工厂供电课后作业答案(最新整理)

1、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 n = 220 / 38.5 kv12所以uwl1= ut 2 n1= 220 kv;uwl 2 =ut 2 n 2(1+10%)= 38.5 = 35 kv1.1同 理 ：ut1n1 = ugn = 10.5 kv; ut1n 2 = (1+10%)uwl1 = 1.1 220 = 24

2、2kv，ut 1n = 10.5 / 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？t1t235kvgt310kv6kv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：ugn = (1+ 5%)10 = 10.5kv；变压器 t1的额定电压： ut 1n1 = ugn = 1

3、0.5 kv； ut 1n 2 = (1+10%) 35 = 38.5 kv；ut 1n = 10.5 / 38.5 kv；变 压 器 t2 的 额 定 电 压 ：ut 2 n = 35 / 6.3 kv；ut 2 n1 = 35 kv；ut 2n 2 = (1+ 5%) 6 = 6.3 kv；变 压 器 t3 的 额 定 电 压 ： ut 3n1 = 10 kv；ut 3n = 10 / 0.4 kv；ut 3n 2 = (1+ 5%) 380v = 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

4、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： kd = 0.2 ， cosj= 0.5 ， tanj= 1.73 则p30(1) = 0.2 800 = 160kwq30(1) = p30(1) tanj= 160 1.73 = 276.8kvars30(1) =i=p30(1)cosjs30(1)= 160 = 320kva 0.53203 0.38= 486.2 a3u n30(1)（2）通风机组的计算负荷：查附录表 1： kd = 0.8 ， cosj= 0.8 ， tanj= 0.75 则p30(2) =

5、0.8 56 = 44.8kwq30(2) = p30(2) tanj= 44.8 0.75 = 33.6kvars30(2) =i=p30(2)cosjs30(2)= 44.8 = 56kva 0.8563 0.38= 85.1a3u n30(2)取同时系数 kp = 0.9 ， kq = 0.95 ，于是车间的总计算负荷为：p30 = kp (p30(1) + p30(2) ) = 0.9 (160 + 44.8) = 184.3kwq30 = kq (q30(1) + q30(2) ) = 0.95(276.8 + 33.6) = 294.9kvars30 =i=s30=p2 + q23

6、030184.32 + 294.923u n347.83 0.38= 528.4 a= 347.8kva30各个参数如下表：设备名称设备容量pe/kw需要系数kdcosjtanj计算负荷p30/kwq30/kvars30/kvai30 / a切 削机床8000.20.51.73160276.8320486.2通 风机560.80.80.7544.833.65685.1车间kp = 0.9 ， kq = 0.95184.3294.9347.8528.42-3 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，4

7、kw 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 i30 。解：1、采用需要系数法查附录表 1： kd = 0.2 ， cosj= 0.5 ， tanj= 1.73 则p30 = 0.8 85 = 17kwq30 = p30 tanj= 17 1.73 = 29.4kvars30p30=cosj= 170.5= 34kva3u ni30 =s30= 51.7 a343 0.382、采用二项式法查附录表 1： b = 0.14 ， c = 0.4 ， x = 5 ， cosj= 0.5 ， tanj= 1.73 则（1）x 台最大容量的

8、设备容量为px = p5 = 7.51+ 4 3 + 31 = 22.5kw有功计算负荷为： p30 = bpe + cpx = 0.14 85 + 0.4 22.5 = 11.9 + 9 = 20.9kw ； 无功计算负荷为： q30 = p30 tanj= 20.9 1.73 = 36.2kvar ；视在计算负荷为： s30 =p30cosj= 20.9 = 41.8kva ； 0.53u n计算电流为： i30 =s3041.83 0.38= 63.5a两种方法的计算结果如下表：计算方法计算系数cosjtanj计算负荷kd 或 b/cp30/kwq30/kvars30/kvai30 /

9、a需要系数法0.20.51.731729.43451.7二项式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.5p230(2)30(2)+ q24202 + 35022-6 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?解：补偿前的视在计算负荷： s30(2) = 546.7kva则变压器有功损耗损耗： dpt 0.01s30 = 0.01 546.7 5.5kw

10、 ;变压器无功损耗损耗： dqt 0.05s30 = 0.05 546.7 27.3kvar ;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(1) = p30(2) + dpt = 420 + 5.5 = 425.5kw ;q30(1) = q30(2) + dqt = 350 + 27.3 = 377.3kvars30(1) =i=s30(1)=p230(1)30(1)+ q2425.52 + 377.323u n568.73 0.38= 32.8a= 568.7kva30(1)1功率因数为： cosj = p30(1)= 425.5 = 0.75 0.9 ，不满足要求，故

11、需要进行无功补偿。s30(1)568.7为使一次侧达到 cosj(1) 达到 0.9， 则二次侧的 cosj(2) 要达到 0.92， 于是取cosj = 0.92 ，此时二次侧的功率因数为cosj = p30(2) =420= 0.77 。(2)(2)s30(2)546.7则补偿的无功功率为：qc = p30(2) tanj(2) - tanj(2) = 420 tan arc cos 0.77 - tan arc cos 0.92 170kvar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

12、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cosj= 0.65 ，补偿以后的功率因数为cosj = 0.9 ，于是有：qc = p30 tanj- tanj = 2400 tan arc cos 0.65 - tan arc cos 0.9= 2400 (1.17 - 0.48) 1656kvarn = qcqc= 1656 = 55.2 ，为了三相平衡，取 n = 5730（2） 无功补偿以后的视在计算

13、负荷：补偿之前的无功计算负荷为： q30 = p30 tanj= 2400 1.17 = 2808kvar并联 56 个电容器以后，补偿的无功功率为： qc = 57 30 = 1710kvar补偿后的无功计算负荷为： q30 = q30 - qc= 2808 -1710 = 1098kvarp2 + q2303024002 +10982则补偿后的视在计算负荷为： s30 = 2639kva补偿以后的功率因数为： cosj = p30s30= 2400 = 0.909 0.91 满足要求2639（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： s30 =p30cosj= 240

14、0 = 3692kva 0.65补偿前后的视在计算负荷差值为： ds30 = s30 - s30 = 3692 - 2652 = 1040kva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-k800 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 i (3) 、 i (3) 、i (3) 、i(3) 、 i (3) 和短路容量 s (3) ，并列出短路计算表。shshk解：根据题意得计算电流如下所示： 电源g电缆线l

15、 = 4kms9-800k-1 （yyn0）k-210kvs9-800（yyn0）380v1、求 k-1 点的三相短路电流和短路容量（uc1= 10.5 kv）(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：u 2(10.5kv )2有题意可知， s= 300mv aa 则 x= c1 = 0.367w 0.37woc1soc300mva2)电缆线路的电抗：由表 3-1 查得x0=0.08/km,因此 x 2 = x 0l = 0.08(w / km) 4km = 0.32w3)绘k-1 点短路的等效电路如下图所示，10.37w20.32wk-1然后计算电路的总电抗： x s(k

16、-1) = x1 + x 2 = 0.37w + 0.32w = 0.69w(2).计算三相短路电流和短路容量3x s(k -1)k -11) k-1 三相短路电流周期分量有效值： i (3) =uc110.5kv3 0.69w= 8.79ka2). 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 -1i(3) = 2.55i (3) = 2.55 8.79ka = 22.41ka3). 三相短路冲击电流及其有效值： shshi (3) = 1.51i (3) = 1.51 8.79ka = 13.27kak -14). 三相短路容量： s

17、 (3) =3u i (3) =3 10.5kv 8.79ka = 159.85mv aac1k -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u 2(0.4kv )21).电力系统的电抗： x = c2 = 5.310-4 wsoc1300mva u2 0.4kv 22). 电缆线路的电抗： x = x l c 2 = 0.08(w / km) 4km = 4.64 10-4 w20uc1 10.5kv 3). 电力变压器的电抗：由附录表 5 查得uk4.5，因此u %u 24.5(0.4kv )2x = x kc2 = 9 1

18、0-6 kw = 9 10-3 w n34100s100800kva4) 绘k-2 点短路的等效电路如下图所示12 5.310-4 w 4.64 10-4 w3k-29 10-3 w49 10-3 w计算其总电抗：x= x + x + x / / x = x + x +x 3 x 4s(k -2)123412x 3 + x 4= 5.310-4w + 4.64 10-49 10-3 ww +=-35.48 10 w2(2) 计算三相短路电流和短路容量3x s(k -2)k -21) 三相短路电流周期分量有效值： i (3) =uc 20.4kv3 5.4810-3 w= 42.14ka2) 三

19、相短路次暂态电流和稳态电流： i (3) = i (3) = i (3) = 42.14kak -2i(3) = 1.84i (3) = 1.84 42.14ka = 77.54ka3) 三相短路冲击电流及其有效值： shshi (3) = 1.09i (3) = 1.09 42.14ka = 45.93ka4)三相短路容量： s (3) =3u i (3) =3 0.4kv 42.14ka = 25.2mvak -2c 2 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：短路计算点三相短路电流 / ka三相短路容量 / mvai (3)ki (3)i (3)( 3)ish(

20、3)ish( 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sd = 100mva,ud1 = uc1 = 10.5kv ,ud 2 = uc 2 = 0.4kvs (3) =3u i (3) =3uid= sdkc kc x *x *sdid1 =sdid 2 =ss3ud1100mva3 10.5kv= 5.50ka3ud 2100mva3 0.4kv= 144ka(2) 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值11） 电力系统的电抗标幺值: x

21、* =sd soc= 100mva = 0.33 300mva2） 电缆线路的电抗标幺值: 由表 3-1 查得, x 0 = 0.08w / km20x * = x lsd = 0.08(w / km) 4km 100mvauc12(10.5kv )2= 0.293） 电力变压器的电抗标幺值：查附录表 5 得uk % = 4.5*u %s4.5100 103 kvax = x = kd = 5.625n34100s100 800kva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-135.625k-245.625(3) 计算 k-1 点的短路电路总电抗

22、标幺值及三相短路电流和短路容量1) 总电抗标幺值： x *= x * + x * = 0.33 + 0.29 = 0.62s(k -1)12k -12) 三相短路电流周期器分量有效值： i (3) =id1x*s(k -1)= 5.50ka = 8.87ka 0.623) 三相短路次暂态电流和稳态电流： i (3) = i (3) = i (3) = 8.87kak -1i(3) = 2.55i (3) = 2.55 8.87ka = 22.62ka4) 三相短路冲击电流及其有效值： shshi (3) = 1.51i (3) = 1.51 8.87ka = 13.39kak -15）三相短路

23、容量： s (3) =sdx*s(k -1)= 100mva = 161.3mva 0.62（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： x *= x * + x * + x * / / x * = 0.33 + 0.29 + 5.625 = 3.43s( k -2)12342k -22) 三相短路电流周期分量有效值： i (3) =id 2x*s(k -2)= 144ka = 42ka 3.433) 三相短路次暂态电流和稳态电流： i (3) = i (3) = i (3) = 42kak -2i(3) = 1.84i (3) = 1.84 42ka = 77.28ka4) 三相短路冲击电流及其有效值： shshi (3) = 1.09i (3) = 1.09 42ka = 45.78kak -25）三相短路容量： s (3) =sdx*s(k -2)= 100mva = 29.15mva 3.43短路计算点三相短路电流 / ka三相短路容量 / mvai (3)ki (3)i (3)( 3)ish( 3)ish( 3)skk-18.878.87