(完整版)工厂供电课后作业答案

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 Ut2n 220/38.5kV所以 Uwl1 Ut2N1 220 kV; Uwl2”2：,38-5 35 kV1 10%1.1同理：Ut1N1 Ugn 10.5 kV; UT1N21 10% UWL1 1.1 220 242 kV ,Ut1n 10.5/242 kV。1-2试确定图1-24所示供电系统中

2、发电机和各变压器的额定电压?T1T20T-+g3H-l 6KV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 10.5 kV;变压器 T1 的额定电压：Un1 Ugn 10.5 kV ； UT1N21 10% 35 38.5kV；UT1N 10.5/38.5 kV;变 压 器T2 的 额 定 电 压

3、 ： UT2N135 kV ； U T2N21 5%6 6.3 kV ；UT2N 35/6.3kV；变 压 器T3 的 额 定 电 压 ： UT3N1 10 kV ； UT3N2 1 5% 380V 0.4 kV ；UT3N 10/0.4kV；2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、$30和130。解：(1)金属切削机床组的计算负荷:查附录表 1： Kd 0.2 , cos 0.5 , tan 1.73 则P3010.2 800 160kWQ301P301 tan

4、 160 1.73 276.8kVarP30 1cos1600.5320kVAI 30 1S30 13Un320.3 0.38486.2A7(2)通风机组的计算负荷:查附录表 1： Kd 0.8, cos 0.8, tan 0.75 则P3020.8 56 44.8kWQ30 2P30 2 tan 44.8 0.75 33.6kVarS30 2P30 244.80.856kVAcosI 30 2563 0.3885.1AK pP30 1P302取同时系数K P 0.9, K Q 0.95,于是车间的总计算负荷为: PQ0.9 160 44.8184.3kW0.95 276.8 33.6294.

5、9kVarS303UnS3o, P3o Q30.184.32 294.92 347.8kVA528.4 A设备名称设备容量Pe/kW需要系数Kdcostan计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI 30 / 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,K c 0.95Q184.3294.9347.8528.4各个参数如下表:2-3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

6、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。查附录表1 : Kd 0.2 , cos0.5, tan 1.73 则解：1、采用需要系数法P300.8 85 17kWQ30P3o tan17 1.73 29.4kVarS3。_P0_17 34kVAcos 0.5I 30S303Un34,3 0.3851.7A2、采用二项式法查附录表 1： b 0.14, c 0.4, x 5, cos 0.5, tan 1.73则（1） x台最大容量的设备容量为PxP5 7.5 1 4 3 3 1 22.5kW有功计算负荷为:P30 bPe cFX0.14 85 0.4 22.5 1

7、1.9 9 20.9kW ；无功计算负荷为：Q30P30 tan20.9 1.73 36.2kVar ；视在计算负荷为:S30 -P0- 20 41.8kVA；cos 0.5计算电流为:I 30S303Un41.8、3 0.3863.5A两种方法的计算结果如下表:计算方法计算系数costan计算负荷Kd 或 b/cP30/kWQ3c/kvarS30/kVAI30 / A正所玄 rru数法0.20.51.731729.43451.7二项式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52-6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

8、,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：补偿前的视在方t算负荷：S30 2JP二Q302V4202 3502 546.7kVA则变压器有功损耗损耗：Pt 0.01S30 0.01 546.7 5.5kW ;变压器无功损耗损耗：Qt 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 2PT 420 5.5 425.5kW ;Q30 2Qt 350 27.3 377.3kVar-,P30 11

9、 30 1S30 1-3Un等0738 32.8A功率因数为：cosP30 1425.51 二S30 1568.70.75 0.9 ,不满足要求，故需要进行无功补偿。为使一次侧达到cos 1达到0.9 ,次侧的cos 2要达到0.92 ,于是取cos 20.92,此时二次侧的功率因数为cos 2420546.70.77 。Q30 1, 425.52 377.32 568.7kVA则补偿的无功功率为:QCP30 2 tan 2 tan 2420tan arc cos0.77tan arc cos0.92 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

10、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cos 0.65,补偿以后的功率因数为cos 0.9 ,于是有：QC P30 tan tan 2400 tanarc cos0.65 tanarc cos0.92400 (1.17 0.48) 1656kVarQC1656,寸n 55.2,为了三相平衡，取 n 57qc30(2)无功补偿以后的视在计算负荷：补

11、偿之前的无功计算负荷为：Q30 P3o tan2400 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 1098kVar则补偿后的视在计算负荷为：S。 P_Q0 J2400L10982 2639kVA补偿以后的功率因数为：cosP0空0 0.909 0.91满足要求S302639(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 -P30- 空0 3692 kVAcos 0.65补偿前后的视在计算负荷差值为：S30 S30 S30 3692 2652 1040k

12、VA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300MVA。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试用欧姆法求1厂变电所10kV高压母线上和380V低压母线上的短路电流I：3)、/、I13)、吠和短路容量s3),并列出短路计算表。解：根据题意得计算电流如下所示:S9-800Uc13X (k 1)8.79kA81、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:有题意可知，Soc 300MVgA则X1Uc1(10.5kV)20.36

13、7300MVA0.372)电缆线路的电抗：由表3-1查得X0=0.08Q/km,因此X2X0l0.08(/km) 4km 0.323)绘k-1点短路的等效电路如下图所示,10.3720.32k-1J然后计算电路的总电抗：X (k 1) Xi X20.370.320.69(2).计算三相短路电流和短路容量1) k-1三相短路电流周期分量有效值：11*10.5kV3 0.692)三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：IIIk3)i 8.79kA3)三相短路冲击电流及其有效值:iSh) 2.55I (3) 2.55 8.79kA 22.41kA iSh) 1.51I “ 1.51 8.79kA 13.

14、27kA_Uc2_3X (k 2)0.4kV42.14kA3 5.48 10342.14kA94)三相短路容量：sk3)1. 3u c11 k3)1,3 10.5kV 8.79kA 159.85MVgA2.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：X1U：2Soc2(0.4kV)24 5.3 10300MVA2) .电缆线路的电抗：X2Xl2UC2%0.08( / km)Uc120.4kV4km -4.64 1010.5kV3) .电力变压器的电抗：由附录表5查得Uk% = 4.5,因此Uk%Uc24.5X3 X4

15、c2100Sn10020.4kV9800kVA10 6k 9 10 34)绘k-2点短路的等效电路如下图所示_4_45.3 104.64 10 43_9 10 3k-249 10 3计算其总电抗:X (k 2) X1X2 X3/X4XI X2X3X4X3X45.3 10 44.641049 10 35.48 10 3(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:(3)I k 22)三相短路次暂态电流和稳态电流:(3)3）三相短路冲击电流及其有效值: ish Ish1.84I(3)1.09I(3)1.84 42.14kA 77.54kA1.09 42.14kA 45.93kAX

16、3X45.625100SN114）三相短路容量：Sk3）2, 3U c2 I k3）23 0.4kV 42.14kA 25.2MVA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/ MVA (3) I kI (3)I (3)i sh(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,11dl Uc110.5kV,Ud2 Uc2 0.4kVSk3)、,3UcIk3)、,3Uc

17、F I d1I d2_Sd_ 3Ud1Sd100 MVA.3 10.5kV100MVA3 0.4kV5.50kA144kA（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：X1100MVA 0.33Soc 300 MVA2）电缆线路的电抗标幺值：由表3-1查得，Xo 0.08 /kmSd100MVAX2 X0l 彖 0.08（ /km） 4km2 0.29Uc110.5kV3）电力变压器的电抗标幺值：查附录表 5得Uk% 4.5Uk%Sd4.5 100 103kVA100 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 。k-10.33k-20.2

18、95.6255.625(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)X1X2 0.33 0.290.622)三相短路电流周期器分量有效值:.(3) Id1I k 1 yX (k 1)5.50kA8.87kA0.623)三相短路次暂态电流和稳态电流:(3)I(3)Ik3)18.87kA4)三相短路冲击电流及其有效值:iish1sh2.55I1.51I(3)(3)2.55 8.87kA1.51 8.87kA22.62kA13.39kA5)(3) S”三相短路容量：S【)1X (k 1)100MVA0.62161.3MVA(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 (K 2) XiX2X3/X4 0.33 0.295.625 c3.4322)三相短路电流周期分量有效值:Ik3)2Id2144kAd42kAX (k 2)3.433)三相短路次暂态