2022年2022年工厂供电课后作业答案 .pdf

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1、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2220 / 38.5TNUkV 所以121220WLTNUUkV; 22238.5351 10%1.1TNWLUUkV 同 理 ：1110.5T NGNUUkV;1211 10%1.1 220242T NWLUUkV ，110.5 / 242T NUkV 。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？GT1T2T310KV6KV电网220V/380V 电网35KV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：1 5%1010.5GNUkV ；变压器T1的额定电压：1110.5T NGNUUkV ；121 10%3538.5T NUkV ；110.5 /38.5T NUkV；名师资料总结 - - -精品资料欢迎

3、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 2 变 压 器T2的 额 定 电 压 ：2135TNUkV ；221 5%66.3TNUkV ；235 / 6.3TNUkV ；变 压 器T3的 额 定 电 压 ：3110TNUkV ；3215%3800.4TNUVkV ；310 /0.4TNUkV ；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2

4、页，共 12 页 - - - - - - - - - 3 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30P、30Q、30S和30I。解：（1）金属切削机床组的计算负荷：查附录表 1：0.2dK，cos0.5，tan1.73则30 10.2 800160PkW30 130 1tan160 1.73276.8QPkVar30 130 1160320cos0.5PSkVA30 130 1320486.2330.38NSIAU（2）通风机组的计算负荷：查附录表 1：0.8dK，cos0.8

5、，tan0.75则30 20.8 5644.8PkW30 230 2tan44.8 0.7533.6QPkVar30 230 244.856cos0.8PSkVA30 230 25685.1330.38NSIAU取同时系数0.9PK，0.95QK，于是车间的总计算负荷为：3030 130 20.916044.8184.3PPKPPkW3030 130 20.95276.833.6294.9QQKQQkVar2222303030184.3294.9347.8SPQkVA3030347.8528.4330.38NSIAU名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

6、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 4 各个参数如下表：设备名称设备容量Pe/kW 需要系数Kdcostan计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30 / A 切削机床800 0.2 0.5 1.73 160 276.8 320 486.2 通风机56 0.8 0.8 0.75 44.8 33.6 56 85.1 车间0.9PK，0.95QK184.3 294.9 347.8 528.4 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

7、 ，其中较大容量的电动机有7.5kW 1台，4kW 3台， 3kW 12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷30P、30Q、30S和30I。解：1、采用需要系数法查附录表 1：0.2dK，cos0.5，tan1.73则300.8 8517PkW3030tan171.7329.4QPkVar30301734cos0.5PSkVA30303451.7330.38NSIAU2、采用二项式法查附录表 1：0.14b，0.4c，5x，cos0.5，tan1.73则名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

8、- - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 5 （1）x 台最大容量的设备容量为57.5 1433 122.5xPPkW有功计算负荷为：300.14850.422.511.9920.9exPbPcPkW；无功计算负荷为：3030tan20.9 1.7336.2QPkVar；视在计算负荷为：303020.941.8cos0.5PSkVA；计算电流为：303041.863.5330.38NSIAU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/kWQ30/kvarS30/kVAI30 / A 需要系数法0.2 0.5 1.

9、73 17 29.4 34 51.7 二项式法0.14/0.4 0.5 1.73 20.9 36.2 41.8 63.5 2-6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 ，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：补偿前的视在计算负荷：222230 230 230 2420350546.7SPQkVA则变压器有功损耗损耗：300.010.01546.75.5TPSkW; 变压器无功损耗损耗：300.050.05546

10、.727.3TQSkVar; 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：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 6 30 130 24205.5425.5TPPPkW; 30 130 235027.3377.3TQQQkVar222230 130 130 1425.5377.3568.7SPQkVA30 130 1568.732.8330.38NSIAU功率因数为：30 1130 1425.5cos0.7

11、50.9568.7PS， 不满足要求， 故需要进行无功补偿。为 使 一 次 侧 达 到1cos达 到0.9 ， 则 二 次 侧 的2cos要 达 到0.92 ， 于 是 取2cos0. 92，此时二次侧的功率因数为30 2230 2420cos0.77546.7PS。则补偿的无功功率为：30 222tantan420tancos0.77tancos0.92170CQParcarckVar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

12、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cos0.65，补偿以后的功率因数为cos0.9，于是有：30tantan2400tancos0.65tancos0.92400 (1.170.48)1656CQParcarckVar165655.230CcQnq，为了三相平衡，取57n（2）无功补偿以后的视在计算负荷：补偿之前的无功计算负荷为：3030tan24001.172808QPkVar名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

13、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 7 并联 56 个电容器以后，补偿的无功功率为：57301710CQkVar补偿后的无功计算负荷为：3030280817101098CQQQkVar则补偿后的视在计算负荷为：2222303030240010982639SPQkVA补偿以后的功率因数为：30302400cos0.9090.912639PS满足要求（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：303024003692cos0.65PSkVA补偿前后的视在计算负荷差值为：3030303692

14、26521040SSSkVA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 8 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300MVA。试用欧姆法求该厂变电所10kV 高压母线上和380V 低压母线上的短路电流(3)kI、(3)I、(3)I、(3)shi、(3)shI和短路容量(3)k

15、S，并列出短路计算表。解：根据题意得计算电流如下所示：Gk-1k-2电源电缆线4lkm10kV380VS9-800（Yyn0 ）S9-800（Yyn0 ）1、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，300ocSMV A则2211(10.5)0.3670.37300cocUkVXSMVA2)电缆线路的电抗： 由表 3-1 查得 X0=0.08/km,因此200.08(/)40.32XX lkmkm3)绘 k-1 点短路的等效电路如下图所示，10.3720.32k-1然后计算电路的总电抗：(1)120

16、.370.320.69kXXX(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：(3)11(1)10.58.79330.69ckkUkVIkAX名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 9 2).三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：(3)(3)(3)18.79kIIIkA3).三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)2.552.55 8.7922.411.511.51 8.7913.

17、27shshiIkAkAIIkAkA4).三相短路容量：(3)(3)11133 10.58.79159.85kckSU IkVkAMV A2. 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：22421(0.4)5.3 10300cocUkVXSMVA2). 电缆线路的电抗：22422010.40.08(/)44.64 1010.5ccUkVXX lkmkmUkV3). 电力变压器的电抗：由附录表5 查得 Uk4.5，因此22632340.4%4.59 10910100100800kcNkVUUXXkSkVA4) 绘

18、 k-2 点短路的等效电路如下图所示415.3 10424.64 10k-2339 10349 10计算其总电抗：34(2)123412343443/ /9 105.3 104.64 105.48 102kX XXXXXXXXXX(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)223(2)0.442.14335.48 10ckkUkVIkAX2)三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)242.14kIIIkA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

19、 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 10 3)三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)1.841.84 42.1477.541.091.09 42.1445.93shshiIkAkAIIkAkA4)三相短路容量：(3)(3)222330.442.1425.2kckSUIkVkAMVA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)kI(3)I(3)I(3)shi(3)shI(3)kSk-18.79 8.79 8.79 22.41 13.27 159.85 k-242.14 42.14

20、42.14 77.54 45.93 25.2 3-2使用标幺值法重做题3-2。解：（1）确定基准值：取1122100,10.5,0.4ddcdcSMVA UUkV UUkV(3)(3)33ddkckcISSU IUXX11221005.5033 10.5100144330.4ddddddSMVAIkAUkVSMVAIkAUkV(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:11000.33300docSMVAXSMVA2）电缆线路的电抗标幺值: 由表 3-1 查得 ,00.08/Xkm202211000.08(/)40.2910.5dcSMVAXX lkmkmUkV3）电

21、力变压器的电抗标幺值：查附录表5 得%4.5kU334%4.5 100 105.625100100 800kdNUSkVAXXSkVA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 11 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 。10.3320.29k-235.62545.625k-1(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：(1)120.330.290.

22、62kXXX2) 三相短路电流周期器分量有效值：(3)11(1)5.508.870.62dkkIkAIkAX3) 三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)18.87kIIIkA4) 三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)2.552.55 8.8722.621.511.51 8.8713.39shshiIkAkAIIkAkA5）三相短路容量：(3)1(1)100161.30.62dkkSMVASMVAX（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：(2)12345.625/ /0.330.293.432KXXXXX2) 三相短路电流

23、周期分量有效值：(3)22(2)144423.43dkkIkAIkAX3) 三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)242kIIIkA4) 三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)1.841.844277.281.091.09 4245.78shshiIkAkAIIkAkA5）三相短路容量：(3)2(2)10029.153.43dkkSMVASMVAX短路计算点三相短路电流/ kA 三相短路容量/ MVA (3)kI(3)I(3)I(3)shi(3)shI(3)kSk-18.87 8.87 8.87 22.62 13.39 161.3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 12 k-242 42 42 77.28 45.78 29.15 通过比较，题 3-2 的计算结果与题 3-1 基本相同3-3 3-4 5-1 5-3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -