电力工程 5供配电线路课后习题解析

习题与思考题

5-1电力线路的接线方式有哪些？各有什么优缺点？

答：电力系统的接线方式是指由电源端（变配电所）句负荷端（电能用户或用电设备）输

送电能时采用的网络形式。常用的接线方式有：放射式、对干式和环式3种。

（I）放射式接线

放射式接线具有接线简单，操作维护方便，引出线发生故障时互不影响，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，有色金属消耗量也比较多，投资大。

（2）树干式接线

树干式接线引出线和有色金属消耗量少，投资节约，但供电可靠性较差，适用于不重要负

荷、小型用电设备或容量较小且分布均匀的用电设备的供电。

（3）环形接线

环形接线运行灵活，供电可靠性较高，所用设备少，包运行线路较长，故障时（特别是靠

近电源附近段故障），电压撮失大。因环式接线的导线截面应按故障情况下能担负环网全部负荷

考虑，故有色金属的消耗量增加，两个负荷大小相差越悬殊，其消耗量就越大。故这种接线方

式适用于负荷容量相差不大，所处地理位置距电源均较远，而彼此相距较近的情况。

5-2架空线路由那几部分组成？常用的导线有几种型号？

答：架空线路由导线、电杆、绝缘子、金具、防震锤、避雷线等主要元件组成：裸导体的

常用型号有:铝绞线（LJX钢芯铝绞线（LGJ）、铜绞线（TJ）和防腐钢芯铝绞线（LGJF）。

5-3电力电缆的形式有几种？其型号及字母的含义是什么？

答：电力电缆有多种形式，主要分类方式有以下几种。

（1）线芯数分：单芯、双芯、三芯、四芯等。

（2）结构分：统包式、屏蔽式和分相铅包式等。

（3）应用丁超高压系统的新式电力电缆有充油式、充气式和压气式等。

电缆的型号及字母含义

二汕浸纸绝缘电力电缆：V-聚氯乙烯绝缘电力电缆：YJ-交联聚乙爆绝缘电力电缆：X-橡皮绝缘电力电

电缆类别代号

缆；JK-架空电力电缆（加花上列代号之前）：7R或Z-阻燃型电力电缆（加在上列代号之前）

缆芯材旗代号L•铝芯；LH-铝合金芯：T铜芯（一•股不标）：TR-软铜芯。

内护层代号Q-铅包，L一铝包，H一橡套，HF-非燃性橡套，V一聚氯乙烯护套。

结构特征代号P-滴干式：D•不滴流式：F-分相铅包式.

02-聚氯乙烯套：03-聚乙烯套：20■裸钢带铠装：22-秘带铠装聚氯乙烯套：23-钢带铠装聚乙烯套：30-

外护层代号

阳田钠空箱装：32■细钢丝铠装聚氯乙烧套；芬细拥丝铠装聚乙炀给40■裸租钢缢岂装：41却钠丝铠

装纤维外被：42-粗钢丝铠装米娅乙烯套：43-粗钢丝铠装聚乙烯套：441-双粗钢丝铠装纤维外被：241-

钢带-祖钢丝铠装纤维外被。

5-4试比较架空线路与电缆线路的优缺点。

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；电缆线路具有运行可靠，不易受外

界影响，美观等优点。

5-5三相系统中的中性导线（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次谐波比较突出的三相线路中的中性线（N线）

截面又如何选择？

答：（I）一般三相四线制系统中的中性线截面S。它不应小于相线截面超的50%,即

S°N0.5S°

（2）两相.•线线路及单相线路的中性线截面So由于其中性线电流与相线电流相等，因

此其中性线截面S。应与相线截面》相同，即

Sq=S甲

（3）三次谐波电流突出的三相四线制线路的中性线截面S。由于各相的三次谐波电流

都要通过中性线，使得中性线电流可能甚至超过相线电流，因此中性线截面S。宜等于或大于相

线截面邑,即

S。沁

5-6三相系统中的保护导体（PE线）和保护接地中性线（PEN）线的截面如何选择？

答：（1）保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。

根据短路热稳定度的要求，保护线（PE线）的截面Sp£,按GB50054-1995《低压配电设计规

范》规定：

1）当W16mnr时

SPE-S<p

2）当16mm2<<35mm2时

SPE—16

3)当S(?>35〃〃/时

SPE—0,55伊

（2）保护中性线（PE,线）截面的选择

保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此保护中性线截面选择应同时满足上述保

护线和中性线的要求，取其中的最大截面。

5-7什么是经济截面？如何按经济截面密度来选择导线和电缆截面？

答：从全面的经济效益考虑。使线路的全年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面。

按经济电流密度选择导线截面应首先确定年最大负荷利用小时数7_x,然后根据导线材料

查出经济电流密度再按线路正常运行时的计算电流/如，由下式计算出导线经济截面

4（mn?）

Jec

式中，4为经济截面；4V为经济电流密度；八。为计算电流。

按照上式计算出4.后，从相关手册中选取一种与人最接近的标准截面的导线，然后再按

其他技术条件校验假面是否满足要求。

5-8交流线路中的电压降落和电压损失各指的是什么？校验线路的电压损失一般用线路电

压降的哪部分分量？

答：电流通过导线时，除产生电能损耗外，由于线路上有电阻和电抗，会有一定的电压降

落，称为电压降。线路的电压损失是指线路始、末两端电压的有效值之差，以AU表示。在地

方电网和工厂供电系统中，由于线路的电压压降相当于线路的电压来说很小，因此可近似的认

为电压降纵分量就是电压损耗。

5-9什么叫“均一无感线路”？其线路的电压损失应如何计算？

答：（I）均一无感线路：全线路的导体材料和相线截面相同可不计感抗或者cose=i

（2）对均一无感线路，因为不计线路电抗，所以有无功负荷在电抗上引起的电压损失

△U「％=0°

5-10电力电缆有哪几种敷设方式?

S=9300+0.95=9789KE4

,S9789”一

I=-7=—=-7=------=161A<325A

同NV3X35

显然发热情况满足要求。

（3）校验机械强度

查附录表5T4可知，高压架空裸铝绞线的最小允许微面为35〃〃/，所以所选的栈面

70mm可以满足机械强度的要求。

所以所选的导线符合规定。

5-12某一供电线路，电压为380/220V。已知线路的计算负荷为84.5kVA,现用BV型铜芯

绝缘线穿硬塑料管敷设，试按允许载流量选择该线路的相导体和保护接地中性导体的截面及穿

线管的直径。

解：线路中电流的计算

P力〜

L/=—e—=-----8-4---5----=221.7/4

同N1-732x0.22

要满足"之人，当选择三相四线制线路时，查表得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截

面为120〃〃/的BV型导线，在环境温度为25C时的允许载流量为230Ao

温度校正系数为

导线的实际允许载流量为

/川=KJ”=1x230=230A,所以邑=1满足允许载流量的要求。

按>。.5/要求，选=7。〃用户。

5-13有一条LGJ钢芯铝绞线的35kV线路，计算负荷为4900kW,cos。=0.88,年利用小

时为4500h,试选择其经济截面，并校验其发热和机械强度。

解：（1）选择经济截面

4.9

=91.85A

°一9Ncos夕—1.732x0.035x0.88

查表可知，则

§二二2^=79.87〃〃/

Ac115

选取标准截面70.0〃班广,即型号为LGJ-70的钢芯铝绞线。

(2)校验发热条件

查附录表16得LGJ-50的允许载流量(室外温度25C)&=275A>/,=91.85A,因此

满足发热条件。

(3)校验机械强度

杳附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面S*=35〃〃/<5；=7()nun2.因此所选

LGJ-70也满足机械强度要求。

5-14某厂车间由10kY架空线供电，如图5-32所示。导线采用LJ型铝绞线，线间几何均

距为Im,允许电压损失5%,各段干线的截面相同，各车间的负荷及各段线路长度如图中所示。

试选择架空线的导线截面。

15km1km9.5km

l(XX)kw«(X)kw9：X)kw

800kVa600kVa5X)kVa

图5-32

解：(1)按允许电压损失选择导线截面

因为是10kv架空线路,所以设X0=0.350/公〃，则

Y303s

AU,%=―=-^±4-[800x1.5+600x(1.5+1)4-500x(1.54-1+0.5)]=1.47

10t/川j=]10x10

△U“％=bUu\%-"％=5-1.47=3.53

3

1000x1.5+800x2.5+900x3

i=l=54.89zw«2

10X().032X102X3.53

选用LJ-70,查表59得几何均距为1000mm,截面为70〃2〃/的口型铝绞线的

X。=0.344。/力以凡=0.46。/%也实际电压损失为

△U%=VpL+3TV夕儿

iOS；白10以£*,

0.460.344

x(1000x1.5+800x2.5+900x3)+------x[800x1.5+600x(1.5+11+500x(1.5+1+0.5)]

10x100IODO

=4.3<5

故选U-70满足允许电压损失的要求。

（4）校验发热情况

查附录表5-16可知，LJ-70在室外温度为25℃时的允许载流量为265Ao

线路中最大负荷为

o=Pi+P2+外=1(XX)+8(X)+9(X)=2700kW

Q=%+/+%=800+600+500=19CX)kvar

S=yjP2+Q2=727002+19002=3302kVA

q3VP

/=-j=—=----------=190.62A<265A

6力1.732X1()

显然发热情况满足要求。

(5)校验机械强度

查附录表5-14可知，高压架空裸铝绞线的最小允许截面为35所以所选的截面

70mm可以满足机械强度的要求。

5-15有一6kV油浸纸绝缘铜芯电缆，向两个负荷供电，如图5-23所示。电网最大允许电

压损失为5%,电源短路容量为46MVA,年利用小时数为3000h〜5（XX）h,配出线继电保护动作

时间为1s。试选择电缆截面：（D选择用统一导线械面；（2）按。〃功c段分别选择导线截面。

500m700,11

lOOOkw900kw

800kVa500kVa

图5-23

解：（1）选择用统一导线截面

1）按经济电流密度选择电缆截面

P=8+〃2=1000+900=1900AW

Q=Q+%=制+500=1300攵var

S=^P2+Q2=A/19002+13002=2302kVA

,S2302，

1=—r=---=--------=222A

底JNL732X6

根据Tnax=3000~5000/?,查表得经济电流密度为2.25A//W7/。故

/222

A=——=——=98.45nvn2

Jec2.25

选择3x95油浸纸绝缘铜芯电缆

2）按长时间允许电流校验所选截面

查的6kv铜芯3x95电缆在空气中敷设是加=245A,大于222A,故所选截面符合要求。

3）按电压损失校验

高压配电线路允许电区损失为5%,故

AC/=6000x0.05=300V

而线路实际电压损失：二%+8（♦+4）=47.W

所以电压损失满足要求。

4）按短路电流热稳定条件校验

q46

三相最大稳态短路也流为L=-F=——=4.22M

y/3Uav73x63

短路电流作用的假想时间4=%+t,apv取断路器动作时间为0.2s,则％=1+0.2=1.2$

对于无穷大系统取%，=0.055,故彳=1.2+0.05=1.255

电缆最小热稳定截面为k=1$=4220=28.6〃〃〃2<95〃〃〃2

C165

所以选用3x95电缆满足要求。

(2)按ab,bc段分别选择导线截面

1)计算各段的平均功率因数及电流

ab段的平均功率因数

COS/"£+20.83

J仍+“+（0+0）2

he段的平均功率因数

CQSP1

^=i?=0-87

各段负荷甩流

1900

ab段=220.27/4

ah~73x6x0.83

900

be段I=99.54A

hc-73x6x0.87

2)按经济电流密度选择电缆截面

根据，皿=3(XX)~5(XX)〃，查表得经济电流密度为2.254/m苏-故

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