工厂供配电期末复习计算题合集

1、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V的三相电动机7.5kw3台，4kw8台，3kw17台，1.5kw10台。试用需要系数法求其计算负荷。解：此机床组电动机的总容量为查附录表1得 Kd =0.160.2 (取0.2)，有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算负荷 计算电流 2、某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW（其中较大容量电动机有7.5kW1台，4Kw3台，2.2Kw7台），通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。试用需要系数法确定此线路上的计算负荷。解：先求各组的计算负荷金属切削机床组查附录表1，取Kd=0.2， P30（1）=0.250=10kW Q30（1）=101.73=17.3kvar通风机组 Kd=0.8， P30（2）=0.83=2.4 kW Q30（2）=2.40.75=1.8 kvar电阻炉 Kd=0.7， P30（3）=0.72=1.4 kW Q30（3）=0因此总的计算负荷为（取Kp=0.95，Kq=0.97）P30=0.95（10+2.4+1.4）=13.1 kW Q30=0.97（17.3+1.8+0）=18.5 kvarS30= I30=3、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V的三相电动机7.5kw3台，4kw8台，3kw17台，1.5kw10台。试用二项式法来确定机床组的计算负荷。解：由附录表1查得。设备总容量为 Pe=120.5kW。x台最大容量的设备容量为 Px=P5=7.5kW3+4kW2=30.5kW有功计算负荷为P30=0.14120.5Kw+0.430.5Kw=29.1Kw无功计算负荷为Q30=29.1Kw1.73=50.3kvar视在计算负荷为计算电流为4、某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW（其中较大容量电动机有7.5kW1台，4Kw3台，2.2Kw7台），通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。试用二项式法来确定机修车间380V线路的计算负荷。解：先求各组的和（1） 金属切削机床组由附录表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，=0.5，=1.73，=0.1450kw=7kW =0.4（7.5kw1+4kw3+2.2kw1）=8.68kw（2） 通风机组查附录表1得b=0.65，c=0.25，x=5，=0.8，=0.75，=0.653kw=1.95kw =0.253kw=0.75kw（3） 电阻炉查附录表1得b=0.7，c=0，x=0，=1，=0，故=0.72kw=1.4kw =0以上各组设备中，附加负荷以为最大，因此总计算负荷为P30=（7+1.95+1.4）+8.68 =19kw Q30= （717.3+1.950.75+0 ）+8.681.73 =28.6kvarS30= I30=从计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果大得比较多，这也更为合理。5、如图所示220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台10kW接于A相，1台30kW接于B相，1台20kW接于C相。另有380V单相对地焊机4台，其中2台14kW（=100%）接于AB相间，1台20kw（=100%）接于BC相间，1台30kW（=60%）接于CA相间。试求此线路的计算负荷。解：（1）电热干燥箱的各相计算负荷查附录表1得Kd =0.7，=1，=0。计算其有功计算负荷：A相 P30.A（1）=Kd=0.7210kw=14kwB相 P30.B（1）=Kd=0.7130kw=21kwC相 P30.C（1）=Kd=0.7120kw=14kw（2）焊机的各相计算负荷先将接于CA相间的30kw（=60%）换算至=100%的容量，即查附录表1得；再由表23查得时的功率换算系数。因此对焊机换算到各相的有功和无功设备容量为A相 B相 C相 各相的有功和无功计算负荷为A相 B相 C相 （3）各相总的有功和无功计算负荷A相 B相 C相 （4） 总的等效三相计算负荷因B相的有功计算负荷最大，故取B相计算等效三相计算负荷，由此可得 6、 某厂压变电所装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW，无功计算负荷为800kvar。为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于0.9，如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有何变化? 解：(1)补偿前的变压器容量和功率因数 变压器低压侧的视在计算负荷为 主变压器容量选择条件为，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为1250kVA(参看附录表5)。 这时变电所低压侧的功率因数为：cos(2)=65010310.63 (2)无功补偿容量 按规定，变电所高压侧的cos0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗Q远大于其有功功率损耗P，一般Q(45)P，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90，取cos0.92。 低压侧需装设的并联电容器容量为： Qc=650(tanarccos0.63tanarccosO.92)kvar=525kvar 取 Q=530kvar (3)补偿后的变压器容量和功率因数 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为 kVA=704kVA 因此主变压器容量可改选为800kVA，比补偿前容量减少450kVA。 变压器的功率损耗为 0.015=0.015 x 704kVA=10.6kW 0.06=0.06704kVA=42.2kvar 变电所高压侧的计算负荷为 =650kW+10.6KW661kW =(800530)kvar+42.2kvar=312kvar kVA731kVA 补偿后工厂的功率因数为cos=6617310.9047、有一380V三相线路，供电给下表所示4台电动机。试计算该线路的尖峰电流。电 动 机参 数M1M2M3M4额定电流A起动电流A5.840.653535.819727.6193.2解：电动机M4的=193.2A-27.6A=165.6A为最大，线路的尖峰电流为： =0.9(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A8、某工厂供电系统如下图所示。已知电力系统出口断路器为SNl010 II型。试求工厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。解：1.求k-1点的三相短路电流和短路容量(=10.5kV)(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：由附录表8查得SNl0-10型断路器的断流容量=500MVA，2)架空线路的电抗：查表3-1得X0=0.35/km 3）绘k-1点短路的等效电路，并计算其总电抗为 (2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值 2)三相短路次暂态电流和稳态电流 3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 4)三相短路容量 2.求k-2点的短路电流和短路容量(=0.4kV)1)电力系统的电抗2)架空线路的电抗 3)电力变压器的电抗：由附录表5得=5 4)绘k-2点短路的等效电路如上图b所示，并计算其总电抗： /(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值 2)三相短路次暂态电流和稳态电流 3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 4) 三相短路容量 9、某工厂供电系统如下图所示。电力系统出口断路器为SNl010 II型。试用标幺制法计算系统中k-1点和k-2点的三相短路电流和短路容量。解：1.确定基准值， 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由附录表8查得 (2)架空线路的电抗标幺值由表3-1查得 (3)电力变压器的电抗标幺值由附录表5查得，=5 绘短路等效电路图如下图所示：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 (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)其他三相短路电流 (4)三相短路容量 4.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)总电抗标幺值 (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)其他三相短路电流 (4)三相短路容量 10、已知配电所10kV母线短路时的，线路的计算电流为350A，继电保护动作时间为1.1s，断路器断路时间取0.2s。试选择10kV高压配电所进线侧的高压户内少油断路器的型号规格。 解：初步选用SNl0-10型，根据线路计算电流，试选SNl0-10型断路器来进行校验，如下表所示。校验结果，所选SNl0-10型是合格的。装设地点的电气条件SNl0-10I630-300型断路器序号项目数 据项目数 据结论110kV10kV合格2350A630A合格32.86kA16kA合格42.552.86kA=7.29kA40kA合格52.862(1.1+0.2)=10.6合格11、已知工厂变电所380V侧母线上接有250kW感应电动机一台，平均，效率=0.75，380V母线的短路电流；该母线采用LMY-10010的硬铝母线，水平平放，档距为900mm，档数大于2，相邻两相母线的轴线距离为160mm。试求该母线三相短路时所受的最大电动力，并校验其动稳定度。如果此母线的短路保护动作时间为0.6s，低压断路器的断路时间为0.1s。该母线正常运行时最高温度为。校验其热稳定度。解：1.计算母线短路时所受的最大电动力电动机额定电流为 由于，该电动机的反馈电流冲击值为 因此母线在三相短路时所受的最大电动力为 2.校验母线短路时的动稳定度 母线在作用时的弯曲力矩为 母线的截面系数为 母线在三相短路时所受到的计算应力 硬铝母线(LMY)的允许应力为由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。3.母线满足短路热稳定度的最小允许截面附录表7，图3-12曲线得 =母线截面为A=10010=1000，该母线满足短路热稳定度要求。 2、某100.4kV变电所，总计算负荷为1200kVA，其中一、二级负荷680kVA。试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。每台容量 =(0.60.7)1200kVA=(720840)kVA，且680kVA，初步确定每台主变压器容量为800kVA。12、现有一台S9-800/10型配电变压器与一台S9-2000/10型配电变压器并列运行，均为Dynll联结。负荷达到2800kVA时，变压器中哪一台将要过负荷?过负荷可达多少? 解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的。 变压器的阻抗标幺值按下式计算 通常取 ； 查附录表5-1，得S9-800变压器(T1)的 =5，S9-2000变压器(T2)的= 6，两台变压器的阻抗标幺值分别为(取)： 在负荷达2800kVA时各台负担的负荷分别为 变压器(T1)将过负荷(908-800)kVA=108kVA，将超过其额定容量13.5。 按规定，油浸式电力变压器正常允许过负荷可达20(户内)或30(户外)。因此变压器过负荷13.5还是在允许范围内的。 另外，从上述两台变压器的容量比来看，800kVA：2000kVA=1：2.5，尚未达到一般不允许的容量比1：3。但考虑到负荷的发展和运行的灵活性，S980010型变压器宜换以较大容量的变压器。13、有一条采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220380V的TN-S线路，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为+30。试按发热条件选择此线路的导线截面。 解：(1)相线截面的选择 查附录表191得环境温度为30时明敷的BLX-500型截面为50mm的铝芯橡皮线的I=163AI=150A，满足发热条件。因此相线截面选为A=50mm。 (2)中性线截面A的选择 按A0.5A，选A=25mm。 (3)保护线截面A的选择 由于A35mm，故选A0.5A=25mm。所选导线型号可表示为：BLX-500-(350+125+PE25)。14、上题所示TN-S线路，如果采用BLV-500型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设，当地最热月平均气温为+25。试按发热条件选择此线路导线截面及穿线管内径。 解：查附录表19-3得+25时5根单芯线穿硬塑料管(PC)的BLV-500型截面为120 mm的导线允许载流量I=160A I=150A。 因此按发热条件，相线截面选为120 mm。中性线截面按A0.5A，选A=70 mm。保护线截面按A0.5A，选A=70 mm。穿线的硬塑料管内径查附录表193中5根导线穿管管径(A=120 mm)为80mm。 选择结果可表示为：BLV-500-(3120+170+PE70)-PC80，其中PC为硬塑管代号。15、有一条用LGJ型钢芯铝线架设的5km长的35kV架空线路，计算负荷为2500kW，cos=0.7，T=4800h。试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。 解：(1)选择经济截面I=58.9A 由表53查得j=1.15AmmA=51.2 mm 选标准截面50 mm，即选LGJ-50型钢芯铝线。 （2）校验发热条件 查附录表16得LGJ-50的允许载流量I=178A I=58.9A，满足发热条件。 (3)校验机械强度查附录表14得35kV架空钢芯铝线的最小截面A=35mmA=50 mm，选LGJ-50型钢芯铝线也满足机械强度要求。16、试验算3题所选LGJ-50型钢芯铝线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距为1.6m。 解：由上题知P=2500kW，cos=0.7，因此tan=1，Q=2500kvar。 用A=50 mm和a=1.261.6m2m查附录表6，得R=0.68km，X=0.39km。 线路的电压损耗为 =382V 线路的电压损耗百分值为=1.09%=5%选LGJ-50型钢芯铝线满足电压损耗要求。17、某220380V线路，采用BLX-500-(325+116) mm的四根导线明敷，在距线路首端50m处，接有7kW电阻性负荷，在线路末端(线路全长75m)接有28kW电阻性负荷。试计算该线路的电压损耗百分值。 解：查表5-4得C=46.2kWmmm，而M=7kW=2450kW =18、 某220/380V的TN-C线路，如下图所示。线路拟采用BX-500型铜芯橡皮绝缘线户内明敷，环境温度为30,允许电压损耗为5%。试选择该线路的导线截面。解：（1）线路的等效变换 将图a所示带均匀分布负荷的线路，等效变换为图b所示集中负荷的线路。 原集中负荷故。原分布负荷故。（2）按发热条件选择导线截面 线路中的最大负荷（计算负荷）为 查附录表19-1，得BX-500型导线在30明敷时的。因此可选3根BX-500-110导线作相线，另选1根BX-500-110导线作PEN线。（3）校验机械强度 查附录表15，室内明敷铜芯线最小截面为1，以上所选导线满足机械强度要求。（4）校验电压损耗 查附录表6，BX-500-110导线的电阻，电抗（线距按150计）。线路的电压损耗为 =/0.38所选BX-500-110型铜芯橡皮绝缘线满足允许电压损耗要求。19、某车间变电所装有两台S9-80010型配电变压器(Dynll联结)，试计算其经济运行的临界负荷值。 解：将S9-80010型变压器的技术数据，代入公式即得判别此两台变压器经济运行的临界负荷(取=0.1)为： 因此当负荷S615kVA时，则宜于两台并列运行。20、有一台Y型电动机，其额定电压为380V，额定功率为18.5kW，额定电流为35.5A，起动电流倍数为7。现拟采用BLV型导线穿焊接钢管敷设。该电动机采用RT0型熔断器作短路保护，短路电流最大可达13kA。试选择熔断器及其熔体的额定电流，并选择导线截面和钢管直径(环境温度为+30C) 解：(1)选择熔体及熔断器的额定电流 II=35.5A IKI=0.335.5A7=74.55A （轻载启动K取0.3） 由附录表10-1，选RT0-100型熔断器，I=100A，熔体选I= 80A。 (2)校验熔断器的断流能力 查附录表10-1，熔断器的I=50kAI=13kA，其断流能力满足要求。 (3)选择导线截面和钢管直径 按发热条件选择，查附录表19-2得A=10mm的BLV型铝芯塑料线三根穿钢管时： I=41AI=35.5A，满足发热条件，相应选钢管SC20mm。 校验机械强度：查附录表15，穿管铝芯线的最小截面为2.5mm10mm，满足要求。 (4)校验导线与熔断器保护的配合 电动机安装在一般车间内，熔断器作短路保护用，导线与熔断器保护的配合条件为：I2.5I 现I=80A3t=30.08s=0.24s因此FUl与FU2能保证选择性动作。 22、有一条380V动力线路，I=120A，I=400A；线路首端的I=18.5kA。当地环境温度为+30C。试选择此线路的BLV型导线的截面、穿线的硬塑料管直径及线路首端装设的DWl6型低压断路器及其过流脱扣器的规格。 解：(1)选择低压断路器及其过流脱扣器规格查附录表11，DWl6-630断路器的过流脱扣器额定电流I=160AI=120A初步选DWl6-630型低压断路器，其I=160A.设瞬时脱扣电流整定为3倍，=3160A=480A。而KI=1.35400A=540A，不满足IKI的要求。如整定为4倍时，I=4160A=640A KI=1.35400A=540A，满足躲过尖峰电流的要求。 校验断流能力：查录表11，DWl6-630断路器I=30kA I= 18.5kA，满足要求。 (2)选择导线截面和穿线塑料管直径查附录表19-3，当A=70mm的BLV型铝芯塑料线在30C时：I=121A(三根线穿管) I=120A，按发热条件选A=70mm，管径选为50mm。 校验机械强度：查附录表15，最小截面为2.5 mm70mm，故满足机械强度要求。 (3)校验导线与低压断路器保护的配合 脱扣器整定为I=640A，而4.5 I=4.5 121A=544.5A，不满足I4.5 I的要求。因此将导线截面增大为95mm，I=147A，4.5I=4.5147A=661.5A I =640A，满足导线与保护装置配合的要求。相应的穿线塑料管直径改选为65mm。 23、试计算S9-80010型配电变压器(Dynll联结)的经济负荷和经济负荷率。解：查附录表5得S9-80010型变压器的有关技术数据：1.4kW，7.5kW，=2.5，=5。 取=0.1，可得此变压器的经济负荷率为：变压器的经济负荷为： 24、某10kV电力线路，如下图所示。已知TAl的变流比为1005A，TA2的变流比为505A。WL1和WL2的过电流保护均采用两相两继电器式接线，继电器均为GL-1510型。KA1整定的动作电流为7A，10倍动作电流的动作时限为ls。WL2的计算电流为28A，WL2首端k-1点的三相短路电流为500A，其末端k-2点的三相短路电流为160A。试整定KA2的动作电流和动作时限，并检验其保护灵敏度。解：(1)整定KA2的动作电流取I=2I=228A=56A，K=1.3，K=0.8，K=505=10，K=1， I=I=9.1根据GL-1510型继电器的规格，动作电流整定为9A。(2)整定KA2的动作时限确定KA1的实际动作时间，由于k-1点发生三相短路时KA1中的电流为I=I=500A=25A I对KA1的动作电流倍数为： n=3.6 利用n=3.6和KA1已整定的时限t1=ls，查附录表21-2的GL-15型继电器的动作特性曲线，得KA1的实际动作时间t1.6s。KA2的实际动作时间应为：t= t-t=1.6s-0.7s=0.9sk-1点发生三相短路时KA2中的电流为：I=I=500A=50AI对KA2的动作电流倍数为：利用=5.6和KA2的实际动作时间=0.9s，查附录表21-2的GL-15型继电器的动作特性曲线，得KA2应整定的10倍动作电流的动作时限为0.8s。(3)KA2的保护灵敏度检验KA2保护的线路WL2末端k-2的两相短路电流为其最小短路电流，即KA2的保护灵敏度为： 满足灵敏度的要求。25、某车间变电所装有一台10/0.4A、1000kVA的变压器。已知变压器低压侧母线的三相短路电流=16kA，高压侧电流互感器变流比为1005A，继电器采用GL-5lO型，接成两相两继电器式。试整定该继电器的动作电流、动作时限和速断电流倍数。 解：(1)过电流保护动作电流的整定取=1.3，=1，=0.8，=1005=20，=21000kVA其动作电流 动作电流整定为9A。 (2)过电流保护动作时限的整定 车间变电所为终端变电所，其过电流保护的10倍动作电流的动作时限整定为0.5s。 (3)电流速断保护速断电流倍数的整定取，速断电流 因此速断电流倍数整定为： 26、某车间变电所的主变压器容量为500kVA，电压为100.4kV，联结组为Yyn0。试确定该变电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢的尺寸。已知装设地点的土质为砂质粘土，10kV侧有电联系的架空线路总长70km，有电联系的电缆线路总长25km。 解：(1)确定接地电阻值查附录表24可确定此变电所公共接地装置的接地电阻应满足以下条件： 和 所以 变电所总的接地电阻值应为 (2)接地装