工厂供电刘介才第五版课后习题答案(可编辑修改word版)

1、工厂供电刘介才第五版课后习题答案（ 可编辑修改 word 版 ）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。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% ，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，于是：因为 U T 2 N = 220 / 38.5 kV所以 UWL1 =UT 2 N1= 220 kV; UWL 2UT 2 N 2 (1+10%) =38.5= 35 kV 1.1同理： U T1N1=U GN=10.5 kV;

2、 U T1N2=(1+10%)UWL1=1.1?220 = 242kVUT 1N=10.5 / 242 kV 。1- 2 试确定图 1-24 所示供电系统中发电机和各变压器的额 定电压？6KV 电 XX220V/380V 电 XX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： U GN=(1+5%)?10 =10.5

3、kV；变压器 T1 的额定电压： U T 1N1 =U GN = 10.5 kV； U T1N 2 =(1+10%)? 35 = 38.5 kV；UT 1N= 10.5 / 38.5 kV ；变压器 T2 的额定电压：UT 2 N = 35 / 6.3 kV ；UT 2 N1= 35 k V ；U T2N2=(1+ 5%)? 6 = 6.3 kV变压器 T3 的额定电压： U T 3N1 = 10 kV UT 3N = 10 / 0.4 kVU T3N2=(1+ 5%)? 380V = 0.4 kVT1 T235KVG T3 10KV320 3 ? 0.3856 3 ? 0.38 347.8

4、3 ? 0.38 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 P 30 、Q 30 、 S 30 和 I 30 。解：（ 1 ）金属切削机床组的计算负荷： 查附录表 1： K d = 0.2 ， cos = 0.5 ， tn = 1.73 则P 30(1) = 0.2 ? 800 = 160kW Q 30(1) = P 30(1) tn= 160 ?1.73 = 276.8kVrS 30(1) =I= P 30(1)cos S 30(1) = 160 = 320kV 0.5= =

5、486.230(1)(2)通风机组的计算负荷：查附录表 1： K d = 0.8 ， cos= 0.8 ， tn = 0.75 则P 30(2) = 0.8? 56 = 44.8kW Q 30(2) = P 30(2) tn= 44.8? 0.75 = 33.6kVrS 30(2) =I= P 30(2)cos S 30(2) = 44.8= 56kV 0.8 = = 85.1 30(2) 取同时系数 KEP = 0.9 , K EQ = 0.95，于是车间的总计算负荷为:P 30 = K EP ?(P 30(1) + P 30(2) ) = 0.9 ?(160 + 44.8)= 184.3k

6、W Q 30 = KEQ?(Q 30(1) + Q 30(2) ) = 0.95?(276.8 + 33.6) = 294.9kVrS 30 =I = S 30 = = = 528.4= 347.8kV303U N 3U NP 2 + Q 230 30 184.32 + 294.92 3U N34 3 ? 0.38 41.8 3 ? 0.38 各个参数如下表: 设备 名称 设备容量 P e /kW 需要系数 K dcos tn计算负荷P 30/kWQ 30/kv rS 30/kVI 30 / 切 削机床8000.20.51.73160276.8320486.2 通 风 机 560.80.80.

7、7544.8 33.6 56 85.1 车间K EP = 0.9, K HQ = 0.95184.3294.9347.8528.42- 3 有一 380V 三相线路，供电给 35 XX 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 XX ，4kW 3 XX ，3kW 12 XX 。试分别用需要系数法和二项式法 确定其计算负荷 P 30 、 Q 30 、 S 30 和 I 30 。解： 1、采纳需要系数法查附录表 1： K d = 0.2 ， cos= 0.5 ， tn = 1.73 则P 30 = 0.8? 85 = 17kWQ 30 = P 30

8、 tn = 17 ?1.73 = 29.4kVrS 30 P 30 cos = 170.5= 34kVI 30 =S 30 = = 51.72、采纳二项式法查附录表 1 ： b = 0.14 ， c = 0.4 ， x = 5 ， cos= 0.5 ， tn = 1.73 则（1）x XX 最大容量的设备容量为P x = P 5 = 7.5?1+ 4 ? 3 + 3?1 = 22.5kW有功计算负荷为： P 30 = bP e + cP x = 0.14 ? 85 + 0.4 ?22.5 = 11.9 + 9 = 20.9kW； 无功计算负荷为： Q 30 = P 30tn= 20.9 ?1.

9、73 = 36.2kVr；视在计算负荷为： S 30 = P 30cos = 20.9= 41.8kV ； 0.5计算电流为： I 30 = S 30 = = 63.5两种方法的计算结果如下表：3U N3U N4202 + 3502568.7 3 ? 0.38 ? ? 计算方法 计算系数 cos tn计算负荷K d 或 b/cP 30/kWQ 30/kv rS 30/kVI 30 /需要系 数法 0.2 0.5 1.73 17 29.4 34 51.7二项 式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52- 6 某厂变电所装有一 XX 630kV 变压器，其二次侧 (380

10、V) 的有功计算负荷为 420kW ，无功计算负荷为 350kvr 。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： S 30(2) = = = 546.7kV则变压器有功损耗损耗：？P T0.01S 30 = 0.01? 546.75.5kW ;变压器无功损耗损耗：？Q T0.05S 30 = 0.05? 546.727.3kVr ;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：P 30(1) = P 30(2) + ?P T = 420 + 5.5

11、= 425.5kW ; Q30(1) = Q 30(2) + ?Q T = 350 + 27.3 = 377.3kVrS 30(1) =I = S 30(1) = = = 32.8= 568.7kV30(1)P 30(1) 425.5功率因数为： cos 1 = S 30(1) = 0.75 0.9 ，不满足要求，故需要进行无功补偿。 568.7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 = 0.92 ，此时二次侧的功率因数为 cos = P 30(2) =420= 0.77 。(2)则补偿的无功功率为：(2)S 30(2)

12、546.7Q C = P 30(2) ?tn (2) - tn (2) ? = 420 ?tn rc cos 0.77 -tn rc cos 0.92170kVr 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P 2

13、 30(2) 30(2) + Q 2 P 2 30(1) 30(1) + Q 2 425.52 + 377.323U NP 2+ Q 2 30 30的功率因数为 cos = 0.9 ，于是有：Q C = P 30 tn- tn = 2400 ?tn rc cos 0.65 - tn rc cos 0.9=2400 ?(1.17 - 0.48)1656kVrn =Q C1656 = 55.2 ，为了三相平衡，取 n = 5730（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： Q 30 = P 30 tn = 2400 ?1.17 = 2808kVr并联 56 个电容器以后，补偿

14、的无功功率为： = 57 ? 30 = 1710kVr补偿后的无功计算负荷为： Q 30 = Q 30 - Q C = 2808 -1710 = 1098kVr 则补偿后的视在计算负荷为： S 30 = = = 2639kV 补偿以后的功率因数为： cos =P 30S 30 =2400=0.9090.91 满足要求2639（ 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： S 30 =P 30cos = 2400= 3692kV 0.65补偿前后的视在计算负荷差值为： ?S 30 = S 30 - S 30 = 3692 - 2652 = 1040kV 24002 +1098

15、210.5kV3 ? 0.69 Q k k -1sh k -1c 1 k -11 0.37 Q2 0.32 Qk-1第三章3- 1 有一地区变电站通过一条长 4km 的 10kV 电缆线路 供电给某厂装有两 XX 并列运行的 S9- 800 型( Yyn0 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 300MV。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 I (3) 、I (3) 、 I (3) 、i (3) 、 I (3) 和短路容量 S (3) ，并列出 短路计算表。ooshshk解：根据题意得计算电流如下所示：S9-800 k-1(

16、 Yyn0 )k-2G 电缆线 l = 4km10kVS9-800( Yyn0 )380V(U c 1= 10.5 kv )1) 电力系统的电抗：1、求 k-1 点的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U 2 (10.5kV )2有题意可知， S = 300MV 则 X=c 1 = = 0.367 Q 0.37 Qoc1S oc 300MV2) 电缆线路的电抗：由表 3-1 查得X 0=0.08 Q/km,因此 X2 = X 01 = 0.08( Q / km ) ? 4km = 0.32 Q 3)绘 k-1 点短路的等效电路如下图所示，然后计算电路的总电抗：X D

17、k -1) = X 1 + X 2 = 0.37 Q+ 0.32 Q = 0.69 Q (2). 计算三相短路电流和短路容量1) k-1 三相短路电流周期重量有效值： I (3) = U c 1 = = 8.79kI (3) = I (3)2) . 三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：= I (3) = 8.79kOOk -1 i (3)= 2.55I (3) = 2.55? 8.79k = 22.41k3) . 三相短路冲击电流及其有效值：shI (3)= 1.51I (3) = 1.51? 8.79k = 13.27k4) . 三相短路容量： S (3) =3U I (3)=3 ?10.5

18、kV ? 8.79k = 159.85MV3X 爼k -1)0.4kV3 ? 5.48?10-3Q?Q += ? k -2 sh S oc? N -32. 求 k-2 点的短路电流和短路容量( U c2= 0.4kV) (1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗U 2 (0.4kV )2 1). 电力系统的电抗： X =c 2= = 5.3?10-4 Q1300MV? U ?20.4kV ?22).电缆线路的电抗：X = X I c 2 ? = 0.08( Q / km ) ?4km ? = 4.64 ?10-4 Q 2 0 U c 1 ? 10.5kV ? 3). 电力变压器的电抗：由附录表

19、5 查得 U k =4.5，因此U %U 2 4.5 (0.4kV )2X = X k c 2=? = 9 ?10-6 k Q = 9 ?10-3 Q 3 4 100S 100 800kV4) 绘 k-2 点短路的等效电路如下图所示125.3?10-4 Q 4.64 ?10-4 Q3k-29 ?10-3 Q计算其总电抗：4 9 ?10-3 Q= X + X + X / / X = X + X +X 3 X 4 爼k -2)123412X 3 + X 4=5.3?10-4 Q + 4.64 ?10-4 9 ?10-3 Q 5.48 10 Q 2(2) 计算三相短路电流和短路容量1) 三相短路电流

20、周期重量有效值： I (3) =U c 2= = 42.14k2) 三相短路次暂态电流和稳态电流： I (3) = I (3) = I (3)= 42.14kOOk -2i (3)= 1.84I (3) = 1.84 ? 42.14k = 77.54k3) 三相短路冲击电流及其有效值：shI (3)= 1.09I (3) = 1.09 ? 42.14k = 45.93k4)三相短路容量： S (3) = 3U I (3) =3 ? 0.4kV ? 42.14k = 25.2MVk -2c 2 k -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：短路计算点 三相短路电流 / k

21、三相短路容量 / MV I(3)kI (3)I( 3)i sh( 3)I sh( 3)Sk k-1 8.79 8.79 8.79 22.41 13.27 159.85 k-242.1442.1442.1477.5445.9325.23X 邛-2)100MV 3 ?10.5kV 100MV 3 ? 0.4kV 1 2k -1 sh c 1N 3-2 使用标幺值法重做题 3-2 。 解：( 1 )确定基准值：S d = 100MV ,U d 1 = U c 1 = 10.5kV ,U d 2 = U c 2 = 0.4kVS (3) = 3U I (3)= 3U I dS d k c k cX*

22、X *I d 1 =I d 2 =刀= = 5.50k= = 144k(2) 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1) 电力系统的电抗标幺值 : X * =S d S oc = 100MV = 0.33 300MV2) 电缆线路的电抗标幺值：由表3-1查得，X 0 = 0.08 Q / kmX * = X lS d=0.08( Q / km ) ? 4km ?100MV2 (10.5kV )2= 0.293) 电力变压器的电抗标幺值： 查附录表 5 得 U k % = 4.5U %S 4.5?100 ?103 kV X = X = k d = = 5.625 3 4 100S 100 ? 800kV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 。1 0.332 0.29 k-13 5.625k-24 5.625(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