工厂供电习题答案第2章

1、第2章 负荷预测2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？答：年最大负荷利用小时是指负荷以年最大负荷持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是最大负荷利用

2、小时。年最大负荷指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现23次）30分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为30分钟最大负荷。负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。2-3 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？答：计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(34)，为发热时间常数。对中小截面的导体，其约为10min左右，故截流倒替约经 30min后达到稳定温升值。但是，由于较大截面的导体发

3、热时间常数往往大于10min，30min还不能达到稳定温升。由此可见,计算负荷 Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算符合的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理。计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘体过早老化甚至烧毁。2-4 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答：长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率，即Pe=PN 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续

4、率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。2-5 需要系数的含义是什么?答：所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系，因此需要引进需要系数的概念,即：。式中，Kd为需要系数；Pc为计算负荷；Pe为设备容量。形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个平均效率；用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数KL；用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引进一个线路平均效率；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数。2-6 确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？ 答：估算法实为指标法，其特点是进行

5、方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段；需要系数法的特点是简单方便，计算结果较符合实际，而长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国普遍采用的方法，适用于多组三相用电设备的计算负荷；二项式法其特点是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。2-7 在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时，可否将各组的视在计算负荷和计算电流分别直接相加？为什么？应如何正确计算？答：不可以。需要考虑用电设备各组的最大负荷不同时出现的因素，因此在确定总计算负荷时，只能在各组用电设备中取一组

6、最大的附加负荷，再加上各组用电设备的平均负荷，即：式中，为各用电设备组的平均功率，其中是各用电设备组的设备总容量；为每组用电设备组中台容量较大的设备的附加负荷；为附加负荷最大的一组设备的附加负荷；为最大附加负荷设备组的功率因数角的正切值。2-8在接有单相用电设备的三相线路中, 什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷? 而在什么情况下应进行单相负荷计算?答: 单相设备应尽可能地均匀分布在三相上,以使三相负荷保持平衡.a: 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算.b: 三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时,应把

7、单相设备容量换算为等效三相设备容量,再算出三相等效计算负荷. 2-9如何分配单相（220伏，380伏）用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备；这样换算：当单相设备的总容量不超过三相总容量的15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。当单相设备的总容量超过三相总容量的15%，应该换成等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。 2-10 电力变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？ 解：有功功率损耗=铁损+铜损=有功功率损耗为： 无功功率= Q0是变压器空载时，由产

8、生主磁通电流造成的，Q是变压器负荷电流在一次，二次绕组电抗上所产生的无功损耗。 无功功率损耗为：PFe和Q0是与负荷无关，PCu和Q与负荷有关简化公式： 2-11 什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数?各如何计算?各有何用途?答:平均功率因数是指导在某一时间内的平均功率因数,也称加权平均功率因数.最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷时的功率因数.平均功率因数计算功式:略用途供电部门能根据月平均功率因数来调整用户的电费电价.2-12 进行无功功率补偿，提高功率因数，有什么意义？如何确定无功补偿容量？答：降低电能损耗, 降低电压损失,提高供电设备利用率。补偿容量（1）采用固定补偿，式中，Qcc为

9、补偿容量；Pav为平均有功负荷，Pav =Pc或Wa/t，Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，为有功负荷系数，Wa为时间t内消耗的电能； tgav1为补偿前平均功率因数角的正切值；tgav2为补偿后平均功率因数角的正切值；tgav1tgav2称为补偿率，可用qc表示（2）采用自动补偿Qcc=Pc（tg1tg2） 2-13 提高自然功率因素有哪些常用的方法？他们的基本原理是什么？答：提高自然功率因素的主要方法有：1、 合理选择电动机的规格、型号2、 防止电动机空载运行3、 保证电动机的检修质量4、 合理选择变压器的容量5、 交流接触器的节电运行他们的基本原理是在不添置任何补偿设备的情况下，采用科学

10、措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因素提高。2-14 并联电容器的补偿的装设有几种？各有何特点？适用于什么场合？答：并联电容器的补偿的装设有一下几种：1、 高压集中补偿，指将高压电容器组集中装设在总降压变电所的610kV母线上。该补偿方式只能补偿总降压变电所的610kV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对无功功率在即也内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此补偿范围最小，经济效果较后两种补偿方式差。但由于装设集中，运行条件较好，维护管理方便，投资较少。且总降压变电所610kV母线停电机会少，因此电容器利用率高。这种方式在一些大中型企业中应用相当普遍。2、 低压

11、集中补偿，是指将低压电容器集中装设在车间变电所或建筑物变电所的低压母线上。该补偿方式只能补偿车间变电所或建筑物变电所低压母线前变电器和高压配电线路及电力系统的无功功率，对变电所低压母线后的设备则不起补偿作用。但其补偿范围比高压集中补偿要大，而且该补偿方式能使变压器的视在功率减小，从而使变压器的容量可选得较小，因此比较经济。这种低压电容器补偿屏一般可安装在低压配电室内，运行维护安全方便。该补偿方式在用户中应用相当普遍。3、 单独就地补偿（个别补偿或分散补偿），是指在个别功率因素较低的设备旁边装设补偿电容器组。该补偿方式能补偿安装部位以前的所有设备，因此补偿范围最大，效果最好。但投资较大，而且如果

12、被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切除，电容器的利用率较低。同时存在小容量电容器的单位价格、电容器易受到机械震动及其他环境条件影响等缺点。所以这种补偿方式适用于长期稳定运行，无功功率需要较大，或距电源较远，不便于实现其他补偿的场合。2-15 什么是尖峰电流？尖峰电流的计算有什么用处？答：尖峰电流是指单台或多台用电设备持续12秒的短时最大负荷电流。尖峰电流的计算可以提供选定用电设备的型号以及保护用电设备等。2-16 某车间380伏线路供电给下列设备：长期工作的设备有7.5kW的电动机2台，4kW的电动机3台，3kW的电动机10台；反复短时工作的设备有42kVA的电焊机1台(额定暂载率为60%

13、，=0.5)。试确定它们的设备容量。解： 对于长期工作制的设备，其设备容量就是它们的额定功率，所以长期工作设备的设备容量为：对于反复短时工作制的设备，其设备容量为：电焊机：吊车：所以，它们的总的设备容量为：2-17 已知有一汽车拖拉机厂每年生产拖拉机2400台，汽车1200辆，试用估算法求该厂的计算负荷。解：查询资料得知，生产拖拉机的单位产品耗电量为50008000kWh，这里估算取6500kWh/台；生产汽车的单位产品耗电量为15002500kWh，这里估算取2000kWh/辆。年最大负荷利用小时数取4960h。2-18 某厂金工车间的生产面积为60m×32m,试用估算法估算该车间

14、的平均负荷。解：查表可知负荷密度指标答：用估算法估算该车间的平均负荷为192 kW2-19 某工厂35/6kV总降压变电所，分别供电给14号车间变电所及6台冷却水泵用的高压电动机。14号车间变电所的计算负荷分别为：Pc1=840kW，Qc1=680kvar；Pc2=920 kw，Qc2=750 kvar；Pc3=850 kw，Qc3=700 kvar； Pc4=900 kw，Qc4=720 kvar。高压电动机每台容量为300 kW，试计算该总降压变电所总的计算负荷（忽略线损）。 高压侧高压侧答：该总降压变电所高压侧总的计算负荷Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar ，S

15、e1=5971.25，Ice1= 2-20 某车间采用一台10/0.4kV变压器供电，低压负荷有生产用通风机5台共60kW，点焊机（=65%）3台共10.5kW，有连锁的连续运输机械8台共40kW，5.1kW的行车（=15%）2台。试确定该车间变电所低压侧的计算负荷。解：通风机点焊机有连锁的连续运输机械行车同时系数取车间计算负荷为：2-21 某车间设有小批量生产冷加工机床电动机40台，总容量152kW，其中较大容量的电动机有10kW 1台、7kW 2台、4.5kW 5台、2.8kW 10台；卫生用通风机6台共6kW。试分别用需要系数法和二项式法求车间的计算负荷。解：需要系数法：查表A-1可得：

16、 冷加工机床： 通风机组： 车间的计算负荷: 二项式法: 查表A-1可得：冷加工机床:通风机组:因为n=62x2 ,取x2显然在二组设备中 第一组附加负荷(cPx)1最大故总计算负荷为：2-22 某220/380V三相四线制线路上接有下列负荷：220V 3kW电热箱2台接于A相，6kW1台接于B相，4.5kW 1台接于C相；380V 20kW（=65%）单头手动弧焊机1台接于AB相，6kW（=10%）3台接于BC相，10.5kW（=50%）2台接于CA相。试求该线路的计算负荷。解：（1）电热箱的各相计算负荷查表A-1得，因此各相的有功计算负荷为：A相 B相 C相 （2）单头手动弧焊机的各相计算

17、负荷查表A-1得，；查表2-4得，时，则将各相换算成的设备容量，即：各相的设备容量为A相 B相 C相 各相的计算负荷为A相 B相 C相 （3）各相总的计算负荷为（设同时系数为0.95）A相 B相 C相 （4）总的等效三相计算负荷因为A相的有功计算负最大，所以，则2-23 某厂机械工车间变电所供电电压10kV，低压侧负荷拥有金属切削机床容量共920kW，通风机容量共56kW，起重机容量共76kW（=15%）,照明负荷容量42kW（白炽灯），线路额定电压380V。试求：（1）该车间变电所高压侧（10kV）的计算负荷（2）若车间变电所低压侧进行自动补偿，功率因数补偿到0.95，应装BW0.4-28-

18、3型电容器多少台？（3）补偿后车间高压侧的计算负荷，计算视在功率减小多少？解：（1）查表A-1小批量金属切削机床：通风机： 起重机： 照明： 总的计算负荷为（设同时系数为0.95）变压器的功率损耗为变电所高压侧总的计算负荷为变电所高压侧的功率因数为（2）实际补偿容量为280kvar（3）变电所低压侧视在计算负荷为变电所高压侧总的计算负荷为变电所高压侧的功率因数为2-24 某厂10kV母线上的有功计算负荷为320kW，平均功率因数为0.67。如果要使平均功率因数提高到0.9，在10kV母线上固定补偿，则需要装设BW型并联电容器的总容量是多少？并选择电容器的型号和个数。解：考虑到三相均衡分配，每相装设5个，此时并联电容器的实际补偿容量为150kvar。选择BW-10.5-10-1型电容器15个。2-25 某工具厂全年消耗的电能Wa为2500万度，Wr为2100万度，供电电压为10kV。其平均有功功率和平均功率因数是多少？欲将功率因数提高到0.9，需装设BWF10.5-30-1并