《供配电技术》课后答案(唐志平主编)

1、1第1章1-1:电力系统发电厂、变电站、电力线路和电力用户整体。1-2:供配电系统-由主变电站、高压变电站、配电线路、车间变电站和电气设备组成。主降压变电站是企业供电的枢纽。将外部电源电压从35kV降至110kV，降至6-10kV高压配电电压，并提供给高压配电变电站、车间变电站和高压电气设备。高压配电站集中接收6 10千伏电压，然后将其分配给变电站和附近车间的高压电气设备。一般来说，负荷分散、厂区面积大的大型企业都设有高压配电站。1-3。如何规定发电机、电气设备和变压器的额定电压？为什么？(1)电气设备的额定电压等于电力线的额定电压；发电机的额定电压比电源线的额定电压高5%。变压器初级绕组的额

2、定电压等于发电机(升压变压器)或电力线(降压变压器)的额定电压；次级绕组的额定电压比电力线的额定电压高10%或5%(取决于视线的电压等级或线路长度)。(2)额定电压是指根据经济发展的需要和电力的水平及发展趋势，经过综合技术经济分析后，由国家确定的能使电气设备长期运行在最佳经济效果的电压。回答：电能质量指标包括电压、频率和供电可靠性。1-5什么是电压偏移、电压波动和闪烁？如何计算电压偏移和电压波动？答：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。周期性电压的突然变化导致光源光通量快速波动，从而导致人类视觉的不舒适现象。电压偏差一般用百分比表示，即 u%=(u-un)/un100

3、电压波动程度用最大电压与最小电压之差或其百分比表示，即变压器1T的额定电压为U=10.5KV在主要方面；二次侧U=1.1 * 35KV=38.5KV；变压器2T一次侧额定电压U=35KV；二次侧U=1.05 * 10KV=10.5KV；变压器3T一次侧额定电压u=10kv二次侧U=1.05 * 0.38=0.399KV千伏；千伏；1-9。尝试确定图中所示电源系统中发电机g、变压器2T和3T线1WL和2WL的额定电压。解决方案：发电机G，额定电压U=1.05U1=10.5KV变压器2T U1=U=10.5KV U2=1.1*220=242KV，因此额定电压为10.5/242；变压器3t u1=2

4、20kv u3=1.05 * 10=10.5kv U2=1.1 * 110=121kv线路1WL额定电压U=10KV线路2WL额定电压U=0.38KV 1-10标题：尝试查阅相关数据或在线了解去年中国发电机的装机容量、年发电量和年使用量。答：去年，中国发电机装机容量为4兆瓦，年发电量为21870兆瓦，年耗电量为21700兆瓦。1-11。当中性点不接地系统A相出现但接地时，绘制相量图。答：当A相出现但接地时，中性点不接地系统的相量图如下：3第2章2-1什么是负载曲线？有哪些种类？与负载曲线相关的物理量是什么？答：负荷曲线是表示电力负荷随时间变化的曲线图，反映了用户用电的特点和规律。根据负荷的不同

5、功率特性，负荷曲线分为有功负荷和无功负荷曲线；根据不同的时间单位，划分日负荷曲线和年负荷曲线；根据不同的负荷对象，用户、车间或某类设备的负荷曲线。与负荷曲线相关的物理量有：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年最大负荷Pmax是指全年最大负荷下工作班次的最大30分钟平均功率(为防止意外事故，此类工作班次在最大负荷的月份至少出现2 3次)，因此，年最大负荷有时称为30分钟最大负荷P30。年最大负荷利用小时tmax 指负荷以年最大负荷Pmax连续运行一段时间后，消耗的电能与全年电力负荷消耗的实际电能完全相等，这段时间即为年最大负荷利用小时。平均负载平均负载是指电力负载在一定时

6、间内消耗的平均节电率。负载系数KL负载系数是指平均负载与最大负负载的比率。2-3。什么是计算负荷？为什么负荷计算通常使用30分钟的最大负荷？正确确定计算负荷的意义是什么？答案：计算载荷是指当等效载荷通过导向体时，导体的最高温升与通过实际可变载荷时产生的最高温升完全相等，称为计算载荷。导体通过电流达到稳定温升的时间约为(3 4) t，t是加热时间常数。对于中小截面的导体，t约为10分钟。因此，30分钟后将实现稳定的温升。然而，由于横截面较大的导体的加热时间常数通常大于10分钟，因此30分钟后不能实现稳定的温升。可以看出，计算的负载Pc实际上相当于30分钟的最大负载基本成本。计算负荷是供电设计计算

7、的基本依据。计算协议是否合理将直接影响电气设备和电线电缆的选择。计算负荷不能设得太大，否则所选的电气设备和电线电缆会太大，造成投资和有色金属的浪费。计算的负荷不能设置得过小，否则所选电气设备和电线电缆将长时间过载，这将增加功率损耗并导致过热，导致绝缘子过早老化甚至烧毁。2-4。如何确定每个工作系统电气设备的设备容量？答：长期工作系统和短期工作系统的设备容量是设备的铭牌额定功率，即Pe=PN重复短期工作系统的设备容量是指从一定负荷连续率下的额定功率转换为统一负荷连续率下的功率。答：所有电气设备的计算负荷并不等于其设备容量，它们之间存在比例关系，因此有必要引入需求系数的概念，即在公式：Pc=KdP

8、e中，Kd是需求系数；Pc是计算负载；Pe是设备容量。4形成该系数的原因是：电气设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量具有平均效率；电气设备可能无法满负荷运行，因此引入符合系数Kl；电气设备本身和配电线路中存在功率损耗，因此引入了线路平均效率；电气设备组中的所有设备可能不会同时运行，因此引入了同时系数，2-6决定了计算负荷的估算方法。需求系数法和二项式法的特点是什么？它们适合哪些场合？答：估算法实际上是一种指数法，其特点是方案比较方便，适用于任务书或初步设计阶段。需求系数法具有简便的特点，计算结果更加真实。然而，各种设备的需求系数都是经过长期使用后积累起来的，在世界各国得到广泛应用，适用于多

9、组三相电气设备的负荷计算。二项式法的特点是既考虑了电气设备的平均负荷，又考虑了几个最大的电气设备引起的附加负荷，其计算结果远大于需求系数法，适用于大容量差电气设备的负荷计算。2-8在与单相电气设备相连的三相线路中，在什么情况下可以将单相设备和三相设备结合起来，按照三相负荷的计算方法来计算和确定负荷？在什么情况下应该进行单相负荷计算？答：单相设备应尽可能均匀地分布在三相上，以保持三相负载平衡。当a:三相线单相设备总容量不超过三相总容量的15%时，可根据三相负荷平衡计算单相设备。当b:三相线单相设备总容量超过三相总容量的15%时，应将单相设备容量换算成等效三相设备容量，然后进行三相等效计算。如何简

10、单地将单相负载转换成三相负载。答：负荷密度法和需求系数法可用于电气设备的配置；该转换如下：(1)当单相设备总容量不超过三相总容量的15%时，单相设备按三相负荷平衡计算。当单相设备总容量超过三相设备总容量的15%时，应以三相设备的等效容量代替，然后计算三相设备的等效负荷。2-10如何计算电力变压器的有功功率和无功功率损耗？哪些损失与负载无关？什么损失与负载有关？如何根据简化公式计算？解决方案：有功功率损耗=铁损和铜损=Pfe Pcu有功功率损耗为：PT= PFE PCU= PFE PCU。N (SC/SN) 2 P0 PK (SC/SN) 2无功功率=Q0 Q Q0为变压器空载时产生的主磁通电流

11、。无功功率损耗为：Qt=Q0Q=Q0QN(SC/SN)SnI0 %/100 UK %(SC/Sn)2/100PFE和Q0与负载无关，Pc简化公式：PT如何计算每一个？每一个的目的是什么？回答：平均功率因数是指导某一段时间的平均功率因数，也称为加权平均功率因数。最大负荷时的功率因数是指年最大负荷时的功率因数。平均功率因数计算公式：轻度用电供电部门可根据月平均功率因数调整用户电价。补偿容量(1)采用固定补偿Qcc=pav (tg av1-tg av2)，其中Qcc为补偿容量。Pav为平均有功负荷，Pav=Pc或Wa/t，Pc为通过负荷计算得到的有功计算负荷，为有功负荷系数，Wa为时间t内消耗的电能

12、；Tgav1是补偿前平均功率因数角的正切值；Tgav2是补偿后平均功率因数角的正切值；Tg av1-tg av2称为补偿率，可由qc (2)自动补偿qcc=PC (tg 1-tg 2) 2-15表示。什么是峰值电流？峰值电流计算有什么用？答：峰值电流是指一个或多个电气设备在1-2秒内的短期最大负载电流。峰值电流的计算可以提供所选电气设备的模型和对电气设备的保护。2-16。车间中的380伏线路为以下设备供电。长期工作设备包括2台7.5千瓦电机、3台4千瓦电机和10台3千瓦电机；1台42kVA电焊机(额定临时负荷率为60%，额定功率因数=0.62，额定效率=0.85)，一台10吨起重机(额定功率为

13、39.6千瓦，在临时负荷率为40%的情况下额定功率因数为0.5%)，并尝试确定其设备容量。解决方案：对于长期工作设备，其设备容量为其额定功率，因此长期工作设备的设备容量为1=7.52千瓦43千瓦310千瓦=57千瓦。对于重复的短期工作设备，设备容量为：焊机：Pe2=0.61/2420.62=20千瓦(下标1/2表示0.6根数)；起重机：Pe3=20.41/239.6kW=50kW(下标同上)，因此它们的总设备容量为：pTotal=pe1pe2pe3=57 20 500解决方案：查找表显示负载密度指数=0.1 kW/m2 s=60m 32m=1920 m2 Pav=s=0.11920=192 k

14、W A:通过估算方法，该车间的平均负载估计为192 kW 2-192 kW14车间变电站的计算负荷分别为PC1=840千瓦和QC1=680千伏安。Pc2=920 kw，Qc2=750 kvarPc3=850 kw，Qc3=700 kvarPc4=900 kw，Qc4=720 kvar每个高压电机的容量为300千瓦，因此请尝试计算总降压变电站的总计算负载(忽略线路损耗)。解答：从问题的含义可以看出，同时系数K=0.9KD=0.8b=0.65 c=0.25 cos=0.8 tan=0.75 PC 0=KD PE 1=0.83006=1440 kwqc 0=pc0 tan=14400.75=1080

15、 kvpe=K . C4)=0.9(1440 840 920 850 900)=4455=(44552 35372)？=5688.36冰=硒/(3？Un)=5688.36/(1.736)=548.01A高压侧pe1=pe0.015 se=4455 0.0155688.36=4540.33 kw高压侧qe1=qe0.06 se=3537 0.065688.36=3878。=(4540.332 3878.302)？=5971.25 Ice1=Se1/(3？un)=5971.25/(1.7335)=98.62答：总降压变电站高压侧总计算负荷为Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar，Se1=5971.25，Ic