石家庄铁道学院四方学院2009-2010学年第2学期
2008 级工厂供电期末考试试卷(A)答案
一、简答题(共20分，每题5分)
1、简述架空线和变电所防雷的措施。 答：架空线：
架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66kV及以上的架空线路上才全线架设。35kV的架空线路上，一般只进出变配电所的一段线路上装设。而10kV及以下的架空线路上一般不装设避雷线。
提高线路本身的绝缘水平 在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级电压的绝缘子，以提高线路的防雷水平。这是10kV及以下架空线路防雷的基本措施之一。
利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 对于中性点不接地系统的3～10kV架空线路，可在其三角形排列的顶线绝缘子上装设保护间隙，如图8-14所示。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下边两根导线。由于线路为中性点不接地系统，一般也不会引起线路断路器的跳闸。
装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电造成线路电弧短路时，会引起线路断路器跳闸，但断路器跳闸后电弧会自行熄灭。如果线路上装设一次自动重合闸，使断路器经0.5s自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复供电，这对一般用户不会有多大影响。
个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路中个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。
变配电所的防雷措施
装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直击雷。如果变配电所处在附近更高的建筑物上防雷设施的保护范围之内或变配电所本身为车间内型，则可不必再考虑直击雷的防护。
当设独立接地装置有困难时，可将避雷针与变配电所的主接地网相连接，但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV 及以下设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地线的长度不得小于15m。
独立避雷针及其引下线与变配电装置在空气中的水平间距不得小于5m。当独立避雷针 的接地装置与变配电所的主接地网分开时，则它们在地中的水平间距不得小于3m。这些规定都是为了防止雷电过电压对变配电装置进行反击闪络。 装设避雷线 处于峡谷地区的变配电所，可利用避雷线来防护直击雷。在35kV及以上的变配电所架空进线上，架设1～2km的避雷线，以消除一段进线上的雷击闪络，避免其引起的雷电侵入波对变配电所电气装置的危害。
第1页共5页
装设避雷器 用来防止雷电侵入波对变配电所电气装置特别是对主变压器的危害。
2、 简述电缆敷设的一般要求。
答：电缆长度宜按实际线路长度考虑5%~10%的裕量，以作为安装、检修时的备用；直埋电缆应作波浪形埋设。
(下列场合的非铠装电缆应采取穿管敷设：1）电缆进出建（构）筑物；2）电缆穿过楼板及墙壁处；3）从电缆沟引出至电杆，或沿墙敷设的电缆距地面2m高度及埋入地下小于0.3m深度的一段；4）电缆与道路、铁路交叉的一段。电缆保护管的内径不得小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍。
多根电缆敷设在同一通道位于同侧的多层支架上时，应按下列要求进行配置：1）电力电缆应按电压等级由高至低的顺序排列，控制、信号电缆和通信电缆应按强电至弱电的顺序排列。2）支架层数受通道空间限制时，35kV及以下的相邻电压级的电力电缆，可排列在同一层支架上，1kV及以下的电力电缆也可与强电控制、信号电缆配置在同一层支架上。3）同一重要回路的工作电缆与备用电缆实行耐火分隔时，宜适当配置在不同层次的支架上。
(明敷的电缆不宜平行敷设于热力管道上边。电缆与管道之间无隔板保护时，按GB50217-1994《电力工程电缆设计规范》规定，其相互间距应符合表5-6的要求 电缆应远离爆炸性气体释放源。敷设在爆炸性危险较小的场所时，应符合下列要求：1）易爆气体比空气重时，电缆应在较高处架空敷设，且对非铠装电缆采取穿管保护或置于托盘、槽盒内。2）易爆气体比空气轻时，电缆敷设在较低处的管、沟内，沟内非铠装电缆应埋沙。
电缆沿输送易燃气体的管道敷设时，应配置在危险程度较低的管道一侧，且应符合下列规定：1）易燃气体比空气重时，电缆宜在管道上方。2）易燃气体比空气轻时，电缆宜在管道下方。
电缆沟的结构应考虑到防火和防水。电缆沟从厂区进入厂房处应设置防火隔板。为了顺畅排水，电缆沟的纵向排水坡度不得小于0.5%，而且不得排向厂房内侧。 直埋于非冻土地区的电缆，其外皮至地下构筑物基础的距离不得小于0.3m；至对面的距离不得小于0.7m。当位于车行道或耕地的下方时，应适当加深，且不得小于1m。电缆直埋于冻土地区时，宜埋入冻土层以下。直埋敷设的电缆，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，电缆不宜直埋敷设。 电缆的金属外皮、金属电缆头及保护钢管和金属支架等，均应可靠地接地。
3、 简述油浸式变压器能过负荷的理由。
答：根据八度定则，温度每升高八度，绝缘寿命降低一倍。反之，亦然。变压器日常工作温度，大大低于最高运行温度。因为，寿命被大大延长。所以，变压器可以短时过负荷。
4、 简述电缆线路检修的方法。 答：判断，烧穿，定点，粗测。 二、（20分）求：工厂的计算负荷并选出合适的变压器台数和容量，功率因数要
第2页共5页
求补偿到0.9。
解：可根据学生方案选择合理性适当给分。 1、铸造：P30=358.8kW Q30=316.4kvar 2、铁铆：P30=165kW Q30=168.3kvar 3、金工1：P30=172kW Q30=151.7kvar 4、金工2 P30=184kW Q30=187.7kvar 5、工具：P30=66kW Q30=67.3kvar 6、机修：P30=48kW Q30=36kvar 整个工厂总的计算负荷： P30=0.95*993.8=944kW Q30=0.97*927.4=899.6kvar S30=1304kVA I30=1980A
变压器选择：因有二级负荷，故选择两台变压器，暗备用方式，10/0。4kV。 功率因数补偿，采用低压侧补偿方式。
补偿容量为507.8kvar，补偿后，视在功率为1022kVA，故变压器可选择1000kVA。
三、 （20分）第二题中，进线为架空两路进线，架空线X0=0.38Ω/km，进线长度为5km，变压器UK%=4.5，电力系统出口断路器为SN10-10型，其断流容量为500MVA，其主接线为内桥接线，请绘出其主接线图，并利用标幺值法，进行短路计算。
解：： (1). 确定基准值
解：1、求k-1点三相短路电流和短容量。
i. 计算短路电路中各
元件的电抗和总电
2
电力系统电抗X1=U C1/SOC=
2
（10.5KV）/500MVA=0.22架空线路电抗X0=0.38Ω/KM，因此，X2=X0L=0.38Ω×5 KM=1.9Ω
路
Ω /KM
绘制短路点的等效电路，并
第3页共5页
计
算总电抗 X∑=X1＋X2=0.22Ω＋1.9Ω=2.12Ω ii. 计算三相短路电流和短路容量
3
三相短路电流周期分量有效值IK-1=UC1/√3 X∑=2.86KA
333
三相短路次暂态电流和稳态电流I”=I∞= IK-1=2.86KA 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
3
ish=2.55 I”=2.55×2.86KA=7.29KA
3
Ish=1.51 I”=1.51×2.86KA=4.32KA 三相短路容量 33
SK-1=√3UC1 IK-1=√3×10.5KV×2.86KA=52.0MVA
2、求k-2点三相短路电流和短路容量。
（1） 计算短路电路中各元件的电抗和总电抗
22
电力系统电抗X1=U C1/SOC=（0.4KV）/500MVA=3.2Ω
22
架空线路电X2=X0L（U C2/ UC1）=0.38Ω/KM×5 KM×（0.4/10.5）=2.76
-3
×10Ω
22-6
变压器电抗X3=X4=UK%U C2/100SN=4.5×0.4/100×1000=7.2×10KΩ=7.2
-3
×10Ω
绘制短路点的等效电路，并计算总电抗 X∑=X1＋X2＋X3‖X4=6.68×10Ω
（2）计算三相短路电流和短路容量
3
三相短路电流周期分量有效值IK-2=UC2/√3 X∑=34.57KA
333
三相短路次暂态电流和稳态电流I”=I∞= IK-2=34.57KA 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
3
ish=1.84 I”=1.84×34.57KA=63.6KA
3
Ish=1.09 I”=1.09×34.57KA=37.7KA 三相短路容量 33
SK-1=√3UC2 IK-2=√3×0.4KV×34.57KA=37.7MVA
如果Ijs=120A，Ipk=400A，线路首端的Ik
（3）
-3
四、（20分）金工1车间采用220/380V的TN-S线路，拟采用BV-500型导线眀敷，
=18.5kA，当地最热月平均最高气温
2
为30℃，请选择此线路的导线截面，如果首端装设DW16-630型低压断路器，其额定电流为160A，请选择其过电流脱扣器的整定倍数（16mm的铜线30℃时眀敷
第4页共5页
载流量为95A，25mm的铜线30℃时眀敷载流量为126A。35mm的铜线30℃时眀敷载流量为156A ）
解：：（1）选择低压断路器规格
DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额定电流 InOR=160 A 故初步选DW16-630型断路器，其 InOR=160 A 。
设瞬时脱扣器电流整定为3倍 不满足要求，因此需增大脱扣电流。整定为4倍时， 满足躲过尖峰电流的要求。
校验断流能力：所选DW16-630型断路器，满足要求。
当 A=16mm2 的BLV型导线在30℃时，其三根穿管时的 127 A故按发热条件可选A25mm2，
校验机械强度最小截面为2.5mm2 。现在 A=25mm2 ，故满足要求。 (3).校验导线与低压断路器保护的配合
由于瞬时过电流脱扣器的动作电流整定为
22
640A，而
因此将导线截面增大为25mm2。这时其130 A， 从而满足导线与保护装置配合的要求。相应地穿线塑料管直径改选为65mm。 五、（20分）某教室长20m，宽10m，采用YJK-1/40-2型灯具照明，其光源光通量(Φ)：2200lm，利用系数(U)：0.623，灯具维护系数(K)：0.8，请对该教室进行灯具布置以满足教室照明要求。
解：教室照度要求200lx（100lx），故：
n?EavA?36 uK?所以，教室需要布置36个灯。可采用双管日关灯，布置18个。按100lx计算也为正确。可根据学生具体答题给分。
第5页共5页
供电A答案供电技术试题 - 图文
