《供配电技术》唐志平第三版习题答案(全)(2)

1、第1章电力系统概论1-1什么叫电力系统？为什么要建立电力系统？ 电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。 为了充分利用动力资源，降低发电成本，发电厂往往远离城市和电能用户，因此，这就需要输送和分配电能，将发电厂发出的电能经过升压、输送、降压和分配，送到用户。1-2供配电系统由那些部分组成？在什么情况下应设总降压变电所或高压配电所？ 供配电系统由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。总降压变电所是企业电能供应的枢纽。它将35kV110kV的外部供电电源电压降为610kV高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。高压配电所集中接受610kV

2、电压，再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。1-3发电机的额定电压、用电设备的额定电压和变压器额定电压是如何规定的？为什么？ 用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压；发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5% ;变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压（升压变压器）或电力线路的额定电压（降压变压器）;二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%（视线路的电压等级或线路长度而定）。额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压，它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的。1-4电能的质量指

3、标包括哪些？电能的质量指标是指电压质量、频率质量、供电可靠性。1-5什么叫电压偏移，电压波动和闪变？如何计算电压偏移和电压波动？ 电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。电压波动是指电压的急剧变化。周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象，成为闪变。电压偏差一般以百分数表示，即U % U Un 100，式中 U%为电压偏差百分数；U为实际电压；Un为额定电压。U N电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数来表示，即U maxU minU% 弘弘100Un式中，U为电压波动；U %为电压波动百分数；Umax , U min为电压波动的最大值和最小值（kV ）； Un为额

4、定电压（kV ）。中性点经消弧线圈接地系统和中性接地相对地电压为零， 电容电流 倍，但各相间电压（线电压）仍然 产生很大的短1-6电力系统的中性点运行方式有哪几种？中性点不接地电力系统和中性点直接接地系统 发生单相接地时各有什么特点？电力系统的中性点运行方式有三种：中性点不接地系统、点直接接地系统。中性点不接地电力系统发生单相接地时， 为零，非接地相对地电压升高为线电压，电容电流增大对称平衡。中性点直接接地系统发生单相接地时，通过中性点形成单相短路，路电流，中性点对地电压仍为零，非接地相对地电压也不发生变化。1-7电力负何按对供电可靠性要求分几类？对供电各有什么要求？电力负荷按对供电可靠性可分

5、为三类，一级负荷，二级负荷和三级负荷。对供电的要求：一级负荷要求最严，应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时， 另一电源应不同时受到损坏，在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个独立电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电， 严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷要求比一级负荷低，应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台，从而做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。三级负荷要求最低，没有特殊要求，一 般有单回路电力线路供电。1-8试确定图所示供电系统中发电机G和变压器1T , 2T和3T的额定电压。)1|IWLin1 35kV图口1习a

6、u洛图发电机的额定电压 U = 1.05 X 10KV = 10.5kV;变压器1T的额定电压一次侧二次侧 变压器2T的额定电压一次侧二次侧变压器3T的额定电压一次侧二次侧U = 10.5kV ;U = 1.1 X 35kV= 38.5kV ;U = 35kV ;U = 1.05 X 10kV= 10.5kV ;U= 10kV ;U= 1.05 X 0.38= 0.399kV ;1-9试确定图中所示供电系统中发电机G,变压器2T, 3T线路1WL , 2WL的额定电压。U=1.05U 1=10.5kV解：发电机G,额定电压变压器2TU1=U=10.5kVU2=1.1 X 220=242kV故额

7、定电压为：10.5/242;变压器3TU1=220kVU2=1.1 X 110=121kVU3=1.05 X 10=10.5kV线路1WL的额定电压为U=10kV线路2WL的额定电压为U=0.38kV1-10试查阅相关资料或网上查阅，找出去年我国的发电机装机容量，年发电量和年用电量。答案（略）1-11画出中性点不接地系统 A相发生单相接地时的相量图。第2章负荷预测2-1什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规 律。负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分 日负荷曲线和

8、年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。2-2什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？答:年最大负荷利用小时是指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是最大负荷利用小时。年最大负荷Pmax指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负30分荷最大的月份出现 23次）30分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为钟最大负荷 P30 。负荷系数 KL 是指平均负荷与最大负荷的比值。2-3

9、 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用 30min 最大负荷？正确确定计算负荷有何 意义？答：计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动 负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。导体通过电流达到稳定温升的时间大约为 (34) ， 为发热时间常数。 对中小截面的导 体，其 约为 10min 左右，故截流倒替约经 30min 后达到稳定温升值。但是，由于较大截 面的导体发热时间常数往往大于 10min ，30min 还不能达到稳定温升。 由此可见 ,计算负荷 Pc 实际上与 30min 最大负荷基本是相当的。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算符合的确

10、定是否合理，将直接影响到电气设 备和导线电缆的选择是否合理。 计算负荷不能定得太大， 否则选择的电气设备和导线电缆将 会过大而造成投资和有色金属的浪费 ;计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导 线电缆将会长期处于过负荷运行， 增加电能损耗， 产生过热， 导致绝缘体过早老化甚至烧毁。2-4 各工作制用电设备的设备容量如何确定 ? 答：长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率，即Pe=PN反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下 的功率。2-5 需要系数的含义是什么 ?答：所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量 ,两者之间存在一个比值关

11、系， 因此需 要引进需要系数的概念 ,即： Pc Kd Pe 。式中，Kd为需要系数；Pc为计算负荷；Pe为设备容量。 形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个平 均效率；用电设备不一定满负荷运行 ，因此引入符合系数 Kl ;用电设备本身及配电线路有功 率损耗，所以引进一个线路平均效率 wL ；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入 一个同时系数 K 。2-6 确定计算负荷的估算法 .需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？答： 估算法实为指标法， 其特点是进行方案比较时很方便， 适用于做任务书或初步设计阶 段；需要系数法的特点是简单方便， 计算

12、结果较符合实际， 而长期使用已积累了各种设备的 需要系数， 是世界各国普遍采用的方法， 适用于多组三相用电设备的计算负荷； 二项式法其 特点是既考虑了用电设备的平均负荷， 又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷， 其计算 的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。2-7 在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时，可否将各组的视在计算负荷和计算电流分别直接相加？为什么？应如何正确计算?答：不可以。需要考虑用电设备各组的最大负荷不同时出现的因素，因此在确定总计算负荷时，只能在各组用电设备中取一组最大的附加负荷，再加上各组用电设备的平均负荷，即：Pc(bPe

13、 )j (CFX)maxQc(bPe tan )i (CPx)max tan max式中，(bPe )j为各用电设备组的平均功率，其中Pe是各用电设备组的设备总容量；CPx为每组用电设备组中x台容量较大的设备的附加负荷；(。艮治欢为附加负荷最大的一组设备的 附加负荷；tan max为最大附加负荷设备组的功率因数角的正切值。2-8在接有单相用电设备的三相线路中，什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷？而在什么情况下应进行单相负荷计算？答：单相设备应尽可能地均匀分布在三相上，以使三相负荷保持平衡a:三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时，单相设备可按三相

14、负荷平衡计算.15%时,应把单相设备容量换算为等b:三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的 效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷.2-9如何分配单相(220伏，380伏)用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地 换算成三相负荷？答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备；这样换算：当单相设备的总容量不超过三相总容量的15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。当单相设备的总容量超过三相总容量的15%，应该换成等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。2-10 电力变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关 的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？ 解：有功

15、功率损耗=铁损+铜损= VPFe VPCu有功功率损耗为:Pt VPFe VPcuVPFeVPcu.NSNVP。VPk2SN无功功率=VQo vq Qo是变压器空载时，由产生主磁通电流造成的，Q是变压器负荷电流在一次,二次绕组电抗上所产生的无功损耗。无功功率损耗为:心VQo Vq VQo Vqn sS Io% Uk% ScN 100 100 Sj2 PFe和厶Q0是与负荷无关， PCu和厶Q与负荷有关 简化公式：VPt VF0 VPkVQt s（壁 Uk 2）100 1002-11什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数？各如何计算？各有何用途？答:平均功率因数是指导在某一时间内的平均功率因数，

16、也称加权平均功率因数最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷时的功率因数平均功率因数计算功式：略用途供电部门能根据月平均功率因数来调整用户的电费电价2-12进行无功功率补偿，提高功率因数，有什么意义？如何确定无功补偿容量？ 答：降低电能损耗，降低电压损失，提高供电设备利用率。补偿容量(1 )采用固定补偿Qcc PJV(tg av1- tg av2),式中，Qcc为补偿容量；Pav为平均有功负荷，Pav = alb或Wa/t, Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，a为有功负荷系数，Wa为时间t内消耗的电能；tg iv1为补偿前平均功率因数角的正切值；tg av2为补偿后平均功率因数角的正切值；tg(j

17、av1 tg靱2称为补偿率，可用 qc表示(2)采用自动补偿 Qcc=Pc(tg 1 -tg 血)2-13提高自然功率因素有哪些常用的方法？他们的基本原理是什么？答：提高自然功率因素的主要方法有：1、合理选择电动机的规格、型号2、防止电动机空载运行3、保证电动机的检修质量4、合理选择变压器的容量5、交流接触器的节电运行他们的基本原理是在不添置任何补偿设备的情况下，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因素提高。2-14并联电容器的补偿的装设有几种？各有何特点？适用于什么场合？答：并联电容器的补偿的装设有一下几种：1、 高压集中补偿，指将高压电容器组集中装设在总降压变电所

18、的610kV母线上。该补偿方式只能补偿总降压变电所的610kV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对无功功率在即也内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此补偿范围最小，经济效果较后两种补偿方式差。但由于装设集中，运行条件 较好，维护管理方便，投资较少。且总降压变电所610kV母线停电机会少，因此电容器利用率高。这种方式在一些大中型企业中应用相当普遍。2、低压集中补偿，是指将低压电容器集中装设在车间变电所或建筑物变电所的低压 母线上。该补偿方式只能补偿车间变电所或建筑物变电所低压母线前变电器和高压配电线路及电力系统的无功功率， 对变电所低压母线后的设备则不起补偿作用。 但其补偿范围比

19、高压集中补偿要大， 而且该补偿方式能使变压器的视在功率减小， 从而使变压器的容量可选得较小，因此比较经济。这种低压电容器补偿屏一般可安装在低压配电室内，运行维护安全方便。该补偿方式在用户中应用相当普遍。3、单独就地补偿（个别补偿或分散补偿），是指在个别功率因素较低的设备旁边装设 补偿电容器组。该补偿方式能补偿安装部位以前的所有设备，因此补偿范围最大， 效果最好。但投资较大，而且如果被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切 除，电容器的利用率较低。同时存在小容量电容器的单位价格、电容器易受到机 械震动及其他环境条件影响等缺点。所以这种补偿方式适用于长期稳定运行，无 功功率需要较大，或距电源较远，

20、不便于实现其他补偿的场合。2-15什么是尖峰电流？尖峰电流的计算有什么用处？答：尖峰电流是指单台或多台用电设备持续12秒的短时最大负荷电流。尖峰电流的计算可以提供选定用电设备的型号以及保护用电设备等。2-16某车间380伏线路供电给下列设备： 长期工作的设备有 7.5kW的电动机2台，4kW的 电动机3台，3kW的电动机10台；反复短时工作的设备有 42kVA的电焊机1台（额定暂载 率为60% , COS n =0.62 , n =0.85）, 10t吊车1台（在暂载率为40%的条件下，其额定功 率为39.6kW , COS n =0.5）。试确定它们的设备容量。解：对于长期工作制的设备，其设

21、备容量就是它们的额定功率，所以长期工作设备的设备 容量为：Fe17.5 2kW 4 3kW 3 10kW 57kW对于反复短时工作制的设备，其设备容量为：电焊机：Pe20.6 42 0.62kW 20.2 kW吊车：Pe3 2.04 39.6kW 50.1kW所以，它们的总的设备容量为：F总 Fe1 Fe2 Fe357 20.2 50.1 kW 127.3 kW2-17已知有一汽车拖拉机厂每年生产拖拉机2400台，汽车1200辆，试用估算法求该厂的计算负荷。解：查询资料得知，生产拖拉机的单位产品耗电量为50008000kWh这里估算取6500kWh/台；生产汽车的单位产品耗电量为1500250

22、0kWh这里估算取 2000kWh/辆。年最大负荷利用小时数取 4960h。Wa1 am 2400 6500kWh15600000 kWhWa2 a2m21200 2000kWh2400000kWhFC叫Tmax156000002400000kW40964394.53kW2-18某厂金工车间的生产面积为60m x 32m,试用估算法估算该车间的平均负荷。解：查表可知负荷密度指标0.1kW/m2S 60m 32m 1920m2FavS 0.1 1920kW 192 kW答：用估算法估算该车间的平均负荷为192 kW2-19某工厂35/6kV总降压变电所，分别供电给14号车间变电所及 6台冷却水泵

23、用的高 压电动机。14号车间变电所的计算负荷分别为：Pc1=840kW , Qc1=680kvar ； Pc2=920 kw ,Qc2=750 kvar ; Pc3=850 kw , Qc3=700 kvar ; Pc4=900 kw , Qc4=720 kvar。高压电动机每台 容量为300 kW，试计算该总降压变电所总的计算负荷（忽略线损）。解：由题意可知：水泵用的高压电动机假设同时系数K=0.9Kd 0.8,b0.65,cos0.8, ta n 0.75Pc0 kd pe1 0.8 300 61440kWQc0巳0 tan1440 0.75k var 1080k varPe KPc0 P

24、c1 巳2 巳3 巳40.9 1440 840 920 850 900 kW 4455 kWQe KQc0 Qc1 Qc2 Qc3 Qc4 0.9 1080 680 750 700 720 k var 3537 kvar2 2Se Pe Qe (4452235372)VA5688.36KVA5688.361.73 6 A 548.01A高压侧 Pe1 巳 0.015Se 4540.33kWQe1 Qe 0.06Se 3878.3k var高压侧22Se1為Qe15971.25kVA答：该总降压变电所高压侧总的计算负荷Pe1=4540.33 kw , Qe1=3878.3 kvar , Se1=

25、5971.25,I ce1=98.62A2-20某车间采用一台10/0.4kV变压器供电，低压负荷有生产用通风机5台共60kW点焊机（=65%） 3台共10.5kW，有连锁的连续运输机械 8台共40kW 5.1kW的行车（ =15%） 2台。试确定该车间变电所低压侧的计算负荷。0.75解：通风机 Kd1 0.8,cos 10.8, tan 1pc1Kd1iPi 0.8 60kW 48kWQc1PC1 tan 1 48 1.73k var 83.04k var点焊机 Kd2 0.35,cos 20.6, tan 21.33屯.；gPN2 .065 10.5kW 8.47kWFC2 Kd2Pe2

26、0.35 8.47kW 2.96kWQc2 FC2 tan 2 2.96 1.33k var 3.94k var有连锁的连续运输机械Kd3 0.7,cos 3 0.75,tan 3 0.88巳Kd3Pe30.7 40kW 28kWQc3巳tan328 0.88k var 24.64k var行车Kd40.15,cos 40.5, tan 41.73巳44 gPN4,0.15 10.2kW3.95kW巳4Kd4 Pe40.15 3.95kW0.59kWQc4% tan40.59 1.73kvar1.03k var同时系数取K p,K q 0.9车间计算负荷为：巳K p巳 0.9 (48 2.96

27、 28 0.59)kW 71.60kWQcK q巳 0.9 (83.04 3.94 24.64 1.03)kvar 101.39k varScPc2Qc 124.12kVASc124.12 AIcA 179.16An3g0.42-21某车间设有小批量生产冷加工机床电动机40台，总容量152kW，其中较大容量的电动机有10kW 1台、7kW 2台、4.5kW 5台、2.8kW 10台；卫生用通风机 6台共6kW。试 分别用需要系数法和二项式法求车间的计算负荷。解：需要系数法：查表 A-1可得：冷加工机床：Kd1 0.2,cos 1 0.5, ta n 1 1.73FC10.2 152kW 30.

28、4kWQc1 30.4 1.73kW 52.6kW通风机组：Kd2 0.8?cos 2 0.8,tan 2 0.75巳 0.8 6kW 4.8kWQc2 4.8 0.75kW 3.6kW车间的计算负荷：Pc 0.930.4 4.8 kW 31.68kWQc 0.952.6 4.8 kW 50.58kWScQ7 59.68kVAlceSe/T3UN 59.68/(1.732 0.38) 90.7A二项式法：查表A-1可得：冷加工机床：00.14, C!0.4, X| 5,cos 10.5, tan 11.73(bPe )10.14 152kW 21.28kWcFX 10.410 7 2 2 4.

29、5 kW 13.2kW通风机组:b20.65,c20.25, x2 5,cos 20.8, tan 20.75因为 n=6 v 2x2，取 X2=3.则(bPe )20.65 6kW 3.9kWcFX 2 0.25 3kW 0.75kW显然在二组设备中第一组附加负荷(cPx)1最大故总计算负荷为：Pc (21.28 3.9 13.2kW)38.38kWQc (21.28 1.73 3.9 0.75 13.2 1.73)kvar62.56kvarSc - P20?73.4kVAlcSe/(石UN) 111.55A2-22某220/380V三相四线制线路上接有下列负荷：220V 3kW电热箱2台接

30、于A相，6kW1台接于B相，4.5kW 1台接于C相；380V 20kW ( =65%单头手动弧焊机 1台接于AB相， 6kW( =10% 3台接于BC相，10.5kW (=50% 2台接于 CA相。试求该线路的计算负荷。解：(1)电热箱的各相计算负荷查表A-1得，Kd 0.7,cos1,tan0，因此各相的有功计算负荷为：A相PA1Kd PeA0.73 2kW4.2kWB相PjB1Kd PeB0.76 1kW4.2kWC相巳C1KdPeC0.74.5 1kW3.15kW(2 )单头手动弧焊机的各相计算负荷查表 A-1 得，Kd 0.35,cos0.35,tan2.68 ；查表 2-4 得，c

31、os 0.35 时，则Pab a Pbc bpCA C1.27PaB BpBC CpCA A0.27qAB AqBC BqCA C1.05qAB BqBC CqCA A1.63将各相换算成100%的设备容量，即：PabniPni,06520kW 16.12kWfc- N2 PN 26 3kW 5.69kWfCA N 3PN 310.5 2kW 14.85kW各相的设备容量为A相RaPabA PBPcAaP:a1.2716.12(0.27 14.85)kW 16.46kWQeAqABaPabqcAaPca(1.0516.121.63 14.85)kW 41.13k varb相RbPbcb P3C

32、PabbPab1.055.69(0.27) 16.12 1.62kWQbqBCb PjcqABbPab(1.275.691.63 16.12)k var 33.50k varC相RcC ICapBCc Rc1.2714.85(0.27) 5.69kW 17.32kWQeCqCAC ICaqBCcPbc(1.0514.851.63 5.69)k var 24.87kvar各相的计算负荷为A相P)A2Kd PsA0.716.46kW 11.52kWQcA2Kd QeA0.741.13k var 28.79kWb相P)B2Kd Rb0.71.62kW 1.13kWQb2Kd QeB0.733.50k

33、 var 23.45kWC相P)C2Re0.717.32kW 12.12kWQc2Kd QeC0.724.87k var 17.41kW(3)各相总的计算负荷为(设同时系数为0.95 )A相PaK(P)A1P)A2)0.95(4.211.52)kW14.93kWQcAK(QcA1QcA2)0.95(028.79)kW27.35kWb相RbK(Rb1P)B2 )0.95(4.21.62)kW5.53kWQbK(QcB1QcB2)0.95(033.50)kW31.83kWC相RcK(PCc1PcC2 )0.95(3.15 12.12)kW 14.51kWQcK(QcC1QcC2)0.95 (017

34、.41)kW16.54kW(4)总的等效三相计算负荷因为A相的有功计算负最大，所以FC m PcA 14.93kW,Qcm Qca 27.35k var，则 pc 3PC m 3 14.93kW 44.79kWQc 3Qc m 3 27.35k var 82.05k varSC -44.792 82.052 KVA 93.48KVA93.48_a 142.03a,3Un 、3 0.382-23某厂机械工车间变电所供电电压 10kV,低压侧负荷拥有金属切削机床容量共 920kW 通风机容量共56kW起重机容量共76kW（ =15叨，照明负荷容量42kW（白炽灯），线路额 定电压380V。试求：（

35、1）该车间变电所高压侧（10kV）的计算负荷Pc,Qc,Sc,lc及COS（2）若车间变电所低压侧进行自动补偿，功率因数补偿到0.95，应装BW0.4-28-3型电容器多少台？（3）补偿后车间高压侧的计算负荷PC,QC, SC,IC及COS ，计算视在功率减小多少?解：（1）查表A-1小批量金属切削机床：Kd1 0.2,cos 10.5,ta n 11.73巳 心1爲 0.2 920kW 184kWQc1 巳 tan 1184 1.73k var 318.32k var通风机：Kd2 0.8,cos 20.8,tan 20.75巳2 Kd2R20.8 56kW 44.8kWQc2Pc2 tan

36、 2 44.8 0.75k var 33.6k var起重机：Kd3 0.2,cos 30.5, tan 3 1.73Pc3 23、；巳3 0.4 ,075 76kW 11.78kWQc3Pc3 tan 3 11.78 1.73k var 20.38kvar照明：巳4 42kW Qc1 0 k var总的计算负荷为（设同时系数为0.95 ）FCK (Pc1 巳2 Pc3 Pc4) 0.95 (184 44.8 11.78 42)kW 268.45kWQc K (Qc1 Qc2 Qc3 Qc4) 0.95 (318.32 33.6 20.38 0)kvar 353.69k var Sc Pc2

37、Qc2444.03kVAPccos 1 一 0.60Sc变压器的功率损耗为Pt 0.015Sc 0.015 444.03kW 6.66kWQt 0.06Sc 0.06 444.03k var 26.64k var变电所高压侧总的计算负荷为FC PcPT275.11kWQc QcQt 380.33k varScfc2Qc2 469.40kVAI Sc469.40 A27.10Ac.3U N,3 10A变电所高压侧的功率因数为cosPcSc0.586(2)QccPc (tan1 tan 0)268.45 tan(arccos 0.60) tan(arccos0.95)268.45k varn268

38、.451028实际补偿容量为280kvar(3 )变电所低压侧视在计算负荷为 -FC2 (Qc Qcc)2 278.38kVAPT 0.015 278.38kW 4.18kWQt 0.06 278.38k var 16.70k var变电所高压侧总的计算负荷为P2PT 268.45 4.18 272.63kWQ；2 QmQt 353.69 280 16.70 90.29k var2巧 Q； 287.19kVAS 469.4 287.19 182.21kVA变电所高压侧的功率因数为cos P20.95Sc22-24某厂10kV母线上的有功计算负荷为320kW 平均功率因数为 0.67。如果要使平

39、均功率因数提高到0.9，在10kV母线上固定补偿，则需要装设BW型并联电容器的总容量是多少？ 并选择电容器的型号和个数。解：tan av1tan(arccos0.67) 1.1080tanav2tan( arccos0.9) 0.4843Qcc Pav (tanav1tan av2)KaLPc (tan av1 tan av2)=0.75 320 (1.1080-0.4843)kvar=149.688kvarn=Qcc /qcN 149.688/10=15考虑到三相均衡分配，每相装设 5 个，此时并联电容器的实际补偿容量为 150kvar 。选择 BW-10.5-10-1 型电容器 15 个。

40、2-25某工具厂全年消耗的电能 W为2500万度，W为2100万度，供电电压为10kV。其平均 有功功率和平均功率因数是多少？欲将功率因数提高到 0.9 ，需装设 BWF10.5-30-1 并联电 容器多少台？解： Pav Wa /t 2.5 107 /8760 2853.88kWtan av1 2100/ 2500 0.84 cos av1 cos(arctan0.84) 0.77Pav (tan av1 tan av2)=2853.88 (0.84-0.4843)kvar=1015.13kvar n=Qcc /qcN 1015.13/30=34 考虑到三相平衡应装设 36 台，每相 12

41、台。2-26 某工厂 35kV 总降压变电所 10kV 侧计算负荷为： 1#车间 720kW+j510kvar; 2#车间 580kW+j400kvar; 3# 车间 630kW+j490kvar; 4# 车间 475Kw+j335kvar（ a =0.76, 3 =0.82,忽略 线损 ）。试求：（ 1 ）全厂计算负荷及平均功率因数；（2）功率因数是否满足供用电规程？若不满足，应补偿到多少？（3） 若在 10kV 侧进行固定补偿，应装BW10.5161 型电容器多少台？（4）补偿后全厂的计算负荷及平均功率因数。解：(1)P1720kW ,Q1510k varP2580kW ,Q2400k v

42、arP3630 kW ,Q3490k varP4475kW,Q4335k var全厂计算负荷：P kSp Spc 2164.5kWQ kSp SQc 1561.5 k varcosF cos(arctan F ) cos(31.88 ) 0.81(2) cosF 0.9所以不满足，应补偿到 0.9(3)Qcc Pav (tan F1 tan F2 ) 394.27k varn Qcc /16 24( 4 ) 补偿后功率因数 cosF Pav /sav 0.92第 3 章 短路电流计算3-1 什么叫短路 ?短路的类型有哪些 ?造成短路的原因是什么 ?短路有什么危害 ? 答： 短路是不同相之间，相

43、对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接 . 短路种类有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路 .短路的原因主要有设备长期运行，绝缘自然老化， 操作过电压，雷电过电压，绝缘受到机械 损伤等 .短路的危害：1 短路产生很大的热量，导体温度身高，将绝缘损坏。2 短路产生巨大的电动力，使电器设备受到机械损坏。3 短路使系统电压严重减低，电器设备正常工作受到破坏。4 短路造成停电，给国家经济带来损失，给人民生活带累不便。5 严重的短路将影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，严重的可 能造成系统解列，甚至崩溃。6 单相短路产生的不平横磁场， 对附近的通信线路和弱电设备产生严

44、重的电磁干扰， 影响其 正常工作。3-2 什么叫无限大容量系统 ?它有什么特征 ?为什么供配电系统短路时， 可将电源看做无限大 容量系统 ?答：无限大容量系统的指端电压保持恒定，没有内部阻抗和容量无限大的系统.它的特征有：系统的容量无限大 .系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变.实际上，任何电力系统都有一个确定的容量， 并有一定的内部阻抗 .当供配电系统容量较电力系统容量小得多， 电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%10% ，或短路点离电源的电气距离足够远， 发生短路时电力系统母线降低很小，此时可将电力系统看做无限大容量。3-3 无限大容量三相短路时，短路电流如何变化？ 答：三相短

45、路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于回路阻抗减小， 电流增大， 但由于回路内存在电感， 电流不能发生突变， 从而产生一个非周期分量电流，非 周期分量电流也不断衰减， 最终达到稳态短路电流。 短路电流周期分量按正弦规律变化， 而 非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？答：(1 )短路前电路空载或 COS=1；(2) 短路瞬间电压过零，t=0时a=0度或180度；(3) 短路回路纯电感，即4=90度。3-5 什么是次暂态短路电流 ? 什么是冲击短路电流 ? 什么是稳态短路电流 ? 它们与短路电 流周期分量有效值有什么关系

46、 ?答： 次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值冲击短路电流是短路全电流的最大瞬时值 . 高压系统 Ksh 1.8,ish 2.55I ,I sh 1.51I ， 低压系统 Ksh 1.3,ish 1.84I ,I sh 1.09I 稳态短路电流是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流.无限大容量系统 I I P I ，高压系统 ish 2.55I , I sh 1.51I ，低压系统 ish 1.84I , I sh 1.09I 3-6 什么叫标幺值？如何选取基准值？ 答：用相对值表示元件的物理量， 称为标幺值。 任意一个物理量的有名值与基准值的比值成 为标幺值，标幺值没有

47、单位。基准值的选取是任意的，但为了计算方便，通常取 100MV A 为基准容量，取线路平均额定 电压为基准电压，即 Ud Uav 1.05U N 。3-7 如何计算三相短路电路？答：根据短路计算要求画出短路电流计算系统图，该系统图应包含所有与短路计算有关的元件，并标出各元件的参数和短路点。 画出计算短路电流的等效电路图，每个元件用一个阻抗表示， 电源用一个小圆表示， 并标出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。 选取基准容量和基准电压，计算各元件的阻抗标幺值 等效电路化简，求出短路回路总阻抗的标幺值，简化时电路的各种简化方法都可以使用， 如串联、并联、 A-Y或Y-

48、 变换、等电位法等。 按前述公式由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值，再计算短路各量， 即短路电流、冲击短路电流和三相短路容量。3-8 电动机对短路电流有什么影响？答：供配电系统发生短路时， 从电源到短路点的系统电压下降， 严重时短路点的电压可降为 零。接在短路点附近运行的电动机的反电势可能大于电动机所在处系统的残压，此时电动机将和发动机一样， 向短路点馈送短路电流， 同时电动机迅速受到制动， 它所提供的短路电流 很快衰减。3-9 在无限大容量系统中，两相短路电流与三相短路电流有什么关系？ 答： 在三相短路电流计算中记线路平均额定电压为 Uav ，短路回路阻抗用 Zk 表示。则有：三相短路

49、电流Ip Uav/732 Zk冲击电流i1.414 ksh Ip 其中ksh 1 e 0.01/为短路电路冲击系数 在两相短路电流计算中记U av为短路点的平均额定电压，Zk为短路回路的一相总阻抗。则有：两相短路电流Ik 竺2Zk冲击电流i1.414 kshIk其中ksh 1 e 0.01/为短路电路冲击系数将与、与对比可得：Ik 0.866 IpiS 0.866 iSh由以上分析可得：在无限大容量系统中，两相短路电流较三相短路电流小。3-10什么是短路电流的电动力效应？如何计算？短路电流通过导体或电气设备，会产生很大的电动力和产生很高的温度，称 为短路的电动力效应和热效应。短路电流的电动力效应是当电路短路时，短路冲击电流流过导体瞬间，导线间相互电磁作用产生的力。1. 两平行载流导体间的电动力F (2Kfi2l/a) 107(N)式中a为两平行导线间距；I为导线长；Kf为形状系数，圆形,管形导体Kr = 1o2. 三相平行载流导体间的电动力F3KfIml /a 10 7 N式中Im为线电流幅值；Kf为形状系数。3. 短路电流的电动力三相短路产生的