工厂供电课后作业答案详解

实用标准文档

精彩文案 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2220/38.5TNUkV

所以121220WLTNUUkV; 22238.535110%1.1TNWLUU kV

同理：1110.5TNGNUUkV;121110%1.1220242TNWLUU kV，110.5/242TNU kV。

1-2 试确定图1-24所示供电系统中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：15%1010.5GNU kV；

变压器T1的额定电压：1110.5TNGNUUkV；12110%3538.5TNUkV；110.5/38.5TNUkV； 实用标准文档

精彩文案 变压器T2的额定电压：2135TNUkV；2215%66.3TNUkV；235/6.3TNUkV；

变压器T3的额定电压：3110TNUkV；3215%3800.4TNUVkV；310/0.4TNUkV； 实用标准文档

精彩文案 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

3010.2800160PkW

301301tan1601.73276.8QPkVar

301301160320cos0.5PSkVA

301301320486.2330.38NSIAU

（2）通风机组的计算负荷：

查附录表1：0.8dK，cos0.8，tan0.75则

3020.85644.8PkW

302302tan44.80.7533.6QPkVar

30230244.856cos0.8PSkVA

3023025685.1330.38NSIAU

取同时系数0.9PK，0.95QK，于是车间的总计算负荷为：

303013020.916044.8184.3PPKPPkW

303013020.95276.833.6294.9QQKQQkVar

2222303030184.3294.9347.8SPQkVA

3030347.8528.4330.38NSIAU 实用标准文档

精彩文案

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

300.88517PkW

3030tan171.7329.4QPkVar

30301734cos0.5PSkVA

30303451.7330.38NSIAU 实用标准文档

精彩文案 2、采用二项式法

查附录表1：0.14b，0.4c，5x，cos0.5，tan1.73则

（1）x台最大容量的设备容量为

57.51433122.5xPPkW

有功计算负荷为：300.14850.422.511.9920.9exPbPcPkW；

无功计算负荷为：3030tan20.91.7336.2QPkVar；

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(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：2222302302302420350546.7SPQkVA

则变压器有功损耗损耗：300.010.01546.75.5TPSkW; 实用标准文档

精彩文案 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：

3013024205.5425.5TPPPkW;

30130235027.3377.3TQQQkVar

2222301301301425.5377.3568.7SPQkVA

301301568.732.8330.38NSIAU

功率因数为：3011301425.5cos0.750.9568.7PS，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3022302420cos0.77546.7PS。

则补偿的无功功率为：

30222tantan420tancos0.77tancos0.92170CQParcarckVar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 实用标准文档

精彩文案 165655.230CcQnq，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

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：303030369226521040SSSkVA

实用标准文档

精彩文案 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4lkm10kV380VS9-800（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，300ocSMVAg则2211(10.5)0.3670.37300cocUkVXSMVA

2)电缆线路的电抗：由表3-1查得X0=0.08Ω/km,因此200.08(/)40.32XXlkmkm

3)绘k-1点短路的等效电路如下图所示，

10.3720.32k-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