2023年工厂供电课后作业超详细解析超详细解析答案...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%1.1TNWLUU kV 同 理：1110.5T NGNUUkV;1211 10%1.1 220242T NWLUU kV，110.5/242T NU kV。1-2 试确定图 1-24所示供电系统中发

2、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%1010.5GNU kV；变压器 T1的额定电压：1110.5T NGNUUkV；121 10%3538.5T NU kV；110.5/38.5T NUkV；2 变 压 器T2的 额 定 电

3、压：2135TNUkV；221 5%66.3T NU kV；235/6.3TNUkV；变 压 器 T3的 额定 电压：3110T NUkV；321 5%3800.4T NUV kV；310/0.4T NUkV；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 800160PkW 30 130 1tan160 1.73276.8QPkVar 30

4、130 1160320cos0.5PSkVA 30 130 1320486.2330.38NSIAU（2）通风机组的计算负荷：查附录表 1：0.8dK，cos0.8，tan0.75则 30 20.8 5644.8PkW 30 230 2tan44.80.7533.6QPkVar 30 230 244.856cos0.8PSkVA 30 230 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 20.916044.8184.3PPKPPkW 3030 130 20.95276.833.6294.9QQKQQkVar 2222303

5、030184.3294.9347.8SPQkVA 3030347.8528.4330.38NSIAU 4 各个参数如下表：设备 名称 设备容量Pe/kW 需要系数 Kd cos tan 计算负荷 P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/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，0.95QK 184.3 294.9 347.8 528.4 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，其中较大

6、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 8517PkW 3030tan17 1.7329.4QPkVar 30301734cos0.5PSkVA 30303451.7330.38NSIAU 2、采用二项式法 查附录表 1：0.14b，0.4c，5x，cos0.5，tan1.73则 5（1）x 台最大容量的设备容量为 57.5 14 33 122.5xPPkW 有功计算负荷为：300.14850.422

7、.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 cos tan 计算负荷 Kd或b/c P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A 需要系数法 0.2 0.5 1.73 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

8、(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：300.010.01 546.75.5TPSkW;变压器无功损耗损耗：300.050.05546.727.3TQSkVar;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：6 30 130 24205.5425.5TPPPkW ;30 130 235027.3

9、377.3TQQQkVar 222230 130 130 1425.5377.3568.7SPQkVA 30 130 1568.732.8330.38NSIAU 功率因数为：30 1130 1425.5cos0.750.9568.7PS，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

10、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)1656CQParcarckVar 165655.230CcQnq，为了三相平衡，取57n （2）无功

11、补偿以后的视在计算负荷：补偿之前的无功计算负荷为：3030tan2400 1.172808QPkVar 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：303030369226521040

12、SSSkVA 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)kS，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

13、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 Ag则2211(10.5)0.3670.37300cocUkVXSMVA 2)电缆线路的电抗：由表3-1查得X0=0.08/km,因此200.08(/)40.32XX lkmkm 3)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)120.370.320.69kXXX (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 9 2).三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：(3)(3)(

14、3)18.79kIIIkA 3).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 8.7913.27shshiIkAkAIIkAkA 4).三相短路容量：(3)(3)11133 10.58.79159.85kckSU IkVkAMV Ag 2.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 10300cocUkVXSMVA 2).电缆线路的电抗：22422010.40.08(/)44.64 1010.5ccUkVXX lkmkmUkV 3)

15、.电力变压器的电抗：由附录表5 查得Uk4.5，因此 22632340.4%4.59 109 10100100800kcNkVUUXXkSkVA 4)绘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)0.442.1433 5.48 10ckkUkVIkAX 2)三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)242.14kIIIkA

16、 10 3)三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)1.841.8442.1477.541.091.0942.1445.93shshiIkAkAIIkAkA 4)三相短路容量：(3)(3)22233 0.442.1425.2kckSU IkVkAMVA 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)kS k-1 8.79 8.79 8.79 22.41 13.27 159.85 k-2 42.14 42.14 42.14 77.54 45.93 25.2 3-2 使

17、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 IUXX 11221005.5033 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:11000.33300docSMVAXSMVA 2）电缆线路的电抗标幺值:由表 3-1查得,00.08/Xkm 202211000.08(/)40.2910.5dcSMVAXX lkmkmUkV 3）电力变压器的电抗标幺值：查附录表5 得%4.5kU

18、 334%4.5 100 105.625100100 800kdNUSkVAXXSkVA 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)120.330.290.62kXXX 2)三相短路电流周期器分量有效值：(3)11(1)5.508.870.62dkkIkAIkAX 3)三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)18.87kIIIkA 4)三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)2.552.55 8.

19、8722.621.511.51 8.8713.39shshiIkAkAIIkAkA 5）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)12345.625/0.330.293.432KXXXXX 2)三相短路电流周期分量有效值：(3)22(2)144423.43dkkIkAIkAX 3)三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)242kIIIkA 4)三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)1.841.844277.281.091.094245.78shshiIkAkAIIkAkA 5）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)kS k-1 8.87 8.87 8.87 22.62 13.39 161.3 12 k-2 42 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