《供配电技术及设备》-第3章习题

3.1.1课堂练习（1）请查阅标准或相关资料，了解高压的概念。高压配电线路的接线方式有几种形式，各有何特点？1）放射式接线高压放射式接线指由工厂变电配电所高压母线上引出单独的线路，直接供电给车间变电所或高压用电设备，在该线路上不再分接其他高压用电设备，如图3-1所示。这种放射式接线的线路之间互不影响，供电可靠性较高，接线方式简洁，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化。但使用高压开关设备多，每台高压断路器须装设一个高压开关柜，投资成本高，当线路故障或检修时，该线路上全部负荷都将停电。为提高供电可靠性，根据具体情况可增加备用线路，提高供电线路大大增加了供电的可靠性。2）树干式接线高压树干式接线指从工厂变配电所高压母线上引出一回路供电干线，沿线分接至各车间变电所或复合垫的接线方式。一般干线上连接的车间变电所不超过5个，总容量一般在3000kVA以下，这种接线从变配电所引出线路少，高压开关设备使用不多，成本低，但供电可靠性差，因为干线上任意一点发生故障或检修时，将引起干线上的所有负荷停电。为提高可靠性，同样可采用增加备用的方法。以图3-6所示的高压环形接线，具体分析这种线路的优点和缺陷？环形接线见图3-6所示，环形接线实质上与两端供电的树干式接线相同，这种接线在现代化城市电网中应用很广。为避免环形线路的故障时影响整个电网，也为环形线路保护提供选择性、参数整定的方便性，绝大多数环形线路采取“开口”运行方式，当干线任何处发生故障时，只要找出故障段，拉开两侧的隔离开关，将故障段切除后，全部线路即可以恢复供电，即环形线路中有一处开关采用断开方式。（4）根据高压配电线路的接线方式内容，对3-3进行全面分析。3.1.1课堂练习（2）低压线路的接线方式有几种，各有哪些特点？1）放射式接线工厂低压配电线路的基本接线方式也分放射式、树干式和环式等。低压放射式接线由车间变电所的低压配电屏引出独立的线路供电给配电箱或大容量设备，再由配电箱引出独立的线路到各控制箱或用电设备。这种接线方式供电可靠性较大，任何一个分支出现故障，不会影响其他线路供电，运行操作方便，但所用开关设备及配电线路也较多。放射式接线多用于负荷分布在车间内各个不同方向，用电设备容量大、对供电可靠性要求较高的的场合。2）树干式接线树干式接线的特点与放射式接线正好相反，低压树干式接线是将用电设备或配电箱接到车间变电所低压配电屏的配电干线上。这种接线的可靠性没有放射式接线高，主要适用于容量较小、分布均匀的用电设备。当干线出现故障时会使所连接的用电设备均受到影响，但这种接线方式引出的配电干线较少，所用开关设备较少。变压器—干线式接线方式是由变压器的二次侧引出线经过自动空气开关或隔离开关直接引至车间内的干线，然后由干线上引出分支线配电，这种接线方式可节省变电所的低压侧配电装置，简化了变电所结构，成本降低。（2）以低压线路的一种典型方式，具体分析特点。（3）如图3-11所示是有降压变的供电系统。国家标准GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定“供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。”，以此图为例的工厂供电系统，进行分析。3.2.1课堂练习工厂电缆敷设有几种方式，各有那些特点？工厂常见电缆敷设方式有多种，如直埋在教材中见图3-14所示、沿墙见图3-15所示、电缆沟见图3-16所示和电缆桥架见图3-17所示等。大型变电站等电缆数量多又相对集中场合，多采用电缆排管方式，见图5-18所示，另外还有电缆隧道方式等。（2）电杆架县的方式基本不采用了，如果要采用，应当注意哪些？（3）地下敷设电缆应当注意哪些要求？电缆沟应符合防火和防水的要求，电缆沟从厂区进入厂房处应设置防火隔板；电缆沟纵向排水坡度大于0.5%，不得排向厂房内侧。直埋于非冻土地区的电缆，外皮至地下构筑物基础的距离大于0.3m；至对面距离大于0.7m；位于车行道或耕地下方时应适当加深，一般大于1m。直埋敷设电缆严禁位于地下管道的正上方或正下方。有化学腐蚀的土壤中电缆不可直埋敷设。如图3-19所示表示几种常用的车间电力线路敷设方式，车间动力电气平面布线图表示供电系统对车间动力设备配电的电器平面布线图，反映动力线路的敷设位置、敷设方式、导线穿管种类、线管管径、导线截面及导线根数，同时反映各种电器设备及用电设备的安装数量、型号及相对位置。请认真阅读图纸并理解表达方式。1）从35～42号表示设备，其中35、36号设备的主动力电机容量是10kW，冷却电机容量0.125kW；37～42号设备的主动力电机容量是7.5kW，冷却电机容量0.125kW。2）根据经验公式，电机二倍，可以确定35、36号设备的主动力电机电流是20A，37～42号设备的主动力电机电流时15A。3）根据经验，可知电缆的截面积3×25+1×16。（5）在平面图上，导线和设备通常采用图形符号表示，导线及设备间的垂直距离和空间位置一般标注安装标高。表3-6所示为电力设备的标注方法，表3-7所示为电力线路敷设方式的文字代号，表3-8所示为电力线路常用敷设部位的文字代号。表3-6电力设备的标注方法图3-19某加工厂车间局部动力电气平面布线图表3-7电力线路敷设方式的文字代号敷设方式代号敷设代号明敷暗敷用钢索敷设用瓷瓦敷设用瓷夹板敷设MASCPCJ用卡钉敷设用槽板敷设穿焊接钢管敷设穿电缆管敷设穿塑料管敷设QDCBGDGVG表3-8电力线路敷设部位的文字代号敷设部位代号敷设部位代号沿梁下弦沿柱沿墙LZQ沿天花板沿地板PD图3-20所示、是某机械加工车间（局部）的动力电气平面图。可以、看出，配电箱No.5型号是XL-21表示动力柜，电源引入导线型号是BLV-500-（3×25+1×16）-G40-DA，即铝芯塑料绝缘导线，额定工作电压500V、截面积为（3×25+1×16）mm²，穿管径40mm的钢管沿地板暗敷。图No.6为照明配电箱，电源来自配电箱No.5。35～42号用电设备由No.5配电箱供电。从配电箱到各用电设备的导线型号、截面积及敷设方式相同，可以看图中说明。此图仅为车间动力线路平面分布线图的一种表现方法。当设备台数较少时，可在平面布线图上详细标出干线、配电箱及所供电的用电设备的型号、规格及设备的额定容量。根据以上资料，请分析图3-20设备容量与电缆截面积之间的关系。3.3.1课堂练习叙述电缆的组成与分类电缆由线芯、绝缘层和保护层三部分组成。电缆线芯要求导电性良好，减少输电时线路上能量损失。有铜芯电缆和铝芯电缆，一般情况下尽量选用铝芯电缆，在特殊环境如有爆炸危险、腐蚀严重及安全要求较高等，可选用铜芯电缆。绝缘层作用是将线心导体间及保护层相隔离，必须具有良好的绝缘性能、耐热性能、油浸纸绝缘电缆以油浸纸作为绝缘层，塑料电缆以聚氯乙烯或交联聚乙烯作为绝缘层。保护层分内保护层和外保护层两部分，内护层直接用来保护绝缘层，常用材料有铅、铝和塑料等。外保护层用以防止内保护层免受机械损伤和腐蚀，通常为钢丝或钢带构成的钢铠，外敷沥青、麻被或塑料保护套。电缆种类很多，如电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等，都由单股或多股导线和绝缘层组成，连接电路、电器等。如图3-21所示是钢索式电缆，图3-22所示是设备中电缆敷设。电缆的选用与电流有关，还与其他因素有关，计算电缆的截面积与电流之间的关系，很复杂，工程技术人员有简单实用的口诀，请查阅资料，叙述对口诀的理解。叙述电缆的选用原则查阅资料，叙述电缆的集肤效应及影响。3.3.2课堂练习叙述母线的功能、组成和特点母线指用高导电率的铜排、铝质材料制成，传输电能，具有汇集和分配电力能力的产品。电站或变电站输送电能用的总导线，将发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所，一般用于传输电能距离不长的场合。如图3-27所示是铜母线的应用，母线接头的各种形式见教材图3-28所示，母线槽产品见图3-29所示。母线槽由美国开发出来，称为“Bus-Way-System”新的电路方式，1954年在日本实际应用，如今在高屋建筑、工厂等电气设备、电力系统是重要的配线方式。母线采用铜排或者铝排，电流密度大、电阻小、集肤效应小，无须降容使用。电压降小、损耗小。母线槽的金属封闭外壳能够保护母线免受损伤或动物伤害，在配电系统中用插入单元的安装很安全，外壳可作为整体接地，可靠安全；电缆的PVC外壳易受机械和动物损伤，安装电缆时须先切断电源，特别是电缆需可靠接地。由于母线槽用铜排或铝作为导电体，电流容量很大，电气和机械性能好，金属槽作为外壳，不燃烧，安全可靠，寿命长，与传统配电比较，设备所占面积显著减少，外观美观，安全性高；配电系统的设备可随意增加或变更；外形尺寸小；重量轻，操作容易；连接非常简单。对于大型建筑物的施工和配电非常有利。查阅资料，叙述大电流的导线与母线的各自特点查阅资料，介绍母线的产品种类（4）常用的Y系列三相交流鼠笼电动机正反转控制原理线路中，假设电动机的工作电压是380VAC，额定功率是90kW，控制线路的工作电压是220VAC，请根据电流的选择方法，