电力工程基础第3章

不需要验算电晕的导线最小外径：110kV导
当线路电压高于电晕临界电压时，将出现电晕损耗，与 算电晕临界电压；220kV以上的超高压输电 线，采用分裂导线或扩径导线以增大每相导 电晕相对应的导线单位长度的等值电导（S/km）为：
线的等值半径，提高电晕临界电压
应小于21.3mm；60kV及以下的导线不必验
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3.2 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 线、避雷线（即架空地
线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 3-11所示。
图3-11 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；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。
和瓷横担三种。
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。
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
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
式中，μr为相对磁导率，铜和铝的 r 1 r为导线半径（m）； ; Sav为三相导线的线间几何均距（m）。
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
sav 3 sab sbc sca
若三相导线等边三角形 排列，则 sav s
若三相导线水平等距离 排列，则 sav 3 2s 3 1.26s 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3-15所示。
图3-12 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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3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路 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）。
图3-2 闭式电力网
优点：供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。
a）放射式 b）干线式 c）链式
d）树枝式 e）环式 f）两端供电式
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指 35 ～ 110kV 的电力网
3.1 概述
二、配电网的接线方式
1. 高压配电网的接线方式 高压配电网对供电的可靠性要求很高，一般采用双回路架空 线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源， 如图3-3所示。
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3-13所示。
图3-13 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
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
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。 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
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
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。 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3-12所示。
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指 6 ～ 10kV 的电力网
3.1 概述
2. 中压配电网的接线方式 放射式接线：由地区变电所或企业总降压变电所6～10kV母 线直接向用户变电所供电，沿线不接其他负荷，各用户变电 所之间也无联系，如图3-6所示。
图3-6 放射式接线
优点：结构简单、操作维护方便、保护装臵简单，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。
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3.1 概述
环式接线：在同一个地区变电所或企业总降压变电所的供电
范围内，将不同的两回中压配电线路的末端连接起来，如图3-9 所示。
有两种运行方式： 开环运行：正常运行时环形 线路在某点断开。
开环点位臵的选择：应使正常 闭环运行：正常运行时环形 配电时开环点的电压差为最小
线路没有断开点。
3-9
g1
Pg U
2
10 3
因此， G g1l
式中， Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。
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
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3.1 概述
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3-7所示。
图3-7 双回路放射式接线
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 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。
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3.1 概述
树干式接线：由地区变电所或企业总降压变电所6～10kV母 线向外引出高压供配电干线，沿途从干线上直接接出分支线引
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，也可全 部垂直排列；
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； 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。
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
r r20 1 ( 20)
式中，α为电阻的温度系数(1/℃)，铜取0.00382（1/℃），铝取 0.0036（1/℃）。 电抗： 每相导线单位长度的等值电抗为：
sav sav 4 x1 2πf (4.6 lg 0.5 r ) 10 0.1445 lg 0.0157 r r r
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。
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
电晕现象：在架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的 在设计架空线路时依据电晕临界电压规定了 电场强度超过空气的击穿强度时，导线周围的空气被电离而 产生局部放电的现象。 线外径不应小于9.6mm；220kV导线外径不
图3-3 两侧电源供电的双回路高压配电网 5
3.1 概述
由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
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3.1 概述
图3-5 三侧电源的三T接线
不论是架空线路还是电缆线路，当线路上接有3个及以上变电 所时，应在两侧有电源，但正常运行时两侧电源不并列运行。
电力工程基础
第三章 电力网
河北科技大学电气工程系
第三章 电力网
3.1 概述 3.2 电力系统元件参数和等效电路
3.3 电力网的电压计算
3.4 输电线路导线截面的选择
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3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
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。
优点：供电可靠性较高，易于实现配电网自动化。
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指 380/220V 的电力网
3.1 概述
2. 低压配电网的接线方式
低压放射式接线：结构简单、操作维护方便，但所用开关设 备较多，有色金属消耗量也较多，适用于负荷密度较小、供电 范围较小且变压器容量也较小的地区。 低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。 低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
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。
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
二、输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算 电阻： 单根导线的直流电阻为：R
l A
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响；
导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大;
导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
Cu 18.8 mm 2 / km ; Al 31.5 mm 2 / km 通常取
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
工程计算中，可先查出导线单位长度电阻值 r1，则 R r1l 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：
环式接线
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。
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3.1 概述
“手拉手”供电接线：将以往的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3-10所示。
图3-10 “手拉手”供电接线
a）同一变电站二馈线“手拉手” b）不同变电站二馈线“手拉手”
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。
ห้องสมุดไป่ตู้21
3.2 电力系统元件参数和等效电路
电缆的敷设方式：
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，以利于 散热。 电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电 缆臵于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。