自己总结的工厂供电计算题
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1、 某机修车间380V线路上,接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台,4Kw3台,2.2Kw7台),通风机2台共3kW,电阻炉1台2kW。试用需要系数法确定此线路上的计算负荷。
解:先求各组的计算负荷
(1) 金属切削机床组
查附录表1,取Kd=0.2,73.1tan,5.0cos
P30(1)=0.2×50=10kW
Q30(1)=10×1.73=17.3kvar
(2) 通风机组
Kd=0.8,75.0tan,8.0cos
P30(2)=0.8×3=2.4 kW
Q30(2)=2.4×0.75=1.8 kvar
(3) 电阻炉
Kd=0.7,0tan,1cos
P30(3)=0.7×2=1.4 kW
Q30(3)=0
因此总的计算负荷为(取K∑p=0.95,K∑q=0.97)
P30=0.95×(10+2.4+1.4)=13.1 kW
Q30=0.97×(17.3+1.8+0)=18.5 kvar
S30=AkVAkV7.225.181.1322
I30=AkVAkV5.3438.037.22
2 、某机修车间380V线路上,接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台,4Kw3台,2.2Kw7台),通风机2台共3kW,电阻炉1台2kW。试用二项式法来确定机修车间380V线路的计算负荷。
解:先求各组的ebP和xcP
(1) 金属切削机床组
由附录表1查得b=0.14,c=0.4,x=5,cos=0.5,tan=1.73,
)1(ebP=0.14×50kw=7kW
)1(xcP=0.4(7.5kw×1+4kw×3+2.2kw×1)=8.68kw
(2) 通风机组
查附录表1得b=0.65,c=0.25,x=5,cos=0.8,tan=0.75,
)2(ebP=0.65×3kw=1.95kw
)2(xcP=0.25×3kw=0.75kw
(3) 电阻炉
查附录表1得b=0.7,c=0,x=0,cos=1,tan=0,故
)3(ebP=0.7×2kw=1.4kw
)3(xcP=0
以上各组设备中,附加负荷以)1(xcP为最大,因此总计算负荷为
P30=(7+1.95+1.4)+8.68 =19kw
Q30= (7×17.3+1.95×0.75+0 )+8.68×1.73 =28.6kvar
S30=AkVAkV3.346.281922 I30=AkVAkV1.5238.033.34
3、某工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BW型并联电容器,使功率因数提高到0.90。试计算所需电容器的总容量,如采用BW10.5-30-1型电容器(该电容器额定容量为30kvar),问需装设多少个?装设电容器后,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?
根据题意,补偿前有功功率P1=2400kw,功率因数65.0cos1。
则 17.165.076.0coscos1tan1121
无功功率Q1=11tanP=2400×1.17=2808KVar
视在功率S1=1212QP3693.9KVA
补偿后,有功功率P2=2400kw,功率因数9.0cos2。
48.0tan2
无功功率Q2=22tanP2400×0.48=1152 KVar
视在功率S2=2222PQ2662.2KVA
需补偿的容量Qb=Q2-Q1=2808-1152=1656 KVar
需要BW10.5-30-1型电容器的个数n=1656/30=55.2
需要56个电容器
视在计算负荷减少量S=S1-S2=3693.9-2662.2=1031.6 KVA
4、某供电系统如图所示。已知电力系统电源容量为500MV·A,线路L1每公里阻抗值x0=0.38Ω,线路长度为5公里。两台变压器型号相同,变压器的短路电压百分数%ku=4.5,容量为1MV·A。试求工厂变电所高压10kV母线上k1点短路和低压380V母线上k2点短路的三相短路电流和短路容量。
1、 确定基准值。 取Sj=100 MV·A,
对于k1处,取Uj1=10.5kV,则Ij1=100310.5kA=5.50KA
对于K2处,取Uj2=0.4kV,则kA1444.03100I2j
2、 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值。
1) 电源
2.0500/100X*1
2) 架空线路L1
72.1)5.10(100538.02*2X
3) 电力变压器
5.411001005.4XX*4*3
则系统短路等效电路如图所示
*1X*2X*3X*4Xk1k2
3、 求k1点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
92.172.12.0*2*1*1XXX
2) 三相短路电流周期分量
kA86.292.1/50.5XII*11j31k
3) 三相短路容量
A0.5292.1/100*1)3(1MVXSSjk
4、 求k2点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
17.425.472.12.0//X*4*3*2*1*1XXXX
2) 三相短路电流周期分量
kA53.3417.4/144XII*2j2)3(k2 3) 三相短路容量
A98.2317.4/100*2)3(2MVXSSjk
5、某厂压变电所装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW,无功计算负荷为800kvar。为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于0.9,如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时,需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有何变化?
解:(1)补偿前的变压器容量和功率因数
变压器低压侧的视在计算负荷为
AkVAkVS103180065022)2(30
主变压器容量选择条件为TNS≥)2(30S,因此未进行无功补偿时,主变压器容量应选为1250kV·A(参看附录表5)。
这时变电所低压侧的功率因数为:cos(2)=650/1031=0.63
(2)无功补偿容量
按规定,变电所高压侧的cos≥0.9,考虑到变压器本身的无功功率损耗△QT远大于其有功功率损耗△PT,一般△QT=(4~5)△PT,因此在变压器低压侧进行无功补偿时,低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90,取cos′=0.92。
低压侧需装设的并联电容器容量为:
Qc=650×(tanarccos0.63-tanarccosO.92)kvar
=525kvar
取 QC=530kvar
(3)补偿后的变压器容量和功率因数
补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为
22)2(30)530800(650SkV·A=704kV·A
因此主变压器容量可改选为800kV·A,比补偿前容量减少450kV·A。
变压器的功率损耗为
△TP≈0.015)2(30S=0.015 x 704kV·A=10.6kW
△TQ≈0.06)2(30S=0.06×704kV·A=42.2kvar
变电所高压侧的计算负荷为
)1(30P=650kW+10.6KW=661kW
)1(30Q=(800—530)kvar+42.2kvar=312kvar
22)1(30312661SkV·A=731kV·A
补偿后工厂的功率因数为
cos=)1(30P/)1(30S=661/731=0.904
6、某工厂供电系统如下图所示。已知电力系统出口断路器为SNl0—10 II型。试求工厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
解:1.求k-1点的三相短路电流和短路容量(1cU=10.5kV)
(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:由附录表8查得SNl0-10Ⅱ型断路器的断流容量ocS=500MV·A,
22.0A500)5.10(2211MVkVSUXocc
2)架空线路的电抗:查表3-1得X0=0.35/km
75.15)/(35.002kmkmlXX
3)绘k-1点短路的等效电路,并计算其总电抗为
97.175.122.021)1(XXXk
(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
kAkVXUIkck08.397.135.103)1(1)3(1
2)三相短路次暂态电流和稳态电流
kAIIIk08.3)3(1)3()3("
3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值
kAkAIish85.708.355.2"55.2)3()3(
kAkAIIsh65.408.351.1"51.1)3()3(
4)三相短路容量
AMVkAkVIUSkck0.5608.35.1033)3(11)3(1
2.求k-2点的短路电流和短路容量(2cU=0.4kV)
1)电力系统的电抗
42221102.3A500)4.0(MVkVSUXocc
2)架空线路的电抗
32212021054.2)5.104.0(5)/(35.0)(kVkVkmkmUUlXXcc