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1、第4章 城市电力工程规划2021/9/211第4章 城市电力工程规划本讲主要内容本讲主要内容u 概述概述u 电力负荷预测电力负荷预测u 城市电源规划城市电源规划u 电力线路规划电力线路规划2021/9/2121 1、定义、定义 又称电能，是由其他形式的能源（化学源、水能、原子能、太阳能等）转化而来的二次能源。4-1 4-1 概述概述概述概述一、电力定义及特点一、电力定义及特点2 2、特点、特点 容易获得、易于转换、清洁、经济2021/9/213 构建构建安全、经济、方便、技术先进的城市供电网络体系，满足满足国民经济各部分用电增长要求，为国民经济和人民生活提供提供“充足、可靠、合格、廉价”的电力
2、。二、电力工程规划的任务二、电力工程规划的任务2021/9/2144-1 4-1 4-1 4-1 概述概述概述概述三、基本概念三、基本概念1、电力系统组成发电厂各级变电站电力网用电设备2021/9/215分类分类：根据功能分类，可分为供配电系统、用电系统两大类。供配电系统供配电系统：接受电源输入的能量，进行检测检测、计量计量、变压变压等，然后向用户和用电设备分配分配电能的系统。用电系统用电系统：包括动力用电动力用电系统、照明用电照明用电系统及其他。2021/9/216 产生电能的设施，作用是作用是将其他形式的能量转化为电能（1 1）发电厂）发电厂火力发电站火力发电站水力发电站水力发电站核能发电
3、站核能发电站太阳能发电站太阳能发电站2021/9/217 将发电厂输出的电能送到用户所在区域。为减少电能损耗和电压损失，采用高压输电。通过升压变电站将6kV、10kV、15kV的电能变为35kV、110kV、220kV、500kV的高压电经输电线路送到用电区。4-1 4-1 概述概述概述概述（2）电力输送电力输送线2021/9/218（3）变电站-改变供电的输配电压，以满足电力输送和用户用电要求的设施。110kV变电站箱式变电站2021/9/219（4）电力网-连接发电厂与变电站、变电站与变电站、变电站与用电设备之间的电力线网络，是电能的输配载体，承担电能的接收与传输功能。广州市电力网规划图2
4、021/9/2110（5）用电户-将电能转化为其他形式能量的用电设备或单位电冰箱洗衣机电脑工厂灯2021/9/21114-1 4-1 4-1 4-1 概述概述概述概述2、电压等级、电压等级我国目前采用1956年规定的三类电压标准（1）第一类额定电压：电压 1000V，用于高压用电设备、发电、输电的额定电压值。2021/9/2112 城网的标准电压符合国家电压标准，送电电压送电电压为500 kV、330 kV、220 kV、110 kV；高压配电电压高压配电电压为110 kV、35 kV；中压配电电压中压配电电压为10 kV；低压配电电压低压配电电压为380/220 kV，并避免重复降压。3、电
5、压质量标准、电压质量标准（1）电压偏移-供电电压偏离用电设备额定电压的数值与用电设备额定电压值的比值，一般不超过5%；（2）电压波动-用电设备接线端电压时高时低的变化2021/9/2113（3）频率-交流电的频率直接影响电动机的转速、工业产品的产量和质量，威胁电力系统的稳定。电网容量 300万kW，取值为0.2Hz；电网容量 252.525 2.52021/9/21324-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划（2 2）水力发电）水力发电湖北宜昌的三峡水电站四川攀枝花的二滩水电站2021/9/2133葛洲坝水电站，与上游三峡相距38公里小浪底水电站河南省洛阳市孟津县202
6、1/9/2134 以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。这就是水力发电的基本原理。水力发电工作原理水力发电工作原理2021/9/2135水力发电特点水力发电特点u使发电、防洪、灌溉、航运、渔业、给水等各方面的要求得到合理解决u成本低，约为火力发电的1/31/4，u投资大，工期长，受自然条件影响大u 水能资源最显著的特点是可再生、无污染。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济的发展，改善能源消
7、费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义。因此世界各国都把开发水能放在能源发展的优先地位。2021/9/21362021/9/2137水力发电分类水力发电分类u按水头分为高水头发电厂（80米以上）、中水头发电厂（3080米）、低水头发电厂（30米以下）u按集中河道落差（即水头）的方式分为（1）堤坝式水电站 在河道上拦河筑坝，抬高上游水位，造成坝上、下游的水位差，然后建电厂（2）引水式水电站在地势险峻、水流湍急的河流中上游，或坡度较陡的河段上，采用修建的引水建筑物引水以集中落差发电。2021/9/2138（3）混合式水电站 水电站的水头是由筑坝和引水道共同形成2021/9/2
8、139风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。特点：可再生能源，很环保。4-3 城市城市电电源源规规划划（3）风力发电2021/9/2140 我国风能资源丰富，根据国家气象局的资料，我国离地10米高的风能资源总储量约为32.26亿千瓦，可开发利用的风能储量约10亿千瓦。其中，陆地上风能储量约2.53亿千瓦（按陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿千瓦。2021/9/2141考虑到风能利用风力机对环境的不良影响，这种影响主要反映在以下几个方面（1）：风力机的噪声；（2）：对鸟类的伤害；（3）：对景观的影响；（4）：对通信的
9、干扰。风能利用中有两个问题需要特别注意风能利用中有两个问题需要特别注意 无论是哪种用途的风力机，选择设置地点都是十分重要的。选址合适不但能降低设备费用和维修成本，还能避免事故的发生。除了考虑设置地点的风况外，还应考虑其他自然条件的影响，例如雷击、结冰、盐雾和沙尘等。（1）风力机的选址）风力机的选址（2）风力机对环境的影响）风力机对环境的影响2021/9/2142地热发电 通过汽轮机将热能转化为机械能，转移为动能后通过发电机转化为电能，特点是洁净。4-3 4-3 4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划拉萨羊八井地热发电站，供45%的拉萨用电地热发电示意图2021/9/2
10、1432021/9/2144 地球内部很深处存在放射性元素，不断进行着热核反应，具有非常高的温度，估计地球中心的温度有6000。这样巨大的热能，通过大地的热传导、火山喷发、地震、深层水循环、温泉等途径不断地向地表散发，这样，便产生了地热能。因此，地球被形象地形容为“大锅炉”。2021/9/2145一般不需燃料，发电成本上多数情况下都比水电、火电、核电要低，设备的利用时间长，建厂投资一般都低于水电站，且不受降雨拉季节变化的影响，发电稳定，可以大大减少环境响污染，等等。地热发电的优点地热发电的优点直接利用也有其局限性，由于受载热介质热水输送距离的制约，一般来说，热源不宜离用热的城镇或居民点过远；不
11、然，投资多，损耗大，经济性差，是划不来的。2021/9/2146核能发电 4-3 4-3 4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划核能发电：反应堆工作时放出核能主要是以热能的形式由冷却剂带出，用以产生蒸汽。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电，工业核电站的功率一般达到几十万千瓦、上百万千瓦。2021/9/2147(1)发电容量大；发电单价便宜(3)核电是高效能源，消耗资源少核电站（右）一年仅需补充30吨核燃料，一辆重型车即可拉走。煤电厂（左）一年消耗300万吨原煤(2)核电站的清洁能源，环境影响小(4)核电是安全能源，发生事故的可能性小优点优点缺点缺点（1).核能电厂会产生高
12、低阶放射性废料，（2）.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。（3）核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。2021/9/21482 2、变电所、变电所它是变换电压、交换、分配电力、控制电力流向、调整电压的场所。4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划2021/9/2149(2)按等级分220 500 kV 为区域性变电所110kV 以上为城市变电所4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划（1）按功能分为u变压变电所低压变高压为升压变电；高压变低压为降压变电。城市地区一般为降压变电所。u
13、变流变电所直流电与交流电互变的场所。2021/9/21504 4、排灰渣问题、排灰渣问题综合利用灰渣，减少它的用地面积4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划二、电源规划原则二、电源规划原则1 1、发电厂应靠近负荷中心、发电厂应靠近负荷中心可以减少电能损耗和输电线路的投资，2 2、需有充分的供水条件、需有充分的供水条件发电厂的用水主要是用作凝汽器、发电机的空气冷却器、油冷却器等的冷却水、锅炉补给水、除灰、吸尘等。河水、湖水、海水及地下水均可作为发电厂用水的水资。3 3、需保证燃料的供应、需保证燃料的供应2021/9/21516 6、高压线进出的可能性、高压线进出的可能性
14、 由于大中型发电厂以及大型变电所的高压线很多，需要宽阔的地带来敷设应有的出线，4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划5 5、运输条件、运输条件 在选择发电厂厂址时，应考虑是否有建设铁路专线的条件，并使电厂尽可能靠近有航运条件的河流，从而减少建设费用。2021/9/21529 9、有扩建的可能，以顺应国民经济迅猛发展的需要、有扩建的可能，以顺应国民经济迅猛发展的需要4-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划7 7、卫生防护距离、卫生防护距离 发电厂运行时有灰渣、硫磺和其他有害的挥发物或气体排出，它与居住区之间需有一定的隔离带，并应布置在常年主导风向
15、的下风向。8 8、对水文、地质、地形的要求、对水文、地质、地形的要求 厂址不应设在可能开采矿藏或因地下开掘而崩溃的地区、塌陷地区、滑坡及冲沟地区；发电厂与变电所厂址的标高应高于最高洪水位；如低于洪水位，须采取防洪措施。2021/9/21534-3 4-3 城市电源规划城市电源规划城市电源规划城市电源规划12、对经济基础好，但能源比较缺乏、交通运输负荷过重且具备核电厂条件的大中城市，可考虑建核电厂。1010、对以水电供电为主的大中城市，应建设一定比例的火电厂作为补充电源；对于以变电所为城市电源的大中城市，应有接受电力系统电力的两个或多个不同电源点，以保证供电的可靠性。11、城市电源点应根据城市性
16、质、规模和用电特点，合理布局，尽可能的实现多电源供电系统。2021/9/21544-4 电力线路规划电力线路规划2021/9/21552、按线路敷设方法、按线路敷设方法，分为架空线路、地下电缆线路。4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划一、城市电力线分类一、城市电力线分类1、按线路电压等级，、按线路电压等级，500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、380/220kV。2021/9/21565、必须经过有建筑物的地区时，应尽可能选择不拆迁或少拆迁房屋，并尽量少拆迁质量好的建筑物，减少拆迁费用。4-4 电力线路规划电力线路规划二、高压
17、线路路径规划原则二、高压线路路径规划原则1、线路短捷，减少线路电荷损失，降低工程造价。2、保证线路与居民、建筑物、工程构筑物之间的安全距离。按国家有关标准确定合理的高压走廊带，以免发生干扰通信等事故。3、高压线路不宜穿过城市中心区、人口密集地区，并考虑城市远期发展，避免占用工业及农业备用地。4、高压线路穿过城市时，须考虑地其他管线工程的影响，尤其是对通信线路的干扰，并减少与河流以、铁路、公路及其他管线的交叉。2021/9/21579、尽量减少高压线路转弯次数，选择合理档距（两杆之间的距离），使线路经济。4-4 电力线路规划电力线路规划6、尽量避免从有高大乔木成群的树林地带通过，保证线路安全，减
18、少砍伐树木，保护绿化植被和生态环境。7、高压走廊不宜设在被洪水淹没地带，或地质构造不稳定地带（活动断层、滑坡等）。在河边敷设线路时，应考虑河水冲刷影响。8、尽量远离空气污浊地方，以免影响线路绝缘，发生短路事故，更应避免接近有爆炸危险的建筑物、仓库区。2021/9/2158 敷设方式分为架空线路和电缆线路，广泛采用的是架空线路，因为它造价低、易找出故障地点和便于维修。4-4 电力线路规划电力线路规划三、电力线路敷设三、电力线路敷设2021/9/2159 市区架空送电线杆塔应适当增加高度，缩小档距，提高导线对地面距离。对路边植树的街道，应提高导线对地高度、修剪树枝考虑，保证导线与树木的安全距离。4
19、-4 电力线路规划电力线路规划1 1、架空线路敷设、架空线路敷设架空线路主要部件是导线、绝缘子、杆塔和金具。（1）送线线路敷设 采用双回线或与高压配电线同杆架设。35kV线路一般采用钢筋混凝土杆，电杆根部与各种管道及沟边最小距离为1.5m，距消防栓、贮水池应大于2m。110kV线路可采用钢管型杆塔以减少走廊占地面积。2021/9/2160同一地区中、低压配电线路的导线相位排列应统一规定，主干线上的导线截面不宜超过两种。4-4 电力线路规划电力线路规划（2）配电线路敷设市区高、低压配电线路应同杆敷设，并尽可能做到是同一电源。当架空线路为多层排列时，自上而下的顺序：高压、动力、照明、路灯。市区内线
20、路走廊拥护时，可采用中、低压配电线路与电车线路合杆敷设，作到“一杆多用”。2021/9/2161u耐张段(两耐张杆塔间的线路部分)35kV以上架空线路的耐张段长度一般采用35m,如运行、施工条件许可，可适当延长；在高差或档距相差悬殊山区或重冰区，可适当减小。10 kV以下架空线路的耐张段长度不宜超过2m。4-4 电力线路规划电力线路规划（3）架空路耐张段与档距2021/9/2162u 线路档距-两相邻杆塔导线悬挂点间的水平距离4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划架空线路档距表架空线路档距表电压（kV）11035610380/220V档距（m）平均档距38020050
21、1004060城区档距200300100200405040502021/9/2163（1）适用条件架空线路技术上难以解决时狭窄街道、繁华地区高层建筑地区、市容环境有特殊要求时；负荷密度较大的中心区；建筑面积较大的新建居民楼群、高层住宅区；重点风景旅游区的某些地段；对架空线有严重腐蚀的特殊地段。4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划2 2、电缆线路敷设、电缆线路敷设2021/9/2164u直埋敷设 适用于人行道上、公园绿地、公共建筑间的边缘地带，它简单经济，应用较为广泛。直埋电缆使用铠装电缆；沟底具有良好土层，不应有石块或硬质杂物；电缆从地下或电缆沟引出地面时，地面上2m的一段应用金属管或金属
22、罩加以保护。4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划（2）敷设方式 电缆线路路径应与其他地下管线统一安排。通道的宽度、深度应考虑远期发展要求，路径应考虑安全、可行、维护便利、节省投资等条件2021/9/2165u沟槽敷设 适用于电缆较多，不能直接埋入地下且没有机动负载的通道。4-4 电力线路规划电力线路规划u隧道敷设 适用于变电所出端、重要市区街道的电缆条数多、多种电压等级时，电缆平行且敷设根数在30根以上。2021/9/21661 1、架空线路安全保护、架空线路安全保护 电力导线外侧延伸所形成的两平行线内的区域，称为电力线走廊。高压线路部分称为高压走廊，即高压线与其他物体之间应当保持的距离。
23、走廊宽度的确定，一方面是保证线路安全，一方面不能对人或物造成伤害。4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划一般城市架空线路高压走廊宽度控制指标一般城市架空线路高压走廊宽度控制指标线路电压等级kV控制指标m线路电压等级kV控制指标m5006575110,66153033035453512202203040351220四、电力线路安全保护规划四、电力线路安全保护规划2021/9/2167L-走廊宽度（m）L安边导线与建筑物之间的最小距离（m）L偏-有风时边导线最大外偏移距离（m）L导-电杆两外侧导线之间的距离（m）4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划单回线路的走廊宽度计
24、算公式：L=2L安+2L偏+L导2021/9/2168（2）边导线与建筑物之间的最小距离4-4 电力线路规划电力线路规划边导线外侧延伸距离边导线外侧延伸距离线路电压（kV）1101035330500边导线外侧延伸距离(m)5101520边导线与建筑物之间的最小距离边导线与建筑物之间的最小距离（m）线路电压kV11103566110220330500距离m1.01.53.04.05.06.08.5(1)一般地区的保护区2021/9/21694-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划(3)导线与各种地表物的最小安全距离导线与地面的最小距离（导线与地面的最小距离（m）线路经过地
25、区线路电压（kV）111035110220330500居民区6.06.57.07.58.514.0非居民区5.05.06.06.57.510.511.0交通困难地区4.04.55.05.56.58.5导线与地面的最小距离2021/9/2170导线与山坡、峭壁、岩石的最小净空距离4-4 电力线路规划电力线路规划导线与山坡、峭壁、岩石的最小净空距离（导线与山坡、峭壁、岩石的最小净空距离（m）线路经过地区线路电压（kV）111035110220330500步行可达到的山坡3.04.55.05.56.58.5步行不能达到的山坡、峭壁、岩石1.01.53.04.05.062021/9/2171导线与建筑
26、物之间的最小垂直距离 送电路线不应跨越屋顶为燃烧材料做成的建筑物。对耐火屋顶的建筑物，应尽量不跨越；需跨越时，应与有关单位协商或取得政府的同意。4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划导线与建筑物之间的最小垂直距离（导线与建筑物之间的最小垂直距离（m）线路电压kV11103566110220330500垂直距离m2.53.04.05.06.07.09.02021/9/2172注意注意下列情况可不砍伐出通道下列情况可不砍伐出通道：树木自然生长高度不超过2m；导线与树木之间的最小垂直距离大于上表中所列数值。4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划导线
27、与树木之间的最小垂直距离导线与树木之间的最小垂直距离线路电压kV35110220330500垂直距离m4.04.55.57.0导线与树木之间的最小垂直距离 送线线路通过林区，应砍伐出通道，通道净宽不应小于线路宽度加林区主要树种高度的2倍。但通道附近超过主要树种高度的个别树木应予砍伐。2021/9/21734-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划351102203305004.04.55.57.0导线与果树、经济作物、灌木、街道行道树之间的最小垂直距离导线与果树、经济作物、灌木、街道行道树之间的最小垂直距离线路电压kV111035110220330500垂直距离m1.01
28、.53.03.54.57.5导线与树木之间的最小净空距离导线与果林等最小垂直距离2021/9/2174（5）接户线的安全距离低压接户线与建筑物的距离：与下方窗户的垂直距离 3m；与上方阳台或窗户的垂直距离 0.8m4-4 4-4 电力线路规划电力线路规划电力线路规划电力线路规划（4）送电线路与特殊建筑物及设施的安全距离u 与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场、可燃、易爆液（气）体贮罐的防火间距，不应小于杆塔高度的1.5倍；与散发可燃气体的甲类生产厂房的防火间距，应大于2m。u送电线路与线路、道路、河流以、管道、索道、各种架空线路交叉或接近，应符合相关规范要求。与窗户或阳台的水平距离 0.75m与墙壁构架的距离 0.05m2021/9/2175