工厂电力线路结构、运行和计算方式

1、工厂电力线路结构、运行和计算方式12主要内容一、电力系统概述二、工厂电力线路及其接线方式；三、工厂电力线路的结构及敷设；四、导线和电缆的选择；五、工厂电力线路的运行；六、无限大容量电力系统中短路电流的计算；3一、电力系统概述4一、电力系统概述（技师）69.电力网是连接发电厂和用户的中间环节,它是由输、配电线路和变电所组成。 ( )答案：35.电力网的高压电力线路一般可分为（ ）。 A输电线路和配电线路 B输电线路和用电线路 C高压线路和配电线路 D高压线路和用电线路答案：A5一、电力系统概述18.电力网答案： 电力网是电力系统的一部分，它是由各类变电站（所）和各种不同电压等级的输、配电线路联接

2、起来组成的统一网络。 19.电力系统答案： 电力系统是动力系统的一部分，它由发电厂的发电机及配电装置，升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。20.动力系统：答案：发电厂、变电所及用户的用电设备，其相间以电力网及热力网（或水力）系统连接起来的总体叫做动力系统。6一、电力系统概述55.电力系统在运行中受到大的干扰时，同步发电机仍能过渡到稳定状态下运行，则称为动态稳定。（ ）答案：70.电力系统的中性点系指变压器的中性点。 ( )答案：（高级）1.电力系统构成是（ ）A发电厂 B变压器 C输电网 D配电网 E用电设备答案：ACDE7二、工厂电力线路及其接线方式高压线路的接线方式低压线路

3、的接线方式8二、工厂电力线路及其接线方式（一）高压线路的接线方式 工厂高压线路也有放射式、树干式和环式等基本接线方式。 1、放射式接线 指变配电所高压母线上引出的一回线路直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不支接其他负荷。单回路放射式（图a）：结线清晰，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化，供电可靠性较高。 双回路放射式（图b）：增加 了备用线路，提高了供电可靠性； 公共备用结线（图c）： 低压联络线路（图d）： 特点：高压开关设备较多，投资较大。 9二、工厂电力线路及其接线方式公共备用结线单回路放射式双回路放射式低压联络线路10二、工厂电力线路及其接线方式2、高压树干式结线 无备用

4、的单树干式结线 ：图a，变配电所的出线减少，高压开关柜相应也减少，可节约有色金属的消耗量 ，供电可靠性差。 双树干式结线：图b，提高 了供电可靠性。 两端电源的单树干式 ：图c。 11二、工厂电力线路及其接线方式 高压树干式结线 12二、工厂电力线路及其接线方式3、高压环形结线 特点：运行灵活，供电可靠性高。在现代化城市配电网中应用较广。 13二、工厂电力线路及其接线方式61.工厂厂区高压线路的接线方式有（ ）。A放射式 B双回路 C树干式 D环形 E混合式答案：ACD14二、工厂电力线路及其接线方式（二）低压电力线路的结线方式 1、低压放射式结线 特点：供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路

5、也较多。多用于用电设备容量大，或负荷性质重要，或车间内负荷排列不整齐，或车间为有爆炸危险的厂房，必须由与车间隔离的房间引出线路等情况。15二、工厂电力线路及其接线方式2、低压树干式结线 特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，但供电可靠性差。在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍。 16二、工厂电力线路及其接线方式3、低压环形结线 特点：供电可靠性较高，保护装置整定配合比较复杂，易发生误动作。 B5005295供配电系统实际规范中规定：供配电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。 17二、工厂电力线路及其接线方式44.工厂厂区低压线路的接线方式有（ ）。A放

6、射式 B双回路 C树干式 D环形 E混合式答案：ACE62.工厂厂区低压线路的接线方式有（ ）。A放射式 B双回路 C树干式 D环形 E混合式答案：ACE18三、工厂电力线路的结构和敷设(一）架空线路 架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。1、架空线路的结构 架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。架空线路结构示意图19三、工厂电力线路的结构与敷设2、架空线路的敷设原则为：（1） 在施工和竣工验收中必须遵循有关规程规定，以保证施工质量和线路安全运行。（2） 合理选择路径，做到路径短

7、，转角少，交通运输方便，并与建筑物保持一定的安全距离。（3） 按有关规程要求，必须保证架空线路与地及其他设施在安全距离内。18.10kV及以下架空线路严禁跨越（ ）。A燃烧材料作屋顶的建筑物 B道路 C通航河流 D索道 E爆炸性气体环境AE20三、工厂电力线路的结构与敷设75.正常工作线路杆塔属于起承力作用的杆塔有（ ）A直线杆 B分枝杆 C转角杆 D耐张杆 E终端杆答案： BCE35.10kV及以下架空线路严禁跨越（）。A燃烧材料作屋顶的建筑物 B道路 C通航河流 D索道 E爆炸性气体环境答案：AE21三、工厂电力线路的结构与敷设电力电缆结构示意图（二）电缆线路 1、电缆线路的结构 电缆线路

8、由电力电缆和电缆头组成。 电力电缆由导体、绝缘层和保护层三部分组成。 电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。 22三、工厂电力线路的结构与敷设2、电缆线路常用的敷设方式（1）直接埋地敷设 施工简单，散热效果好，且投资少。但检修不便，易受机械损伤和土壤中酸性物质的腐蚀，所以如果土壤有腐蚀性的话，须经过处理后敷设。直接埋地敷设适用于电缆数量少，敷设途径较长的场合。23三、工厂电力线路的结构与敷设（2）电缆沟敷设 投资稍高，但检修方便，占地面积少，所以在配电系统中用得很广。 24三、工厂电力线路的结构与敷设（3）沿墙敷设 结构简单，维修方便，但积灰严重，易受热力管道影响，且不够美观。25三、工厂电力线

9、路的结构与敷设（4）电缆桥架敷设 克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病，改善了运行条件，且具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点，因此在国外已被广泛应用，近年来国内也正在推广采用。 26三、工厂电力线路的结构与敷设3、敷设电缆需遵循的原则：（1）电缆类型要符合所选敷设方式的要求。例如直埋地电缆应有铠装和防腐层保护。（2）如果敷设条件许可，可给电缆考虑2%的长度余量，作为检修时备用。（3）电缆敷设的路径要力求少弯曲，弯曲半径与电缆外经的倍数关系应符合有关规定，以免弯曲扭伤。（4）垂直敷设的电缆和沿陡坡敷设的电缆，其最高与最低点之间的最大

10、允许高度差不应超过规定值。（5）以下地点的电缆应穿钢管保护（注意钢管内径不能小于电缆外径的两倍）：电缆从建筑物引入、引出或穿过楼板及主要墙壁处；从电缆沟引出到电杆，或沿墙敷设的电缆距地面2m高度及埋入地下小于深度的一段；电缆与道路、铁路交叉的一段。27三、工厂电力线路的结构与敷设（6）直埋地电缆埋地深度不得小于，并列埋地电缆相互间的距离应符合规定（如10kV电缆间不应小于）。电缆沟距建筑物基础应大于，距电杆基础应大于1m。（7）不允许在煤气管、天然气管及液体燃料管的沟道中敷设电缆；一般不要在热力管道的明沟或隧道中敷设电缆，特殊情况时可允许少数电缆放在热力管道沟道的另一侧或热力管道的下面，但必须

11、保证不致使电缆过热；允许在水管或通风管的明沟或隧道中敷设少数电缆，或电缆与之交叉。（8）户外电缆沟的盖板应高出地面（但注意厂区户外电缆沟盖板应低于地面，上面铺以沙子或碎土），户内电缆沟的盖板应与地板平。电缆沟从厂区进入厂房处应设防火隔板，沟底应有不小于0.5%的排水坡度。（9）电缆的金属外皮、金属电缆头及保护钢管和金属支架等，均应可靠接地。28三、工厂电力线路的结构与敷设4、对电缆头的基本要求： 保证密封是对电缆头最重要的要求之一。其次电缆头的绝缘强度要符合要求。14.电力电缆不得过负荷运行，在事故情况下， 10k 以下电缆只允许连续（）运行。 、 h 过负荷 35 、 1.5h 过负荷 20

12、 、 2h 过负荷 15 答案： C 50.高压电力电缆预防性试验主要项目有:( )、( )、( )。答案：测量绝缘电阻直流耐压试验测定泄漏电流 29三、工厂电力线路的结构与敷设90.当电力电缆和控制电缆敷设在电缆沟同一侧支架上时,应将控制电缆放在电力电缆的( ),高压电力电缆应放在低压电力电缆的( )。答案：下面上面 7.电缆：答案： 由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。 30四、导线和电缆的选择导线和电缆的选择包括两方面内容：选择型号；选择截面。 （一）导线、电缆型号的选择原则 1、常用架空线路导线型号及选择 导线和电缆的选择根据其使用环境、工作条件等因素确定。

13、 户外架空线路10KV及以上电压等级一般采用裸导线，380V电压等级一般采用绝缘导线。裸导线常用的型号： （1）铝绞线（LJ） 导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。 多用于6-10kV的线路。 31四、导线和电缆的选择（2）钢芯铝绞线（LGJ） 在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。 （3）铜绞线（TJ） 导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。 （4）防腐钢芯铝绞线（LGJF） 具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。

14、32四、导线和电缆的选择电缆类别代号：Z油浸纸绝缘电力电缆V聚氯乙烯绝缘电力电缆YJ交联聚乙烯绝缘电力电缆X橡皮绝缘电力电缆材质代号：L铝导体LH铝合金导体T铜导体TR软铜导体2、常用电力电缆型号及选择原则（1） 电力电缆型号的表示和含义33四、导线和电缆的选择内护套代号：Q铅包L铝包（现不生产）V聚氯乙烯护套特征代号：P滴干式 D不滴流式 F分相铅包式外护层代号：02聚氯乙烯套 03聚乙烯套20裸钢带铠装 30裸细圆钢丝铠装40裸粗圆钢丝铠装34四、导线和电缆的选择（2）常用型号及选择原则塑料绝缘电力电缆结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已

15、达10kV电压等级）和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（已达110kV电压等级）。油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。35四、导线和电缆的选择3、常用绝缘导线型号及选择 塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设时常用。 常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。36四、导线和电缆的选择45.塑料绝缘电缆包括（ ）。A聚氯乙烯绝缘电缆 B油浸纸绝缘电缆 C聚乙烯绝缘电缆D交联聚乙烯绝缘电缆 E橡胶绝缘电缆。答案：ACD63.塑料绝缘电缆包括（ ）。A聚氯乙烯绝缘电缆 B油浸

16、纸绝缘电缆 C聚乙烯绝缘电缆 D交联聚乙烯绝缘电缆 E橡胶绝缘电缆。答案：ACD37四、导线和电缆的选择 （二）导线和电缆截面的选择 为了保证供电系统、安全可靠、优质、经济地运行，导线和电缆（含母线）的截面的选择必须满足下列条件： . 发热条件 导线和电缆在通过计算电流时产生的发热高温，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 2.电压损耗 导线和电缆在通过电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗值。38四、导线和电缆的选择.经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路， 一般应按规定的经济电流密度选择和电缆的截面，以使线路的年运行费用（包括电能损耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。

17、.机械强度 导线的截面应不小于最小允许截面由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需校验短路热稳定度。39四、导线和电缆的选择1、按允许载流量选择导线和电缆截面 三相系统相线截面的选择： 导线和电缆的正常发热温度不得超过额定负荷时的最高允许温度。选择截面时须使通过相线的计算电流Ic不超过其允许载流量Ial，即IcIal 按允许载流量选择截面时须注意以下几点：（1）允许载流量与环境温度有关。若实际环境温度与规定的环境温度不一致时，允许载流量须乘上温度修正系数K以求出实际的允许载流量。 Ial=KIal 40四、导线和电缆的选择（2）电缆多根并列时，其散热条件较单根敷设时差，故允许载流量

18、将降低，要用电缆并列校正系数KP进行校正。（3）电缆在土壤中敷设时，因土壤热阻系数不同，散热条件也不同，其允许载流量也应乘上土壤热阻系数KS校正。41四、导线和电缆的选择中性线和保护线截面的选择：1、中性线（N线）截面的选择（1）一般三相四线制线路中的中性线截面S0，应不小于相线截面S的一半，即S00.5S（2）由三相四线制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，故中性线截面与相线截面相同，即S0=S （3）如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流会流过中性线，此时中性线截面应不小于相线截面，即S0S 42四、导线和电缆的选择2、保护线（PE线）截面的选择 保护

19、线截面SPE要满足短路热稳定度的要求，按GB5005495低压配电设计规范规定：（1）当S16m时SPES（2）当16mS35m时 SPE16m (3) 当S35m时 SPE 3、保护中性线（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。 43四、导线和电缆的选择2、按允许电压损失选择导线和电缆截面 线路的电压损失不宜超过规定值：高压配电线路的电压损失，一般不超过线路额定电压的5%； 从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失，一般也不超过用电设备额定电压的5%（以满足用电设备要求为准）；对视觉要求较高的照明电路，则为2%-3%。

20、44四、导线和电缆的选择线路电压损失的计算： 1.线路末端有一个集中负荷时三相线路电压损失的计算如图所示，线路末端有一个集中负荷S=P+jQ，线路额定电压为UN，线路电阻为R，电抗为X。45四、导线和电缆的选择设每相电流为I，负荷的功率因数为cos2，线路首端和末端的相电压分别为U1、U2，以末端电压U2为参考轴作出一相的电压相量图，如图下图所示。46四、导线和电缆的选择由相量图可以看出，线路相电压损失为：U=U1U2=aeae线段的准确计算比较复杂，由于角很小，所以在工程计算中，常以ad段代替ae段，其误差不超过实际电压损失的5%，所以每相的电压损失为U=ad=af+fd=IRcos2+IX

21、sin2=I(Rcos2+Xsin2)换算成线电压损失为 47四、导线和电缆的选择 式中，P、Q为负荷的三相有功功率和无功功率。线路电压损失一般用百分值来表示，即 或 注意UN的代入计算单位是kV，U的单位是V，而需要把UN转化为V，所以才会在上两式中出现系数10。 48四、导线和电缆的选择两线制照明线路的电压损失计算公式：U%=2PL100%/rSU2得S=2PL/rU U%P：负荷功率；L：线路总长；r：导线的的导电率；S：导线面积；U%：电压损失；2U249四、导线和电缆的选择43. 由交流220V单相电源供给一组功率为500W的白炽灯，线路总长L50m，采用绝缘铜导线，其导电率r54m

22、/mm2，求导线的最小截面积(设允许电压损失为)。答案：解：根据单相220V两线制照明线路的电压损失计算公式：U%=2PL100%/rSU2得S=2PL/rU2U% =1.6(mm2)答：照明线路最小导线截面积应为。50四、导线和电缆的选择3、按经济电流密度选择导线和电缆的截面选择原则从两方面考虑：1.选择截面越大，电能损耗就越小，但线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用就越高；2.截面选择小，线路投资、有色金属消耗量及维修管理费用虽然低，但电能损耗大。 从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号Sec表示。 对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符

23、号jec表示。 按经济电流密度计算经济截面的公式为 式中Ic为线路计算电流。 51四、导线和电缆的选择根据设计经验: 低压动力线，因其负荷电流较大，所以一般先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。 低压照明线，因其对电压水平要求较高，所以一般先按允许电压损耗条件来选择截面，然后校验其发热条件和机械强度。 高压架空线路，则往往先按其经济电流密度条件来选择截面，再校验其他条件。这样选择，通常容易满足要求，较少返工。52四、导线和电缆的选择（高级）23.500kV线路由于输送功率大，故采用导线截面大的即可。 （ ）N64.一般低压线路选择导线截面应考虑的条件是（ ）。A电流发热 B功率损耗

24、 C电流经济密度 D电能损耗 E机械强度答案：ABE46.一般低压线路选择导线截面应考虑的条件是（ ）。A电流发热 B功率损耗 C电流经济密度 D电能损耗 E机械强度答案：ABE53五、工厂电力线路的运行供电质量：主要是用供电电压、供电频率、供电可靠性来衡量。供电可靠性主要指标：有用户平均停电时间 、停电次数、系统停电等效小时数、供电可靠率 。供电可靠性主要指标：有用户平均停电时间停电次数、系统停电等效小时数、供电可靠率。54五、工厂电力线路的运行直流耐压试验88. 高压电力电缆预防性试验主要项目有:( )、( )( )。 测量绝缘电阻测定泄漏电流74.供电可靠性主要指标有（ ）。A：用户平均

25、停电时间 B：用户平均限电停电时间 C：停电次数D：系统停电等效小时数 E：供电可靠率 F：故障停电时间答案：ACDE100.供电可靠性主要指标有（ ）。A：用户平均停电时间 B：用户平均限电停电时间 C：停电次数D：系统停电等效小时数 E：供电可靠率 F：故障停电时间答案：ACDE55五、工厂电力线路的运行17.架空线路长23公里,每公里电抗欧,电压为60千伏,试求以100兆伏安为基准容量的标上电抗Xi？解、已知： 4.供电质量主要是用（ ）标准来衡量。A：供电半径 B：供电电压 C：供电频率 D：供电可靠性答案：BCD56六、无限大容量电力系统中短路电流的计算1、电力系统短路的类型中性点不

26、接地中性点接地中性点不接地57五、无限大容量电力系统中短路电流的计算2、短路电流的计算步骤 画出短路计算系统图，包含与短路计算所有元件的单线系统，标出元件的参数，短路点。 画出短路计算系统图的等值电路图，一个元件用一个电抗表示，电源用一个小圆表示，并标出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。 简化等值电路图，求出短路总阻抗值。计算短路电流和短路容量。58五、无限大容量电力系统中短路电流的计算三相短路电流的计算两相短路电流的计算单相短路电流的计算3、三相短路电流的计算59五、无限大容量电力系统中短路电流的计算48.有一长度为2km的配电线路，如图-14所示，从35kV

27、/6.3kV l000kVA三相变压器所引出，试计算在该线路出口处A点及末端B点的三相短路电流?设变压器每相电抗Xc，配电线路电阻及电抗均为，其他参数忽略不计，并假定短路前，在A点及B点各线电压为。60五、无限大容量电力系统中短路电流的计算一相的等值电路如图III-24所示。61五、无限大容量电力系统中短路电流的计算按照题意：Xc=0.5(),R=0.42=0.8()XL=0.42=0.8()根据戴维南定理，可得A点的短路电流为：IKA=6300/ /0.5=7275(A)B点的短路电流为：IKB=6300/ / =2383(A)答：A点及B点的短路电流分别是7252A和2383A。48.解：一相的等值电路如图III-24所示。 62五、无限大容量电力系统中短路电流的计算49.某车间配电用10kV架空线路，由变电所直接引入，全长为20km。已知该线路导线参数为r0，X0，试计算在该线路末端发生短路故障时，其短路电流值Ik(3)、Ik(2)和Ik(1)的大小?(假定短路前，在故障点的电压为，其他参数忽略不计)。63五、无限大容量电力系统中短路电流的计算41. 解：依题意得：RWL=r0L=0.4620=9.2() XWL=X0L=0.3720