第2章(电力系统常识)

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导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、 导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐 价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 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导线两大类， 导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高 压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。 压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。 架空线路采用的导线结构型式主要有单股、 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2-11所示。 所示。 钢芯铝绞线三种，如图 所示
图2-11 裸导线的构造 a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线 ） ） ）
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铜绞线 架空导线的型号有： 架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 铝绞线，用于 铝绞线 及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 钢绞线， 钢绞线 LGJ——钢芯铝绞线，用于25kV及以上线路 钢芯铝绞线，用于 钢芯铝绞线 及以上线路 杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、 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。 地之间保持一定的安全距离。 杆塔的分类 按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。 按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。 按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、 按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆 ）、转角杆塔 承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。 ）、终端杆塔 塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。
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2．电缆线路 ． 电缆的结构：包括导体、绝缘层和保护包皮三部分。 电缆的结构：包括导体、绝缘层和保护包皮三部分。 导体：由多股铜绞线或铝绞线制成。 导体：由多股铜绞线或铝绞线制成。 分为单芯、 分为单芯、三芯和四芯等 种类。单芯电缆的导体截面是 种类。 圆形的；三芯或四芯电缆的导 圆形的； 体截面除圆形外， 体截面除圆形外，更多是采用 扇形，如图 所示。 扇形，如图2-12所示。 所示
2.1 电力网的接线方式
一、概述
按布置方式分：放射式、干线式、链式、 按布置方式分：放射式、干线式、链式、环式及两端供电式 按对供电可靠性的要求分： 按对供电可靠性的要求分：无备用接线和有备用接线 1．无备用接线方式（开式电力网） ．无备用接线方式（开式电力网）
图2-1 开式电力网 a）单回路放射式 b）单回路干线式 c）单回路链式 ） ） ）
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优点：简单明了、运行方便，投资费用少。 优点：简单明了、运行方便，投资费用少。 缺点：供电的可靠性差。 缺点：供电的可靠性差。
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2．有备用接线方式（闭式电力网） ．有备用接线方式（闭式电力网）
图2-2 有备用接线 a）双回路放射式 b）双回路干线式 c）双回路链式 d）环式 e）两端共电式 ） ） ） ） ）
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导线在杆塔上的排列方式： 导线在杆塔上的排列方式： 排列方式 三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列； 三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列； 三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列； 三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列； 多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列， 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； 部垂直排列； 电压不同的线路同杆架设时， 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； 电压较低的线路应架设在下面； 架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面， 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。 讯线路应在下面。
优点：供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。 优点：供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。
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二、放射式接线
由地区变电所或企业总降压变电所6～ 由地区变电所或企业总降压变电所 ～10kV母线直接向用 母线直接向用 户变电所供电，沿线不接其他负荷， 户变电所供电，沿线不接其他负荷，各用户变电所之间也无 联系，如图2-2所示 所示。 联系，如图 所示。
图2-2 放射式接线
优点：结构简单、操作维护方便、保护装置简单，便于实现自动化。 优点：结构简单、操作维护方便、保护装置简单，便于实现自动化。 缺点：供电可靠性较差，只能用于三级负荷和部分次要的二级负荷。 缺点：供电可靠性较差，只能用于三级负荷和部分次要的二级负荷。
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为了提高供电的可靠性， 为了提高供电的可靠性，可采用来自两个电源的双回路 放射式接线，如图2-4所示 所示。 放射式接线，如图 所示。
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2.2 电力系统元件参数和等值电路
一、电力线路的结构
1．架空线路 ． 架空线路主要由导 避雷线（ 线、避雷线（即架空地 ）、杆塔 杆塔、 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成， 金具等部件组成，如图 2-10所示。 所示。 所示
图2-10 架空线路的结构
导线和避雷线： 导线的作用是传导电流、输送电能； 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。 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
图2-4 双回路放射式接线
优点：供电可靠性高，任一回路、 优点：供电可靠性高，任一回路、任一电源发生故障都能保证不间断供 适用于一类负荷。 电，适用于一类负荷。 缺点：从电源到负载都是双套设备，互为备用，投资大，且维护困难。 缺点：从电源到负载都是双套设备，互为备用，投资大，且维护困难。
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图2-5 干线式接线
a)直接连接干线式 b)串联型干线式 直接连接干线式 串联型干线式 2011-5-25 5
串联型干线式（如图 所示） 串联型干线式（如图2-5b所示） 所示
特点：干线的进出侧均安装了隔离开关，当发生故障时， 特点：干线的进出侧均安装了隔离开关，当发生故障时，可 在找到故障点后，拉开相应的隔离开关继续供电， 在找到故障点后，拉开相应的隔离开关继续供电，从而缩小停 电范围，使供电可靠性有所提高。 电范围，使供电可靠性有所提高。
拉手环式（ 手拉手”接线） 拉手环式（“手拉手”接线） ：将放射式接线改造成双电 源供电，中间以联络开关将两段线路连接起来，如图2-9所示 所示。 源供电，中间以联络开关将两段线路连接起来，如图 所示。
图2-9
拉手环式接线
正常运行时联络开关打开，当线路失去一端电源时， 正常运行时联络开关打开，当线路失去一端电源时，将联 络开关合上，从另一端电源对失去电源线路上的用户供电。 络开关合上，从另一端电源对失去电源线路上的用户供电。 优点：供电可靠性较高，易于实现配电网自动化。 优点：供电可靠性较高，易于实现配电网自动化。 低压配电系统也有放射式、干线式、环式等接线方式。 低压配电系统也有放射式、干线式、环式等接线方式。 放射式 等接线方式
为了提高供电的可靠 性，可采用双干线式或 两端供电干线式。 两端供电干线式。
四、环式接线
普通环式： 普通环式：把两路串联型干 线式线路联络起来，如图2-8 线式线路联络起来，如图 所示。 所示。
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图2-6 双回路干线式接线方式
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图2-7 两端供电干线式接线方式
有两种运行方式： 有两种运行方式： 开环运行： 开环运行：正常运行时环形 线路在某点断开。 线路在某点断开。
图2-12 扇形三芯电缆 1—导体 2—纸绝缘 2—铅包皮 导体 纸绝缘 铅包皮 4—麻衬 5—钢带铠甲 6—麻被 麻衬 钢带铠甲 麻被
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绝缘层：用来使导体与导体之间、 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、 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。 氯乙烯等。 保护包皮：用来保护绝缘层，使其在运输、 保护包皮：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 程中免不受机械损伤，并防止水分浸入和绝缘油外渗。 用的包皮有铝包皮和铅包皮。此外， 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。 有钢带铠甲，以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。
三、干线式接线
直接连接干线式（如图 所示） 直接连接干线式（如图2-5a所示） 所示
优点：线路敷设简单，变电所出线回路数少， 优点：线路敷设简单，变电所出线回路数少，高压配电装置和 线路投资较小，比较经济。 线路投资较小，比较经济。 缺点：供电可靠性差，当干线发生故障或检修时， 缺点：供电可靠性差，当干线发生故障或检修时，所有用户都 将停电。适用于分支数目不多、变压器容量也不过大的三级负荷。 将停电。适用于分支数目不多、变压器容量也不过大的三级负荷。
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绝缘子和金具： 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 是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称 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。 常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。 针式 三种 针式绝缘子：用于 及以下线路上， 针式绝缘子：用于25kV及以下线路上，用在直线杆塔或小 及以下线路上 转角杆塔上。 转角杆塔上。 悬式绝缘子：用于 以上的高压线路上， 悬式绝缘子：用于25kV以上的高压线路上，通常组装成绝 以上的高压线路上 缘子串使用（ 片串接； 片串接； 缘子串使用（25kV为2片串接；60kV为5片串接；110kV为7 为 片串接 为 片串接 为 片串接）。 片串接）。 棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用， 棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以 及以 下线路应用比较广泛。 下线路应用比较广泛。
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电缆的敷设方式： 电缆的敷设方式： 直接埋入土中：埋设深度一般为 ～ 直接埋入土中：埋设深度一般为0.7～0.8m，应在冻土层 ， 以下。当多条电缆并列敷设时，应留有一定距离， 以下。当多条电缆并列敷设时，应留有一定距离，以利于 散热。 散热。 电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设， 电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电 缆置于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。 缆置于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。 穿管敷设：当电力电缆在室内明敷或暗敷时， 穿管敷设：当电力电缆在室内明敷或暗敷时，为了防电缆 受到机械损坏，一般多采用穿钢管的敷设方式。 受到机械损坏，一般多采用穿钢管的敷设方式。
开环点位置的选择： 开环点位置的选择：应使正常 配电时开环点的电压差为最小
闭环运行： 闭环运行：正常运行时环形 线路没有断开点。 线路没有断开点。
2-8 普通环式接线
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优点：供电可靠性高，运行灵活； 优点：供电可靠性高，运行灵活； 缺点：导线截面按有可能通过的全部负荷来考虑，投资高。 缺点：导线截面按有可能通过的全部负荷来考虑，投资高。
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档距： 档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空 线路的档距（或跨距）。 线路的档距（或跨距）。 弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上， 弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。 点的垂直距离称为弧垂。 线间距离： 线间距离：280V为0.4～0.6m；6～10kV为0.8～1m；25kV 为 ～ ； ～ 为 ～ ； 为2～2.5m；110kV 为2～4.5m。 ～ ； ～ 。 横担：电杆上用来安装绝缘子。常用的有木横担、 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。 瓷横担三种。 三种 横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、 横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安 装方式和使用地点等。 装方式和使用地点等。