(完整版)工廠供電課后作業(yè)答案

1、第一章1-1試確定圖1-23所示供電系統(tǒng)中變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓。* : -圖1-23 習(xí)題1-1的供電系統(tǒng)解：如果變壓器的二次側(cè)接高壓線路，則其二次側(cè)電壓高于線路電壓 10%, 一次側(cè)與發(fā)電機(jī)（或電力線路）相聯(lián)，則一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)（或電力線路）的額定電壓，于是：因?yàn)?Ut2n 220/38.5kV所以 Uwl1 Ut2N1 220 kV; Uwl2”2：,38-5 35 kV1 10%1.1同理：Ut1N1 Ugn 10.5 kV; UT1N21 10% UWL1 1.1 220 242 kV ,Ut1n 10.5/242 kV。1-2試確定圖1-24所示供電系統(tǒng)中

2、發(fā)電機(jī)和各變壓器的額定電壓?T1T20T-+g3H-l 6KV電網(wǎng)220V/380V電網(wǎng)圖1-24 習(xí)題1-2的供電系統(tǒng)解：如果變壓器的二次側(cè)接低壓線路，則其二次側(cè)電壓高于線路電壓5%,二次側(cè)接高壓線路，則其二次側(cè)電壓高于線路電壓10%; 一次側(cè)與發(fā)電機(jī)（或電力線路）相聯(lián)，則一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)（或電力線路）的額定電壓，發(fā)電機(jī)的額定電壓高于線路額定電壓的5%。則有:發(fā)電機(jī)額定電壓：UgN 1 5%10 10.5 kV;變壓器 T1 的額定電壓：Un1 Ugn 10.5 kV ； UT1N21 10% 35 38.5kV；UT1N 10.5/38.5 kV;變 壓 器T2 的 額 定 電 壓

3、 ： UT2N135 kV ； U T2N21 5%6 6.3 kV ；UT2N 35/6.3kV；變 壓 器T3 的 額 定 電 壓 ： UT3N1 10 kV ； UT3N2 1 5% 380V 0.4 kV ；UT3N 10/0.4kV；2第二章2-1某大批生產(chǎn)的機(jī)械加工車間，擁有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)容量共800kW ,通風(fēng)機(jī)容量共56kW ,線路電壓為380V。試分別確定各組和車間的計(jì)算負(fù)荷P30、Q30、$30和130。解：(1)金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷:查附錄表 1： Kd 0.2 , cos 0.5 , tan 1.73 則P3010.2 800 160kWQ301P301 tan

4、 160 1.73 276.8kVarP30 1cos1600.5320kVAI 30 1S30 13Un320.3 0.38486.2A7(2)通風(fēng)機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷:查附錄表 1： Kd 0.8, cos 0.8, tan 0.75 則P3020.8 56 44.8kWQ30 2P30 2 tan 44.8 0.75 33.6kVarS30 2P30 244.80.856kVAcosI 30 2563 0.3885.1AK pP30 1P302取同時(shí)系數(shù)K P 0.9, K Q 0.95,于是車間的總計(jì)算負(fù)荷為: PQ0.9 160 44.8184.3kW0.95 276.8 33.6294.

5、9kVarS303UnS3o, P3o Q30.184.32 294.92 347.8kVA528.4 A設(shè)備名稱設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)Kdcostan計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI 30 / A切削機(jī)床8000.20.51.73160276.8320486.2通風(fēng)機(jī)560.80.80.7544.833.65685.1車間KP 0.9,K c 0.95Q184.3294.9347.8528.4各個(gè)參數(shù)如下表:2-3有一 380V三相線路，供電給35臺(tái)小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘繛?5kW ,其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有7.5kW 1臺(tái)，4kW 3臺(tái)，3kW 12臺(tái)。試

6、分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法確定其計(jì)算負(fù)荷P30、Q30、S30和I30。查附錄表1 : Kd 0.2 , cos0.5, tan 1.73 則解：1、采用需要系數(shù)法P300.8 85 17kWQ30P3o tan17 1.73 29.4kVarS3。_P0_17 34kVAcos 0.5I 30S303Un34,3 0.3851.7A2、采用二項(xiàng)式法查附錄表 1： b 0.14, c 0.4, x 5, cos 0.5, tan 1.73則（1） x臺(tái)最大容量的設(shè)備容量為PxP5 7.5 1 4 3 3 1 22.5kW有功計(jì)算負(fù)荷為:P30 bPe cFX0.14 85 0.4 22.5 1

7、1.9 9 20.9kW ；無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30P30 tan20.9 1.73 36.2kVar ；視在計(jì)算負(fù)荷為:S30 -P0- 20 41.8kVA；cos 0.5計(jì)算電流為:I 30S303Un41.8、3 0.3863.5A兩種方法的計(jì)算結(jié)果如下表:計(jì)算方法計(jì)算系數(shù)costan計(jì)算負(fù)荷Kd 或 b/cP30/kWQ3c/kvarS30/kVAI30 / A正所玄 rru數(shù)法0.20.51.731729.43451.7二項(xiàng)式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52-6某廠變電所裝有一臺(tái) 630kVA變壓器，其二次側(cè)（380V）的有功計(jì)算負(fù)荷為 420kW

8、,無功計(jì)算負(fù)荷為350kvar。試求此變電所一次側(cè)（10kV）的計(jì)算負(fù)荷及其功率因數(shù)。如果功率因數(shù)未達(dá)到0.9,問此變電所低壓母線上應(yīng)裝設(shè)多大并聯(lián)電容器的容量才能達(dá)到要求？解：補(bǔ)償前的視在方t算負(fù)荷：S30 2JP二Q302V4202 3502 546.7kVA則變壓器有功損耗損耗：Pt 0.01S30 0.01 546.7 5.5kW ;變壓器無功損耗損耗：Qt 0.05S30 0.05 546.7 27.3kVar ;于是，考慮變壓器損耗之后的變壓器一次側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷為:P30 2PT 420 5.5 425.5kW ;Q30 2Qt 350 27.3 377.3kVar-,P30 11

9、 30 1S30 1-3Un等0738 32.8A功率因數(shù)為：cosP30 1425.51 二S30 1568.70.75 0.9 ,不滿足要求，故需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。為使一次側(cè)達(dá)到cos 1達(dá)到0.9 ,次側(cè)的cos 2要達(dá)到0.92 ,于是取cos 20.92,此時(shí)二次側(cè)的功率因數(shù)為cos 2420546.70.77 。Q30 1, 425.52 377.32 568.7kVA則補(bǔ)償?shù)臒o功功率為:QCP30 2 tan 2 tan 2420tan arc cos0.77tan arc cos0.92 170kVar注：這里需校驗(yàn)2-8某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為 2400kW,功率因數(shù)為0.65?，F(xiàn)

10、擬在工廠變電所10kV母線上裝設(shè)BWF10.5-30-1型并聯(lián)電容器，使功率因數(shù)提高到 0.9。問需裝設(shè)多少個(gè)并聯(lián)電容器？裝設(shè)了并聯(lián)電容器以后，該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)前視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？解：(1)并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)：有題意可知，在 10kv高壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償前的功率因數(shù)為cos 0.65,補(bǔ)償以后的功率因數(shù)為cos 0.9 ,于是有：QC P30 tan tan 2400 tanarc cos0.65 tanarc cos0.92400 (1.17 0.48) 1656kVarQC1656,寸n 55.2,為了三相平衡，取 n 57qc30(2)無功補(bǔ)償以后的視在計(jì)算負(fù)荷：補(bǔ)

11、償之前的無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30 P3o tan2400 1.17 2808kVar并聯(lián)56個(gè)電容器以后，補(bǔ)償?shù)臒o功功率為：Qc 57 30 1710kVar補(bǔ)償后的無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30 Q30 Qc 2808 1710 1098kVar則補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為：S。 P_Q0 J2400L10982 2639kVA補(bǔ)償以后的功率因數(shù)為：cosP0空0 0.909 0.91滿足要求S302639(3)補(bǔ)償前后的視在計(jì)算負(fù)荷差值：補(bǔ)償之前的視在計(jì)算負(fù)荷為：S30 -P30- 空0 3692 kVAcos 0.65補(bǔ)償前后的視在計(jì)算負(fù)荷差值為：S30 S30 S30 3692 2652 1040k

12、VA第三章3-1有一地區(qū)變電站通過一條長(zhǎng)4km的10kV電纜線路供電給某廠裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的300MVA。S9-800型(Yyn0聯(lián)結(jié))電力變壓器的變電所。地區(qū)變電站出口斷路器的斷流容量為試用歐姆法求1廠變電所10kV高壓母線上和380V低壓母線上的短路電流I：3)、/、I13)、吠和短路容量s3),并列出短路計(jì)算表。解：根據(jù)題意得計(jì)算電流如下所示:S9-800Uc13X (k 1)8.79kA81、求k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(Uc1 = 10.5 kv)(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗和總電抗1)電力系統(tǒng)的電抗:有題意可知，Soc 300MVgA則X1Uc1(10.5kV)20.36

13、7300MVA0.372)電纜線路的電抗：由表3-1查得X0=0.08Q/km,因此X2X0l0.08(/km) 4km 0.323)繪k-1點(diǎn)短路的等效電路如下圖所示,10.3720.32k-1J然后計(jì)算電路的總電抗：X (k 1) Xi X20.370.320.69(2).計(jì)算三相短路電流和短路容量1) k-1三相短路電流周期分量有效值：11*10.5kV3 0.692)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值：IIIk3)i 8.79kA3)三相短路沖擊電流及其有效值:iSh) 2.55I (3) 2.55 8.79kA 22.41kA iSh) 1.51I “ 1.51 8.79kA 13.

14、27kA_Uc2_3X (k 2)0.4kV42.14kA3 5.48 10342.14kA94)三相短路容量：sk3)1. 3u c11 k3)1,3 10.5kV 8.79kA 159.85MVgA2.求k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量(Uc2= 0.4kV )(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗1) .電力系統(tǒng)的電抗：X1U：2Soc2(0.4kV)24 5.3 10300MVA2) .電纜線路的電抗：X2Xl2UC2%0.08( / km)Uc120.4kV4km -4.64 1010.5kV3) .電力變壓器的電抗：由附錄表5查得Uk% = 4.5,因此Uk%Uc24.5X3 X4

15、c2100Sn10020.4kV9800kVA10 6k 9 10 34)繪k-2點(diǎn)短路的等效電路如下圖所示_4_45.3 104.64 10 43_9 10 3k-249 10 3計(jì)算其總電抗:X (k 2) X1X2 X3/X4XI X2X3X4X3X45.3 10 44.641049 10 35.48 10 3(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值:(3)I k 22)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:(3)3）三相短路沖擊電流及其有效值: ish Ish1.84I(3)1.09I(3)1.84 42.14kA 77.54kA1.09 42.14kA 45.93kAX

16、3X45.625100SN114）三相短路容量：Sk3）2, 3U c2 I k3）23 0.4kV 42.14kA 25.2MVA在供電工程設(shè)計(jì)說明書中，往往只列短路計(jì)算表，如下表所示:短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/ kA三相短路容量/ MVA (3) I kI (3)I (3)i sh(3)Ish(3)Skk-18.798.798.7922.4113.27159.85k-242.1442.1442.1477.5445.9325.23-2使用標(biāo)幺值法重做題3-2。解：（1）確定基準(zhǔn)值：取Sd 100MVA,11dl Uc110.5kV,Ud2 Uc2 0.4kVSk3)、,3UcIk3)、,3Uc

17、F I d1I d2_Sd_ 3Ud1Sd100 MVA.3 10.5kV100MVA3 0.4kV5.50kA144kA（2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：X1100MVA 0.33Soc 300 MVA2）電纜線路的電抗標(biāo)幺值：由表3-1查得，Xo 0.08 /kmSd100MVAX2 X0l 彖 0.08（ /km） 4km2 0.29Uc110.5kV3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：查附錄表 5得Uk% 4.5Uk%Sd4.5 100 103kVA100 800kVA繪短路等效電路圖如下圖所示。并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)k-1 和 k-2 。k-10.33k-20.2

18、95.6255.625(3)計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標(biāo)幺值：X (k 1)X1X2 0.33 0.290.622)三相短路電流周期器分量有效值:.(3) Id1I k 1 yX (k 1)5.50kA8.87kA0.623)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:(3)I(3)Ik3)18.87kA4)三相短路沖擊電流及其有效值:iish1sh2.55I1.51I(3)(3)2.55 8.87kA1.51 8.87kA22.62kA13.39kA5)(3) S”三相短路容量：S【)1X (k 1)100MVA0.62161.3MVA(4)計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標(biāo)幺值：X (K 2) XiX2X3/X4 0.33 0.295.625 c3.4322)三相短路電流周期分量有效值:Ik3)2Id2144kAd42kAX (k 2)3.433)三相短路次暫態(tài)