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文档简介
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。T的轴V.-ISMtAV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Ut2n=220/38.5kV所以Uwl1=Ut2N1=220kV;Uwl2=.=35kV110%1.1同理:Ut1N1=Ugn=10.5kV;UT1N2=(1+10%1UWL1=1.1X220=242kV,Ut1n=10.5/242kV。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
2、电压?T1810KVT36KV电网皿220V/380V电网图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:UgN=15%10=10.5kV;变压器Ti的额定电压:Uni=Ugn=10.5kV;“小2=(1+10%¥35=38.5双;Ut1N=10.5/38.5kV;变压器T2的额定电压:UT2Ni=35kV;UT2n2=(1+5%)父6=6
3、.3kV;UT2N=35/6.3kV;变压器T3的额定电压:UT3N1=10kV;UT3N2=(1+5%产380V=0.4kV;Ut3n=10/0.4kV;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P30、Q30、S30和I30。解:(1)金属切削机床组的计算负荷:查附录表1:Kd=0.2,cos甲=0.5,tan邛=1.73则P301=0.2800=160kW301Q301=R01tan:=1601.73=276.8kVarP3。1160=320kVAcos0.5.30.38I二130
4、1320-486.2A(2)通风机组的计算负荷:查附录表1:Kd=0.8,cos中=0.8,tan中=0.75则0.856=44.8kWQ302=P3o2tan=44.80.75=33.6kVarPS-30-42cos44.80.8二56kVAS3025630f)>/3UN6M0.38=85.1A取同时系数KgP=0.9,Kq=0.95,于是车间的总计算负荷为:a二K,PP301P302=0.916044.8=184.3kWQ30=KvqQ301Q302;)=0.95276.833.6)=294.9kVarS30属Q;0=.184.32294.92=347.8kVA二S30二347.83
5、03Un30.38=528.4A各个参数如下表:设备名称设备容量Pe/kW需要系数Kdcos中tan中计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A切削机床8000.20.51.73160276.8320486.2通风机560.80.80.7544.833.65685.1车间KgP=0.9,5=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7.5kW1台,4kW3台,3kW12台。试分别用需要系数法和项式法确定其计算负荷P30、Q30、&0和I30。解:1、采用需
6、要系数法查附录表1:Kd=0.2,cos中=0.5,tan中=1.73则P30=0.885=17kWQ30=P3otan=171.73=29.4kVarP3017S30=;1T34kVA30S3034.3U=51.7A0.382、采用二项式法查附录表1:b=0.14,c=0.4,x=5,cos*=0.5,tan*=1.73则(1)x台最大容量的设备容量为R=P5=7.514331=22.5kW有功计算负荷为:P30=bRcPX=0.14850.422.5=11.99=20.9kW;无功计算负荷为:Q30=P3otanq:=20.91.73=36.2kVar;P20.9视在计算负何为:S30=4
7、1.8kVA;cos,0.5计算电流为:_S30一3Un41.8、30.38=63.5A两种方法的计算结果如下表:计算方法计算系数cos4tan平计算负荷心或b/cP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A正所玄rru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
8、到要求?解:补偿前的视在方t算负荷:&0(2)=JP%)+Q30(2)=、4202+3502=546.7kVA则变压器有功损耗损耗:PT:0.01S30=0.01546.7:5.5kW;变压器无功损耗损耗:;:QT0.05S3O=0.05546.7:27.3kVar;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:R01=L毋=4205.5=425.5kW;Q301=Q302Qt=35027.3=377.3kVar&01=P301Q;01=425.52377.32=568.7kVAI_S301_568.7_328Al301-.3Un-.30.38一38A.P301425
9、.5功率因数为:cos%=一=0.75<0.9,不满足要求,故需要进行无功补偿。S301568.7为使一次侧达到cos中达到0.9,则二次侧的cosW)要达到0.92,于是取cos邛晨=0.92此时二次侧的功率因数为cos.2.=-30=20-=0.77。则补偿的无功功率为:Qc-tan:2IS302546.7=420>Itanarccos0.77-tanarccos0.92I:170kVar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
10、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=P301tan-tan1=24001tanarccos0.65-tanarccos0.91=2400(1.17-0.48)1656kVarQC1656n=55.2,为了三相平衡,取n=57qc30(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=P3otan=24001.17=2808kVar并联56个电容器以后,补偿的无功功率
11、为:QC=5730=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:S。P_Q0=2400L10982=2639kVAP2400补偿以后的功率因数为:cos中“=0.909之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:S30=-P30-=空0=3692kVAcos:0.65补偿前后的视在计算负荷差值为:/Go=S30-S30=3692-2652=1040kVA第三章3-1有一地区变电站通过一条长4km的10kV电缆线路供电给某厂装有两台并列运行的S9-800型(Yyn0联结
12、)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1厂变电所10kV高压母线上和380V低压母线上的短路电流lk3)、/、I£、粗、I祟和短路容量S13),并列出短路计算表。解:根据题意得计算电流如下所示:S9-8004k-1(Yyn0)4k-2S9-80010kV(Yyn0)380V1、求k-1点的三相短路电流和短路容量(Uc1=10.5kv)(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:.U(10.5kV)2有题意可知,Soc=300MVA则X1=1=-=0.367。之0.37建Soc300MVA2)电缆线路的电抗:由表3-1查得X0=
13、0.08Q/km,因此X2=X0l=0.08(。/km)父4km=0.32。3)绘k-1点短路的等效电路如下图所示,120.371.10.321.1k-1然后计算电路的总电抗:X0k)=Xi,X2-0.371.10.32。-0.691.1(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:I21=丁*一=;0.5kV=8.79kA3X5k书30.6912).三相短路次暂态电流和稳态电流有效值:I"(3)=I=Ik3)1=8.79kA,ish3).三相短路冲击电流及其有效值:如(3)Ish-2.55I=1.51I"(3)"(3)=2.558.79
14、kA=22.41kA=1.518.79kA=13.27kA=.310.5kV8.79kA=159.85MVL_A4).三相短路容量:Sk3L=3uc11k3)12.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1) .电力系统的电抗:X1'=U21Soc2(0.4kV)245.31011300MVA2) .电缆线路的电抗:X2=X0l2Uc2<Uc1)0.4kV=0.08(Q/km)父4km父Il10.5kV)=4.6410T.i3) .电力变压器的电抗:由附录表5查得Uk%=4.5,因此X3=X一一22Uk%Uc24.50.4kV上
15、当4K必910k-91011100Sn100800kVA4)绘k-2点短路的等效电路如下图所示5.310"4.6410"3_"391011k-2一4一910"计算其总电抗:XXX鬼k”)=Xi+X2+X3/X4=Xi+X2+X3X4910Tjo=5.310*4.64104=5.4810"(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:I出_Uc2_3XRk2)0.4kV35.4810"=42.14kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流:I"(3)=42.14kA3)三相短路冲击电流及其有效值:蝶=1.84l&q
16、uot;(3)=1.8442.14kA=77.54kA:)=1.09l"(3)=1.0942.14kA=45.93kA4)三相短路容量:Sk%=、3Uc21k3)2-J30.4kV42.14kA=25.2MVA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/kA三相短路容量/MVA(3)IkIw(3)I(3)IoOish(3)Ish(3)Skk-18.798.798.7922.4113.27159.85k-242.1442.1442.1477.5445.9325.23-2使用标幺值法重做题3-2。解:(1)确定基准值:取Sd=100MVA,Ud1=Uc
17、1=10.5kV,Ud2=Uc2=0.4kVSk3)=、.3UcIk3)=、,3Uc£=显XzX三Id1Sd100MVA.3Ud1.310.5kV=5.50kA1d2Sd100MVA、3Ud230.4kV二144kA(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;=Sd=100MVA=0.33Soc300MVA2)电缆线路的电抗标幺值:由表3-1查得,X0=0.08C/kmX2=X0l耳=0.08('1/km)4km100MVA2=0.29Uci(10.5kV)3)电力变压器的电抗标幺值:查附录表5得Uk%=4.5Uk%Sd100Sn4.5100103
18、kVA100800kVA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。10.3320.295.625(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全口=X:+X2=0.33+0.29=0.622)三相短路电流周期器分量有效值:O1d1J50kA=8.87kAX*q0.623)三相短路次暂态电流和稳态电流:I"=1普=lk3L=8.87kAiSh)=2.55l"=2.558.87kA=22.62kA4)三相短路冲击电流及其有效值:“3、13)-1.51I=1.518.87kA=13.39kA一一口Sd100MVA5)二相短路谷重:Sk=;=161.3MVAXg0.62(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1)总电抗标幺值:X2(K=X;X2X3/X4=0.330.29625=3.4322)三相短路电流周期分量有效值:lk32d=144kA=42kAX半二)3.43
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