《工厂供电(第3版)》刘介才(课后习题详细答案)

1、工厂供电第三版刘介才主编课后习题解答2014年8月优选第一章习题解答1-1试确立图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压？图1-25习题1-1的供电系统解：1.变压器的一次侧额定电压：应与发电机的额定电压同样，即为10.5。变压器1的二次侧额定电压应比线路1尾端变压器2的一次额定电压高10，即为242。所以变压器1的额定电压应为10.5242V。2.线路1的额定电压：应与变压器2的一次额定电压同样，即为220V。3.线路2的额定电压：应为35V，因为变压器2二次侧额定电压为38.5V，正好似35V高10。1-2试确立图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压

2、？图1-26习题1-2的供电系统解：1.发电机的额定电压应比6V线路额定电压高，所以发电机的额定电压应为6.3V。变压器1的额定电压：一次额定电压应与发电机的额定电压同样，所以其一次额定电压应为6V。1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10，所以其二次额定电压应为0.4V。所以变压器1的额定电压应为60.4V。变压器2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压同样，即其一次额定电压应为6.3V。2的二次额定电压应比110V电网电压高10，即其二次额定电压应为121V。所以变压器2的额定电压应为6.3121V。4.变压器3的额定电压：其一次额定电压应与110V线路的额定电压同样

3、，即其一次额定电压应为110V。3的二次额定电压应比10k电压高10，即其二次额定电压应为11V。所以变压器3的额定电压应为11011V。1-3某厂有若干车间变电所，互有低压联系线相连。此中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、5%三个电压分接头，现调在主接头“0”的地点（即U1N）运转。可是白日生产时，低压母线电压只有360V（额定电压为380V），而优选夜晚不生产时，低压母线电压又高达415V。试问此变电所低压母线日夜电压误差范围（%）为多少？宜采纳哪些改良举措？解：1.变电所低压母线日夜的电压误差范围：该变电所白日的电压误差按式（1-2）计算为：UUN360

4、V380V5.26%U%380V100%UN该变电所夜晚的电压误差按式（1-2）计算为：UUN415V380V9.21%U%100%UN380V所以该变电所日夜的电压误差范围为-5.26%-+9.21%。2.改良该变电所低压侧电压质量的举措：为了改良该变电所的电压质量，该变电所主变压器的主接头宜切换至“-5%”的地点运行，而夜晚则宜切除主变压器，投入低压联系线，由周边车间变电所供电。1-4某10kV电网，架空线路总长度40km，电缆线路总长度23km。试求次中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地电容道路，并判断此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地。解：1.该系统发生单相接地时的接地电容

5、电流：按式（1-7）计算为：UN(loh35lcab)10(403523)IC24.1A350350判断该系统中性点能否需要改变运转方式：因为IC30A，所以该系统不用改为中性点经消弧线圈接地的运转方式。第二章习题解答2-1已知某机修车间的金属切削机床组，拥有额定电压380V的三相电动机15kW1台，11kW3台，7.5kW8台,4kW15台,其他更小容量电动机容量共35kW。试分别用需要系数法和二项式法计算其P30、Q30、S30和I30。解：1.用需要系数法计算此机床组电动机的总容量为Pe15kW11kW37.5kW84kW1535kW203kW查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机

6、”项，得Kd0.160.2（取0.2）优选,cos0.5,tan1.73,所以可求得:1）有功计算负荷按式（2-10）得P30KdP300.2203kW40.6kW2）无功计算负荷按式（2-11）得Q30P30tan40.6kW1.7370.2kvar3）视在计算负荷按式（2-12）得S30P3040.6kWcos81.2kVA0.54）计算电流按式（2-13）得S3081.2kVAI30123.4A3UN30.38kV用二项式法计算由附录表1查得b0.14,c0.4,x5,cos0.5,tan1.73。而设施总容量为Pe203kW台最大容量的设施容量为PxP515kW111kW37.5kW1

7、55.5kW1）有功计算负荷按式（2-21）得P30bPecPx0.14203kW0.455.5kW50.6kW2）无功计算负荷按式（2-11）得Q30P30tan50.6kW1.7387.6kvar3）无功计算负荷按式（2-12）得P3050.6kWS30101.2kVAcos0.54）计算电流按式（2-13）得I30S30101.2kVA3UN153.8A30.38kV优选2-2某380V线路供电给1台132kWY型电动机，其效率91%，功率因数cos0.9。试求该线路的计算负荷P30、Q30、S30和I30。解：此台电动机功率为Pe132KW，因为是单台设施，所以，P30Pe/132/0

8、.91145kwQ30P30tan145tan(arccos0.9)70.2kvarS30P30/cos145/0.9161kV.AI30S30/(30.38kV)161KVA/30.38kV)245A2-3某机械加工车间的380V线路上，接有流水作业的金属切削机床组电动机30台共85kW(此中较大容量电动机有11kW1台，7.5kW3台，4kW6台，其他为更小容量电动机)。其他有通风机3台，共5kW；电葫芦1个，3kW（40%）。试分别按需要系数法和二项式法确立各组的计算负荷及总的计算负荷P30、Q30、S30和I30。解：1.用需要系数法计算1）金属切削机床组：查附录表1，取Kd0.25,

9、cos0.5,tan1.73，已知Pe85kW所以P30(1)de0.2585kW21.3kWKPQ30(1)P30tan21.3kW1.7336.8kvarS30P30/cos21.6/0.942.6kV.AI30(1)S30/(30.38kV)42.6KVA/30.38kV)64.7A2）通风机组：查附录表1，取Kd0.8,cos0.8,tan0.75，所以P30(2)KdPe0.85kW4kWQ30(2)P30tan4kW0.753kvarS30(2)P30/cos4/0.85kV.AI30(2)S30/(30.38kV)5KVA/30.38kV)7.6A优选3）电葫芦组：查附录表1，取

10、Kd0.15,cos0.5,tan1.73，40%，因此P30(3)KPe0.40.153kW0.4/0.250.57kWdQ30(3)P30tan0.571.730.98kvarS30(3)P30/cos0.57/0.51.14kV.AI30(3)S30/(30.38kV)1.14KVA/30.38kV)1.73A所以380V线路上的总计算负荷为（取Kp0.95,Kq0.97）P300.95(21.340.57)kW0.9525.87kW24.6kWQ300.97(36.930.98)kvar0.9740.88kvar39.6kvarS3024.6239.62kVA45.9kVAI3045.

11、9kVA69.7A30.38kV2.用二项式法计算先求各组的bPe和cPx1）金属切削机床组：查附录表1，取b0.14,c0.5,x5,cos0.5,tan1.73,所以bPe(1)0.1485kW11.9kWcPx(1)0.5(11kW17.5kW34kW1)18.75kWP30(1)bPe(1)cPx(1)(11.918.75)kW30.7kWQ30(1)P30tan30.7kW1.7353.1kvarS30(1)P30/cos30.7/0.561.4kV.AI30(1)S30/(30.38kV)61.4KVA/30.38kV)93.5A2）通风机组：查附录表1，取b0.65,c0.25,

12、cos0.8,tan0.75，故bPe(2)0.655kW3.25kWcPx(2)0.255kW1.25kW优选P30(2)bPe(2)cPx(2)(3.251.25)kW4.5kWQ30(2)P30tan4.5kW0.753.38kvarS30(2)P30/cos4.5/0.85.63kV.AI30(2)S30/(30.38kV)5.63KVA/30.38kV)8.55A3）电葫芦组：查附录表1，取b0.06,c0.2,cos0.5,tan1.73，故bPe(3)0.063kW0.18kWcPx(3)0.20.30.6kvarP30(3)bPe(3)cPx(3)(0.180.6)kW0.78

13、kW折算到25%时的P30(3)P30(3)400.5740P30(3)0.985kW2525Q30(3)P30tan0.98kW1.731.70kvarS30(3)P30/cos0.985/0.51.97kV.AI30(3)S30/(30.38kV)1.97KVA/30.38kV)2.9A以上各组设施中，附带负荷以cPx(1)为最大，所以总计算负荷为P30(bPe)i(cPe)max(11.93.250.18)kW18.75kW34.2kWQ30(bPetan)i(cPx)maxtanmax(11.91.733.250.750.61.73)kvar18.751.73kvar55.9kvarS

14、3034.2255.92kVA65.5kVA65.5kVAI3099.5A30.38kV优选1.需要系数法计算结果列成电力负荷计算表。序设施名称台设施容需要costan计算负荷号数量系数Pe/KWQ30/kvaS30/(kVA)I30/APe/KWKd1机床组30850.250.51.7321.336.842.664.72通风机350.80.80.754357.63电葫芦13（=40%）0.250.51.730.570.981.141.733.75（=25%）（=40%）4总计340.5425.940.85取K=0.9524.638.845.969.72.二项式法计算结果列成电力负荷计算表。序

15、设施名称台数设施容量二项式costan计算负荷号n或PePx系数b/cPeQ30S30I3n/x/KW/KW/KW/kva/(kVA)0/A1机床组30/58537.50.14/0.50.51.7330.753.161.493.52通风机350.56/0.250.80.754.53.385.638.553电葫芦13（=40%）0.51.730.9851.701.972.993.750.2（=40%）（=25%）4总计340.5434.255.965.599.52-4现有9台220V单相电阻炉，此中4台4kW，3台1.5kW,2台2kW。试合理分派上列各电阻炉于220/380V的TN-C线路上，

16、并计算其计算负荷P、QI30。3030、S30和解：单相电阻炉按其容量尽可能三个相平衡分派，所以4台4kW的可将3台分别接于A相，B相和C相，另一台接于A相，3台1.5kW的可接于B相，2台2kW的可接于C相。三个相负荷基本平衡，等效三相计算负荷按容量最大的B相负荷的3倍计算。查附表1得Kd0.77,cos1,tan0,所以P303KdPe30.774.5kW10.4kWQ300S30P3010.4kW10.4kVAcos1I30S3010.4kVA16A3UN30.38kV优选2-5某220/380V线路上，接好像表2-5所列的用电设施。试确立该线路的计算负荷P30、Q、S30和I30。30

17、表2-5习题2-5的负荷资料设施名称380V单头手动弧焊机220V电热箱接入相序ABBCCAABC设施台数112211单台设施21kVA17kVA10.3kVA3kW6kW4.5kW容量(=65%)(=100%)(=50%)解：1.弧焊机各相的计算负荷1）将接于AB相间的1台21kVA（65%）换算成100%时的有功容量（kW）。由附录表1查得其cos0.35，所以按式（2-15）可得其有功容量为：PAB21kVA0.350.655.88kW2）将接于BC相间的1台17kVA（100%）换算成同样的有功容量（kW）。其cos0.35，所以其有功容量为：PBC17kVA0.355.95kW3）将

18、接于CA相间的2台10.3kVA(50%)换算成100%时的有功容量(kW)。其cos0.35，所以其有功容量为：PCA210.3kVA0.350.55.16kW4）弧焊机换算至各相的有功和无功容量：由表2-3查得cos0.35时的功率换算系数pABApBCBpCAC1.27，IN,FEI3022A0.27qABAqBCBqCAC1.05,qABBqBCCqCAA1.63所以由式(2-29)式(2-34)可得各相的有功和无功容量为:A相PA1.275.88kW0.275.16kW6.08kWQA1.055.88kvar1.635.16kvar14.58kvarB相PB1.275.95kW0.2

19、75.88kW5.97kWQB1.055.95kvar1.635.88kvar15.83kvarC相PC1.275.16kW0.275.95kW4.95kW优选QC1.055.16kvar1.635.95kvar15.12kvar5）弧焊机各相的有功和无功计算负荷:查附录表1得其Kd0.35，所以各相的有功和无功计算负荷为：A相P30.A(1)0.356.08kW2.13kWQ30.A(1)0.3514.58kvar5.10kvarB相P30.B(1)0.355.97kW2.09kWQ30.B(1)0.3515.83kvar5.54kvarC相P30.C(1)0.354.95kW1.73kWQ

20、30.C(1)0.3515.12kvar5.29kvar2.电热箱各相的计算负荷1）A相电热箱的有功和无功计算负荷：查附录表1得Kd0.7,cos1,tan0,所以P30.A(2)0.723kW4.2kWQ30.A(2)02）B相电热箱的有功和无功计算负荷：P30.B(2)0.76kW4.2kWQ30.B(2)03）C相电热箱的有功和无功计算负荷：P30.C(2)0.74.5kW3.15kWQ30.C(2)03.线路上总的计算负荷1）各相总的有功和无功计算负荷：A相P30.AP30.A(1)P30.A(2)2.13kW4.2kW6.33kWQ30.AQ30.A(1)Q30.A(2)5.10kv

21、ar05.10kvarB相P30.BP30.B(1)P30.B(2)2.09kW4.2kW6.29kWQ30.BQ30.B(1)Q30.B(2)5.54kvar05.54kvar优选C相P30.CP30.C(1)P30.C(2)1.73kW3.15kW4.88kWQ30.CQ30.C(1)Q30.C(2)5.29kvar05.29kvar2）总的等效三相计算负荷：由以上计算结果看出，A相的有功计算负荷最大，所以取A相来计算总的等效三相计算负荷：P303P30.A36.33kW19kWQ303Q30.A35.10kvar15.3kvarS3019215.32kVA24.5kVAI3024.510

22、00VA37.2A3380V2-6有一条长2km的10kV高压线路供电给两台并列运转的电力变压器。高压线路采纳LJ-70铝绞线，等距水平架设，线距1m。两台变压器均为S9-800/10型，Dyn11联系，总的计算负荷为900kW，cos0.86,Tmax=4500h。试分别计算此高压线路和电力变压器的功率耗费和年电能耗费。解：1.高压线路的功率耗费和年电能耗费计算1）LJ-70铝绞线的电阻及其有功功率耗费：查附录表3得R00.48/km。所以总电阻R0.48(/km)2km0.96。线路计算电流为I30900kW60.4A310kV0.86所以该线路的有功功率耗费按式（2-36）为：P360.

23、420.96103kW10.5kWWL2）LJ-70铝绞线的电抗及其无功功率耗费：因为线路为等距水平架设，线距a1m，故其线间几何均距aav1.26a1.26m。查附录表12得X00.36/km。线路总电抗X0.36(/km)2km0.72。所以线路的无功功率耗费按式（2-36）为：QWL360.420.72103kvar7.88kvar3）高压线路的年电能耗费计算优选由Tmax4500h和cos0.86查图2-11得3000h。所以按式（2-47）可得线路的年电能耗费为：Wa.WL360.420.963000103kWh=31.5103kWh2.变压器的功率耗费和年电能耗费计算1）变压器的有

24、功功率耗费:按式(2-45)近似计算,此中S30P30/cos900kW/0.861047kVA,故PT0.01S300.011047kVA10.5kW2）变压器的无功功率耗费:按式(2-46)近似计算可得QT0.05S300.051047kVA52.5kvar3）变压器的年电能耗费计算:整年的铁损按式(2-50)计算,查附录表8得PFe1.4kW，所以Wa(1)1.4kW8760h12264kWh整年的铜损按式(2-51)计算,查附录表8得Cu7.5kW,而PS30P30/cos900kW/0.861046.5kVA,3000h，所以Wa(2)27.5kW(1046.5)23000h1936

25、0kWh2800由此可得变压器的年电能耗费按式(2-52)计算为:WaWa(1)Wa(2)12264kWh19260kWh31524kWh31.5103kWh2-7某降压变电所装有一台Yyn0联系的S9-1000/10型电力变压器，其二次侧（380V）的有功计算负号为720kW，无功计算负荷为580kvar。试求此变电所一次侧的计算负荷及其功率因数。假如功率因数未达到0.90，问此变电所低压母线上需装设多少容量的并联电容器才能知足要求？注：变压器功率耗费按式（2-40）和式（2-44）计算。解：1.变电所一次侧的计算负荷和功率因数1）变电所变压器的视在计算负荷和变压器功率耗费:变压器二次侧的视

26、在计算负荷为S30.272025802kVA924.5kVA变压器的负荷率为：S30SN924.5kVA/1000kVA0.925查附录表1的变压器的P017003w,Pk10300w,I00.7%,UK4.5%按式(2-40)得优选PTP0Pk21700W103000.9252W10513W10.5kW按式(2-44)得QTSNI0%Uk%21000kVA0.74.50.925245.5kvar1001001001002）变电所一次侧的计算负荷:P30.1720kW10.5kW730.5kWQ30.1580kvar45.5kvar625.5kvar3）变电所一次侧的功率因数:因tanQ30.

27、1625.5kvar10.856P30.1730.5kW所以cos0.762.按一次侧cos1提升到0.90，二次侧cos2提升到0.92低压侧需装设的并联电容器容量计算1）现低压侧的功率因数:因tan2所以cos2580kvarkW0.780.812）按cos2提升到0.92计算,低压侧需装设的并联电容器容量：按式(2-48)计算为QCP30.2(tan2tan2,)720kW(0.8030.426)270kvar2-8某厂的有功计算负荷为4600kW,功率因数为0.75。现拟在该厂高压配电所10kV母线上装设BWF10.5-40-1型并联电容器，使功率因数提升到0.90，问需装设多少个？装

28、设电容器此后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设电容器时的视在计算负荷减少了多少？解：1.需装设的电容器容量和个数cos0.75时,tan0.882;cos0.9时,tan0.484。2-59）所以按式（得电容器容量为：QCP30(tantan,)4600kW(0.8820.484)1830kvar需装BWF10.5-30-1型电容器个数为:n1830/40452.无功补偿后减少的视在计算负荷无功补偿后的视在计算负荷为:S30,P30/cos,4600kW/0.95111kVA优选而补偿前的视在计算负荷为:S30P30/cos4600kW/0.756133.3kVA所以补偿后减少的计算负荷为:

29、S30S30S30,6133.3kVA5111kVA1022.3kVA2-9某车间有一条380V线路，供电给表2-6所列5台沟通电动机。试计算该线路的计算电流和尖峰电流。（提示：计算电流在此可近似地按下式计算：I30KIN，式中K建议取0.9。）表2-6习题2-9的负荷资料参数电动机M1M2M3M4M5额定电流/A6.12032.410.230启动电流/A3414022766.3165解：取K0.9，所以该线路的计算电流为I30KIN0.9(10.232.4306.120)88.8A由上表能够看出，M3的IstIN227A32.4A194.6A为最大，所以该线路的尖峰电流为：Ipk0.910.

30、2306.120A227A286.7A第三章习题解答3-1有一地域变电站经过一条长7km的10kV架空线路供电给某工厂变电所，该变电所装有两台并列运转的Yyn0联系的S9-1000型变压器。已知地域变电站出口断路器为SN10-I0型。试用欧姆法计算该工厂变电所10kV母线和380V母线的短路电流Ik(3)、(3)、（3）(3)(3)(3)II、ish、Ish及短路容量Sk，并列出短路计算表。解：优选1.计算k-1点处的短路电流和短路容量（Uc1=10.5kV）1)计算k-1短路电路中各元件的电抗及总电抗UC1210.5kV2电力系统的电抗：X10.37300MVA架空线路电抗：X2=X0l=0

31、.35(/km)7km=2.45绘k-1点短路的等效电路以下，计算其总阻抗为：XX1X20.372.452.82k-12）计算k-1点短路电流和短路容量短路电流周期重量有效值：IK3UC110.5kV12.15kA3X(K1)32.82短路次暂态电流和稳态电流：I(3)I(3)IK1(3)2.15kA冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：3(3)2.552.15kA5.48kAish2.55I31.51I(3)1.512.15kA3.82kAIsh短路容量：SK1(3)3UC1IK1(3)310.5kV2.15kA39.3MVA2）计算k-2点的短路电流和短路容量（Uc1=0.4kV）1)计算

32、短路电路中各元件的电抗及总电抗UC120.4kV2104电力系统的电抗：X1S300MV5.33A优选架空线路电抗：X2=X0lUU20.42C2=0.35(/km)7km=35.4104C110.5UK%UC220.42电力变压器的电抗：X34.5103X4SN1007.21001000绘k-2点短路的等效电路以下：计算其总阻抗为：X(K2)X1X2X3/X45.3310435.41047.2103276.731042）计算短路电流和短路容量短路电流周期重量有效值：3UC10.4kV30.1kAIK23X376.73104(K2)短路次暂态电流和稳态电流：I(3)I(3)IK2(3)30.1

33、kA冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：ish31.84I(3)1.8430.1kA55.4kAIsh31.09I(3)1.0930.1kA32.8kA短路容量：(3)3UC2IK(3)0.4kV30.1kA20.8MVASK123短路计算表以下表所示：短路电流/kA短路容量/MVA短路计算点Ik(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-12.152.152.155.483.8539.3k-230.130.130.155.432.820.83-2试用标幺制法重作习题3-1。优选解：1.确立基准值取Sd=100MVA，Ud1=UC1=10.5kV，Ud2=UC2=0.4kV而

34、Sd100MVAId1kA35.503Uc110.5kVSd100MVAId23144kA3Uc20.4kV2.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：X1=100MVA/300MVA=0.332)架空线路电抗标幺值：X2*=0.357km100MVA/(10.5kV)2=2.233)电力变压器的电抗标幺值：X3*=X4*=4.5100MVA4.51001000kVA画出等效电路以下，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)计算总电抗标幺值为：X*=0.33+2.23=2.56(K1)X1+X22)短路电流周期重量有效值：IK3Id15.50k

35、A1X*2.15kA(K1)0.8083)其他三相短路电流：(3)I(3)(3)2.15kAIIK132.55I(3)2.552.15kA5.48kAish3(3)1.511.15A3.85kAIsh1.51I4)短路容量：SK1(3)3UC1IK13310.5kv2.15kA39.3MVA4.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)计算总电抗标幺值为：X*(K2)X1+X2+X3/X4=0.33+2.23+4.5/2优选=4.812)短路电流周期重量有效值：IK23Id2144kAX*30kA(K2)4.813)其他三相短路电流：I(3)I(3)IK2(3)30kAis

36、h31.84I(3)1.8430kA55.2kAIsh31.09I(3)1.0930kA32.7kA4)短路容量：(3)330.4kv30kA20.7MVASK23UC2IK2与习题3-1的计算结果基真同样。3-3某变电所2380V侧母线采纳8010mm铝母线，水平平放，两相邻母线轴线间距离为200mm,档距为0.9m,档数大于2。该母线上接有一台500kW同步电动机，cos1时，94%。已知该母线三相短路时，由电力系统产生的Ik(3)36.5kA,ish(3)67.2kA。试校验此母线的短路动牢固度。解：1.计算380V母线三相短路时所承受的最大电动力由题可知，380V母线的短路电流Ik(3

37、)36.5kA,ish(3)67.2kA；而接于380V母线的同步电动机额定电流为：INM=500kW/(3380v10.94)=0.808kA因为母线上接有大于100Kw的同步电动机，所以验算母线的短路动牢固度应计入同步电动机反应电流的影响。查表3-3得C=7.8，所以该电动机的反应电流冲击值为：ishM=CKshMINM=7.810.808kA=6.3kA所以母线在三相短路时所遇到的最大电动力为2-7l/aN/A2F=3(ish+ishM)10=3(67.2+6.3)1030.910-7/0.2=4190N校验母线短路时的动牢固度母线在F作用时的波折力矩为M=Fl/10=4190N0.9m

38、/10=377(Nm)母线的截面系数为w=b2/6=(0.08)20.01/6=1.0710-5m3故母线在三相短路时所遇到的计算应力为：优选c=M/W=377NM/1.0710-5m3=35.2Mpa硬铝母线（LMY）型的a1=70Mpa所以知足a1=70Mpac=35.2MPa的条件。故该母线知足短路动牢固度的要求。3-4设习题3-3所述380V母线的短路保护时间为0.5s，低压断路器的断路时间为0.05s。试校验该母线的短路热牢固度。解：最小赞成截面Amin=Itima/cI=IK=36.5kA，由附录表11可得热牢固系数c=87而此中tima=tk+0.05s=top+toc+0.05

39、=0.5s+0.05s+0.05s=0.6s所以Amin=Itima/c=36.5KA0.6m/（87As/mm）=325(mm2)22而母线实质截面为A=800mmAmin=325mm，故该母线完满知足短路热牢固度的要求。第四章习题解答4-1某厂的有功计算负荷为2500kW，功率因数经补偿后达到0.91（最大负荷时）。该厂10kV进线上拟安装一台SN10-10型少油断路器，其主保护动作时间为0.9s，断路器断路时间为0.2s，其10kV母线上的Ik(3)=18kA。试选择此少油断路器的规格。解：1.额定电流的采纳该厂补偿后高压侧的计算电流为I30P3025003UNcos157A3100.9

40、1查附录12常用高压断路器的技术数据，可初步采纳SN10-10/630A。2.断流能力的校验少油户内高压断路SN10-10/630A的断流能力16kA小于Ik(3)18kA，不知足要求，故改选少油户内高压断路SN10-10/1000A，其断流能力31.5kA大于Ik(3)18kA，知足要求。3.短路动牢固度校验ish(3)2.55Ik(3)2.5518kA45.9kA80kA优选80kA为少油户内高压断路SN10-10/1000A的动牢固电流标称值，故知足短路动稳定度的要求。4.短路热牢固度校验高压断路SN10-10/1000A的热牢固电流和时间分别为31.5kA、2s。因为实质短路时间为保护

41、装置的动作时间和断路器的短路时间之和，即：tktoptoc0.90.21.1s1s所以短路发热设想时间为：timatk1.1sIt2t31.5221984.5(Ik(3)2tima1821.1356.4故知足短路电流热牢固度的要求。综上所述，选择高压断路器的规格为SN10-10/1000A。4-2某10/0.4kV的车间变电所，总计算负荷为780kVA，此中一、二级负荷为460kVA。当地年平均气温为25oC。试初步选择该车间变电所主变压器的台数和容量。解：依据变电全部一、二级负荷的状况，确立选两台主变压器。每台变压器容量需知足一下两个条件：（1）SN.T=(0.60.7)780kVA=(46

42、8546)kVA，所以初选容量为500kVA。2）SN.T460kVA考虑又当地年平均气温较高，又是室内运转，所以初步确立选两台630kVA的变压器并列运转。4-3某10/0.4kV的车间变电所，装有一台S9-1000/10型变压器。现负荷增添，计算负荷达到1300kVA。问增添一台S9-315/10型变压器与S9-1000/10型变压器并列运转，有没有什么问题？假如惹起过负荷，将是哪一台过负荷？（变压器均为Yyn0联系）解：并列运转的变压器之间的负荷分派是与阻抗标幺值成反比的，所以先计算其阻抗标幺值。查附录表8-1知S9-315/10型变压器T1的Uk%=4，S9-1000/10型变压器T2

43、的kd5U%=4.5，取S=10kVA，所以:*=Uk%Sd5ZT1=(410kVA)(100315kVA)=12.7100SNZ*kd105kVA)(1001000kVA)=4.5T1=U%S=(4.5100SN由此可计算出两台变压器在负荷达1300kVA时各台负担的负荷分别为4.5ST1=1300kVA=340kVA12.74.512.7ST2=1300kVA=960kVA12.74.5优选所以，S9-315/10型变压器T1将过负荷340-315=25kVA，将超出其额定容量25kVA100%=7.9%。315kVA其他，从两台变压器的容量比来看，315kVA:1000kVA=1:3，超

44、出了不同样意容量比1:3。4-4某10kV线路上装设有LQJ-10型电流互感器（A相和C相各一个），其0.5级的二次绕组接丈量仪表，此中电流表耗费功率3VA，有功电能表和无功电能表的每一电流线圈均内消耗功率0.7VA；其3级的二次绕组接电流继电器，其线圈耗费功率15VA。电流互感器二次回路接线采纳BV-500-12.5mm2的铜芯塑料线，互感器至仪表、继电器的接线单向长度为2m。试查验此电流互感器能否吻合要求？（提示：电流互感器0.5级二次侧接线如图7-11所示，电流表接在两组电流互感器的公共连结线上，所以该电流表耗费的功率应由两互感器各负担一半。）解：查附录表16知，LQJ-10型电流互感器

45、0.5级二次绕组的额定二次负荷为10VA，3级二次绕组的额定二次负荷为30VA。而实质上0.5级二次绕组连结的二次负荷为S2(0.5)0.53VA20.7VA2.9VA3级绕组连结的二次负荷为S2(3)15VA。互感器二次绕组至仪表、继电器的连结线耗费的功率为：SWLI22NRWL(5A)232m0.66VA2.5mm253m/(mm2)二次回路接头的接触电阻取为RXC0.1,其耗费功率为：SXC(5A)20.12.5VA所以互感器0.5级二次绕组的负荷为:S2(0.5)2.9VA0.66VA2.5VA6.06VAS2N(0.5)10VA吻合正确级要求。互感器3级二次绕组的负荷为：S2(3)1

46、5VA0.66VA2.5VA18.2VAS2N(3)30VA也吻合正确度的要求。第五章习题解答5-1试按发热条件选择220/380V、TN-S系统中的相线、中性线（N线）和保护线（PE线）优选的截面及穿线的硬塑料管（PC）的内径。已知线路的计算电流为150A，敷设地点的环境温度为25oC，拟用BLV型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设。解：1.相线截面积的选择查附录表23-5得25oC时5根截面积为120mmPC管的2的BLV-500型铝芯塑料线穿赞成电流Ial160AI30150A，穿管内径为PC80mm。2.N线截面积的选择按222A00.5A0.5120mm60mm选择，选A070mm。3.P

47、E线截面积的选择按APE0.5A0.5222120mm60mm选择，选APE70mm。所以所选导线和穿线管为：BLV-500-3120+170+PE70）-PC80。5-2有一条380V的三相架空线路，配电给2台40kW、cos0.8、0.85的电动机。该线路长70m，线路的线间几何均距为0.6m，赞成电压耗费为5%，该地域最热月平均最高气温为30oC。试选择该线路的相线和PEN线的LJ型铝绞线截面。解：1.LJ型铝绞线相线截面积的选择1）按发热条件选择线路的计算电流为：P2401000179AI3033800.80.853UNcos查附录表20LJ型铝绞线的主要技术数据，截面积A50mm2的

48、LJ型铝绞线在气温30的赞成载流量Ial202A，大于I30179A，知足要求。所以，按发热条件选择截面积A50mm2的LJ型铝绞线。2）按赞成电压耗费校验查附录表3LJ型铝绞线的主要技术数据，截面积A50mm2的LJ型铝绞线的线路电阻R00.66/km，电抗X00.33/km（线间几何均距为0.6m）。U(pRqX)U100%100%UNUN2优选2400.6670240tan(arccos0.8)0.3370100%4.13%5%0.853802所以，知足赞成电压耗费的要求。3）按机械强度条件校验查附录表18一般低压架空LJ型铝绞线线路的最小截面积为16mm2，与铁路交叉跨越档内的架空LJ

49、型铝绞线线路的最小截面积为35mm2。所选LJ型铝绞线截面积50mm2，知足机械强度条件的要求。应选择LJ型铝绞线相线截面积A50mm2。2.PE线的LJ型铝绞线截面积的选择因为A50mm235mm2，所以APE0.5A0.55025mm2故考虑机械强度条件此后，若为一般低压线路，则选择LJ型铝绞线PE线截面积APE25mm2；若为与铁路交叉超越档内的线路，则选择LJ型铝绞线PE线截面积APE35mm2。5-3试选择一条供电给图5-36所示两台低耗费配电变压器的10kV架空线路的LJ型铝绞线截面。全线截面一致。线路赞成电压耗费为5%。两台变压器的年最大负荷利用小时数均为4500h，cos0.9

50、。当地环境温度为35oC。线路的三相导线作水同样距摆列，线距1m。（注：变压器的功率耗费可按近似公式计算。）图5-36习题5-3的线路解：1.计算线路负荷功率和电流1）变压器S9-1000（T1）的功率耗费和负荷功率优选P10.01SN.10.011000kVA10KWq10.05S0.011000kVA50KvarN.1因为cos0.9时sin0.0175，所以P11000kVA0.910kW910KWq11000kVA0.017550kvar67.5Kvar2）变压器S9-500（T2）的功率耗费和负荷功率P20.01SN.10.01500kVA5KWq20.05SN.10.01500kV

51、A25KvarP2500kVA0.95kW455KWq2500kVA0.017525Kvar33.8Kvar3）计算线路的负荷电流I30P1P2910kW455kW3UNcos388A10kV0.0注：未计算线路的功率耗费按经济电流密度选择导线截面积查教材表5-8得LJ型导线在最大负荷利用小时为4500h时的经济电流密度2jec=1.15A/mm,所以经济截面即为：AecI3088A276.5mm2jec1.15A/mm可初步选LJ-70型铝绞线。校验导向的机械强度查附录表18得10kV铝绞线（LJ）的最小赞成截面积为35mm2，所以选LJ-70完满满足机械强度要求。校验导线的发热条件查附录表

52、20得LJ-70在35时的电流Ial=233AI30=88A,完满知足发热条件要求。校验导线的电压耗费查附录表3得LJ-70在50时的R0=0.45/Km,在线距aav=1.261m=1.26m时的优选X=0.36/Km。所以线路的电压耗费为：0p1R1p2R2q1X1q2X2UUN(p1L1p2L2)R0(q1L1q2L2)X2UN(910kW2km455kW2.5km)0.45/km(67.5kvar2km33.8kW2.5km)0.36/km10kV168VU%U168V100%1.68%Ual%5%UN10000V也知足赞成电压耗费的要求。所以，该选路选择LJ-70型铝绞线是正确的。5

53、-4某380V的三相线路，供电给16台4kW、cos0.87、85.5%的Y型电动机，各台电动机之间相距2m,线路全长50m。试按发热条件选择明敷的BLX-500型导线截面（环境温度为30oC）并校验其机械强度，计算其电压耗费。（建议K取为0.7）解：1.按发热条件选择导线截面积线路的计算电流为：I30164103W0.791.5A3380V0.870.855查附录表23-1，得30oC时明敷的BLX-500型导线截面积为225mm时的Ial102AI3091.5A，即选择导线为BLX-500-325。校验导线的机械强度查附录表19，知室内明敷或穿管的绝缘铝线的最小赞成截面积均为22.5mm。

54、现导线截面积为25mm2，自然知足机械强度要求。校验线路的电压耗费因为16台4kW电动机平均散布在30m长的线路上，所以可按164kW64kW负荷集中在线路长50m-15m=35m的尾端来计算其线路的电压耗费。由附录表3查得BLX-500-325导线的电阻R01.31/km（按温度50计），优选X00.251/km（按线距mm100计）。而线路的有功功率p64kW；线路的无功功率q64kW0.5736.5kvar。所以pRqX(64kW1.31/km36.5kvar0.251/km)35mU8.57VUN380VU%8.57V2.26%Ual%5%100%380V完满知足赞成电压耗费要求。第六

55、章习题解答6-1有一台电动机，额定电压为380V，额定电流为22A，启动电流为140A，该电动机端子处的三相短路电流周期重量有效值为16kA。试选择保护该电动机的RT0型熔断器及其熔体额定电流，并选择该电动机的配电线（采纳BLV型导线穿硬塑料管）的导线截面及穿线管管径。环境温度按30oC计。解：1.选择熔体及熔断器的额定电流IN,FEI3022A且IN,FEKIpk0.314042A所以由附录表15RT0型低压熔断器的主要技术数据，可选RT0100/50型熔断器，其中IN,FE50A,IN,FU100A。校验熔断器的断流能力查附录表15，RT0100型熔断器的Ioc50kA16kA，所以该熔断

56、器的断流能力是足够的。选择导线截面积及穿线的硬塑料管内径查附录表23-5BLV型铝芯塑料绝缘线穿硬塑料管时的赞成载流量，3根单芯线、环境温度30，截面为6mm2时赞成载流量27A，大于电动机额定电流为22A，知足发热条件要求，相应地选3根穿管管径20mm。优选校验机械强度，查附录表19绝缘导线芯线的最小截面积，穿管敷设的铝芯绝缘导线的最小截面为2.5mm2。现选为6mm2，知足机械强度要求。校验导线与熔断器保护的配合因为该熔断器只作短路保护，且为穿管敷设，所以取KOL2.5IN,FE50AKOLIal2.52562.5A所以知足配合要求。综上所述，选RT0100/50型熔断器，此中IN,FE5

57、0A,IN,FU100A。BLV-500型导线截面积为6mm2，穿硬塑料管直径为20mm的。6-2有一条380V线路，其I30280，I600，线路首端I(3)7.8kA，尾端pkkAAIk(3)2.5kA。试选择线路首端装设的DW16型低压断路器，选择和整定其刹时动作的电磁脱扣器，并查验其敏捷度。解：1.脱扣器额定电流及低压断路器额定电流的选择IN,OR315AI30280A查附录表13DW16型低压断路器的主要技术数据，选型号DW16630低压断路器，壳架等级电流IN,QF=630A，脱扣器额定电流IN,OR=315A。2.刹时过电流脱扣器动作电流的整定对动作时间在0.02s以上的全能式断

58、路器（DW型），Krel1.35Iop(o)KrelIpk1.35600810AIop(o)8102.57IN,OR315查附录表13DW16型低压断路器的主要技术数据，取刹时动作整定电流Iop(o)=3IN,OR=3315=945A。刹时过电流脱扣器保护敏捷度的校验Ik,min2500Sp2.65K1.3，知足敏捷度的要求。Iop945优选4.断流能力的校验查附录表13DW16型低压断路器的主要技术数据，DW16630低压断路器的极限分断能力为30kA（380V），对动作时间在0.02s以上的全能式断路器（DW型）Ioc30kAIk(3)7.8kA故，知足断流能力的要求。综上所述，选型号DW

59、16630低压断路器，脱扣器额定电流IN,OR=315A，刹时动作脱扣器整定电流Iop(o)=3IN,OR=945A。6-3某10kV线路，采纳两相两继电器式接线的去分流跳闸方式的反时限过电流保护装置，电流互感器的变流比为200/5A，线路的最大负荷电流（含尖峰电流）为180A，线路首端的三相短路电流周期重量有效值为2.8kA，尾端的三相短路电流周期重量有效值为1kA。试整定该线路采纳的GL15/10型电流继电器的动作电流和速断电流倍数，并查验其保护敏捷度。解：1.GL15/10型电流继电器动作电流的整定按式（6-38）计算，此中Ik,min,2Ik(-32)1000A，Krel1.3,Kw1

60、，Ki200/540，所以IopKrelKwIL,max1.31180A7.3AKreKi0.840依据GL1510型电流继电器的规格，动作电流整定为8A。2.过电流保护敏捷度的校验按式（6-37）计算，此中I（k,2min,）20.866Ik(3-2)0.8661000A866A。Kw1，Ki200/540，Iop8A(2)3(3)3KwIk，min,22KwIk，min,22SpKiIopKiIop110002402.78知足GB/T50062-2008规定，知足敏捷度的要求。电流速断保护速断电流的整定按式（6-40）计算，此中I（k2,）max,2Ik(3)-21000A，Krel1.5