《工厂供电第3版》刘介才课后习题详细答案.pdf

工厂供电A/r-iLr第二版刘介才主编课后习题解答201 4 年 8 月第一章习题解答1-1试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压?解：1.变压器T 1的一次侧额定电压：应与发电机G的额定电压相同，即 为10.5 k Vo变压器T 1的二次侧额定电压应比线路W L 1末端变压器T 2的一次额定电压高10%,即为242k Vo因此变压器T 1的额定电压应为10.5/242 k V。2.线路W L 1的额定电压：应与变压器T 2的一次额定电压相同，即为220 k V。3.线路W L 2的额定电压：应为3 5 k V,因为变压器T 2二次侧额定电压为38.5 k V,正好比35kV高10%。1-2试确定图厂26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？220V/380V lOKVtH解：1.发电机G的额定电压应比6 k V线路额定电压高5%,因此发电机G的额定电压应为6.3 k V2.变压器T 1的额定电压：一次额定电压应与发电机G的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6kV。T 1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高1 0%,因此其二次额定电压应为0.4 k V o因此变压器T 1的额定电压应为6/0.4 k V,3.变压器T 2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为6.3 k V。T 2的二次额定电压应比110 k V电网电压高1 0%,即其二次额定电压应为121 kV。因此变压器T 2的额定电压应为6.3/121 kV。4.变压器T 3的额定电压：其一次额定电压应与110 k V线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为llO kV。T 3的二次额定电压应比10k V电压高1 0%,即其二次额定电压应为11 k V,因此变压器T 3的额定电压应为1 1 0/11 kV。1-3 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、-5%三个电压分接头，现调在主接头“0”的位 置（即UI N）运行。但是白天生产时，低压母线电压只有360V（额定电压为380V）,而晚上不生产时，低压母线电压又高达415V。试问此变电所低压母线昼夜电压偏差范围（）为多少？宜采取哪些改善措施？解：1.变电所低压母线昼夜的电压偏差范围：该变电所白天的电压偏差按式（1-2）计算为：.%=巴 0=36。3 8 ,7 2 6%UN 380V该变电所晚上的电压偏差按式（1-2）计算为：A t/%=UN=415V乂 100%=9.21%UN 380V因此该变电所昼夜的电压偏差范围为-5.26%-+9.21%。2.改善该变电所低压侧电压质量的措施：为了改善该变电所的电压质量，该变电所主变压器的主接头宜切换至“-5 犷的位置运行，而晚上则宜切除主变压器，投入低压联络线，由临近车间变电所供电。1-4 某 10kV电网，架空线路总长度40km,电缆线路总长度23km。试求次中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地电容道路，并判断此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地。解：1.该系统发生单相接地时的接地电容电流：按 式（1-7）计算为：10 x（40+35x23）_24弘350 3502.判断该系统中性点是否需要改变运行方式：由于/c/xO.38 Z r V)=6 K VA/G x 0.38 Z r V)=245A2-3 某机械加工车间的380V 线路上，接有流水作业的金属切削机床组电动机3 0 台共85kW(其中较大容量电动机有U kW l台，7.5kW3台，4kW6台，其他为更小容量电动机)。另外有通风机3 台，共 5kW；电葫芦1 个，3kW(=40%)。试分别按需要系数法和二项式法确定各组的计算负荷及总的计算负荷6 0、。30、S o和/加。解：1.用需要系数法计算1)金属切削机床组：查附录表 1,取 Kd =0.25,c o s e=0.5,ta n 0=1.7 3,已知 P =8 5Z W 因此6 o(i)=K R =0.25x8 5A:W =2L3 斤 W0(1)=Pa ta n (p=2.3kW xl.7 3=36.8左 v a rSJO=/c o s =21.6 /0.9 =42.6 A V.A/30(1)=S30 /(G xO.38 V)=A2.6K VAI G x 0.38 A V)=6 4.7 A2)通风机组：查附录表1,取K“=0.8,c o s0=0.8,ta n 0=0.7 5,因此私 =K dPe=0.8 x5 左卬=4 kW =。配 ta n (p-4 k W x 0.7 5=3k v a r8 3(x2)=A o /c o s 0 =4/0.8 =5kV.A4 x 2)=30/(6 x 0.38 A V)=5K VA/有 x().38%V)=7.6A3)电葫芦组：查附录表 1,Kd=0.15,c o s(p=0.5,ta n (p=1.7 3,=4 0%,因此0(3)=K dPe y A=().15x 3kW X V o 7 /V 0 25=().57 攵 WQ u)=n ta n c p-0.57 x 1.7 3=0.9 8 v a r、到=A o /c o s 0 =0.57 /0.5=1.1 4kV.A/3O(3)=530/(G x O.38 A V)=A4K VA/43 x O.38 A V)=1.7 3A因此38 0 V线路上的总计算负荷为(取K =0.9 5,K&=0.9 7 )勺=0.9 5 x(21.3+4+0.57)Z W =0.9 5 x 25.8 7 Z W =24.6&Wg o =0.9 7 x(36.9 +3+0.9 8)/:v a r =0.9 7 x 40.8次 v a r =39.6k v a rS30=,246+39.6 此4=45.9kVA,3045.9 Z E 4V 3x().38 V=6 9.7 A2.用二项式法计算先求各组的人与和1)金属切削机床组：查附录表1,取5=健 0 =氧 窿 B(p(p=因此 b Pe W=0.14x8 5A:W =11.9kW=0.5 x(1 M W x 1+7.5kW x3+xl)=l 8.7 5A W当=匕乙)+c%i)=(1 L9+18.7 5欣 W=30.7 A WCo=P 30 ta n (p=30.7 A W xl.7 3=53.1左 v a rS3n=私 /c o s =30.7/0.5=6 AkV.A4 =%/(G x O.38 Z V)=6 AK VA/G x O.38 Z V)=9 3.5 A2)通风机组：查附录表1,取2=0.6 5,c =0.25,c o s0=0.8,ta n 0=0.7 5,故峭 2)=0.65x5kW=3.25kW比 =0.25 x 5A W =1.25A W勺 =b匕 2)+叱 =(3.25+1.2 5 W =4.5kW0 o(2)二尸3o ta n 0 =4.5kW x 0.7 5=3.38左 v a rS3G=A o /c o s 0 =4.5/0.8 =5.63kV.A50(2)=SJO/(g X 0.38 W)=5.63 K VA/3 x 0.38 W)=8.55 A3)电葫芦组:查附录表 1,取。=0.0 6,c =0.2,c o s0=0.5,ta n 0=1.7 3,故Z?%3)=0-0 6 x 3kW=0.1 SkWc=0.2 x 0.3=0.6 女 v a r6 o(3)=%3)+c/)=(0.18 +0.6W=0.7 8 左 W折算到 =2 5%时的4(3)J40 J 40勺=A o J=0.57 x =0.9 8 5Z W30 30(3)后 7 252O(3)=尸30 ta n 0 =0.9 8 A W x 1.7 3=1.7 0 Z:v a rS3G=/c o s =0.9 8 5/0.5=1.9 7 .A4(X3)=%/(后 x O.38 W)=97 K VA/x 0.38 Z V)=2.9 A以上各组设备中，附加负荷以c巴为最大，因此总计算负荷为/=Z SE),+(c Pe)m M=(11.9 +3.25+0.18)Z W +18.7 5Z W =34.2Z WQ 30 =E(忱 ta n 列+(叱)a ta n 外”=(11.9 x1.7 3+3.25x0.7 5+0.6 x1.7 3)；:v a r+18.7 5 x 1.73k v a r=55.9k v a rS30=V 34.22+55.92m =6 5.5 m6 5.5Z V A6 x0.38 亚=99.5 A1.需要系数法计算结果列成电力负荷计算表。序号设备名称台数设备容量P e/KW需要系数Kdc o s 6ta n i)计算负荷Pe/KWQ 30/k v aS30/(kVA)ho/A1机床组30850.250.51.7321.336.842.664.72通风机350.80.80.754357.63电葫芦13(；=40%)3.7 5 =40%0.25 =25%)0.51.730.570.981.141.734总计340.5425.940.85取 KE=0.9524.638.845.969.72.二项式法计算结果列成电力负荷计算表。序号设备名称台数设备容量二项式系数b/cc o s小ta n小计算负荷n 或n/xPe/KWPx/KWPe/KWQ 30/kvaS30/(kVA)13o/A1机床组30/58537.50.14/0.50.51.7330.753.161.493.52通风机350.56/0.250.80.754.53.385.638.553电葫芦13(8=40%)3.75(=40%)0.250.06/0.2(=25%)0.51.730.9851.701.972.994总计340.5434.255.965.599.52-4 现有9 台 22()V 单相电阻炉，其中4 台 4kW,3 台 1.5kW,2 台 2kW。试合理分配上列各电阻炉于220/380V的 TN-C线路上，并计算其计算负荷4、230,Sj。和 Ao。解：单相电阻炉按其容量尽可能三个相均衡分配，因此4 台 4kW 的可将3 台分别接于A 相,B 相和C 相，另一台接于A 相，3 台 1.5kW的可接于B 相，2 台 2kW 的可接于C 相。三个相负荷基本平衡，等效三相计算负荷按容量最大的B 相负荷的3 倍计算。查附表 1 得 K(I-0.77,cos =1,tan Q=0,因此勺 =3KdPe=3x0.77x 4.5%W=1 OAkWQip30COS。10.4ZW1=IQAkVAS30 10.4AVXMXUN 百 x0.38ZV=16A2-5 某 220/380V线路上，接有如表2-5所列的用电设备。试确定该线路的计算负荷鸟。、表 2-5 习题2-5的负荷资料。3 0、S30 和/j o。设备名称38 0V单头手动弧焊机220V电热箱接入相序ABB CC AABC设备台数112211单台设备容 量21kVA(=6 5%)17 kVA(E=100%)10.3kVA(e =5 0%)3kW6 kW4.5 kW解：1.弧焊机各相的计算负荷1)将接于A B相间的1 台 2 1 k V A(=65%)换算成 =1 0 0%时的有功 容 量(kW)由附录表1 查得其co s =0.3 5,因此按式(2-15)可得其有功容量为：PAB=2lkVAx0.35 x 0 6 5 =5.8SkW2)将接于BC相 间 的 1 台 17 kVA(=100%)换算成相同的有功容量(k W)其co s 0=0.3 5,因此其有功容量为：PBC=1 IkVA x 0.35 =5.95kW3)将接于CA 相间的2 台 10.3kVA(=5 0%)换算成 =1 0 0%时的有功容量(kW)。其8 8 0=035 ,因此其有功容量为：2A=2 x 1 0.3 m x 0.35 x /a 5 =5.16 k W4)弧焊机换算至各相的有功和无功容量：由 表 2-3查得COSQ=0.35时的功率换算系数PAB-A=PBC-B=PCA-C=L 2 7，1N、FE-30=22A=0.27QAB-A QBC-B=QCA-C=L 0 5,qAB_B=qB C_c=qCA_A=1-6 3因此由式(2-29)式(2-34)可得各相的有功和无功容量为：A 相 PA=1.27 X5.8 8 Z W-0.27 x 5.16 4 W =6.08 左 WQA=1.05 x 5.8 8 攵 v a r+1.6 3 x 5.16 Z v a r =14.5 8%v a rB 相 心=1.27 x 5.95kW-0.27 x 5.8 8 ZW =5.97kW0,=1.05 x 5.9 5 Z v a r+1.6 3 x 5.8 8 A v a r =15.8 3&v a rC 相 足=1.27 x 5.16 ZW -0.27 x5.95kW=4.95kW0c-1.05x5.16A:var+1.63x5.95A:var=15.12Avar5)弧焊机各相的有功和无功计算负荷：查附录表1得其K”=0.35,因此各相的有功和无功计算负荷为:A 相=0.35x6.08公M =2.13ZWGO.A(I)=0.35 x 14.584 var=5.10A varB 相 AoBa)=O.35x5.97AW=2.O9HVQ io.B(i)=0.35xl5.83Z:var=5.54A:varC 相 6 o.c(i)=.35X4.95ZW=L73ZWQ3 0c(i)=。35*15.12&var=5.2%var2.电热箱各相的计算负荷1)A相电热箱的有功和无功计算负荷：查附录表 1 得 Kd-0.7,cos 0=1,tan 0 =0,因此%=0-7X2X3ZW =4.2A:W030.4(2)=02)B相电热箱的有功和无功计算负荷：4 8=0.7 x 6kW=4.2kWQ ao.矶 2)=3)C相电热箱的有功和无功计算负荷：&c(2)=0-7 x4.5ZW=3.15AW。30.(7(2)=。3.线路上总的计算负荷1)各相总的有功和无功计算负荷：A 相=/加 +/42)=2.13AW+4.2ZW=6.33ZWQKM=0 3 0.4 1)+030.A =5 104 var+0=5.1 (R varB 相=AO&D+当&,)=2.09W+4.2ZW=6.29ZWQ.B=Q 30.8 +。30心(2)=5.54%var+0=5.54Z varC 相 当，.=鸟”“、=L 7 3 k W+3.1 5 A W =4.8 8 A:W圆 c=匾 6)+0 3。(。)=5.29 攵 v a r+O =5.2%v a r2）总的等效三相计算负荷：由以上计算结果看出，A相的有功计算负荷最大，因此取 A 相来计算总的等效三相计算负荷：%=36 0 A=3 x 6.33kW=19 k W(23O=B Q?。/=3x 5.10%v a r =15.3%v a rS30=V192+15.32m=2 4.5 m2 43 0 0 m 3 3 7 2A 3 x 38 0V2-6有一条长2 k m 的 1 0 k V 高压线路供电给两台并列运行的电力变压器。高压线路采用LJ-7 0铝绞线，等距水平架设，线 距 1m。两台变压器均为S 9-8 00/10型，D yn l l 联结，总的计算负荷为9 00kW,co s 9 =0.8 6,7 =4 5 0011。试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。解：1.高压线路的功率损耗和年电能损耗计算1）LJ-7 0铝绞线的电阻及其有功功率损耗：查附录表3 得 0=O.4 8 C/A m。因此总电阻R =0.4 8(0/km)x 2km=0.9 6 Q。线路计算电流为,309 00ZWV3x l 0A:Vx 0.8 6=6 0.4 A因此该线路的有功功率损耗按式（2-36）为：然 忆=3x 6 0.4 2 X0.9 6X1 0%W=10.5 RW2）LJ-7 0铝绞线的电抗及其无功功率损耗：由于线路为等距水平架设，线距。=1，,故其线间几何均距%,=L26 a =1.26 m。查 附 录 表 1 2 得 X。=0.36。/k m。线路总电抗X=0.36(0/km)x 2km=0.7 X1。因此线路的无功功率损耗按式(2-36)为：Af ik=3x 6 0.4 2 x 0.7 2x 10-3 kvar=7.8Skvar3）高压线路的年电能损耗计算由 Z11ax =4 5 00h 和co s 0=0.8 6 查图 2-11 f#T 3000ho 因此按式(2-4 7)可得线路的年电能损耗为：叱.=3x 6 0.4?x O.9 6*3O O O x l O kW h=3L 5 x l O3kW h2.变压器的功率损耗和年电能损耗计算1)变压器的有功功率损耗:按式(2-4 5)近似计算，其中$=Ao/co s 0=9 O O A W/0.8 6 =104 7 6 6 4,故蜴 0.01S30=0.01 x 1 0 47m =10.5 AW2)变压器的无功功率损耗:按式(2-4 6)近似计算可得A Q O.O5S3O=0.05 x 104 7 左 =52.5kvar3)变压器的年电能损耗计算：全年的铁损按式(2-5 0)计算，查附录表8得 A/%=L 4 Z W ,因此例 =A k W x 8 7 6 0/?=122(AkWh全年的铜损按式(2-5 1)计算，查附录表8得 小,=7.5 k W,而S30=/co s =9 00左卬/0.8 6 =104 6.5 m,r 3000/z,因此=2x 7.5 ZW x(1 0 46-5)2 x 3000=1 9360kWh 2x 8 00由此可得变压器的年电能损耗按式(2-5 2)计算为：叱=MVa W+A Wa(2)=12 2 6 4 m?+19 26 0Zr H 7?=315 24 Zr W?=2-7某降压变电所装有一台Yyn O 联结的S 9-1000/10型电力变压器，其二次侧(38 0V)的有功计算负号为7 2 0 k W,无功计算负荷为5 8 0kv a r.试求此变电所一次侧的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到0.9 0,问此变电所低压母线上需装设多少容量的并联电容器才能满足要求？注：变压器功率损耗按式(2-4 0)和 式(2-4 4)计算。解：1.变电所一次侧的计算负荷和功率因数1)变电所变压器的视在计算负荷和变压器功率损耗：变压器二次侧的视在计算负荷为S302=7 7 202+5 8 02m=9 2 4.5 m变压器的负荷率 为：/3=S3n/SN=9 24.5 人4/1000Z 4 =0.9 25查附录表1 的变压器的 M=17 0 0 3?=10 3图0于 0 H 7%,按式(2-4 0)得叫 短 +M/2 =17 Q 0W +10300 x 0.9 25 2W=105 13W =10.5左W按式(2-4 4)得Q r a SN(口+42 =1000AK 4xf+0.92 521=4 5.5左 v a rT 100 100 J I W O 100)2)变电所一次侧的计算负荷：勺 =7 2 0攵 W +10.5 ZW=7 3 0.5攵 W。3()1 =5 80%v a r+4 5.5 Z v a r =62 5.5 Z v a r3)变电所一次侧的功率因数:所以 co s。=0.7 62.按一次侧C OS0提高到0.90,二次侧co s色 提高到0.92低压侧需装设的并联电容器容量计算1)现低压侧的功率因数：e 5 80 v a r 因 t a n (O r.=-=0.812 7 2 0ZW所以 COS2=0-782)按co s 0提高到0.92计算,低压侧需装设的并联电容器容量：按式(2-4 8)计算为Q?=勺 2(丽。2 31/)=7 2 0攵W x (0.803 0.4 2 6)=21 0k v a r2-8某厂的有功计算负荷为4 600k W,功率因数为0.7 5。现拟在该厂高压配电所10k V母线上 装 设B WF 10.5-4 0-1型并联电容器，使功率因数提高到0.90,问需装设多少个？装设电容器以后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设电容器时的视在计算负荷减少了多少？解：1.需装设的电容器容量和个数co s 9=0.7 5 时，t a n 9=0.882 ；co s 0=0.9 时，t a n =().4 84。因此按式(2-5 9)得电容器容量为：2=%(t a n。一 t a n 0)=4 60(k W(0.882 -0.4 84)=183 0E a r需装B WF 1O.5-3 O-1型电容器个数为：“=183 0/4 0=4 52.无功补偿后减少的视在计算负荷无功补偿后的视在计算负荷为：%=Ao /co s(p=4 6004卬/0.9=5 1 1 i m而补偿前的视在计算负荷为：%=/co s =4 600ZW/0.7 5 =613 3.3 m因此补偿后减少的计算负荷为：ASr的=Sx-Sx 613 3.3 m-5 11 kVA=102 2.3 m2-9 某车间有一条380V线路，供电给表2-6所列5 台交流电动机。试计算该线路的计算电流和尖峰电流。（提示：计算电流在此可近似地按下式计算：333 式中K*建议取0.9 O）表 2-6 习题2-9的负荷资料参 数电 动 机MlM2M3M4M5额定电流/A6.12032.410.230启动电流/A3414022766.3165解：取 勺=0.9,因此该线路的计算电流为130 sl N=0.9 x (10.2+3 2.4+3 0+6.1 +2 0)=88.8A由上表可以看出，M3的2 2 7 A 3 2.4 4 =194.6A为最大，因此该线路的尖峰电流为：Ipk=0.9x(10.2 +3 0+6.1+2 0)A +2 2 7 A=2 86.7 A第三章习题解答3-1 有一地区变电站通过一条长7km的 10kV架空线路供电给某工厂变电所，该变电所装有两台并列运行的YynO联结的S9-1000型变压器。已知地区变电站出口断路器为SN10-I0型。试 用 欧 姆 法 计 算 该 工 厂 变 电 所 10kV 母 线 和 380V 母 线 的 短 路 电 流/3、/、/?、烧、及短路容量显 ,并列出短路计算表。解:K-lK-2S9-1000CDYnll)1.计算kl点处的短路电流和短路容量(Ucl=10.5kV)1)计算k-l短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗：Xi=竺 二=0筌 =0.37。S,30QWV-A架空线路电抗：X2=XO1=O.35(。/km)x7km=2.45 O 绘k-l点短路的等效电路如下，计算其总阻抗为：L (k-l,)=X1.+X2=0.37+2.45=2.8202K-l2)计算kl点短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值：限F)=二=6X2KT)6X2.82。短路次暂态电流和稳态电流：/=/=/=215kA冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：ish(3)=2.55/(3 工 2.55 x 2.15kA=5.48kAIsh(3)=1.51/o 上 1.51 x 2.15kA=3.82kA短路容量：=而/%:=gxlO.5ZVx2.15 以=39.3MV A2)计算k-2点的短路电流和短路容量(UcI=0.4kV)1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗：x i=(。=5.33x10-4。S,300WV-A架空线路电抗：X2=XO1U C2、U c i2=0.3 5(。/k m)x 7 k m0.41(152=3 5.4 x 10-4。电力变压器的电抗：X X4=-2 _ =x-=7.2 x l O3n3 100 SN 100 1000绘k-2点短路的等效电路如下:235.4X1037的 尸5.33X107.2X10-3计算其总阻抗为：XK_2)=XJ+X2，+X3/X4G i r 3=5.3 3 x l 0-4Q +3 5.4 x l 0-4Q +-Q2=7 6.7 3 x lO F2)计算短路电流和短路容量 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值：,尸_1 _ =GX y,V 3 X 7 6.7 3 x i o-4乙(K-2)短 路 次 暂 态 电 流 和 稳 态 电 流：/=/”=/。2=3 01k A 冲 击 电 流 及 第 一 个 周 期 短 路 全 电 流 有 效 值：ish=1.84=1.84 X 3 0.I k A=5 5.4 k A蓼=L 0 9/=1.0 9 x 3 0.I k A=3 2.8 k A 短 路 容 量：SKT)=疯 怎4-2=百 xOAkV X 3 0.I M =20.SM V-A短路计算表如下表所示:短路计算点短 路 电 流/k A短路容量/M V A甲八3)e昭k-12.1 52.1 52.1 55.4 83.8 53 9.3k-23 0.13 0.13 0.15 5.43 2.82 0.83-2试用标幺制法重作习题3-1。解：1.确定基准值取 Sd=1 0 0 M V-A,Ud l=UCi=1 0.5 k V,Ud 2=UC2=0.4 k V而Sd _ 1 O CW f V -A同“-V 3 x l O.5 A:V=5.5 0 MSt,_QQMVA6U 2 V3XO.4V=1 4 4 tA2.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：Xi*=1 0 0 M V-A/3 0 0 M V-A=0.3 32）架空线路电抗标幺值：X2*=0.3 5 x 7 k m x 1 O O M V-A/（1 0.5 k V）2=2.2 3*4 5 x 1 0（）M V -A3）电力变压器的电抗标幺值：X3 =Xj=4.51 0 0 x l 0 0 0 W-A画出等效电路如下，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）计算总电抗标幺值为：X*z（KT）=X|*+X2*=0.3 3+2.2 3=2.5 62）短路电流周期分量有效值：=：=2.1 5 k Ax Z（K T）8 8 0 8。3）其它三相短路电流：/1=2.1 5 k Ai f)=2.55=2.55x2.15kA=5.48kA=L51/(3)=1.51x1.15A=3.85kA4）短路容量：5K_,（3）=同e lk，=6 x 10.5Ex 2.15 公=39.3MV A4.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）计算总电抗标幺值为：X*Z（K-2）=Xi*+X2*+X3*/X4*=0.3 3。+2.2 3。+4.5/2 Q=4.8 1。2)短路电流周期分量有效值：-2)=丁 丝=龄=3 0 k AX 22)4.8 1。3)其它三相短路电流：/“=/(3)=/=3 0 k A8 A.Zish=1.8 4/=L 8 4 x 3 0 k A=5 5.2 k AIsh(3)=1.0 9/=1.0 9 x 3 0 k A=3 2.7 k A4)短路容量：SK-/=同c2 k p=岛 0.4 Hx 3 0公=2 0.7 M V -A与习题3-1的计算结果基本相同。3-3某变电所3 8 0 V侧母线采用8 0 X1 01n m 2铝母线，水平平放，两相邻母线轴线间距离为2 0 0 m m,档距为0.9 m,档数大于2。该母线上接有一台5 0 0 k W同步电动机，cos=l 时，7 7 =9 4%。已知该母线三相短路时，由电力系统产生 的 炉=3 6.5姑，烧=6 7.2公。试校验此母线的短路动稳定度。解：1.计算3 8 0 V母线三相短路时所承受的最大电动力由题可知，3 8 0 V母线的短路电流娼)=3 6.5乂，琮)=6 7.2乂；而接于3 8 0 V母线的同步电动机额定电流为：IN M=5 0 0 k W/(V 3 X 3 8 0 V x 1 X0.9 4)=0.8 0 8 k A由于母线上接有大于l O O Kw的同步电动机，因此验算母线的短路动稳定度应计入同步电动机反馈电流的影响。查表3-3得C=7.8,因此该电动机的反馈电流冲击值为:i sh -M=CKsh -MIN-M=7.8 X 1 X 0.8 0 8 k A=6.3 k A因此母线在三相短路时所受到的最大电动力为F=(i sh+i sh M)?X KT，N/A2=V 3 (6 7.2+6.3)X 1 03 X 0.9 X 1 0-7/0.2=4 1 9 0 N2.校验母线短路时的动稳定度母线在F作用时的弯曲力矩为M=F 1/1 0=4 1 9 0 N X 0.9 m/1 0=3 7 7(N m)母线的截面系数为 w=b2/6=(0.0 8)2 X 0.0 1 /6=1.0 7 X 1 05m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为：6 C=M/W=3 7 7 N M/1.0 7 X 1 0-5m3=3 5.2 M pa硬铝母线(L M Y)型 的 6 a l=7 0 M pa所以满足6 a l=7 0 M pa 2 6 c=3 5.2 M P a 的条件。故该母线满足短路动稳定度的要求。3-4设习题3-3 所 述 3 8 0 V 母线的短路保护时间为0.5 s,低压断路器的断路时间为0.0 5 s。试校验该母线的短路热稳定度。解：最小允许截面Am i n=L 兀 /CIIK4,山=3 2 5 mnA故该母线完全满足短路热稳定度的要求。第四章习题解答4-1某厂的有功计算负荷为2 5 00k W,功率因数经补偿后达到0.9 1(最大负荷时)。该 厂 1 0k V进线上拟安装一台S N 1 0-1 0型少油断路器，其主保护动作时间为0.9 s,断路器断路时间为0.2 s,其 1 0k V 母线上的/f)=i 8 k A。试选择此少油断路器的规格。解：1.额定电流的选取该厂补偿后高压侧的计算电流为勺 2 5 00c os。7 3 x 1 0 x 0.9 1=1 5 7 A查附录12常用高压断路器的技术数据，可初步选取S N 1 0-1 0I/6 3 0A。2 .断流能力的校验少油户内高压断路S N 1 0-1 0I/6 3 0A的断流能力16M小于/)=1&A,不满足要求,故改选少油户内高压断路S N I 0-1 0I I/1 000A,其断流能力3 1.5 姐 大 于/)=1 8。1,满足要求。3 .短路动稳定度校验琮）=2.5 5/?=2.5 5 x l 8 M =4 5.9 M I s所以短路发热假想时间为：tim1=tk=1.1 5=3 1.52 x 2 =1 9 8 4 5 =1 8?x 1.1 =3 5 6 4故满足短路电流热稳定度的要求。综上所述，选择高压断路器的规格为S N I O-I O I I/I O O O A。4-2某 1 0/0.4 k V 的车间变电所，总计算负荷为7 8 0k V A,其中一、二级负荷为4 6 0k V A。当地年平均气温为2 5 C.试初步选择该车间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。每台变压器容量需满足一下两个条件：(1)SN,T=(0.6-0.7)x 7 8 0k V A=(4 6 8 5 4 6)k V A,因此初选容量为 5 00k V A。(2)SN.T 4 6 0k V A考虑又当地年平均气温较高，又是室内运行，因此初步确定选两台6 3 0 k V A 的变压器并列运行。4-3某 1 0/0.4 k V 的车间变电所，装有一台S 9-1 000/1 0型变压器。现负荷增长，计算负荷达 到 1 3 00k V A。问增加一台S 9-3 1 5/1 0型变压器与S 9-1 000/1 0型变压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是哪一台过负荷？(变压器均为Yy nO 联结)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，因此先计算其阻抗标幺值。查附录表8-1 知 S 9-3 1 5/1 0型变压器T1的 U k%=4,S 9-1 000/1 0型变压器T2的U k%=4.5,S d=1 05k V A,因此：Z 尸%.=(4 x 1 05k V-A H l 00 x 3 1 5 k V-A)=1 2.71 00 SNZ Z =%-=(4.5 x 1 05k V-A HI 00 x 1 O O O k V-A)=4.5l O O S w由此可计算出两台变压器在负荷达1 3 0 0 k V A 时各台负担的负荷分别为4 5ST)=1 3 0 0 k V-A x ：=3 4 0 k V-A1 2.7+4.51 2 7S T 2=1 3 0 0 k V-A x-=9 60 k V-A1 2.7+4.5所以，S 9-3 1 5/1 0 型 变 压 器 T1将 过 负 荷 3 4 0-3 1 5=2 5k V A,将超过其额定容量2 5k V -A3 1 5k V -Ax l 0 0%=7.9%o另外，从两台变压器的容量比来看，3 1 5k V A:1 0 0 0 k V A=l:3,超过了不允许容量比 1:3。4-4某 1 0 k V 线路上装设有LQ J-1 0 型电流互感器（A相和C 相各一个），其 0.5 级的二次绕组接测量仪表，其中电流表消耗功率3 V A,有功电能表和无功电能表的每一电流线圈均内消耗功率0.7V A；其 3 级的二次绕组接电流继电器，其线圈消耗功率1 5V A。电流互感器二次回路接线采用B V-50 0-l X 2.5m m 2 的铜芯塑料线，互感器至仪表、继电器的接线单向长度为2 m。试检验此电流互感器是否符合要求？（提示：电流互感器0.5级二次侧接线如图7-1 1 所示，电流表接在两组电流互感器的公共连接线上，因此该电流表消耗的功率应由两互感器各负担一半。）解：查附录表1 6知，LQ J-1 0 型电流互感器0.5级二次绕组的额定二次负荷为1 0 V A,3级二次绕组的额定二次负荷为3 0 V A,而实际上0.5级二次绕组连接的二次负荷为52（0 5）=0.5 x 3 V A+2 *0.7 3 =2.9 0 13 级绕组连接的二次负荷为S.3）=1 5VA o互感器二次绕组至仪表、继电器的连接线消耗的功率为：X 2,77SWL 留.=（5A）2 X-=0.66E 4M ZN 5 ，2.5，加 2 x 53 加（Q-加2）二次回路接头的接触电阻取为R x c 弋0 。，其消耗功率为：Sx c（5A）2X0.1 =2.5VA因此互感器0.5级二次绕组的负荷为：产 2.9 U4+0.66%+2.5侬=6.0 6%S2 W（O 5）=1 0 W 1符合准确级要求。互感器3 级二次绕组的负荷为：52（3）=1 5VA+0.66VA+2.5VA=1 8.2 V 2 1 /3 0=15 0A,穿管内径为P C 8 0 m m。2.N线截面积的选择按 4 2 =0.5 x 1 2 0”/=60 2 M 选择，选 4=70 m m 2。3.P E 线截面积的选择按 APE 0.54,=0.5 x 1 2 0 m m2=60/m z2 选择，选 APE=7 0 m m2。因此所选导线和穿线管为：B LV-50 0-3 x 1 2 0+1 x 70+P E 70）-P C 8 0。5-2有一条3 8 0 V 的三相架空线路，配电给2台 4 0 k W、c o s 0 =0.8、=0.8 5的电动机。该线路长70 m,线路的线间几何均距为0.6 m,允许电压损耗为5%,该地区最热月平均最高气温为3 0 C o试选择该线路的相线和P E N 线的LJ 型铝绞线截面。解：L L J 型铝绞线相线截面积的选择1）按发热条件选择线路的计算电流为：P _ 2 x 4 0 x 1 0 0 0N c os(p-J V 3 x 3 8 0 x 0.8 x 0.8 53 1 79 A查附录表2 0 L J 型铝绞线的主要技术数据，截 面 积&=5 0 加环 的 L J 型铝绞线在气温 3 0 c 的允许载流量&=2024,大