电力工程基础第三章课件资料

电力工程基础
第3章 电力网
2020/9/18
河北科技大学电气信息学院
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第3章 电力网
3.1 电力网的接线方式 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 电力网的接线方式
一、概述
⑴ 基本结构形式 ① 大城市型：以大城市为中心的环形主干电力系统
② 远距离型：远距离型输电系统
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➢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：无备用接线和有备用接线 1．无备用接线方式（开式电力网）
图3-1 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
❖优点：简单明了、运行方便，投资费用少。 ❖缺点：供电的可靠性差。
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➢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；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。
➢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。 ✓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。
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✓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）。 ✓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。 ✓线间距离：380V为0.4～0.6m；6～10kV为0.8～1m；35kV 为2～3.5m；110kV 为3～4.5m。
✓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。
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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✓导线在杆塔上的排列方式：
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。
图3-5 干线式接线
a)直接连接干线式 b)串联型干线式
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➢串联型干线式（如图3-5b所示）
❖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，从而缩小停 电范围，使供电可靠性有所提高。
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。
四、环式接线
➢普通环式：把两路串联型干 线式线路联络起来，如图3-8 所示。
图3-6 双回路干线式接线方式
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图3-7 两端供电干线式接线方式
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：正常运行时环形 线路没有断开点。
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3-11所示。
图3-11 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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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
❖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。
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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 3-10所示。
图3-10 架空线路的结构
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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三、干线式接线
➢直接连接干线式（如图3-5a所示）
❖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。 ❖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。
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3-8 普通环式接线
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❖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。
➢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3-9所示。
图3-9 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，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。
图3-3 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。 ❖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，可采用来自两个电源的双回路放 射式接线，如图3-4所示。
图3-4 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
➢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。
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✓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。
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2．有备用接线方式（闭式电力网）
图3-2 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
❖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6～10kV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3-3所示。