号

10kV 导线的选择

选用的规格型号 回路数 至N01变电所

YJL22—10000—3×50 2 至N02变电所

YJL22—10000—3×50 2 至N03变电所

YJL22—10000—3×50 1 至N04变电所

YJL22—10000—3×50 1 至N05变电所

YJL22—10000—3×50 1 至电弧炉

YJL22—10000—3×240 2 至工频炉

YJL22—10000—3×70 2 至空压机

YJL22—10000—3×50 2

2.3 配电母线到1号车间变电所的电缆选择

1号变电所装设有800KVA 变压器一台，正常工作时，电缆通过的最大电流按变压器的额定电流计算，即：

I max = I 1N.T =800/（√3*10）=46.19A

按照发热条件选择电缆截面：

环境温度即土壤温度为25℃时，查表可知BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为10 mm 2 时，载流量为59A ﹥46.19A ，满足电缆的正常工作条件。

热稳定校验：

短路电流作用的假想时间t j 等于短路电流周期分量作用的假想时间与非周

期分量作用的假想时间之和。电力系统35/10kv 变电所的馈出线路的定时限过流保护装置的整定时间为1.5秒（主保护时间），设计时拟采用中速断路器，则短路电流周期分量作用的假想时间为:

t 保护+ t 分闸=1.5S+0.1S=1.6S

由于电源是无限大功率电源，短路电流非周期分量作用的假想时间为：

t jfi=0.05*（I z/ I ∞）2

=0.05S

则短路电流假想时间（产生相同热量的等效时间）为：

t j=1.6S ＋0.05S=1.65S

查表可知，BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆的热稳定系数C=65，则：

A min = I ∞*√t j /C =8800*√1.65/65=173.9mm 2，A min 是满足热稳定的最小截面，为

了满足热稳定要求，故选择185mm 2BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。

电压损失校验：

要求电压损失控制在5%以内，由所选导线的型号查表可知：

r 0=0.25Ω/km , x 0=0.08Ω/km ，带入公式：

△U%=[P*(r0×l)+Q*(x0×l)]/10UN 2中可得：

△U%=[687.73*0.25*0.08+313.12*0.08*0.08]/[10*10*10]

=0.016﹤5

所选导线也满足电压损失的要求，因此选择的导线能够满足系统的要求。 2.4 配电母线到2号车间变电所的电缆选择

2号变电所装设有1000KVA 变压器一台，正常工作时，电缆通过的最大电流为：

I max = I 1N.T =1000/（√3*10）=57.74A

按照发热条件选择电缆截面：

环境温度即土壤温度为25℃时，查表可知BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为10 mm 2 时，载流量为59A ﹥57.74A ，能够满足条件。

热稳定校验：

由于三个变电所和所用变的短路情况均相同，因此利用短路条件选择的电缆型号也应相同，即选择185 mm 2BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。

经检验，这段电缆也满足电压损失要求。

2.5 配电母线到3号车间变电所的电缆选择

3号变电所装设有315KVA 变压器一台，正常工作时，电缆通过的最大电流为：

I max = I 1N.T =315/（√3*10）=18.19A

按照发热条件选择电缆截面

环境温度即土壤温度为25℃时，查表可知BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为2.5mm 2 时，载流量为25A ﹥18.19A ，满足电缆的正常工作条件。

热稳定校验：

由于三个变电所和所用变的短路情况均相同，因此利用短路条件选择的电缆型号也应相同，即选择185 mm 2BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。

经检验，这段电缆也满足电压损失要求。

2.6 配电母线到所用变的电缆选择

所用变为2台80kVA 的变压器，正常工作时，电缆通过的最大电流为： I max = I 1N.T =（80/2）/（√3*10）=4.62A

按照发热条件选择电缆截面：

环境温度即土壤温度为25℃时，查表可知BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（明敷）截面为2.5mm 2 时，载流量为25A ﹥4.62A ，满足电缆的正常工作条件。

热稳定校验：

由于三个变电所和所用变的短路情况均相同，因此利用短路条件选择的电缆型号也应相同，即选择185 mm 2BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆。

经检验，这段电缆也满足电压损失要求。

第3章案例分析

3.1案例一

3.1.1事故现象

一路三相四线架空绝缘线，在14号与15号杆之间的一根导线突然烧断落地，断线截面为：70mrn2,造成部分照明用户停电。

3.1.2事故原因分析

经电力部门线路检修人员检查发现，烧断落地的铝芯线断口处表面及断面均有明显的烧伤痕迹。该线是在距横担绝缘子0.6m处烧断的有一根25mm2铝芯绝缘线直接缠绕在上面，其表面也已大部分烧熔。据分析，70mm2主干线被烧断落地的直接原因，是搭接在主干线上的10mm2铝芯线未按规定牢固与主干线连接，仅简单地在干线表面缠绕了几圈。因主干线与支线接触不良，接触处在较大电流作用下长期发热而造成烧断。

3.1.3事故对策

（1）更换已烧坏的70mm2铝新绝缘线将支线与干线可靠地进行连接；

（2）严把施工质量关，严禁不按规程乱施工；

（3）定期巡视检查架空线路，发现问题及时采取措施处理，保障线路的安全运行。

3.2案例2

3.2.1事故现象

某村通往水泵房的低压线路是16mm2铝线，突然发生一相断线，使正在排灌的水泵停止运行。

3.2.2事故原因分析

事故后，经电工检查，发现是通往泵房的4#杆（直线）瓷横担上的导线绑扎不牢，由于绑线松，使导线和瓷担发生摩擦，久而久之，发生破股断线。低压导线固定在绝缘子上，要求用绑线进行绑扎，并且绑扎方法要按规定执行。固定处的绝缘强度和机械强度不受损伤，固定程度必须符合要求，长期运行后不松脱。这次事故的主要原因是绑线不符合要求，不是按标准规定绑扎的。横担绑线处松，所以导线与瓷担间发生摩擦，使导线磨断四股后发生断线。

3.2.3事故对策

(1）严格施工要求，在线路架设时，必须对导线按规定进行绑扎，要求在导线弧垂调整好后，要用直线杆式绝缘子的固定绑扎法，把导线牢固地绑在绝缘子上（瓷横担两端的槽内），绑扎时应先在导线绑扎处缠150mm的长铝带，以防因摩擦或在绑扎时损坏导线。

(2）认真做好验收工作，新架设线路在运行前要进行登杆检查。

(3）农村电工应加强对低压线路的巡视检查，尤其是在风雨天要进行特殊巡视，发现缺陷，要及时消除。

3.3案例3

3.3.1事故现象

晚上突然有的灯灭，有的红，有的亮，村电工立即到配电室检查配电设备，隔离开关一相熔丝熔断，判断为线路接地短路故障，随即进行线路巡视。发现低压线路4 # ~ 5# 杆之间三相四线制的一相裸铝线断线，电源侧一头掉在路边地上，立即进行了处理。

3.3.2事故原因分析

经过对断线故障点进行检查，发现导线架设时留有死弯损伤，在验收送电时未发现，由于死弯处损伤，使导线强度降低，导线截面积减小，正逢冬季三九天气，导线拉力大，导线的允许载流量和机械强度均受到较大影响而导致断线。施工质量差，要求不严，是造成断线的主要原因。平时对低压线路巡视检查不够，

未及时发现缺陷也是原因之一。

3.3.3事故对策

(1）在农村低压架空线路的新建和整改中，必须严格执行《低压电力线路技术规程》，加强施工质量管理。

(2）施工中发现导线有死弯时，为不留隐患，应剪断重接或修补。具体做法是：导线在同一截面上损伤面积在5%~10％时，可将损伤处用绑线缠绕20匝后扎死，予以补强；损伤面积占导线截面的10% ~20％时，为防止导线过热和断线，应加一根同规格的导线作副线绑扎补强；损伤面积占导线截面的20％以上时，导线的机械强度受到破坏，应剪断重接。

第4章小结

在这段时间里，我学到了不少的知识，这次的论文，是对我这这个学期学的《工厂供配电技术》专业知识的检验，也是我在这段时间中所学知识的综合。也让我温习了一些已经快要淡忘的专业知识，让我能够更加牢固的记住自己所学的专业知识。例如：导线、电缆截面的选择必须满足安全、可靠的条件。同时还需要考虑与保护装置相配合的问题。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。对于电缆，不必校验其机械强度和短路动稳定度。对于母线，短路动、热稳定度都需要考虑。

同时，我要通过自己的不懈努力，不断巩固自己所学的专业知识，加强自己的实际操作能力的训练把理论知识与实际相结合，做一名合格的大学生。