第6章思考题和习题解答

1第六章电力线路6-1电力线路的接线方式有哪些？各有什么优缺点？如何选用电力线路的接线方式？答：（1）电力线路的接线方式有放射式接线、树干式接线和环形接线。（2）放射式接线具有接线简单，操作维护方便，引出线故障时互不影响，供电可靠性高等优点。但该接线使变配电所的出线多，采用的开关设备多，当这种放射式线路发生故障时，该线路所供电的负荷都要停电，有色金属的消耗量大，投资较大。用于重要负荷和大型用电设备的供电（3）树干式接线与放射式接线相反，引出线和有色金属的消耗量少，节约投资，但供电可靠性较差。用于不重要负荷、小型用电设备或容量较小且分布均匀的用电设备供电（4）环形接线运行灵活，供电可靠性较高。有开环和闭环两种运行方式，闭环运行继电保护整定复杂，为避免环形线路上发生故障时影响整个电网一般采用开环运行，成为两个树干式接线运行。该接线在现代化城市配电网中应用较广。（5）接线方式的选用配电系统的接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况，对供电可靠性的要求，经技术、经济综合比较后才能确定。一般来说，配电系统宜优先考虑采用放射式，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式。6-2试比较架空线路和电缆线路的优缺点。答：电力线路有架空线路和电缆线路，其结构和敷设各不相同。架空线路具有投资少，施工维护方便，易于发现和排除故障，受地形影响小等优点；但架空线路直接受大气影响，易受雷击和污秽空气的危害，并要占用一定的地面和空间，有碍交通和美观。电缆线路具有运行可靠，不易受外界影响，美观等优点。但有投资大、维修不便的缺点。6-3导线和电缆截面的选择原则是什么?一般动力线路宜先按什么条件选择?照明线路宜先按什么条件选择?为什么?答：（1）导线和电缆截面的选择必须满足安全,可靠和经济的条件。即：①按允许载流量选择导线和电缆截面；②按允许电压损失选择导线和电缆截面；③按经济电流密度选择导线和电缆截面；④按机械强度选择导线和电缆截面；⑤满足短路稳定的条件。（2）一般动力线路宜先按允许载流量选择导线和电缆截面,再校验电压损失和机械强度。（3）照明线路宜先按允许电压损失选择导线和电缆截面，再校验其他条件。因为照明线路对电压要求较高。6-4三相系统中的中性导体（N线）截面一般情况下如何选择？三相系统引出的两相三线制线路和单相线路的中性导体截面又如何选择？3次谐波比较严重的三相系统的中性导体截面又如何选择？答：（1）一般三相四线制线路中的中性导体截面0S，应不小于相线截面S的一半，即SS5.00（2）由三相系统引出的两相三线制线路和单相线路，因中性线电流和相线电流相等，故2中性导体截面与相线截面相同，即SS0（3）3次谐波比较严重的三相系统，由于3次谐波电流相当突出，该谐波电流会流过中性线，此时中性导体截面应不小于相线截面，即SS06-5三相系统中的保护导体（PE线）和保护中性导体（PEN线）的截如何选择？答：（1）保护导体截面PES要满足短路热稳定的要求，按GB50054—2009低压配电设计规范规定。保护导体（PE线）截面的选择：a：当S≦16平方毫米时，有SSPE。b：当16平方毫米＜S≦35平方毫米时，有PES≧16平方毫米。c：当S≧35平方毫米时，有SSPE5.0。（2）保护中性导体（PEN线）截面的选择因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选择截面时按其中的最大值选取。6-6什么叫“经济截面”？什么情况下的线路导线或电缆要按“经济电流密度”选择？答：从全面的经济效益考虑，按线路的投资和运行费用最小即总费用最小原则（TOC）选择导体和电缆截面。RITCCC式中，TC为线路的总费用；IC为线路的投资，包含线路主材費用、附件費用和施工費用等，主要与导体的截面有关；RC为线路的运行费用，与负荷的大小和功率因数、年最大负荷利用小时数、导体的截面、电价和使用寿命等有关。在一定的敷设条件下，每一线芯截面都有一个经济电流范围。与经济电流对应的截面，称为经济截面，用Sec表示。对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用ecJ表示。对35KV及以上的高压线路及点压在35KV以下但距离长，电流大的线路，宜按经济电流密度选择，对10KV及以下线路，通常不按此原则选择。6-7电力电缆常用哪几种敷设方式?答：电力电缆常用的敷设方式有⑴直接埋地敷设；⑵电缆沟敷设；⑶沿墙敷设；⑷电缆排管敷设；⑸电缆桥架敷设。6-8什么叫“均一无感”线路？“均一无感”线路的电压损失如何计算？答：全线路的导体材料和相线截面相同可不计感抗或者cosφ=1称为均一无感线路。因为不计线路电抗，所以有功、无功负荷在电抗上引起的电压损失为零。电压损失的计3算公式简化为2110%NniiiUrPU对于全线的导线型号规格一致的“无感”线路（均一无感线路），电压损失计算公式为式中，γ为导线的电导率；S为导线的截面；Mi为各负荷的功率矩。6-9何谓电气平面布置图？按照布置地区来看有那些电气平面布置图？答：电气平面布置图就是在建筑的平面图上，按GB4728-2000《电气图用图形符号·电力、照明和电信布置》规定，标出用电设备和配电设备的安装位置及标注，标出电气线路的部位、路径和敷设方式的电气平面图。电气平面布置图按布线地区来分有厂区电气平面布置图、车间电气平面布置图和生活区电气平面布置图。按线路性质分有动力电气平面布置图、照明电气平面布置图和弱电系统（包括广播、电话和有线电视等）电气平面布置图等。6-10车间电力平面布置图上需对哪些装置进行标注？怎样标注？答：（1）车间动力电气平面布置图上需对用电设备和配电设备的位置、线路的走向和敷设方式进行标注。（2）标注方法①对用电设备的标注如下ba式中，a为设备编号；b为设备额定容量。②对配电设备的标注如下-a或–a﹢b/c式中,a为设备种类代号，在不会引起混淆是，前缀“-”可取消；b为设备安装的位置代号；c为设备型号。例如，–AP1+1·B6/XL21–15表示动力配电箱种类代号为-AP1，位置代号+1·B6即安装位置在一层B、6轴线，型号为XL21–15，位置代号可省略。③线路的走向和敷设方式的标注如下ab–c(d×e+f×g)i–jh式中,a为线缆编号；b为线缆型号，不需要可省略；c为线芯根数；d为电缆芯数；e为芯线截面（mm2）；f为P、EN线芯数；g为线芯根数；i为线缆敷设方式；j为线缆敷设部位；h为线缆敷设安装高度；以上字母无内容则省略该部分。例如，WP01YJV–0.6/1kV–2（3×150+2×70）SC80–WS3.5表示电缆编号为WP201，电缆型号、规格YJV–0.6/1kV–（3×150+2×70），两根电缆并联连接，敷设方式为穿SC80焊接钢管沿墙明敷，电缆敷设高度距地3.5m.。6-11有一供电线路，电压为380/220，已知线路的计算负荷为84.5kVA，现用BV型铜心绝NniiNniiiNniiiSUMSULpSUlPU1114缘导体穿硬塑料管敷设，试按允许载流量选择该线路的相导体和PEN导体的截面及穿线管的直径。（安装地点的环境温度为25℃）解：线路中电流的计算AUPINcc4.12838.0732.15.843试按允许载流量选择该线路的相导体,查表A-12-2得，4根单芯线,穿电线管敷设的每相芯线截面为702mm的BV型导体，在环境温度为25℃时的允许载流量为163A，电线管管径65mm。温度校正系数为1256525650101aaKAIAIKIcaial4.1281631631,相导体满足允许载流量的要求。选择PEN导体的截面235705.05.0mmSSPEN选PEN导体的截面235mm所以,选BV-3×70+1×35聚氯乙烯绝缘铜芯导体,电线管管径65mm。满足要求。6-12一台380V配电线路向15台冷加工机床电动机配电，每台电动机的容量为4.5kW，配电线路采用BV型导体明敷，周围环境温度为23℃.试确定该导体的截面。解：线路中电流的计算查表A-1-1，冷加工机床的Kd=0.2,cos=0.5ACOSUPKCOSUPINndNcc415.038.0732.15.4152.033要满足caII1，当选择三相四线制线路时，查表A-12-2得，4根单芯导体穿钢管敷设的每相导体截面为162mm的BV型导体，在环境温度为25℃时的允许载流量为65A,钢管管径38mm。温度校正系数为02.1256523650101aaK导线的实际允许载流量为AIKIaa3.666502.111，所以216mmS满足允许载流量的要求。5按SSPE5.0要求，选210mmSPE所以,选BV-3×16+1×10聚氯乙烯绝缘铜芯导体,穿钢管管径38mm,满足要求。6-13某变电所用10kV架空线路向相邻两工厂供电，如图6-24所示。架空线路采用LJ型铝绞线，成水平等距排列，线间几何均距为1.25m，各段干线截面相同，全线允许电压损失为5%，环境温度为30℃，试选择架空线路的导线截面。3.6km2.4km900kW+j720Kvar620kW+j425Kvar图6-24解：（1）按允许电压损失选择导线截面因为是10kV架空线路，所以初设kmX/38.00，则95.1)]4.26.3(4256.3720[101038.010%21220iiiNrLqUXU05.395.15%%%1raaUUU222212.7305.310032.010)4.26.3(6506.3900%10mmUULpSaNiii选LJ-95，查表A-15-1，得几何均距为1.25m，截面为952mm的LJ型铝绞线的kmRkmX/34.0,/349.000，实际的电压损失为522.4)64256.3720(1000349.0)66506.3900(100034.01010%21202120iiiNiiiNLqUXLpURU故选LJ-95满足允许电压损失的要求。（2）校验发热情况查表A-11-1可知，LJ-95在室外温度为25℃时的允许载流量为325A。936.0256530650101aaKAIKIaa304325936.011线路中最大负荷为63042.11110732.119273192711451550var11454257201550650900122222121aNIAUSIkVAQPSkqqQkWppP显然发热情况满足要求。（3）校验机械强度查表A-14-1可知，高压架空裸铝绞线的最小允许截面为35mm2，所以所选的截面95mm2可满足机械强度的要求。6-14某380V三相线路供电给10台2.8KW，COSφ=0.8，η=0.82电动机，各台电动机之间相距2m,线路全长（首端至最末的一台电动机）为50m。配电线路采用BV型导线明缚（环境温度25℃），全线允许电压损失为5%。试按允许载流量选择导线截面（同时系数取0.75），并校验其机械强度和电压损失是否满足要求？解：(1)按允许载流量选择导线截面kWPKPec6.2582.08.21075.010AUPINcc6.488.038.0732.16.25cos375.0costantan1查表A-12-2得，相导体截面为162mmBV型导体，在环境温度为25℃的允许在载流量为65A＞48.6A，满足要求。(2)校验电压损失查表A-15-2得，BV-162mm型导体的R0=1.37，X0=0.265，均匀分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负荷来计算，L=0.032+0.018/2=0.041km。实际电压损失为：525.138.01075.0/041.0265