供配电技术习题解_答.doc

第一章 习 题1-1 电力系统如图15所示，使确定变压器T1的一、二次绕组的额定电压，线路WL1、WL2的额定电压。图15 习题11解：UTI =6.3KV；UT2 =121KV；WL1额定电压110KV；WL2额定电压35KV12电力系统如图16所示，WL2、WL3、WL4为近距离配送线，试确定发电机和所有变压器的额定电压。图16 习题12解：发电机UG 10.5KV；变压器 T1：UTI =10.5KV， UT2 =38.5KV； T2：UTI =35KV，UT2 =6.3KV； T3：UTI =10KV，UT2 =400/230V or 0.4/0.23KV21 某重型机械厂机械加工车间，拥有金属切削机床电动机容量共1600kW，通风机容量共200kW其0.65，线路电压为380V。试分别确定车间的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解：查表21，对于机床：Kd1 0.140.16；tan1.73；cos0.5； 对于通风机：Kd2 0.750.85；tan1.17；cos0.65；Pc1 =Kd1PN1 =0.140.161600kW224256KWQC1= Pc1 tan224256 1.73387.52442.88KvarScPc1/ cos=448512KVAPT= Kd2PN2 =0.750.85200 kW=150170 KWQT= PT tan1501701.17=175.5198.9Kvar或者QT=sqt(ST2- PT2)=175.4198.8KvarSTPT/ cos=230.77261.54KVAPcPc1+ PT = 374426 KWQcQC1+ QT = 563.02641.78kvarScsqt(Qc2 + Pc2) 675.92770.3KVA IcSc/stq(3)*U 1027.01170.35A22 三相供电线路额定电压为380V，供电负荷有30台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为80kW，0.7；试用需要系数法确定其计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。解：查表21 Kd0.140.16；0.7 ；tan1.02Pc =KdPN =0.140.168011.212.8KW QC= Pc tan(11.212.8)1.0211.4213.06kvar ScPc/ cos=11.212.8KW/0.716.018.29 KVA Ic Sc/stq(3)*U 24.327.79A23 某10KV高压线路，采用LJ70铝绞线给两台电力变压器供电，高压线路线长2km，线间几何均距(Dav)为1m。两台电力变压器均为S9800/10型，总有功计算负荷为1000kW，0.86，Tmax4500h。试分别计算高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。24 某厂变电所装有一台S9630/6型电力变压器，其二次侧（UN=380V）的有功计算负荷为420kW，无功计算负荷为350kvar。试求变电所6KV侧的计算负荷及功率因数。如功率因数未达到0.90，试求出并联补偿电容器的容量？补偿后该厂的视在计算负荷为多少？解：查表得：变压器二次侧计算负荷为：故负荷率，因此变压器有功损耗为：变压器的无功损耗为：此时总计算负荷为：功率因数为：如要功率因数达到0.90，此时补偿电容器的容量为： 补偿后该厂的视在计算负荷为：25 某高压电器开关制造车间共有用电设备5840kW。试估计该厂的视在功率计算负荷，查表试选出合适的变压器容量。31 试按发热条件选择220/380V、TNC系统中的相线和PEN线截面及穿线钢管直径。己知线路的计算电流为120A，安装地点的环境温度为25。拟用BV型铜芯塑料线穿PVC管埋地敷设。解：TN-C系统中相线和PEN线穿钢管是四根单芯BV型铜芯塑料线，安装环境温度为25oC时，需要线路电流大于计算电流120A，查表得当管径为70mm，导线截面为70mm2时，线路电流。32 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，线间几何均距为0.6m，允许电压损耗为5，该地区月最高平均气温为35。试选择该线路的相线和PE线的LJ型铝绞线截面。解：，按发热条件选择导线截面查表2-1得当LJ型导线时，在环境温度35oC时的允许载流大于实际电流 查表得LJ-50铝绞线，当间几何间距为0.6m时则线路电压损失为： 所选导线满足电压损失要求33 某工厂的几个车间由10kV架空线路供电，导线采用LJ型铝绞线，成三角形布置，线间几何均距为1m，允许电压损失百分数5，各干线的截面相同，各车间的负荷及各段线路长度如图332所示。试选择架空线路的导线截面，敷设环境温度不大于40。解：整个线路各干线的截面相同，对架空线初取则线路电压的电抗损失为：线路电压的电阻损失为：又和有若选取LJ-70铝绞线，查表得，按电压损失检验 电压损失百分数为图332习题33所以LJ-70铝绞线满足电压损失要求按发热条件进行检验导线输送最大负荷电流为查表得LJ-70型铝绞线在40oC条件下载流量为215A，大于导线最大负荷电流，题中未给出空气中最高温度，但相差不大，所以LJ-70型铝绞线满足发热条件。34. 由地面变电站架设一条10kV架空线路向两个矿井供电，导线采用LJ型铝绞线，成三角形布置，导线几何均距为1m，线路长度及各矿井的负荷如图333所示，各段干线的截面为35mm2，试计算线路的电压损失。图333习题34解：题中为LJ-35型铝绞线，查表得，由两点的视在功率可得有功和无功功率分别为：线路电压损失为 35. 某两端供电线路如图334所示，已知A、B两个电源的电压。干线AB的型号和截面是LJ95铝绞线，架空敷设的线路，其导线的几何均距为1m。网络的额定电压10kV。各段干线间的距离及各支点的负荷如图所示。已知c点的负荷为3380j2210kVA；d点支线的负荷为3900j3000kVA。试求电力网中的功率分布以及其最大的电压损失。图334习题35解：查表得LJ-95铝绞线，因为 干线AB型号截面相同，阻抗相等所以Cd段干线中的功率为这样求得了各段干线上的功率，并可知其有功功率和无功功率的分界点在d点，所以d点的电位最低，若将d点将电网拆开，可分为两个单端供电线路。Ad线路电压损失为： 所选截面的电压损失超过了允许值，要换截面。 初选 解得 选取LJ-150铝绞线，此时Ad线路电压损失为 满足电压损耗要求 检验发热条件查表得LJ-150导线在40oC条件下载流量为356A，大于导线最大负荷电流，满足发热条件。41一台电抗器，其电抗4（=0.3kA；6kV）。试根据下列基准条件求出电抗器电抗的标么值：（1）1000MVA和6.3kV；（2）1000MVA和3.15kV。解：42 发电机F1和F2具有相同的额定电压，其容量分别为S和nS。如果这两台发电机的电抗标么值（分别以它们的额定条件为基值）是相等的，问这两台发电机电抗的欧姆数比值是多少？解：有此时，43在习题图4-31中电路中，试决定k点短路时短路电流电路的综合电抗。电路中各元件参数如下：变压器T1： S31.5MVA，ud10.5，10.5/121kV；变压器T3=T2：S15 MVA， ud10.5，110/6.6kV。试按下列基准值进行计算：100MVA 解：基准容量为：图431 习题43 基准电压为：T1基准阻抗标幺值为：T2 T3基准阻抗标幺值为：LGJ-185的基准阻抗标幺值为：系统最小阻抗值为：44 如图432电路中，三相短路发生在k1或k2点。试计算这两种情况下的短路冲击电流（ic）及短路电流的最大有效值（Ic）。求解时假设Kc1.8。变压器T的参数：S30MVA，ud7.5；电抗器的参数：6.3kV, =0.3kA, =4。线路电阻忽略不计。图432 习题44解：设定基准容量为： 基准电压为：基准电流为：计算供电系统各元件阻抗的标幺值架空线：变压器：电抗器： 电缆：求电源点至短路点的总阻抗点短路：点短路：求点短路电流的周期分量，冲击电流及有效值S=369求点短路电流的周期分量，冲击电流及有效值S=62.8645 如图433中的高、低压线路均采用三芯铜电缆。已知变压器高压侧断路器的遮断容量为Sdn50MVA，其他参数如图所示。直接与低压母线联接的感应电动机的额定电流IN100A（各电机额定电流之总和）。试求k1点和k2点短路时的Ik。图433题45解：选取 K-1和K-2处短路的基准电压为：基准电流：计算各段阻抗标么值：电源：变压器：电缆1：电缆2：（此部分的计算同学有分歧，出于数值上的近似考虑，此处均认为是正确的） 或者 计算短路点为止的总阻抗：K-1点： K-2点：或者72.9计算短路电流： K-1点： K-2点：由于用电设备是感应电动机，故需要判断是否需要考虑其对短路电流的影响。不考虑感应电动机的影响时：或者1.98KA响应冲击电流：或者3.64KA感应电动机的短路冲击电流： 需要考虑感应电动机的影响此时的短路冲击电流：或者4.276KA4-6供电系统如图434所示，试求图中k1、k2点发生三相短路时的短路参数图434 习题46解：设定基准容量为： （当电源标幺值给出时，设容量基准值与电源相同，电源标幺值为1）基准电压为：相应基准电流为：点：点：计算供电系统各元件阻抗的标幺值：电源：， ，架空线：变压器：电抗器： 电缆：求最大运行方式下电源点至短路点的总阻抗点短路：点短路：求k1点短路参数：求k2点短路参数：最小运行方式下k2点的两相短路电流47 某供电系统如图435所示，图中各条线路参数均相同，若要求k点发生三相短路时最大冲击电流不超过20kA，试问：1）能否将母联开关QF闭合长期并联运行?2）最多允许几根电缆并联运行?图435 习题4748 系统如图436所示，试提出选择、校验图示系统中高压断路器QF1、QF2和高压隔离开关QS1、QS2的参数，并简要说明选择时应如何考虑这些参数。图436习题48解： 最大运行方式下，短路标么阻抗：先设基准容量电源： 架空线：变压器：最大运行方式下K-1点、K-2点的短路电流为：变压器一次工作电流变压器二次工作电流 算最小运行方式下的计算电流设基准容量为，此时电源阻抗 线路阻抗 变压器阻抗最小运行方式下K-1点、K-2点的短路电流为：变压器一次工作电流变压器二次工作电流49某配电所l0kV配电装置铝母线(806)mm2，母线短路冲击电流，母线轴线间距为40cm，母线为水于放置，试根据母线力稳定性求绝缘子间的最大跨距(设母线支柱式绝缘子数十个)。410系统如图437所示，1）试求母线B发生三相短路时的短路参数。2）若母线采用铝母线（808）mm2，两相邻母线轴线间距为20cm，水平放置，支柱式绝缘子数大于4，若已知档距l0.8m，试校验该母线的力稳定。3）求允许最大档距lmax。4）已知母线短路保护动作时间tb0.5s开关动作时间tQA0.15s，试检验该母线的热稳定性（040C）。图 437习题410411用有名值法计算图438的低压系统中k点发生三相短路时的短路电流、，图中的电流互感器是三相安装的。2）总结归纳用有名值计算低压系统短路电流的步骤。图438 习题411 第五章 习 题51. 某6kV线路采用图5-30所示两相两继电器式定时限时过电流保护装置。线路的计算负荷电流为145A，电流互感器的变比为200/5；线路末端三相短路电流为1000A。继电器采用DL30系列。试整定其动作电流并校验保护装置的灵敏度。图530题5152 某供电系统如图5-31所示，1）若在QF处设置定时限过电流保护，电流互感器采用非全星形结线，变流比为100/5，tj1.2s，试求其保护整定值。2)若在QF处设置电流速断保护，试进行整定计算，并说明变压器低压侧母线发生三相短路，其速断保护是否动作？为什么？3）画出过电流保护与速断保护配合原理接线示意图。图5-31题52解：选DL型电流继电器，10kV供电线路电流互感器可用非全星形联接设定基准容量为： 计算供电系统各元件阻抗的标幺值：电源：，电缆：变压器：设定基准容量为： 计算供电系统各元件阻抗的标幺值：电源：，电缆：变压器：最大运行方式下末端和首端的短路电流计算：，末端： 首端： 最小运行方式下末端和首端的短路电流计算：，末端： 首端： 过电流保护整定计算：由电流互感器变流比为150/5得，保护动作一次侧电流为：继电器1KA、2KA的动作电流为：，取7A要求，则假定变压器380V侧空气断路器动作时限0.2s，变压器定时限过电流保护动作0.4s，则10KV供电线路定时限过电流保护动作时限为：保护灵敏度为：速断保护装置动作电流整定计算如下：一次动作电流（选用DL型）继电器2KA的动作电流速断保护的灵敏度检验53 有一台电动机，额定电压为380V，额定电流为22A，起动电流为140A；该电动机端子处的三相短路电流为16kA，试选择RT0型熔断器保护电动机的短路故障，确定熔断器熔体的额定电流，并选择该电动机的配电线（采用BV型导线穿塑料管敷设）的导线截面及管径（环境温度35）。54 有一条380V线路，其I30280A，Ipk600A，线路首端的7.8kA，末端的2.5kA。试选择线路首端装设的DW10型低压断路器，并选择和整定其瞬时动作的电磁脱扣器，检验其灵敏度。55 某10kV线路，采用两相两继电器式接线的去分流跳闸原理的