2022年工厂供电计算题答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第一章 1 2 3 4 其次章 1 2 3 6 8 2-2 某机修车间 ,拥有冷加工机床 52 台,共 200kw；行车一台,共 5.1kw =15%；通风机 4 台,共 5kw；点焊机 3 台,共 10.5kw =65%；车间采纳 220/380v 三相四线制（ TN-C）配电；试确定该车间运算 负荷 P30、Q30、S30和 I30；解： 对于冷加工机床, Pe=200kW,Kd=0.2,cos =0.5,tan =1.73 P301=KdPe=0.2 200kW=40kW Q301=P30tan =40 1.73

2、kvar=69.2kvar 对于行车组 ,Pe=PNN25=5.115 %25 %=3.95Kw,Kd=0.15, cos =0.5, tan =1.73 P302= KdPe=0.15 3.95kW=0.59 kW Q302= P30tan =0.59 1.73=1.02kvar 对于通风机组 , Pe= PN=5 kW, Kd=0.8, cos =0.8, tan =0.75 P303= KdPe=0.8 5Kw=4kW Q303= P30tan =4 0.75kvar=3kvar 对于点焊机组 , Pe= PN N100=10.5 65 %100 %=8.47 kW,Kd=0.35, c

3、os =0.6, tan =1.33 P304= KdPe=0.35 8.47 kW=2.96kW Q304= P30tan =3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 Kp=0.9,Kq=0.95 总的有功运算负荷为： P30=（P301+P302+P303+P304） Kp =（40+0.59+4+2.96） 0.9 =42.8（kW）总的无功运算负荷为： Q30=（Q301+Q302+Q303+Q304） Kq =（69.2+1.02+3+3.94） 0.95 =77.3（kvar）视在运算负荷为： S30=P 302Q 302第 1 页,共 14 页名师归纳总结 - - -

4、- - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆=42 8.2277 . 3=84.9 视在电流为： I30=S30/ 3 UN=84.9/1.732 0.38=129 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,4kW3 台, 3kW12 台；试分别用需要系数法和二项式法确定其运算负荷P30、Q30、S30和 I30；解： 需要系数法对于小批生产的冷加工机床电动机,取 P30=KdPe=0.2 85kW=17kW Q30=P30tan =17 1.73kvar=2

5、9.4kvar S30= P30/ cos =17/0.5kv A=34 kv A Kd=0.2,cos =0.5,tan =1.73 I30= S30/3 UN=34/1.732 0.38A=51.7A 二项式法 取 b=0.14,c=0.4 PX=P16=7.5 4 3+3 kW=22.5kW P30=KdPe=bPe+cPX =0.14 85+0.4 22.5kW=20.9kW Q30=P30tan =20.9 1.73kvar=36.2kvar S30= P30/ cos =20.9/0.5 kv A=41.8 kv A I30= S30/ 3 UN=41.8/1.73 0.38=63

6、.8A 第三章 1 3 4 3-1 解：画出短路运算电路如下：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆 画图 1.求 k-1 点处的短路电流和短路容量（Uc1 2=10.5kV）1运算短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗：X1UC1210 5. kV20 . 37S300 MVA电缆线路电抗： X2=X0l=0.08 4Km=0.32画出等效电路如下,运算其总阻抗为：X（k-1）X1X20.370. 320 .69画图 （2）运算短路电流和短路容量短路电流周期重量有效值：IK33 I3U

7、C1K113 10 5. kV8 . 78 kA1X30 . 69短路次暂态电流和稳态电流：I3IK8 . 78 kA冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：i（3）.255 I31.2558 . 78 kA3 22 . 39 kA.8 78 kA159 . 68 MVAshI（3）.1 51 I 31 . 51.878 kA13 . 26 kAsh短路容量：S K3 3 UC1IK1310 . 5 kV2.求 k-2 点处的短路电流和短路容量（Uc1 2=0.4kV）1运算短路电路中各元件的电抗及总电抗名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - -

8、 - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆电力系统的电抗：X13UC 1242.04 kV2.5 33104.009104S300 MVA电缆线路电抗： X2=X0lUC2=0.08 4Km 0 4.10 5.2=0.32UC1电力变压器的电抗：XXUK%UC224 . 50 4.2100S N100800画出等效电路如下,运算其总阻抗为：XK2X1X2X3/X40921045 .3310444 .651040 .10. 01510画图 （2）运算短路电流和短路容量短路电流周期重量有效值：IK33 IUC1KK2 3.04 kV10442 kA23X310 . 015短路次暂态电流和稳态

9、电流：I3I242 kA冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：i（3）1 . 84I31 . 8442 kAIK77 . 28 kA0 . 4 kV42 kA29MVAshI（3）1 . 09I31 . 0942 kA45 .78 kAsh短路容量：S K33 UC123313-2 解：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆1确定基准值取 Sd=100MV A,UC1=10.5kV,UC2=0.4Kv 而Id1S dc 1100MVA5 . 50 kA3 U310 . 5 kVId2S dc2

10、100MVA144 kA3 U30 . 4 kV2运算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值：X1 *=100MV A/ 300MV A=0.3 电缆线路电抗标幺值：X2 *=0.08 4km 100MVA/ 10.5kV 2=0.29 电力变压器的电抗标幺值：X3 *=X4 *= 4 . 5 100 MV A5 . 625100 800 kV A画出等效电路如下,“ 画图”（3）运算 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运算总电抗标幺值为：X*K1 3X1 *+X2 *=0.3+0.29=0.59 9 . 32 kAIK1Id 1.5 50 kA短路电流周期

11、重量有效值：X*K10 . 59其它三相短路电流：名师归纳总结 I3I3 IK13 9. 32kA23 . 77 kA第 5 页,共 14 页i（3）.255 I3.2 559 . 32 kAsh（3）I.1 51 I 31 . 51.9 32 kA14 . 07 kAsh- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆短路容量：S K13 X*S dK1100 MVA169 . MVA0 . 59（4）运算 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运算总电抗标幺值为：X*K23X1 *+X2*+X3*/X 4 *=3.40

12、25 42 kA短路电流周期重量有效值：IK2Id2144 kAX*K23 . 4025其它三相短路电流：I3I3IK2342 kA77 . 28 kAi（3）1 . 84I31 . 8442kAshI（3）1 . 09I31 . 0942 kA45 . 78 kAsh短路容量：S K23X*S dK2100 MVA29 . 39 MVA3 . 40253-3 设习题 3-1 所述工厂变电所380v 侧母线采纳 80 10mm 2 的 LMY铝母线,水平平放,两相相邻母线轴线间距为 200mm,档距为 0.9m,档数大于 2；该母线上装有一台 500kW 的同步电动机, cos =1时, =9

13、4%；试校验此母线的短路动稳固度；解：运算母线短路时所受的最大电动力由题 3-1 可知, 380v 母线的短路电流 IK =42KA,ish =77,3kA；而接于 380V 母线的感应电动机额定电流为： IN M=500kW/ 3 380v 1 0.94=0.808kA 由于 IN M0.01 IK=0.42,所以要计入感应电动机反馈电流的影响；ish M=CKsh M IN M=7.8 1 0.808=6.3Ka因此母线在三相短路时所受到的最大电动力为F = 3 ish + ishM 2 l 10-7/a N/A 2该电动机的反馈电流冲击值为：名师归纳总结 - - - - - - -第 6

14、 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆=3 77.3+6.3 1032 0.9 10-7/0.2 =5447N 校验母线短路时的动稳固度母线在 F 作用时的弯曲力矩为M= F l/10=5447 0.9/10=490N M 母线的截面系数为w=b2/6=0.082 0.01/6=1.067 10-5m3故母线在三相短路时所受到的运算应力为： c=M/W=490N M/1.067 10-5m 3=45.9 10-7Mpa 硬铝母线（ LMY）型的 a1=70Mpa所以满意 a1=70Mpa c=45.9Mpa 的条件；3-4 设习题所述 3

15、80V 母线短路爱护动作时间为0.05s,低压断路器的短路时间为0.05s；试校验此母线的短路热稳固度；解：最小答应截面 Amin=I t ima /cI= IK =42kA,由附录表 7 可得 c=87而 tima=tk+0.05s =top+toc+0.05 =0.5+0.05+0.05 =0.6s 所以 Amin=Itima/c=42 1030 . 6/87=374mm2而实际截面为 A=80 10 mm 2=800 mm 2所以满意 AAmin 的短路热稳固度要求；第四章 1 2 4 4-1 某 10/0.4kV 的车间附设式变电所,总运算负荷为780kVA,其中一、二级负荷有460k

16、V A；试第 7 页,共 14 页初步挑选变电所主变压器的台数和容量；已知当地的年平均气温为+25；名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：依据变电全部一、二级负荷的情形,确定选两台主变压器；每台容量 SNT=0.6-0.7 780kVA=468-546kV A, 因此初选容量为 500kVA,又当地的年平均气温为 +25,所以,实际容量为：ST18%ar20S NT=（0.92-0.05） 500kVA=435kVA460kVA, 100不满意一、二级负荷要求,因此不合适；4-2 某 10/0.4kV 的车间附设

17、式变电所,原装有S9-1000/10 型变压器一台；现负荷进展,运算负荷达1300kVA；问增加一台 S9-315/10 型变压器和 S9-1000/10 型变压器并列运行,有没有什么问题？假如引起过负荷,将是那一台过负荷？过负荷多少？已知两台变压器均为 Yyn0 联结；解：并列运行的变压器之间的负荷安排是与阻抗标幺值成反比的,因此先运算其阻抗标幺值；查附录 5-1 知 S9-315/10型变压器 T1 的 Uk%=4,S9-315/10 型变压器 T2的 Uk%=4.5,取 Sd=10 5kV A, 因此 : * ZT1=Uk%S d=4 10 5kVA 100 315kVA=12.7 25

18、kVA 100%=7.9%100S NZ *T1=Uk%S d=4.5 10 5kVA 100 1000kVA=4.5 100S N由此可运算出两台变压器在负荷达1300kVA 时各台负担的负荷分别为ST1=1300kVA124.545.=340kVA 7.ST2=1300kVA1212.75.=959.88kV A 7.4所以,S9-315/10型变压器 T1将过负荷 340-315=25kV A,将超过其额定容量315kVA另外,从两台变压器的容量比来看,许容量比 1:3；315kVA:1000kVA=1:3.17 超过了不允4-4 某厂的有功运算负荷为 3000kW,功率因素经补偿后达到

19、 0.92；该厂 6kV 进线上拟安装一台SN10-10型高压断路器,其主爱护动作时间为 0.9s,断路器断路时间为 0.2s；该厂高压配电所 6kV 母线上的 Ik（3）=20k；试挑选该高压断路器的规格；解：由题意可得,运算容量名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆S30=P30/cos.=3000/0.92=3260.87kV I30=S30/3 UN=3260.87/3 6kV=313.78A 而冲击电流ish 3=2.55Ik=2.55 20kA=51kA 又 I32tima=20k

20、A 2 0.9s+0.2s=440 由以上运算,并依据我国生产的高压户内少油断路器型式,初步选用 SN10-10型；下面依据以上运算,对 SN10-10型断路器进行校验下表：序号 装设地点电气条件 SN10-10/1000-50 型断路器项目 数据 项目 数据 结论1 UN 6kA UN 10Kv 合格2 I30 313.78A IN 1000A 合格3 IK（3）20kA I31.5kA 合格4 ish 3 51kA imax 80kA 合格5 I32tima 440 It 2t 31.54 2 合格4=3969 所以,应当挑选 SN10-10/1000-50 型高压户内少油断路器；第 5

21、章 1 2 4 5-1 试按发热条件挑选 220/380V,TNC系统中的相线和 PEN线截面及穿线钢管（ G）的直径；已知线路的运算电流为 150A,安装地点的环境温度为 25；拟用 BLV型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设；（Page126 习题 1）解：（1）相线截面的挑选查附录表 10 BLV型 45 根单芯铝芯绝缘线穿钢管,环境温度为 25时截面为 95mm2的答应载流量为 152A,大于运算电流 150A；名师归纳总结 因此,相线截面选95mm 2；第 9 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆（2）PEN线截

22、面的挑选APE按 N 线截面的挑选原就,A 0.05 A0 . 595247 . 5 mm,取A 02 50mm；9547 .2 5 mm,取按 PE 线截面的挑选原就,当A2 95 mm2 35 mm时,APE0 . 5A.052 50mm；50mm2；故 PEN线截面挑选为：A PEN（3）穿线钢管（ G）直径的挑选查附录表 10 BLV型铝芯绝缘线穿钢管时的答应载流量表, 4 根单芯截面为 95mm 2 铝芯绝缘线穿钢管（ G）的直径应为 70mm；第六章 1 2 3 4 6-1 有 1 台电动机,额定电压为380V,额定电流为 22A,启动电流为 140A,启动时间在 3s 以下；该电

23、动机端子处的三相短路电流为16kA；试挑选爱护该电动机的RT0型熔断器及其熔体额定电流,该熔断器只作短路爱护,并挑选该电动机的配电线（采纳BLV 型导线）的导线截面及穿线的硬塑料管管径（环境温度按 +30计）；（Page165 习题 1,参照 Page132例 6.1）解：（1）挑选熔体及熔断器的额定电流IN,FE且13 IN,FEI3022ART0100 型熔断器,其中IN,FEKIpk0 .314042A因此由附录表RT0 型低压熔断器的主要技术数据,可选50A ,IN,FU100A；（2）校验熔断器的断流才能查附录表 13 ,RT0100 型熔断器的I oc50 kA16 kA,因此该熔

24、断器的断流才能是足够的；（3）挑选导线截面及穿线的硬塑料管内径名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆查附录表 10 BLV型铝芯绝缘线穿硬塑料管时的答应载流量,3 根单芯线、 环境温度 30,截面为 6mm2时答应载流量 25A,大于电动机额定电流为22A,满意发热条件要求,相应地选3 根穿管管径 20mm；校验机械强度,查附录 7 绝缘导线芯线的最小截面,穿管敷设的铝芯绝缘导线的最小截面为2.5mm 2；现选为 6mm 2,满意机械强度要求；（4）校验导线与熔断器爱护的协作由于该熔断器只作

25、短路爱护,且为穿管敷设,所以取.5KOL2 5.AIN,FE50AKOLIal22562.5因此满意协作要求；综上所述,选 RT0100 型熔断器,其中IN,FE50A ,IN,FU100A；截面为 6mm 2BLV型铝芯绝缘线穿直径 20mm 的硬塑料管；6-2 有一条 380V 线路,其I30280 A,I pk600A,线路首端的 3I k8.7 kA,末端的I k,min2 . 5 kA；试挑选线路首端装设的DWl6 型低压断路器,并挑选和整定其瞬时动作的电磁脱扣器,检验其灵敏度；（Page165 习题 2,参照 Page137例 6.3）解：（1）脱扣器额定电流及低压断路器额定电流的

26、挑选IN, OR315AI30280A电流查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据,选型号 DW16630 低压断路器,壳架等级I N , QF =630 A,脱扣器额定电流 I N , OR =315 A；（2）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定名师归纳总结 对动作时间在 0.02s 以上的万能式断路器（ DW 型）,Krel.135第 11 页,共 14 页810AIopoKrelIpk.1 35600- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆查附录表14 Iop o810.257Iop o=3IN,OR=3IN,OR31

27、5DW16 型低压断路器的主要技术数据,取瞬时动作整定电流315=945A；（3）瞬时过电流脱扣器爱护灵敏度的校验SpIk,min25002 . 65K1 3.,满意灵敏度的要求；Iop945（5）断流才能的校验查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据,DW16630 低压断路器的极限分断才能为30kA（380V）,对动作时间在 0.02s以上的万能式断路器（ DW 型）Ioc30kAI 3k8.7 kA故,满意断流才能的要求；综上所述,选型号 DW16630 低压断路器,壳架等级电流 I N , QF =630 A,脱扣器额定电流 I N , OR =315 A,瞬时动作脱扣器整

28、定电流 I op o =3 I N , OR =945A；6-3 某 10kV 线路,采纳两相两继电器式接线的去分流跳闸原理的反时限过电流爱护装置,电流互感器的变流比为 2005,线路的最大负荷电流（含尖峰电流）为180A,线路首端的三相短路电流有效值为 2.8 kA,末端的三相短路电流有效值为 1 kA,设系统只有一种运行方式；试整定该线路采纳的GL1510 型电流继电器的动作电流和速断电流倍数,并检验其爱护灵敏度；（Page165 习题 3）解：由题意得：电流互感器的变流比 K i 200 / 5 40；线路的最大负荷电流 I L , max 180 A；线路首端的三相短路电流有效值 I

29、k 31, I k 3, min, 1 I k 3, max, 1 .2 8 kA；末端的三相短路电流有效值 I k 3, 2 I k 3, min, 2 I k 3, max, 2 1 kA；两相两继电器式接线的接线系数 K w 1；查 Page288 附录表 15 得 GL1510 型电流继电器的返回系数 K re .0 8；（1）过电流爱护动作电流的整定名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆由于该线路采纳的GL1510 型电流继电器爱护,所以取Krel.1 3；IopKrelKwIL,

30、max.1 31180.73125 AKreKi0 . 840依据 GL1510 型电流继电器的规格,动作电流整定为7.5A；（2）过电流爱护灵敏度的校验SpKwIi223 2KwI323 2110002.891 5.k,min,k,min,KIopKiIop407 .5明显,满意灵敏度的要求；（3）电流速断爱护速断电流的整定由于该线路采纳的GL1510 型电流继电器爱护,所以取Krel1 . 4；IqbKrelKwI3 2.1 41100035 AKk,max,40i故,速断电流倍数：n qbIqb35.467Iop7 5.（4）电流速断爱护灵敏度的校验S pKwI213KwI3 1312

31、.810001.731 .5k,min,2k,min,2KiIqbKiIqb4035明显,满意灵敏度的要求；6-4 现有前后两级反时限过电流爱护, 都采纳 GL15 型过电流继电器,前一级按两相继电器式接线,后一级按两相电流差接线,后一级继电器的 10 倍动作电流的动作时间已整定为 0.5 s,动作电流整定为 9A,前一级继电器的动作电流已整定为 5A,前一级电流互感器的变流比为 1005,后一级电流互感器的变流比为 755,后一级线路首端的 I k 3 400 A；试整定前一级继电器的 10 倍动作电流的动作时间（取 t 0 . 7 s）；（Page165 习题 4）解：（1）运算后一级线路

32、首端短路电流反应到后一级继电器中的电流值名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆（2）运算kI2Ik2I3 Kw 2400346.19AkKi275/5对后一级继电器的动作电流的倍数46 .19.5 13n2Ik2Iop29（3）确定后一级继电器的实际动作时间由后一级继电器的 10 倍动作电流的动作时间已整定为 0.5 s 和动作电流的倍数 5.13,查附录 43 GL电流继电器的动作特性曲线,得后一级继电器的实际动作时间：t 2 0 . 75 s；（4）运算前一级继电器的实际动作时间t1t2t0 . 750 7.1 . 45 s（5）运算后一级线路首端短路电流反应到前一级继电器中的电流值Ik 1 I3Kw 1 400/120AGL电流继电器的动作特性kKi1 1005（6）运算kI 1对前一级继电器的动作电流的倍数4n 1Ik1 20Iop 15（7）整定前一级继电器的10 倍动作电流的动作时间4,查附录 43 由前一级继电器的实际动作时间1.45 s 和动作电流的倍数曲线,得前一级继电器的10 倍动作电流的动作时间：t1 ；第 14 页,共 14 页名师归纳总结 - - - - - - -