《工厂供电(第3版)》刘介才(课后习题详细答案).pdf

工 厂 供 电 第 二 版 刘 介 才 主 编 课 后 习 题 解 答 2014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 W L 1、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 10.5k V。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 V。因 此 变 压 器 T 1 的 额 定 电 压 应 为 10.5/2 4 2 k Vo2.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 220kV。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 3 5 k V高 10%。1-2 试 确 定 图-2 6 所 示 供 电 系 统 中 的 发 电 机 和 各 变 压 器 的 额 定 电 压?2 2 0 V/3 8 0 V 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 kVo2.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 6 k V o 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。因 此 变 压 器 T 1 的 额 定 电 压 应 为 6/0.4 k V o3.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 次 额 定 电 压 应 为 6.3 kV。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 k V o4.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 110 kV。T 3 的 二 次 额 定 电 压 应 比 10kV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 110/1 1 k V。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）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：U%=U R=360V-380Vx W 0%=_5 2 6%UN 380V该 变 电 所 晚 上 的 电 压 偏 差 按 式（1-2）计 算 为：At/%=U M=415V-380V x W 0%=9 2 j%UN 380V因 此 该 变 电 所 昼 夜 的 电 压 偏 差 范 围 为-5.26%-+9.21%o2.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%”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 1 0 k V电 网，架 空 线 路 总 长 度 4 0 k m,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：小 _ 4（骁+35孰）_ 10 x（40+35x23）350 3502.判 断 该 系 统 中 性 点 是 否 需 要 改 变 运 行 方 式：由 于 及 30A,因 此 该 系 统 不 必 改 为 中 性 点 经 消 弧 线 圈 接 地 的 运 行 方 式。第 二 章 习 题 解 答 2-1 已 知 某 机 修 车 间 的 金 属 切 削 机 床 组，拥 有 额 定 电 压 3 8 0 V的 三 相 电 动 机 1 5 k W l台，U k W 3台，7.5kW 8台,4kW 15台,其 他 更 小 容 量 电 动 机 容 量 共 35kW。试 分 别 用 需 要 系 数 法 和 二 项 式 法 计 算 其 勺、Q o、S30和 解：1.用 需 要 系 数 法 计 算 此 机 床 组 电 动 机 的 总 容 量 为 Pe=15kW+1 M W x 3+1.5kW x8+4kW xl5+35kW=2Q3kW查 附 录 表 1 中“小 批 生 产 的 金 属 冷 加 工 机 床 电 动 机”项，得 K,7=0.160.2（取 0.2）cos夕=0.5,tan夕=1.73,因 此 可 求 得:I）有 功 计 算 负 荷 按 式（2-10）得 当=K R o=0.2x 203ZW=40.6ZW2）无 功 计 算 负 荷 按 式（2-11）得 Q3n Ptan（p=40.6AW xl.73=70.2人 var3）视 在 计 算 负 荷 按 式（2-12）得 S3 0=A-=4 Q-6 k W.=81.2 mcos。0.54）计 算 电 流 按 式（2-13）得 S30 _ 81.2kVA限 N-6 XO.38ZV=123.4A2.用 二 项 式 法 计 算 由 附 录 表 1 查 得 6=0.14,c=0.4,x=5,cos9=0.5,tan9=1.73。而 设 备 总 容 量 为 Pe=203kWx 台 最 大 容 量 的 设 备 容 量 为 PX=P5=15&Wxl+UAWx3+7.5 左 W x l=55.5&W1）有 功 计 算 负 荷 按 式（2-21）得 4=bPe+cP/=0.14x203AW+0.4x55.5A:W=50.6HV2）无 功 计 算 负 荷 按 式（2-11）得 Q3O=P3otantp 50.6后 Wxl.73=87.6k var3）无 功 计 算 负 荷 按 式（2-12）得 Px _ 50.6kWcos 夕 0.5=101.2m4)计 算 电 流 按 式(2-13)得 s30 _ 1 0 1.2 m6 U N-G X O.38匹=153.8A2-2 某 380V线 路 供 电 给 1 台 132kWY型 电 动 机,其 效 率=91%,功 率 因 数 cos夕=0.9。试 求 该 线 路 的 计 算 负 荷 勺）、R o、S30和 4。解：此 台 电 动 机 功 率 为 E=1 3 2 K W,由 于 是 单 台 设 备，所 以，/=与 仞=132/0.91=145碗 Qo=&x tan 9=145xtan（arccos0.9）=70.2A varS30=4/cos 9=145/0.9=16kV.AA o=S30/（百 X0.38W）=161KWU 百 X0.38ZV）=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 k W 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，3 k W（=40%）o 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 8o、Q30、J。和 4o。解：1.用 需 要 系 数 法 计 算 1）金 属 切 削 机 床 组：查 附 录 表 1,取 K/=0.25,cos 9=0.5,tan*=1.73,已 知 P=85ZW 因 此 P3 W=KdPe=0.25xS5kW=21.3kW=Ao tan 夕=2 xl.73=36.8%varS30=A。/cos 夕=21.6/0.9=42.6kV.A/30（1）=530/（6 X0.38-V）=42.6KVA/百 x0.38）=64.7A2）通 风 机 组：查 附 录 表 1,取=0.8,cos=0.8,tan夕=0.75,因 此 勺=KdPe=0.Sx5kW=4kWQ o(2)=P30 tan(p=4kW xO.75=3 varS30=6o/cos 9=4/0.8=5kV.AZ30(2)=S30/(G X 0.38HZ)=5KVA/75x0.38此)=7.6A3)电 葫 芦 组：查 附 录 表 1,flXKd=0.15,c o s=0.5,t a n=1.73,=4 0%,因 此 勺=KdP.屈=0.15x 3kW x V04/V025=0.57ZWQo=P3()tan cp=0.57 xl.73=0.98左 varS3O(3)=A。/coscp=0.57/0.5=lAAkV.A/3O(3)=S30/(GxO.38kV)=1.14KVA/Gx0.38kV)=1.73A因 此 380V线 路 上 的 总 计 算 负 荷 为(取 K乙“=0.95,K乙*夕=0.97)勺=0.95 x(21.3+4+0.57次 W=0.95 x 25.87攵 W=24.6攵 WQo=0.97 X(36.9+3+0.98)攵 var=0.97 X40.88(var=39.6k varS30=V24.62+39.62m=45.9kVA45.9AVAGxO.38Hz=69.7A2.用 二 项 式 法 计 算 先 求 各 组 的 和 cR1)金 属 切 削 机 床 组:查 附 录 表 1,取 6=0.1机 c=0.5,x=5,cos夕=0.5,tan 9=1.73,因 此=0.14x85HV=lL9HVcPx(v)=0.5x(1U W x 1+1.5kW x 3+4kW x 1)=18.75BV勺+*o)=(H.9+18.75)A;I=30.7kWQ30=tan(p=30.7A:W x 1.73=53.k var$3(x1)=P301 cos(p=30.7/0.5=6 lAkV.AZ30(1)=S30/(GxO.38 左 V)=61.4/HM/6x0.38)=93.5 A2)通 风 机 组：查 附 录 表 1,取 0.65,c=0.25,cos夕=0.8,tan e=0.75,故 1况 回=0.65X5ZW=3.25 攵 W=025x5攵 W=1.25后 W当=b pe(i)+c、P 2)=(3.25+1.25)&W=4.5&W0 3(H2)二 尸 3otane=4.5&WxO.75=3.38&varS30(2)=P30/cos(p=4.5/0.8=5.63AV.A*=S30/(百 X 0.3 8)=5.63KW1/6 X0.38AV)=8.55 A3)电 葫 芦 组：查 附 录 表 1,取 8=0.06,c=0.2,cose=0.5,tane=1.7 3,故 6 3)=006x 3HV=0.1 弘 WcPx(3=0.2x0.3=0.6 人 var6 0 0)=b pe(3)+叱=(18+Q.6)kW=0.78k W折 算 到=25%时 的 当 当=当 矍=0 57 x裂=0.985ZW7 23 725。3。(3)=。3()tan(p=0.98ZW xl.73=1.70A:varS30=A o/c o s 9=0.985/0.5=1.91kV.A/3 0(3)=S30/(6 X0.38H)=1.97 KVA/百 x0.38 攵 V)=2.9A以 上 各 组 设 备 中，附 加 负 荷 以 为 最 大，因 此 总 计 算 负 荷 为&=E(忱),.+(叱),3=(11.9+3.25+0.18)kW+18.75 左 W=34.2kWQ 30=2(牝 tan+(cPJmm tan 外 稣=(11.9x1.73+3.25x0.75+0.6x1.73)女 var+18.75x1+3%var=55.9k varS30=V34.22+55.92m=65.5kVA65.5ZVAG X0.38W=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 数 设 备 容 量 Pe/KW需 要 系 数 K dcos e ta n 6 计 算 负 荷 Pe/KW Q30/kva S30/(kVA)ho/A1 机 床 组 30 85 0.25 0.5 1.73 21.3 36.8 42.6 64.72 通 风 机 3 5 0.8 0.8 0.75 4 3 5 7.63 电 葫 芦 13 3.75=4叫)0.25 g=2 5%)0.5 1.73 0.57 0.98 1.14 1.734 总 计 34 0.54 25.9 40.85 取 K E=0.95 24.6 38.8 45.9 69.72.二 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/ccos(|)tan小 计 算 负 荷 n 或 n/xPe/KWPx/KWPe/KWQ30/kvaS30/(kVA)1 3o/A1 机 床 组 30/5 85 37.5 0.14/0.5 0.5 1.73 30.7 53.1 61.4 93.52 通 风 机 3 5 0.56/0.25 0.8 0.75 4.5 3.38 5.63 8.553 电 葫 芦 1 3(U=4 0%)3.75(=40%)0.250.06/0.2(=25%)0.5 1.73 0.985 1.70 1.97 2.994 总 计 34 0.54 34.2 55.9 65.5 99.52-4 现 有 9 台 220V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 乙）、0 0、火）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 4 k W 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 2 k W 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 4=0.7 7,c o s 0=1,tan 0=0,因 此 Pi0=3 K d p,，=3 x 0.7 7 x 4.5 AW=lO A k W03。=0Pi 0 W A k Wco s 夕 1=io.4mS 3 0 1 0.4 k E 4V3xt/,v 6 X 0.38ZV=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 6 0、表 2-5 习 题 2-5的 负 荷 资 料。30、，30 和，30 设 备 名 称 380V单 头 手 动 弧 焊 机 220V电 热;嘉 接 入 相 序 AB BC CA A B c设 备 台 数 1 1 2 2 1 1单 台 设 备 容 量 21kVA(=65%)17kVA(e=100%)10.3kVA(=50%)3kW 6kW 4.5kW解：1.弧 焊 机 各 相 的 计 算 负 荷 1)将 接 于 A B 相 间 的 1台 21kVA(e=65%)换 算 成=100%时 的 有 功 容 量(kW)。由 附 录 表 1查 得 其 cos9=0.35,因 此 按 式(2-15)可 得 其 有 功 容 量 为：PAB=2 UVAx 0.35x7(165=5.88HV2)将 接 于 B C 相 间 的 1 台 17kVA(=1 0 0%)换 算 成 相 同 的 有 功 容 量(kW)。其 cos=0.35,因 此 其 有 功 容 量 为：PBC=17HMxO.35=5.95kW3)将 接 于 C A 相 间 的 2 台 10.3kVA(=50%)换 算 成=100%时 的 有 功 容 量(kW)。其 cos 9=0.35,因 此 其 有 功 容 量 为：=2x10.3mx0.35x7(15=5.16jtW4)弧 焊 机 换 算 至 各 相 的 有 功 和 无 功 容 量：由 表 2-3查 得 cos夕=0.35时 的 功 率 换 算 系 数 P AB-A P BC-B=P CA-C 1,27，IN.FE-3o 22 A=0.27q,B-A=QBC-B=qCA-C=1 05，qB-B=BC-C=CA-A=1 63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=1.27x5.88A:W-0.27x5.16W=6.08kWQA=1.05x5.88/:var-i-1.63x5.16攵 var=14.5 8 A varB 相 耳=1.27x5.95&W 0-27x5.88ZW=5.97&WQB=1.05x5.95%var-t-1.63x5.88%var=15.83%varC 相=1.27x5.16kW-0.27x5.95kW=4.95kWQc=1.05x5.16A var+1.63x5.95k var=15.12&var5)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 60 A=0.35义 6.08攵 卬=2.13攵 卬。30.4(1)=0-35 X14.58%var=5.10/:varB 相=0.35x5.97火 W=2O9ZW2 O.B(I)=0.35x15.83A:var=5.54k varCffl Q OC(D=S35 X 4.95ZW=1.73ZW(23OC(1)=0.35X15.12A:var=5.29k 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 K4=0.7,COSQ=l,ta n(p=0,因 此。/=0.7X 2X 3ZW=4.2 攵 W0 3 0.4(2)=02)B相 电 热 箱 的 有 功 和 无 功 计 算 负 荷：Ao 8=0.7 x 6kW=4.2&W。3 0.8(2)=。3)C 相 电 热 箱 的 有 功 和 无 功 计 算 负 荷：A o c(2)=0.7 X 4.5 攵 W=3A5kW。30.以 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 A OA=%.+扁 4=2.13%W+4.2kW=6.33ZW030.A=0 3。.A+。3。A=5 10%var+0=5.10左 varB 相 缘 B=%+%=2.09kW+4.2kW=6.29kW。30万=0 3 o.fi(i)+。3()冏 2)=5.54Z var+0=5.54Z varC 相=o.c(i)+鸟 叱=L73rW+3.15kW=4.88AW%.c=Qo.c+。30 2)=5 2%var+0=5.2%var2)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：勺=3PM A=3 X 6.33kW=19kW。3()=3。30.A=3x5.10%var=15.3%varS30=V192+15.32m=24.5AE4,24.5X1000VA=；=-=37.2 A73 x380V2-6 有 一 条 长 2 k m 的 lOkV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-70铝 绞 线，等 距 水 平 架 设，线 距 1m。两 台 变 压 器 均 为 S9-800/10型，Dynll联 结，总 的 计 算 负 荷 为 900kW,cos9=0.86,7；ax=4500h。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)3-70铝 绞 线 的 电 阻 及 其 有 功 功 率 损 耗：查 附 录 表 3 得%=0.48Q/h。因 此 总 电 阻 R=0.48(Q/km)x 2km=0.96Q。线 路 计 算 电 流 为,900ZW“，A-=60.4AV3xl0Z:Vx0.86因 此 该 线 路 的 有 功 功 率 损 耗 按 式(2-36)为：Pi=3 x 6O.42 x 0.96 x 1 CT 左 W=10.5女 W2)LJ-70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 外,=1.26。=1.26 m。查 附 录 表 1 2 得 X0=0.36Q/km。线 路 总 电 抗 X=0.36(Q/km)x 2km=0.72Q。因 此 线 路 的 无 功 功 率 损 耗 按 式(2-36)为：Qm.=3 x 60.42 x 0.72x1 CT，Avar=l.SSkvar3)高 压 线 路 的 年 电 能 损 耗 计 算由&x=4500h和 COS9=0.86查 图 2-11得 c=3000h。因 此 按 式(2-47)可 得 线 路 的 年 电 能 损 耗 为：WuWL=3x60.42 x0.96x3000 x 1 O_3 kWh=31.5xl03kWh2.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(2-45)近 似 计 算，其 中 S30=P301cos(p=9 0(W/0.86=1047皿,故 0.01530=0.01 x 1 0 4 7 m=10.5ArW2)变 压 器 的 无 功 功 率 损 耗:按 式(2-46)近 似 计 算 可 得 Qr=0.05530=0.05x10 4 7 m=52.5k.var3)变 压 器 的 年 电 能 损 耗 计 算：全 年 的 铁 损 按 式(2-50)计 算，查 附 录 表 8 得 公 耳,=L4ZW,因 此 叱，=1.4k W x 8760。=12264kWh全 年 的 铜 损 按 式(2-51)计 算，查 附 录 表 8 得 A/匕=7.5AW,而 S30=勺/cos p=9 0(W/0.86=1046.5KM,r=3000/?,因 此 此=2x1.5kW x C1046-5)2 x 3000/?=19360ZW/?“2x800由 此 可 得 变 压 器 的 年 电 能 损 耗 按 式(2-52)计 算 为：A W=AW,+=12264m?+19260kWh=3524kWh=31.5 x 10%卬 2-7 某 降 压 变 电 所 装 有 一 台 YynO联 结 的 S9-1000/10型 电 力 变 压 器，其 二 次 侧(380V)的 有 功 计 算 负 号 为 720kW,无 功 计 算 负 荷 为 580kvaro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 0.90,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(2-40)和 式(2-44)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 S3O2=V7202+5802m=924.5m变 压 器 的 负 荷 率 f 为：=S3O/S,V=924.5m/iooom=0.925查 附 录 表 1的 变 压 器 的 轨=17003咽=10300叫/O=O.7%,UK=4.5%按 式(2-40)得PT=一 兄+鼻 夕 2=1 7 0 01v+10300X 0.9252W=10513W=10.5&W按 式(2-44)得 儒+鬻 灯=1 0 0 0 m x(1 100+1000.9252=45.5Z var2)变 电 所 一 次 侧 的 计 算 负 荷:0 J=720ZW+10.5 kW=730.5ZWQoi=5S0k var+45.5k var=625.5k var3)变 电 所 一 次 侧 的 功 率 因 数：丘，Q-.625.5%var _因 tan(p.=-=0.8561 勺 730.5ZW所 以 cos=0.762.按 一 次 侧 c o s 提 高 到 0.90,二 次 侧 cos0 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：因 t a5 8 0 v ar=()8 12 7 2(W所 以 c o s/=0-7 82)按 cos%提 高 到 0.92计 算,低 压 侧 需 装 设 的 并 联 电 容 器 容 量：按 式(2-48)计 算 为 Qc=4 2(tan%-tan(p)-12QkW x(0.803-0.426)=21 Dk var2-8 某 厂 的 有 功 计 算 负 荷 为 4600kW,功 率 因 数 为 0.75o现 拟 在 该 厂 高 压 配 电 所 10kV母 线 上 装 设 BWF10.5-40-1型 并 联 电 容 器，使 功 率 因 数 提 高 到 0.9 0,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 cos9=0.75 时，tan9=0.882；c o se=0.9 时，tan=0.484 o 因 此 按 式(2-59)得 电 容 器 容 量 为：Qc=%(tan 夕 一 tan。)=4600ZrW(0.882 0.484)=lS30kvar需 装 BWF1O.5-3O-1型 电 容 器 个 数 为：“=1830/40=452.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：S30=/cos(p=4600ZW/0.9=5 1 1 i m而 补 偿 前 的 视 在 计 算 负 荷 为：S30=%/cos 夕=4600ZW/0.75=613 3.3 m因 此 补 偿 后 减 少 的 计 算 负 荷 为：A530=S30-5j0=613 3.3 m-5 1 1 im=1022.3m2-9 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：/加=3,式 中 心 建 议 取 0.9,）表 2-6 习 题 2-9的 负 荷 资 料 参 数 电 动 机 Ml M2 M3 M4 M5额 定 电 流/A 6.1 20 32.4 10.2 30启 动 电 流/A 34 140 227 66.3 165解：取 勺=0.9,因 此 该 线 路 的 计 算 电 流 为/30=K?I N=0.9 x(10.2+32.4+30+6.1+20)=88.8A由 上 表 可 以 看 出，M3的/4 一/“=227A-32.4A=194.6A为 最 大，因 此 该 线 路 的 尖 峰 电 流 为：Ipk=0.9x(102+30+6.1+20)A+2274=286.7A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 1 0 k V母 线 和 3 8 0 V 母 线 的 短 路 电 流/7、/、二、嫖、及 短 路 容 量 S h，并 列 出 短 路 计 算 表。解:1.计 算 k-1点 处 的 短 路 电 流 和 短 路 容 量(Ucl=10.5kV)1)计 算 k-1短 路 电 路 中 各 元 件 的 电 抗 及 总 电 抗 电 力 系 统 的 电 抗：Xi=(dV)=0.37QS.300MV-A 架 空 线 路 电 抗：X2=XO1=O.35(Q/km)x7km=2.45 Q 绘 k-1点 短 路 的 等 效 电 路 如 下，计 算 其 总 阻 抗 为：X f g)=X1+X2=0.37+2.45=2.82QK-12)计 算 k-1点 短 路 电 流 和 短 路 容 量 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值:(3)K-10.5kVV3x2.82Q=2.15kA%短 路 次 暂 态 电 流 和 稳 态 电 流：/=/八|=2.15kA 冲 击 电 流 及 第 一 个 周 期 短 路 全 电 流 有 效 值：ish=2.55/=2.55x2.15kA=5.48kAIsh(3)=1.51/=1.51x2.15kA=3.82kA 短 路 容 量：SKT=石 x 10.5 W x 2.15姑=39.3M V.A2)计 算 k-2点 的 短 路 电 流 和 短 路 容 量(Ucl=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：Xi=工=3 凶 一=5.33x107。S_ 300MV-A 架 空 线 路 电 抗：X2=X（）1U C2、U c2=0.35(Q/km)x7 km=35.4x100U0.5j 电 力 变 压 器 的 电 抗：=X4 铝 尤=7.2x10-3。3 4 100 SN 100 10005.33X10235.4X1037的 尸 绘 k-2点 短 路 的 等 效 电 路 如 下:7.2X10-3计 算 其 总 阻 抗 为：X*)=XJ+X2”/X47 9 v 10-3=5.33X 104Q+35.4X 10-4Q+Q2=76.73X 10-4Q2)计 算 短 路 电 流 和 短 路 容 量 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值：=O4kVg x,K j V3 x 76.73 xiof 短 路 次 暂 态 电 流 和 稳 态 电 流：/=乙=儿 2=301kA 冲 击 电 流 及 第 一 个 周 期 短 路 全 电 流 有 效 值：ish(3)=1.84/=1.84x30.IkA=55.4kALh=1 09/(3)=1.09x30.IkA=32.8kA 短 路 容 量：SK_,=yUC2IK_2(3)=V3x0.Wx30.1M=20.8MV-A短 路 t 算 表 如 下 表 所 示：短 路 计 算 点 短 路 电 流/kA 短 路 容 量/MVA4”r k-1 2.15 2.15 2.15 5.48 3.85 39.3k-2 30.1 30.1 30.1 55.4 32.8 20.83-2 试 用 标 幺 制 法 重 作 习 题 3-1。解：1.确 定 基 准 值 取 Sd=100MV A,Udl=UC=10.5kV,Ud2=UC2=0.4kV而 Sd100MV-AgxlO.5AV=5.50 公,Sd 1 0 0 M V A2 一 6 Uc2-V 3 x(w v-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：X/=100MV-A/300MV-A=0.332）架 空 线 路 电 抗 标 幺 值：X2*=0.35x7kmx 100MV-A/（10.5kVy=2.23*45X100MV-A3）电 力 变 压 器 的 电 抗 标 幺 值：X3=X4=4.5100 xl00（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*K T）=Xi*+X/=0.33+2.23=2.562）短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值：=5-5 0 k A=2.15kAX Z K T）0 8 0 8 Q3）其 它 三 相 短 路 电 流：(3)_ z(3)_/(3)一 18-1 K-=2.15kAish=2.55/=2.55x2.15kA=5.48kAIsh(3)=1.51/=1.51xl.l5A=3.85kA4）短 路 容 量：S K=G U C K T=必 10.5 h x2.15 加=39.3MH 44.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 K-2）=X j+X 2*+X 3*/X 4*=0.33 Q+2.23 Q+4.5/2 Q=4.81 Q2)短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值：k F=上 空 一=&=30kAX K_2)4.8IQ3)其 它 三 相 短 路 电 流：/=/c o=I K 2=30kAij3)=1.847(3)=1.84x30kA=55.2kA-=L09/=1.09x30kA=32.7kA4)短 路 容 量：S K_ 2)=百 Uc2/j=6x0.4 公 x30 公=20.7MV-A与 习 题 3-1的 计 算 结 果 基 本 相 同。3-3 某 变 电 所 380V侧 母 线 采 用 80X 10mm2铝 母 线，水 平 平 放，两 相 邻 母 线 轴 线 间 距 离 为 200mm,档 距 为 0.9m,档 数 大 于 2。该 母 线 上 接 有 一 台 500kW同 步 电 动 机，cos(p=时，77=9 4%.已 知 该 母 线 三 相