电气工程师计算书 3.doc

注册公用电气工程师执业资格考试 （建筑电气部分案例之一）【例题】:负荷计算按需要系数法计算各组负荷由式子(2.1)和式子(2.3)可知：有功功率 = 式(2.5)无功功率 = (2.6)视在功率 = (2.7)上述三个公式中：每组设备容量之和，单位为kW；：需要系数；:用电设备组的平均功率因数；：对应于用电设备组的正切值。【例题】:变电所有一台型电力变压器，二次侧（380V）的有功计算负荷为，无功为。试求此变电所一次侧的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到0.9，此变电所低压母线上应装设多大并联电容器才能达到要求。解：一次侧此时【例题】:某变压器型号规格为，联结组别为，变压器低压侧计算有功功率为，计算无功功率为，若要求将变压器侧的功率因数补偿至0.9，问此时变压器低压侧母线上应并联多大容量的电容器？（有功损耗，无功损耗）解：补偿前侧将功率因数补偿至0.9时，需要补偿【例题】:某实验室5台单相加热器，1kW 的3台，3kW 的2台，试合理分配上列各加热器于220/380V线路上，并求其计算负荷。解：A、B、C各接入3kW，每相负荷为3kW，由于在实验室，几乎是同时使用，取KC=1。；【例题】:某厂的有功计算负荷为，功率因数为0.65，现拟在工厂变电所母线上装设BW型并联电容器进行自动补偿，使功率因数提高至0.90，试确定电容器的电容量。如采用（）型电容器，问需装设多少个？装设电容器之后该厂的视在计算负荷为多少？比未装设电容器时的视在负荷减少了多少？解：1）设计算负荷为负荷，则由于应为3的倍数，所以实际补偿 补偿后无功功率 补偿后 2）固定补偿，平均，侧固定补偿，。【例题】:某车间有一条380V线路供给5台交流电动机（10.2、32.4、30、6.1、20A），启动电流（66.3、227、165、34、140A）。试计算该线路的计算电流和尖峰电流。解：【例题】:某全空调综合性大楼内有商场，写字间，宾馆，试估算其计算负荷。解：根据建筑情况，取负荷密度写字间宾馆商场总负荷若要选变压器，则需要变压器至少2台（不宜大于1250kW）有功负荷无功负荷视在负荷【例题】:某26层住宅楼，每层5户（），每户均为4户室。求计算负荷并画出相应配电干线草图。解：预留负荷为5kW/户，每层安装容量25kW，采用三相供电时计算负荷为30kW。建筑的总安装容量计算负荷（考虑三相平衡，将P取为）采用3个回路供电（三相）1-9层，共45户，计算负荷10-18层，共45户，计算负荷19-26层，共40户，计算负荷【例题】:如图所示为某一教学楼教室平面图，已知该教室的建筑层高为，面积为，要求课桌面（距地高处）设计照度为。试根据其用途在图上用给定图例完成室内照明平面图（包括灯具、开关位置及线路布置）。解：1、照度计算计算高度（灯到工作面垂直距离），照度计算，查表得：单位面积安装功率。安装总功率计算灯管数初选14根2、灯具布置设灯距地面2.8米，则计算高度。取，则灯具安装的最大间距为由于灯距端墙距离要满足，每根灯管长度为，取 。根据教室布灯原则，采用直管荧光灯连续成行多列垂直于黑板面布置。那么，灯管需分3列布置，每列5根，则在初选的基础上增加1根，确定为15根，则距墙距离分别为及，满足要求。（二）干线负荷计算及其导线、断路器和电流互感器的选择1、计算干线的负荷1）WLM1干线上共有三个照明配电箱，其参数如下： 1AL P30=16kW 2AL P30=17.18kW 3AL P30=17.88kW Q30=9.92kvar Q30=10.65kvar Q30=11.09kvar tg=0.62 tg=0.62 tg=0.622）干线的总的计算负荷为（取同时系数、）P30=0.95（16+17.18+17.88）KW=48.51kWQ30=0.97(9.92+10.65+11.09)kvar=30.71kvarS30= 【例题】:总负荷计算1 计算 用电设备总安装容量：P=617Kw需要系数： Kx=0.6计算负荷： Pjs=P*Kx=370kW功率因数： COSO=0.9计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=625A2 变压器选择 SG10-500KVA-10KV/0.4二、备用电负荷计算 用电设备安装容量：P=106Kw需要系数： Kx=0.85计算负荷： Pjs=P*Kx=90kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=161A电缆选用:YJV-1kV-4X70+1x35mm2【例题】:干线负荷计算 用电设备安装容量：P=15Kw需要系数： Kx=0.85计算负荷： Pjs=P*Kx=13kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=23A电缆选用:YJV-1kV-5x16mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=60Kw需要系数： Kx=0.8计算负荷： Pjs=P*Kx=48kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=91A电缆选用:YJV-1kV-4x25mm2+1x16mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=60Kw需要系数： Kx=0.8计算负荷： Pjs=P*Kx=48kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=91A电缆选用:YJV-1kV-4x25mm2+1x16mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=33Kw需要系数： Kx=0.85计算负荷： Pjs=P*Kx=23kW功率因数： COSO=0.5计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=69A电缆选用:YJV-1kV-5x16mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=15Kw需要系数： Kx=0.85计算负荷： Pjs=P*Kx=13kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=23A电缆选用:YJV-1kV-5x16mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=6Kw需要系数： Kx=1计算负荷： Pjs=P*Kx=6kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=11A电缆选用:YJV-1kV-5x10mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=6Kw需要系数： Kx=1计算负荷： Pjs=P*Kx=6kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=11A电缆选用:YJV-1kV-5x10mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=8Kw需要系数： Kx=1计算负荷： Pjs=P*Kx=8kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=14A电缆选用:YJV-1kV-5x16mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=94Kw需要系数： Kx=0.7计算负荷： Pjs=P*Kx=66kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=118A电缆选用:YJV-1kV-4x50+25mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=104Kw需要系数： Kx=0.7计算负荷： Pjs=P*Kx=73kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=130A电缆选用:YJV-1kV-4x50+25mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=104Kw需要系数： Kx=0.7计算负荷： Pjs=P*Kx=73kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=130A电缆选用:YJV-1kV-4x50+25mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=104Kw需要系数： Kx=0.7计算负荷： Pjs=P*Kx=73kW功率因数： COSO=0.85计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=130A电缆选用:YJV-1kV-4x50+25mm2【例题】: 用电设备安装容量：P=20Kw需要系数： Kx=0.7计算负荷： Pjs=P*Kx=16kW功率因数： COSO=0.5计算电流: Ijs=Pjs/1.732x0.38xCOSO=48A电缆选用:YJV-1kV-5x16mm2【例题】:小批量生产的金属冷加工机床电动机：查附录A，=0.16-0.2（取0.2）=0.5=1.73有功负荷= 0.2*433.45=86.69（kW） 无功负荷=86.69*1.73=149.97（kvar） 视在功率=174.74（kVA） 【例题】:电焊机组的计算负荷：查附录A，=0.35=0.35=2.68有功负荷=0.35*129.35=45.27(kW)无功负荷=45.27*2.68=121.33(kvar)视在功率=129.5(kVA ) 【例题】:起重机的计算负荷：查附录A，=0.1-0.15（取0.15）=0.5=1.73有功负荷=0.15*113.2=16.98(kW)无功负荷=16.98*1.73=29.38(kvar)视在功率=33.93(kVA ) 【例题】:住宅区水泵组：查附录A，=0.8=0.8=0.75有功负荷=4=0.8*176=140.8(kW)无功负荷=0.75*140.8=105.6(kvar)视在功率=176(kV.A) 【例题】:办公楼：查附录A，=0.8=1=0有功负荷=0.8*30=24(kW)无功负荷=0(kvar)视在功率=24(kVA ) 【例题】:住宅区：查附录A，=0.45=1=0有功负荷=0.45*768=345.6(kW)无功负荷=0(kvar)视在功率=345.6(kVA ) 【例题】:厂区照明：查附录A，=1=1=0有功负荷=1*29=29(kW)无功负荷=0(kvar)视在功率=29(kVA) 因此对于干线的总负荷的计算：（取=0.95，=0.97）1.有功功率=0.95*688.34=653.92(KW)2.无功功率=0.97*406.28=394.09(kvar)3.视在功率=763.49(kVA)【例题】:对于低压母线的总负荷的计算：（取=0.90，=0.95） 1.有功功率=0.90*688.34=619.506(KW)2.无功功率=0.95*406.28=385.966(kvar)3.视在功率=729.9(kVA)由上面计算得出如下表2.2所示取自低压母线侧的计算负荷，提高至0.92=0.85=619.506*tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)=120（kvar）选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，=20kvar 由式子(2-9)可知电容器组数: 式(2.10)120kvar/20kvar=6，所以电容器组数选择6组。补偿后的视在功率计算负荷：=674.19kVA =0.92 补偿后的计算电流：=1024.33A 【例题】:高压侧的负荷计算、变压器的功率损耗计算变压器的有功功率损耗：+ 式（6.1）（=1.03kW，=4.95 kW，=500kW）又由=674.19kW因此1.03+4.95*=10.03kW变压器的无功率损耗：+ （=3，=4，=500kW）又由=674.19kW因此=500*+=51.36kvar【例题】:高压侧的负荷计算对于本单位而言，变电所高压侧的计算负荷即是全厂及家属住宅区的总计算负荷，因此，不需要采用需要系数逐级计算法和全厂需要系数法进行计算。于是高压侧的有功功率：P=+=619.506+10.03=629.91kW高压侧的无功功率：=385.966-120+51.36=317.33kvar高压侧的视在功率：=705.33kVA于是高压侧最大长期工作电流:=40.72A 【例题】: 架空线的选择 按热稳定条件选择导体截面：长度为3km，C=87A，取1.2（取值为继电器动作时间）AAmin=*103/C=4.07*103*/87=51.25初选70 的LGJ型钢芯铝绞线。按发热条件进行校验：变压器高压侧最大长期工作电流为：=40.72A， 70的LGJ型钢芯铝绞线在25、30时的载流量为275A、259A，大于40.72A，故满足条件。6.2.2 电缆进线的选择按热稳定条件选择导体截面：C=143A，取1.2AAmin=*103/C=4.07*103*/143=31.18初选35mm2的YJY型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。按发热条件进行校验：变压器高压侧最大长期工作电流：=40.72A，35的YJY型三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆在25的空气中敷设时的载流量为172A，在20直埋敷设时的载流量为166A，大于计算电流，故选择35的YJY型三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。【例题】:高压断路器的选择（1）额定电压：=12KV（2）额定电流：变压器高压侧最大长期工作电流=40.72A（3） 根据有关资料初选VS112/630型断路器【例题】:10KV隔离开关的选择（1）额定电压：=10KV（2）额定电流：变压器高压侧最大长期工作电流=40.72A（3） 根据有关资料初选GN1910C/400型隔离开关【例题】: 【例题】: 一电力变压器额定视在功率Sn=200KVA，空载损耗Po=0.4KW，额定电流时的短路损耗PK=2.2KW,测得该变压器输出有功功率P2140KW时，二次则功率因数2=0.8。求变压器此时的负载率b 和工作效率。解：因P2=bSn2100% b=P2(Sn2)100% =140(2000.8）100%=87.5% =（P2/P1)100% P1=P2+P0+b2+PK =140+0.4+(0.875)22.2 =142.1(KW)所以=（140142.08）100%98.5%答：此时变压器的负载率和工作效率分别是87.5%和98.5%。 【例题】:有一三线对称负荷，接在电压为380V的三相对称电源上，每相负荷电阻R16，感抗XL=12。试计算当负荷接成星形和三角形时的相电流、线电流各是多少？解;负荷接成星形时，每相负荷两端的电压，即相电压为U入Ph=220(V)负荷阻抗为Z=20()每相电流（或线电流）为I入Ph=I入PP=11(A)负荷接成三角形时，每相负荷两端的电压为电源线电压，即380V流过每相负荷的电流为流过每相的线电流为【例题】:某厂全年的电能消耗量有功为1300万kwh，无功为1000万kvar。求该厂平均功率因数。解：已知P=1300kwh,Q=1000kvar则答：平均功率因数为0.79。计算： 一个2.4H的电感器，在多大频率时具有1500的电感？解：感抗XL 则 =99.5(HZ)答：在99.5HZ时具有1500的感抗。【例题】: 某企业使用100kvA变压器一台(10/0.4kv),在低压侧应配置多大变比的电流互感器？解：按题意有 答：可配置150/5的电流互感器。 一台变压器从电网输入的功率为150kw，变压器本身的损耗为20kw。试求变压器的效率？解：输入功率 Pi=150kw 输出功率 PO=150-20=130(KW) 变压器的效率 答：变压器的效率为86.6%【例题】:某用户装有250kvA变压器一台，月用电量85000kwh，力率按0.85计算，试计算该户变压器利率是多少？ 解：按题意变压器利用率 答：该用户变压器利用率为56%。 一台变压器从电网输入的功率为100kw,变压器本身的损耗为8kw。试求变压器的利用率为多少？ 解：输入功率为 P1=100kw 输出功率为 P2=100-8=92kw 变压器的利用率为 答：变压器的利用率为92%。 【例题】:有320kvA,10/0.4kv变压器一台，月用电量15MWh,无功电量是12Mvarh,试求平均功率因数及变压器利用率？ 解：已知 Sn=320kva,WP=15Mva WQ=12Mvarh,一个月以30天计， 日平均有功负荷为 日平均无功为 变压器利用率为 答：平均功率因数为0.78；变压器利用率为83%。 【例题】:一条380v线路，导线为LJ-25型，电阻为0.92/km，电抗为0.352/km,功率因数为0.8，输送平均有功功率为30KW，线路长度为400m,试求线路电压损失率。 解;400m导线总电阻和总电抗分别为 R=0.920.40.37() X=0.3520.40.14() 导线上的电压损失 线路上的电压损失 答：线路电损失率为9.8%【例题】:有两台100kvA变压器并列运行，第一台变压器的短路电压为4%，第二台变压器的短路电压为5%。求两台变压器并列运行时负载分配的情况？ 解：由题意可知 S1n=S2n=100kva U1%=4% U2k%=5% 第一台变压器分担的负荷第二台变压器分担的负荷 答：第一台变压器因短路电压小而过负荷；第二台变压器则因短路电压大却负荷不足。【例题】:某厂年用电量609.5万kwh,求该厂最大负荷约为多少？(最大负荷年利用小时数Tmax=5300h) 解：已知A=609.5104kwh, Tmax=5300h 则Pmax=1150(kw) 答：该厂最大负荷约为1150kw。 【例题】:某单位月有功电量500000kwh,无功电量400000kvarh,月利用小时为500h,问月平均功率因数为多少？若将功率因数提高到2=0.9时，需补偿多少无功功率QC？ 解：补偿前月平均功率因数 补偿后月平均功率因数2=0.9 则需补偿的无功容量为 QC=PP(tg1-tg2) =1000(0.802-0.484)=318(kvar) 答：为0.78，需补偿318kvar。 【例题】:有一台三角形连接的三相电动机，接于线电压为380v的电源上，电动机的额定功率为2.7kw,效率为0.8，功率因数为0.83。试求电动机的相电流Iph和线电流Ip-p? 解;已知线电压Up-p=380v,电动机输出功率Pou=2.74kw,功率因数=0.83，电动机效率=0.8。则电动机输出功率为 Pou=3Up-pIp-p 线电流由于在三角形接线的负载中，线电流Ip-p=Iph,则相电流 答：电动机的相电流为3.62A，线电流为6.27A。【例题】:某工厂最大负荷月的平均有功功率为400kw,功率因数=0.6，要将功率因数提高到0.9时，问需要装设电容器组的总容量应该是多少？ 解：根据公式 式中：P为最大负荷大的平均有功功率(kw),1、2为补偿前后的功率因数值，则 =339(kvar) 答：需要装设电容器组的总容量应该是339kvar。 【例题】:某工厂380v三相供电，用电日平均有功负荷为100kw，高峰负荷电流为200A，日平均功率因数灵0.9。试问该厂的日负荷率Kd为多少？ 解;已知供电电压U=380V，高峰电流I=200A，=0.9，日平均有功负荷PP=100kw 则根据公式，日负荷率 其中，日最高有功负荷 Pmax=UI =1.7320.382000.9 =118.47(kw) 则日负荷率Kd=100%=84.4(%) 答：该厂的晚负荷率为84.4%。 【例题】:一个化工厂某月用电72万kwh，最大负荷为2000kw。求月负荷率K。 解;月平均负荷 Pav=1000(kw) K=50(%) 答;月负荷率为50%。 【例题】:一机械厂某月用电为36万kwh，月最大负荷为900kw，求月负荷率K。 解：月平均负荷 Pav=500kw 月负荷率 K=55.5% 答;月负荷率为55.5%。【例题】: 某用户有功功率为1.1kw，供电电压为220v，工作电流为10A。试求该户功率因数是多少？ 解;按题意和功率计算公式，得 答：该用户的功率因数为0.5。 【例题】:已知某10kv高压供电工业用户，TA变比为50/5，TV变比为10000/100，有功表起码为165kwh，止码为236kwh。试求该用户有功计费电量w为多少？ 解：该用户计费倍率为 =50/510000/100=1000 该用户有功计费电量 W=(236-165) =1000(236-165)=71000(kwh) 答：该用户有功计费电量为71000kwh。【例题】:一台10kv、1800kva变压器，年负荷最大利用小时为5000h,按电流密度选用多大截面的铝芯电缆比较合适？(铝导线经济电流密度为1.54A/mm2)。 解：已知Un=10kv,Sn=1800kva,T=5000h, 则变压器额定电流为 In=104(A) 导线截面为 S=67.5(mm2) 答：可选用50-70mm2的铝芯电缆。【例题】:某工厂有一台315kva的三相变压器，原有负荷为210kw，平均功率因数为0.7，试问此变压器能否满足供电需要？现在生产发展负荷增到280kw，问是否要增加变压器容量？若不增加变压器容量，可采取什么办法？解：根据题意，视在功率 S1=P/COS=210/0.7=300(KVA) 此时变压器能够满足供电需要。 当负荷增到280kw时 S2=P/COS=280/0.7=400kva315kva 则原变压器已不能够满