(完整版)工厂供电刘介才第五版课后习题答案

1、第一章1- 1试确定图1-23所示供电系统中变压器 T1和线路WL1、WL2的额定电压。WV : - Z2M5V亠 图1-23 习题1-1的供电系统解:如果变压器的二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%, 次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，于是：因为 Ut2n 220/38.5kV所以 Uwl1 Ut2N1 220 kV; Uwl238535 kV1 10% 1.1同 理：Ut UgN 10.5 kV; UT1N21 10% UWL11.1 220 242 kV，UT1N 10.5/242 kV。1- 2试确定图1-24所示供电系统

2、中发电机和各变压器的额定电压?T135KVT26KV电网10KVT3-220V/380V电网5图1-24 习题1-2的供电系统解：如果变压器的二次侧接低压线路，则其二次侧电压高于线路电压5%，二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10% ;一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，发电机的额定电压高于线路额定电压的5%。则有：发电机额定电压：Ugn15%1010.5 kV ；变压器T1的额定电压：U T1N1UGN10.5 kV ； Ut1N21 10%3538.5 kV ；UT1N 10.5 /38.5 kV；变压器T2的额定电压:uT2N1

3、35 kV ； U T2N21 5%66.3 kV ；Ut2n 35 / 6.3 kV ；1 5%380V0.4 kV ；变压器t3的额定电压：UT3N1 10 kV ； UT3N2U t 3n 10 / 0.4 kV ；第二章2- 1某大批生产的机械加工车间，拥有金属切削机床电动机容量共800kW通风机容量共56kW线路电压为380V。试分别确定各组和车间的计算负荷F30、Q30、&0和|30。解：(1)金属切削机床组的计算负荷:查附录表1:Kd 0-2， cos0.5， tan1.73 贝U巳0 10.2800 160kWQ30 1巳0 1tan 160 1.73 276.8kVar巳0

4、1160S30 1320kVACOS0.5?30 1320I 30 1L486.2A.3UN3 0.38(2 )通风机组的计算负荷：查附录表1:Kd0.8， cos0.8， tan0.75 贝U巳0 20.856 44.8kWQ30 2及0 2tan 44.8 0.75 33.6kVar*30 244.8一S30 256kVACOS0.8?30 2561 30 23UN 、3 0.3885.1A取同时系数K P 0.9， KQ 0.95，于是车间的总计算负荷为：Q130K p130 1130 20.9160 44.8184.3kWQ30KQQ30 1Q30 20.95276.833.6294.

5、9kVarS30Q；0.184.32294.92347.8kVAS30347.8-1 30-3Un528.4 A.3 0.38各个参数如下表:设备名称设备容量Pe/kW需要系数Kdcostan计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI 30 / A切削机床8000.20.51.73160276.8320486.2通风机560.80.80.7544.833.65685.1车间KP 0.9，K Q 0.95184.3294.9347.8528.42-3有一 380V三相线路，供电给 35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW其中较大容量的电动机有 7.5kW 1台，4kW 3台，

6、3kW12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷F30、Q30、Qo和I30。解: 1、采用需要系数法查附录表 1: Kd0-2，cos 0.5，tan 1.73 则F300.8 85 17kWQ30Bo tan17 1.7329.4kVarS30P301734kVA0.5cos1S303451.7A303U N3 0.382、采用二项式法查附录表1 :b 0.14， c0.4， x 5，cos0.5， tan(1) x台最大容量的设备容量为1.73 则FX P57.5 14 3 3 122.5kW有功计算负何为：p30bFecFX0.14无功计算负何为：Q30P30 tan20.9视

7、在计算负荷为：S3020.9cos0.5计算电流为：130S3041.83UN、3 0.3841.8kVA ；85 0.4 22.511.9 920.9kW ；1.73 36.2kVar ；63.5A两种方法的计算结果如下表:I 30 1S30 13Un568.70.3832.8A功率因数为：cos 1425.5568.70.750.9，不满足要求，故需要进行无功补偿。为使一次侧达到cos 1达到0.9，则二次侧的cos 2要达到0.92，于是取cos 20.92，此时二次侧的功率因数为cos 2420546.70.77。计算方法计算系数costan计算负荷Kd 或 b/cP30/kWQ3c/

8、kvarS30/kVAI30 / A走诵亥 需要系数法0.20.51.731729.43451.7二项式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52-6某厂变电所装有一台630kVA变压器，其二次侧（380V）的有功计算负荷为 420kW，无功计算负荷为350kvar。试求此变电所一次侧（10kV）的计算负荷及其功率因数。如果功率因 数未达到0.9,问此变电所低压母线上应装设多大并联电容器的容量才能达到要求？解：补偿前的视在计算负荷：绻2 P22Q：o2 4202 3502 546.7kVA则变压器有功损耗损耗：FT 0.01S30 0.01 546.7 5.5kW ;变

9、压器无功损耗损耗：Qt0.05S30 0.05 546.7 27.3kVar ;于是，考虑变压器损耗之后的变压器一次侧母线的计算负荷为：1=301巳02PT 420 5.5 425.5kW;Q30 2Qt 350 27.3 377.3kVar P30 1Q；01.425.52 377.32 568.7kVA则补偿的无功功率为:QC 巳0 2 tan 2 tan 2420tan arc cos0.77tan arc cos0.92170kVar注：这里需校验2- 8某厂的有功计算负荷为2400kW，功率因数为0.65。现拟在工厂变电所10kV母线上装设BWF10.5-30-1型并联电容器，使功率

10、因数提高到 0.9。问需装设多少个并联电容器？装设了 并联电容器以后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设前视在计算负荷减少了多少？ 解：（1）并联电容器的个数：有题意可知，在10kv高压侧进行补偿，补偿前的功率因数为cos 0.65，补偿以后的功率因数为cos 0.9，于是有：Qc P3o tan tan 2400 tan arc cos0.65 tanarccos0.92400 (1.17 0.48) 1656kVarn QC I656 55.2，为了三相平衡，取n 57 qc 30(2) 无功补偿以后的视在计算负荷：补偿之前的无功计算负荷为：Q30 F30 tan2400 1.17 280

11、8kVar并联56个电容器以后，补偿的无功功率为：Qc 57 30 1710kVar补偿后的无功计算负荷为：Q30 Q30 Qc 2808 1710 1098kVar则补偿后的视在计算负荷为：Sj0 、F： Q32). 24002 10982 2639kVA补偿以后的功率因数为：cosF3空0 0.909 0.91满足要求S302639(3) 补偿前后的视在计算负荷差值：补偿之前的视在计算负荷为：S3。 一莹 400 3692 kVAcos 0.65补偿前后的视在计算负荷差值为：&0 &0 S30 3692 2652 1040kVA第三章3- 1有一地区变电站通过一条长4km的10kV电缆线路

12、供电给某厂装有两台并列运行的S9-800型(YynO联结)电力变压器的变电所。地区变电站出口断路器的断流容量为300MVA。试用欧姆法求该厂变电所10kV高压母线上和380V低压母线上的短路电流lk3)、IiSh、I sh和短路容量Sk)，并列出短路计算表。解:根据题意得计算电流如下所示：电源1、求k-1点的三相短路电流和短路容量(ic1= 10.5 kv)(1) 计算短路电路中各元件的电抗和总电抗1)电力系统的电抗：有题意可知，Soc 300MV gA则Xj(10.5kV)2300MVA0.3670.372) 电缆线路的电抗：由表3-1查得X0=0.08Q/km，因此X2 X0l 0.08(

13、 /km) 4km 0.323) 绘k-1点短路的等效电路如下图所示，1 20.370.32k-1然后计算电路的总电抗：X (k 1)X1 X20.370.320.69(2) 计算三相短路电流和短路容量1) k-1三相短路电流周期分量有效值:lk3)1Uc1 10.5kV3X (k 1)3 0.698.79kA2).三相短路次暂态电流和稳态电流有效值:| (3)1畀 8.79kAiS3h)2.55I 2.55 8.79kA 22.41kA3)三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)lS3)1.51I 1.51 8.79kA 13.27kA4).三相短路容量：sk3)13U C11 k3)13

14、10.5kV 8.79kA 159.85MVgA1).电力系统的电抗：X1 兽聽 5.3 1042.求k-2点的短路电流和短路容量(Uc2= 0.4kV )(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗2).电缆线路的电抗：X22Xol0.08( / km) 4km20.4kV10.5kV4.64 103).电力变压器的电抗：由附录表5查得Uk% = 4.5,因此X4Uk%U2c2100Sn4.510020.4kV69 10 k800kVA9 104)绘k-2点短路的等效电路如下图所示145.3 10244.64 1039 10 3k-2计算其总电抗:X (k 2) X1X2 X3/X45.3 10

15、 44.64104-49 10 3X1 X29 10 3X3X4X3 X45.48 10 3(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值:Uc2、3X (k 2)0.4kV3 5.48 10342.14kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流:I(3)Ik242.14kA3)三相短路冲击电流及其有效值:.I shII sh1.84I(3)1.09I(3)1.84 42.14kA 77.54kA1.09 42.14kA 45.93kA11短路计算点三相短路电流/ kA三相短路容量/ MVA丨 I kII.(3) I sh(3)I sh(3)Skk-18.798.798.7922.4

16、113.27159.85k-242.1442.1442.1477.5445.9325.24)三相短路容量：Sk3)23U c2 I k3)2在供电工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如下表所示:.3 0.4kV 42.14kA 25.2MVA3- 2使用标幺值法重做题 3-2。 解: (1)确定基准值：取Sd 100MVA,Udi Uci 10.5kV,Ud2 U c2 0.4kVSk3)Gujk3).3Uc 乂XSdXSd100 MVA5.50kAd1-3Ud1,3 10.5kVSd100MVA144kAd 23Ud2.3 0.4kV(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1)电力系统的

17、电抗标幺值：Xi蛍型翌A 0.33Soc 300MVA2)电缆线路的电抗标幺值：由表3-1查得，X0.08/ kmX2 X0I 卑 0.08( /km) 4km 100MVA20.29Uci10.5kV3)电力变压器的电抗标幺值：查附录表 5得Uk%4.5X X4 證5-100 800kVA绘短路等效电路图如下图所示。并标出短路计算点k-1 和 k-2。k-10.33k-2295.6255.625(3) 计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标幺值：X (k 1)X1X2 0.33 0.290.622)三相短路电流周期器分量有效值:1 d1X (k 1)型A 8.87kA0.623)三相短路次暂态电流和稳态电流:(3)|(3)lk3)18.87kA4)三相短路冲击电流及其有效值:I shI1 sh2.55I(3)2.55 8.87kA 22.62kA1.51I1.51 8.87kA 13.39kA5)三相短路容量：Sk3iJ 100 MVA 161.3MVAX (k i) 0.621)(4)计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量5.625 0.33 0.293.432总电抗标幺值：X (K 2) X1X2X3/X42)三相短路电流周期分量有效值:Ik3)21 d2X (k 2)空A 42kA3.433)三相短路次暂态电