工厂供电课后作业答案

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。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 ut 2 n220 / 38.5 kv精品资料所以 uwl1ut 2 n1220 kv;uwl 2ut 2 n 238.535kv110%1.1同 理 ：ut 1 n1u gn10.5kv;ut 1 n 2110%uwl11.1220242kv，ut 1n10.5 / 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电压？t1t235kvg10kvt36kv 电网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：ugn15%1010.5kv ；变压器t1 的额定电压：u t 1n1u gn10.5 kv ； ut 1 n2110%3538.5 kv ；ut 1n10.5 / 38.5 kv；变 压 器t 2的 额 定 电 压 ：ut 2 n 135kv ；ut 2 n 215%66.3kv ；ut 2 n35 / 6.3 kv ；变 压 器t3 的 额 定 电 压 ：ut 3 n110kv ；ut 3 n 215%380v0.4kv ；ut 3n10 / 0.4 kv ；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 ： kd0.2 ， cos0.5 ， tan1.73 则p30 10.2800160kwq30 1p30 1 tan1601.73276.8kvars30 1p30 1 160320kvacos0.5i 30 1s30 13u n320486.2a30.38（2 ）通风机组的计算负荷：查附录表 1 ： kd0.8 ， cos0.8 ， tan0.75 则p30 20.85644.8kwq30 2p30 2tan44.80.7533.6kvars30 2p30 244.856kvai 30 2cos0.8s30 25685.1a3u n30.38取同时系数kp0.9 ， kq0.95，于是车间的总计算负荷为：p30kpp30 1p30 20.916044.8184.3kwq30kqq30 1q30 20.95276.833.6294.9kvarsp2q2184.32294.92347.8kva303030s30i 30347.8528.4 a3u n30.38各个参数如下表：设备设备容量名称pe/kw需要系数kdcostan计算负荷p30/kwq30/kva rs30/kvai30 / a切削8000.20.51.73160276.8320486.2机床通风560.80.80.7544.833.65685.1机车间kp0.9 ， kq0.95184.3294.9347.8528.42-3 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7.5kw 1台， 4kw 3 台， 3kw 12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷p30 、 q30 、 s30 和 i 30 。解： 1、采用需要系数法查附录表 1 ： kd0.2 ， cos0.5 ， tan1.73 则p300.88517kwq30p30 tan171.7329.4kvars30p301734kvai 30cos0.5s303451.7 a3u n30.382、采用二项式法查附录表 1 ： b0.14 ， c0.4 ， x5 ， cos0.5 ， tan1.73 则（ 1）x 台最大容量的设备容量为pxp57.51433122.5kw有功计算负荷为：p30bpecpx0.14850.422.511.9920.9kw ；无功计算负荷为：q30p30 tan20.91.7336.2 kvar ；视在计算负荷为：s30p3020.941.8kva ；cos0.5计算电流为：i 30s30 3u n41.830.3863.5 a两种方法的计算结果如下表：计算计算系数costan计算负荷方法kd 或 b/cp30/kwq30/kva rs30/kvai30 / a需要系数法0.20.51.731729.43451.7二项0.14/0.40.51.7320.936.241.863.5式法2-6 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到要求?2222解： 补偿前的视在计算负荷：s30 2p30 2q30 2420350546.7kva则变压器有功损耗损耗：pt0.01s300.01546.75.5kw ;变压器无功损耗损耗：qt0.05s300.05546.727.3kvar ;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：p30 1p30 2pt4205.5425.5kw ;q30 1q30 2qt35027.3377.3kvarsp 2q 2425.52377.32568.7kva30 130 130 1i 30 1s30 13u n568.730.38p30 132.8a425.5功率因数为：cos1s30 1568.70.750.9 ，不满足要求， 故需要进行无功补偿。为 使 一 次 侧 达 到cos1 达 到0.9 ， 则 二 次 侧 的cos2 要 达 到0.92 ， 于 是 取cos20.92 ，此时二次侧的功率因数为cos2p30 2s30 2420546.70.77 。则补偿的无功功率为：qcp30 2tan2tan2420tan arc cos0.77tan arccos0.92170kvar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cos0.65 ，补偿以后的功率因数为cos0.9 ，于是有：qcp30tantan2400tan arc cos0.65tan arc cos0.92400(1.170.48)1656kvarnqc qc165655.2 ，为了三相平衡，取30n57（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：q30p30 tan24001.172808kvar并联 56 个电容器以后，补偿的无功功率为：qc57301710 kvar补偿后的无功计算负荷为：q30q30qc280817101098kvar2222则补偿后的视在计算负荷为：s30p30q30240010982639kva补偿以后的功率因数为：cosp30 s30240026390.9090.91 满足要求（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：s30p3024003692 kvacos0.65补偿前后的视在计算负荷差值为：s30s30s30369226521040kva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）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 。试用欧姆法求该厂变电所10kv 高压母线上和380v 低压母线上的短路电流(3)ik 、i (3)(3)i、(3)ii、 sh 、(3)sh和短路容量s(3) ，并列出短路计算表。k解： 根据题意得计算电流如下所示：s9-800k-1 （ yyn0 ）k-2 k-2电源电缆线 lg4km10kvs9-800（ 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：有题意可知，soc300mva 则 x12uc1soc(10.5kv ) 2300mva0.3670.372) 电缆线路的电抗：由表 3-1 查得 x0=0.08 /km, 因此 x 2x 0l0.08(/ km)4km0.323)绘 k-1 点短路的等效电路如下图所示，120.370.32k-1然后计算电路的总电抗：x(k 1)x 1x 20.370.320.69(2).计算三相短路电流和短路容量(3)u c110.5kv1) k-1 三相短路电流周期分量有效值：i k 13x (k 1)30.698.79ka2). 三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：i (3)i (3)i (3)8.79kak 1(3)(3)3). 三相短路冲击电流及其有效值：ishi(3)sh2.55i1.51i (3)2.558.79ka1.518.79ka22.41ka13.27ka4). 三相短路容量：s(3)3ui (3)310.5kv8.79ka159.85mvak 1c1 k 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：2xu1c 2soc(0.4kv ) 2300mva5.310 4u c 2220.4kv42). 电缆线路的电抗：x 2x 0lu c10.08(/km)4km10.5kv4.64103). 电力变压器的电抗：由附录表5 查得 uk 4.5，因此%u2x 3x 4u kc 24.520.4kv910 6 k910 3100sn100800kva4)绘 k-2 点短路的等效电路如下图所示15.310 424.6410 43910 3k-24910 3计算其总电抗：xx x x/ / xx x x 3 x 4( k 2)123412x3x 45.310 44.6410 4910 325.4810 3(2) 计算三相短路电流和短路容量(3) (3)u c20.4kv1) 三相短路电流周期分量有效值：i k 23x (k 2)35.4810 342.14ka(3)(3)(3)2) 三相短路次暂态电流和稳态电流：iii k 242.14kai(3)sh1.84i (3)1.8442.14ka77.54ka3) 三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)i sh1.09i1.0942.14ka45.93ka4) 三相短路容量：s(3)3ui (3)30.4kv42.14ka25.2mvak 2c2 k 2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：三相短路电流/ ka三相短路容量/ mva短路计算点i(3)ki(3)i (3)(3)i sh(3)i sh(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sd100mva ,u d 1u c110.5kv ,u d 2u c20.4kvs(3)3u i (3)3ui dsdkc kcxxi d1i d 2sd 3u d1sd 3u d 2100 mva310.5kv100mva30.4kv5.50ka144ka(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 1sd soc100 mva300mva0.332） 电缆线路的电抗标幺值: 由表 3-1 查得 , x 00.08/ kmsdux 2x 0l2c10.08(/ km)4km100mva210.5kv0.293） 电力变压器的电抗标幺值：查附录表5 得u k %4.5x3x43u k %sd4.510010 kva5.625100sn100800kva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 。10.3320.29k-135.62545.625k-2(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 (k 1)x1x 20.330.290.62(3)i d15.50 ka2) 三相短路电流周期器分量有效值：i k 1x ( k 1)0.628.87 ka(3)(3)(3)3) 三相短路次暂态电流和稳态电流：iii k 18.87ka