工廠供電課后作業(yè)答案..

1、第一章1-1試確定圖1-23所示供電系統(tǒng)中變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓。-* I圖1-23 習(xí)題1-1的供電系統(tǒng)解:如果變壓器的二次側(cè)接高壓線路，則其二次側(cè)電壓高于線路電壓10%，一次側(cè)與發(fā)電機(jī)（或電力線路）相聯(lián)，則一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)（或電力線路）的額定電壓，于是：因?yàn)?Ut2n =220/38.5kV所以 Uwl1 =Ut2N1 =220kV; Uwl2Ut2N2385 = 35 kV（1+10%） 1.1同理：Ut1N1 =Ugn =10.5 kV; UT1N2 = 1 10%=1.1 220 = 242 kV ，UT1N =10.5/242 kV。1-2試確定圖1-24

2、所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和各變壓器的額定電壓?T1-10KVT26KV電網(wǎng)T3Kjch220V/380V電網(wǎng)圖1-24 習(xí)題1-2的供電系統(tǒng)解：如果變壓器的二次側(cè)接低壓線路，則其二次側(cè)電壓高于線路電壓5%，二次側(cè)接高壓線路，則其二次側(cè)電壓高于線路電壓10% ;一次側(cè)與發(fā)電機(jī)（或電力線路）相聯(lián)，則一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)（或電力線路）的額定電壓，發(fā)電機(jī)的額定電壓高于線路額定電壓的5%。則有：發(fā)電機(jī)額定電壓：Ug 1 5% 10 = 10.5 kV ；變壓器 T1 的額定電壓：卩巧川二 U gN =10.5 kV ； UT1N2 二 1 10% 35 = 38.5 kV ；UT1N =10.5/38.

3、5 kV；變壓器 T2 的額定電壓：UT2N1 =35 kV ； Ut2N2 = 1 5%6 = 6.3 kV ；UT2n =35/6.3kV ;變壓器 T3 的額定電壓：UT3N1 =10 kV ； UT3N2 P.1 5% 38CM=：0.4kV ；Ut3n =10/0.4 kV ；第二章2-1某大批生產(chǎn)的機(jī)械加工車間，擁有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)容量共800kW，通風(fēng)機(jī)容量共56kW，線路電壓為380V。試分別確定各組和車間的計(jì)算負(fù)荷P30、Q30、S30和130。解：(1 )金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷:查附錄表 1: Kd =0.2，cos叩=0.5，tan即=1.73 則P30 1心80心咧

4、Q301 - F301 tan =160 1.73= 276.8kVar=320kVA320.3 0.38(2 )通風(fēng)機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷:-486.2A查附錄表 1: Kd =0.8，cos =0.8，tan =0.75 則0.8 56=44.8kWQ302 二 F32 tan-44.8 0.75 = 33.6kVar44.80.8二 56kVA?30 25630f）巧7.38= 85.1A取同時(shí)系數(shù)K、.p=0.9，K、q =0.95，于是車間的總計(jì)算負(fù)荷為:二K、p 氐1P302 =0.9 160 44.8 =184.3kWQ30 =Kvq Q301Q30 2 ,1=0.95 276.8 33

5、.6 i=294.9kVarS3。=P： Q；。=184.32 294.92 =347.8kVA30S30= 347.83Un 3 0.38= 528.4 A各個(gè)參數(shù)如下表:設(shè)備名稱設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)KdCOSta n申計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI 30 / A切削機(jī)床8000.20.51.73160276.8320486.2通風(fēng)機(jī)560.80.80.7544.833.65685.1車間K實(shí)P=0.9，K迂q=0.95184.3294.9347.8528.42-3有一 380V三相線路，供電給 35臺(tái)小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘繛?5kW ,其中較大容量的

6、電動(dòng)機(jī)有 7.5kW 1臺(tái)，4kW 3臺(tái)，3kW 12臺(tái)。試分別用需要系數(shù)法和項(xiàng)式法確定其計(jì)算負(fù)荷P30、Q30、S30和I30 。解: 1、采用需要系數(shù)法查附錄表 1: Kd =0.2，cos：:=0.5，tan : =1.73 則F30 =0.8 85 =17kWQ30 = F3o tan =17 1.73 = 29.4kVarP3017130 =畫匚= 一 =51.7A-3Un .3 0.382、采用二項(xiàng)式法查附錄表 1: b = 0.14， c = 0.4， x=5， cos =0.5, tan = 1.73則(1) x臺(tái)最大容量的設(shè)備容量為PX =P5 =7.5 14 3 3 1 =

7、22.5kW有功計(jì)算負(fù)荷為:P30 =bFe CFX =0.14 85 0.4 22.5 =11.9 9 = 20.9kW ；無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30 =P3otan即-20.9 1.73 =：36.2kVar ；P*20 9視在計(jì)算負(fù)荷為：二證二茁M.BkVA ;計(jì)算電流為：13。=羋亠二；1.8=63.5AV3Un如 0.38兩種方法的計(jì)算結(jié)果如下表:計(jì)算方法計(jì)算系數(shù)costa n計(jì)算負(fù)荷Kd 或 b/cP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30 / A走誦亥 需要系數(shù)法0.20.51.731729.43451.7二項(xiàng)式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52

8、-6某廠變電所裝有一臺(tái)630kVA變壓器，其二次側(cè)(380V)的有功計(jì)算負(fù)荷為 420kW，無功計(jì)算負(fù)荷為350kvar。試求此變電所一次側(cè)(10kV)的計(jì)算負(fù)荷及其功率因數(shù)。如果功率因 數(shù)未達(dá)到0.9,問此變電所低壓母線上應(yīng)裝設(shè)多大并聯(lián)電容器的容量才能達(dá)到要求？解：補(bǔ)償前的視在計(jì)算負(fù)荷：綣2 - 戌2 Q：24202 3502 =546.7kVA則變壓器有功損耗損耗：FT : 0.01S30.01 546.7、5.5kW ;變壓器無功損耗損耗：Qt : 0.05S30.05 546.7 : 27.3kVar ;于是，考慮變壓器損耗之后的變壓器一次側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷為：E01 弋2=420 5.

9、5 = 425.5kW;Q301 二 Q30 2lQt = 350 27.3 二 377.3kVarS301 二 后Q30i 二.425.52 377.32 = 568.7kVA山1八仏一咒；8 = 32P30沖 i 425 5功率因數(shù)為：cos 0.75 ： 0.9 ,不滿足要求，故需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。S30 j 568.7為使一次側(cè)達(dá)到cos 1達(dá)到0.9 ,則二次側(cè)的cos 2要達(dá)到0.92 ,于是取cos2二0.92此時(shí)二次側(cè)的功率因數(shù)為cos2二冬024200.77 。()()S30(2)546.7則補(bǔ)償?shù)臒o功功率為:Qc =2-tan2 =420； I tanarc cosO.77

10、- tan arc cos0.92 丨：170kVar注：這里需校驗(yàn)2-8某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為2400kW ,功率因數(shù)為0.65。現(xiàn)擬在工廠變電所10kV母線上裝設(shè)BWF10.5-30-1型并聯(lián)電容器，使功率因數(shù)提高到 0.9。問需裝設(shè)多少個(gè)并聯(lián)電容器？裝設(shè)了 并聯(lián)電容器以后，該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)前視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？ 解：(1)并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)：有題意可知，在 10kv高壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償前的功率因數(shù)為cos =0.65，補(bǔ)償以后的功率因數(shù)為cos = 0.9，于是有：Qc = F30 l-tan - tan 丨二 2400tan arc cos0.65 - tan arc

11、 cos0.91= 2400 (1.17-0.48) 1656kVarQc 1656n -55.2，為了二相平衡，取 n =57qc30(2) 無功補(bǔ)償以后的視在計(jì)算負(fù)荷：補(bǔ)償之前的無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30 = F30 tan二2400 1.17二2808kVar并聯(lián)56個(gè)電容器以后，補(bǔ)償?shù)臒o功功率為：Qc =57 30 =1710kVar補(bǔ)償后的無功計(jì)算負(fù)荷為：Q30二Q30 -Qc =2808 -1710 =1098kVar則補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為：S。二、二240021O982二2639kVAp 2400補(bǔ)償以后的功率因數(shù)為：cos 300.909、0.91滿足要求S302639(3) 補(bǔ)

12、償前后的視在計(jì)算負(fù)荷差值：補(bǔ)償之前的視在計(jì)算負(fù)荷為：S30二-p3二40 = 3692 kVAcos0.65補(bǔ)償前后的視在計(jì)算負(fù)荷差值為：屯。=S3。- S30二3692 - 2652二1040kVA第三章3-1有一地區(qū)變電站通過一條長(zhǎng)4km的10kV電纜線路供電給某廠裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9-800型(YynO聯(lián)結(jié))電力變壓器的變電所。地區(qū)變電站出口斷路器的斷流容量為 300MVA。 試用歐姆法求該廠變電所 10kV高壓母線上和380V低壓母線上的短路電流lk、謂、 iS?、lS3)和短路容量Sk3)，并列出短路計(jì)算表。解:根據(jù)題意得計(jì)算電流如下所示:1、求k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(U

13、c1 = 10.5 kv)(1) 計(jì)算短路電路中各元件的電抗和總電抗1)電力系統(tǒng)的電抗:有題意可知，ScU 2(10 5kV)2= 300MVLA 則 X1蟲0.367：0.37Soc 300 MVA2)電纜線路的電抗：由表 3-1 查得 X0=0.08Q/km,因此 X?二 Xl 二 0.08(/ km) 4km 二 0.32113)繪k-1點(diǎn)短路的等效電路如下圖所示,10.37.120.32 門k-1然后計(jì)算電路的總電抗：X*4)=Xr X2 =0.37.1 0.321 - 0.69 1(2) .計(jì)算三相短路電流和短路容量1) k-1三相短路電流周期分量有效值：1篤=十山 二 卩.51=8

14、.79kAJ3X於書丁3匯0.62) .三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值：I=1：- - I= 8.79kAiS? =2.55l3) 三相短路沖擊電流及其有效值：(3)(3)I S3)=1.511 =4) .三相短路容量：ski =、3Ucilk3I = .3 10.5kV 8.79kA = 159.85MVLA2.求k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量(Uc2= 0.4kV)1).電力系統(tǒng)的電抗：2 2X1譽(yù)曲E(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗2).電纜線路的電抗:Z -2土U c1 丿X2 =X0l3).電力變壓器的電抗：由附錄表5查得Uk% = 4.5,因此X3 二 X42Uk%Uc2

15、100Sn24.50.4kV100 800kVA= 0.08(0/km)匯 4km 訂 0.4kV ) =4.64X0*0 l10.5kV 丿125.3 10仆 4.64 10*4)繪k-2點(diǎn)短路的等效電路如下圖所示3_9 10一 4 9 10兒計(jì)算其總電抗:XXXg2)=X1 X2 X3/X4 =Xr X： 芍X3 * X4= 5.48 10宀-5.3 10 牛4.64 10勺-(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值：訃竇=_U c2_0.4kV342.14kA3 5.48 10 門= 42.14kA,(3), (3), (3)2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：I I

16、 Ik/iS3）=1.841 =1.84咒 42.14kA = 77.54kA3）三相短路沖擊電流及其有效值：iSh =1.091 4）三相短路容量：=、3Uc2lk3）2 =J3 0.4kV 42.14kA = 25.2MVA在供電工程設(shè)計(jì)說明書中，往往只列短路計(jì)算表，如下表所示：短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/ kA三相短路容量/ MVA1 (3)1 kI ”| (3)1 oO(3)i sh(3)1 sh(3)Skk-18.798.798.7922.4113.27159.85k-242.1442.1442.1477.5445.9325.23-2使用標(biāo)幺值法重做題 3-2。解:（ 1 ）確定基準(zhǔn)值：

17、取Sd-100MVA,UdUc1=10.5kV,Ud2 =Uc2 =0.4kVSk3) -3Ujk3)3Uc“二蛍XvSd100MVA =5.50kAI -d1 .3Ud1 .3 10.5kVSd100MVA =144kA3Ud2 3 0.4 kV計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：X；S = 100MVA =0.33Soc 300 MVA2）電纜線路的電抗標(biāo)幺值：由表3-1查得，X。二0.081 / kmx2 = X0I 卑二 0.08, / km） 4km 100MVA 0.29Uc1（10.5kV）3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：查附錄表 5得Uk%=4.5X3*

18、 _ U k %Sd4 :100SN4.5 100 103kVA100 800kVA二 5.625繪短路等效電路圖如下圖所示。并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)k-1 和 k-2。10.330.29k-2-5.62545.625（3）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)幺值：X郢）二X1 X2二0.33 0.29二0.622）三相短路電流周期器分量有效值：I為 =5.50kA = 8.87kAX 刃 4）0.623）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：I=l（3） =lk3I=8.87kAiS3）=2.55l（3）=2.558.87kA = 22.62kA4）三相短路沖擊電流及其有效值：lS3=1.51I =1.51%8.87kA = 13.39kA一 一Sd100MVA5 ）三相短路容量：Sk二-161.3MVAX 邑z0.62（4）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量5 6251）總電抗標(biāo)幺值：XKX； - X2 X3/X4 =0.33 0.293.432）三相短路電流周期分量有效值：I色=-3d2 = 144kA = 42kAX2）3.433）三