供電階段練習答案

1、工廠供電課程階段練習一（第一章一一第二章）一填空題電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個整體。變電所的功能是接受電能、變換電能和分配電能。配電所的功能是接受電能 和分配電能。換流站的功能是用于交流電流和直流電能的相互轉(zhuǎn)換。高壓配電所集中接收610KV電壓，再分配到附近各變電所和高壓用電設備。 一般負荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)需設置高壓配電所。對供配電的基本要求是安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟。如圖所示，發(fā)電機G的額定電壓為10.5KV,變壓器1T的額定電壓為105 /38.5KV,變壓器2T的額定電壓為35_/ 10.5KV，變壓器3T的額定電壓為10 / 04KV。電力系統(tǒng)中性點的運

2、行方式有四種：中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)、中性點直接接地系統(tǒng)。中性點的運行方式主要取決于單相接地時電氣設備絕緣的要求和對供電可 靠性的要求。我國363KV系統(tǒng)，一般采用中性點不接地運行方式；當310KV系統(tǒng)接地電 流大于30A，2063KV系統(tǒng)接地電流大于10A時，應采用中性點經(jīng)消弧線圈 接地的運行方式;110KV及以上系統(tǒng)和1KV以下的低壓系統(tǒng)，采用中性點直 接接地運行方式。當中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電流超過規(guī)定值時，為了避免產(chǎn)生斷續(xù)電弧，引起過電壓和造成短路，減小接地電弧電流，中性點應經(jīng)消弧線圈接地。 電能的質(zhì)量指標為電壓、頻率和可靠性。電壓偏離是電

3、壓偏移額定電壓的幅度。電壓波動是指電壓的急劇變化。周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒服的現(xiàn) 象，稱為閃變。我國將電力負荷按其對供電可靠性的要求劃分為三類。 一級負荷應由兩個獨立電源供電。二級負荷應由兩回線路供電。按其工作制，電力負荷可分為連續(xù)工作制負荷、短時工作制負荷和反復短時 工作制負荷。反復短時工作制負荷可用負荷持續(xù)率來表示。負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，反映了用戶用電的特點和規(guī)律。日負荷曲線有兩種繪制方法，分別是折線形負荷曲線和階梯形負荷曲線。日負荷曲線是按時間的先后繪制的, 年負荷曲線是按負荷的大小和累計的時 間繪制的。導體中通過一個等效負荷時

4、，導體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時 產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。當設備臺數(shù)多，總容量足夠大，沒有特大型用電設備時，計算負荷應該采用 需要系數(shù)法。用二項式法進行負荷計算時，既考慮了用電設備的平均負荷，又考慮了幾臺 最大用電設備引起的附加負荷。單相設備的總容量不超過15%時，單相設備可按照三相負荷平衡計算。單相 設備的總容量超過15%時，應把單相設備容量換算為等效的三項設備容量， 再算出三相等效計算負荷。變壓器的功率損耗可分為鐵損和銅損。鐵損是變壓器主磁通在鐵芯中產(chǎn)生的損耗：銅損是變壓器負荷電流在一、二 次繞組中產(chǎn)生的損耗。尖峰電流是指單臺或多臺用電設備持續(xù) 12S的短時

5、最大負荷電流。功率因數(shù)太低將會給供配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加、電壓損失增大和供電設備利用率降低等不良影響。功率因數(shù)不滿足要求時，首先應提高自然功率因數(shù)，然后再進行人工補償。 高壓電容器組宜接成中性點不接地 丫形，容量較小時宜接成形接線，低壓 電容器組應接成形接線。按并聯(lián)電容器在用戶供配電系統(tǒng)中的裝設位置，并聯(lián)電容器的補償方式有3種：高壓集中補償、低壓集中補償和單獨就地補償。其中補償范圍最大，補 償效果最好的是單獨就地補償；利用率最高，維護管理最方便的是高壓集中 補償。并聯(lián)電容器的控制方式是控制并聯(lián)電容器的投切，有固定控制方式和自動控 制裝置兩種。簡答題供配電系統(tǒng)有哪些部分組成？在什么情況下應設總

6、降壓變電所和高壓配電所？供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所或建筑物變電所和用電設備組成。大型企業(yè)設總降壓變電所。一般負荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)需設置高壓配電說。電力系統(tǒng)中性點的運行方式有幾種？中性點不接地電力系統(tǒng)和中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時各有什么特點？四種：中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)電阻接地系 統(tǒng)和中性點直接接地系統(tǒng)。當發(fā)生單相接地故障時，中性點不接地系統(tǒng)接地相對地電壓為零， 非接地相對 地電壓升高為線電壓。接地電流為正常運行時每相對地電容電流的三倍。 中性 點直接接地系統(tǒng)，非接地相對地電壓不發(fā)生變化。畫出中性點不接地系統(tǒng)A相發(fā)生單相接

7、地時的相量圖BC/AI ABJac/f匚/I1 、< 1 ECCC/BEBUb什么叫自然功率因數(shù)，如何提高自然功率因數(shù)？自然功率因數(shù)是指未裝設任何補償裝置的實際功率因數(shù) 合理選擇電動機的規(guī)格和型號防止電動機長時間空載運行保證電動機的檢修質(zhì)量合理選擇變壓器的容量交流接觸器的節(jié)電運行。人工補償功率因數(shù)的方法有哪幾種? 并聯(lián)電容器人工補償同步電動機補償動態(tài)無功功率補償三計算題試確定發(fā)電機G變壓器2T、3T、線路1WL和2WL的額定電壓GCtHK/0+40/Q.23kV3WL _22CkV2WL4WLTokV5WL nokv發(fā)電機G額定電壓為10.5KV變壓器2T額定電壓為10.5/242KV變

8、壓器3T額定電壓為220/10.5121KV1WL額定電壓為10KV2WL額定電壓為某車間380V線路供電給下列設備：長期工作的設備有7.5KW的電動機兩臺， 4KW的電動機3臺，3KW的電動機10臺；反復短時工作的設備有 42KVA的 電焊機1臺（久=60%3叭=0.62亠=0.85），仙吊車臺（當負荷持 續(xù)率為40%的條件下，其額定功率為39.6KW, co0.5）。試確定它們的 設備容量。解：對于長期工作的電動機有：巳二Pn=7.5 2 4 3 3 10 = 57KW對于電焊機有:PeN PN = ；NSN cos ：N 二 '0.6 42 0.62 = 20.2KW:"

9、;100%對于吊車有：Pe = . N Pn -2TnPn =20.4 39.6 -50KW'25%某車間設有小批量生產(chǎn)冷加工機床電動機 40臺，總容量152KW,其中較大容量的電動機有10KW1臺、7KW2臺、4.5KW5臺、2.8KW10臺；衛(wèi)生用通風機6臺共6KW,試分別用需要系數(shù)法和二項式法求車間的計算負荷 解：用需要系數(shù)法求解：對于冷加工機床有：Kdi =0.2,cos 1 =0.5,tan =1.73FCKdiFe0.2 152=30.4KWQC1 = PC1 tan -1 = 30.4 1.73 =52.6KVar對于通風機有：Kd2 =0.8,cos 2 =0.8, t

10、an =0.75P：2 = Kd2P；2 = 0.8 6=4.8KWQC2 = PC2 tan 2 =4.8 0.75 =3.6KVar車間計算負荷：mFC 二 KQ pcj =0.9 (30.4 4.8) =31.68KW_ id：mQc =K 冃' KdiQci =0.9 (52.6 3.6) =50.6KVar-id：Sc f；PC2 Qc2 *31.682 50.62 =59.7KVASc _59.73Un 一 3 0.38= 90.7 A用二項式法求解：對于冷加工機床：=0.14, c =0.4, x1 =5,cos 1 = 0.5,tan =1.73,為=5(bPeQ =0

11、.14 152=21.28KW(cPX)0.4 (10 1 7 2 4.5 2) -13.2KW對于通風機：b2 0.65, c? = 0.25, X? = 5, cos' 2 = 0.8, tan ' 2 0.75, n = 6 ： 2x2 ,所以取 x = n = 32(bPe)2 =0.65 6 = 3.9KW(cP<)2 =0.25 3 =0.75KW顯然，兩組用電設備中，第一組的附加負荷(cPx)1最大，故總計算負荷為：Pc 八 bjPi (cPx)max =(21.28 3.9) 13.2 =38.38KW7mQc 二為 biPe'i tan(CPx)

12、max tan maxi丄=(21.28 1.73 3.9 0.75)13.2 1.73 =62.6KVarSc f Pc2 Q2 »；38.382 62.62 =73.4KVAlc =Sc “3Un =73.4 .3 0.38111.52A某機修車間380V線路上，接有冷加工機床電動機 25臺，共60KW,相應的需要系數(shù)Kd 1=0.2, tan 1=1.73;通風機電動機2臺，共5.6KW,相應的需要系數(shù)Kd2=0.8, tan 2=0.75；電阻爐1臺，2KW相應的需要系數(shù) Kd3=0.7,tan 3=0。在母線上裝設人工補償電容器 Qco=10KVa。已知：同時系數(shù)K2=0.

13、9,試求該線路上的計算負荷 解：冷加工機床組：% = Kd1PN1 = 0.2 60 =12KWQc1 = Pc1 tan 1 = 1.2 1.73 二 20.76KVar通風機組：Ps2 二 Kd2PN2 = 0.8 5.6 = 4.48KWQc2 二 Pc2 tan 二 4.48 0.75 二 3.36KVar電阻爐：Pc3 二 Kd3PN3 = 0.7 2=1.4KWQc3 =巳3 tan 3 =1.4 0 =0KVar可得線路上的計算負荷為:Fc 二Fti =0.9 (12 4.48 1.4) =16.09KWQcQci -Qco =0.9 (20.76 3.36) -10 =11.7

14、08KVarSc =：沁2 Qc2 »；16.092 11.7082 -19.9KVASc3Un19.93 0.38二 30.24A某拖拉機制造廠年產(chǎn)量為5萬臺，最大有功負荷年利用小時數(shù)為 4960,每生 產(chǎn)一臺拖拉機耗電量（平均值）為 6500千瓦時，試估算該廠的最大有功功 率為為多少瓦？解：5Wa =am =6500KWh50000 =32500 10 KWh 有某工廠最大工作班負荷曲線得知：消耗的最大功率為 52KW,消耗的平均 功率為34KW,全廠用電設備組的總額定功率為 60KW,試求該廠有功計算負PmaxWa32500 105max4960= 65524.2KW荷、需要系

15、數(shù)、解：年最大負荷利用小時數(shù)、有功負荷系數(shù)。有功計算負荷：Pc 二 Pma"52KW需要系數(shù)：Pmax = 52 =0.867Pn60年最大負荷利用小時數(shù)：-冒0:笄“有功負荷系數(shù)：3±詈0.65某用戶336KV總降壓變電所，分別供電給1#4#車間變電所及6臺冷卻水泵 用的高壓電動機。1#4#車間變電所的計算負荷分別為：FC840KW，QC1 =680KVarFC2 =920KW，Qc2 =750KVarFC3 =850KW，QC3 =700KVarFC4 =900KW，QC4 =720KVar高壓電動機每臺容量為300KW,試計算該總降壓變電所的計算負荷。注：高壓電動機

16、Kd =0.8,cos =0.8,tan =0.75解：電動機負荷：P：5=KdPN=0.8 6 300=1440KWQC5 二 PC5 tan = 1440 0.75 = 1080KVar主變低壓側的計算負荷為:PC = K 巳二 0.9 (840 920 850 900 1440) = 4455KWQC 二QCi =0.9 (680 750 700 720 1080) = 3537KVarSc 二 Pc2 Qc2 m44552 35372 =5688KVASc3Un56883 6= 547A主變的電能損耗:R =0.015SC =0.015 5688=85.32KWQ =0.06S =0.

17、06 5688=341.28KVar高壓側的計算負荷:FC =,；Pt Pc 低=85.32 4455 =4540.32KWQc f Qt Qc低二341.28 3537 =3878.28KVarSc = . Pc2 Qc2 = M540.322 3878.282 =5971.23KVASc3Un5971.23.3 35= 98.5A某車間采用10/0.4KV變壓器供電，低壓負荷有生產(chǎn)用通風機 5臺共60KW(Kd=0.8, tan*=0.75)，點焊機(弘=65%)3 臺共 10.5KW(Kd=0.35,tan =1.33)，有連鎖的連續(xù)運輸機械 8 臺共 40KW( Kd=0.7, tan

18、 =0.88), 5.1KW的行車( =15%)2臺(Kd=0.15, tanX1.73)。試確定該車間變電所低壓 側的計算負荷。解：通風機:巳二 KdR =0.8 60 = 48KWQC1 = FC1 tan 二 48 0.75 二 36KVar點焊機：Pc2=Kd ；N PN =0.35 . 0.65 10.5=2.96KWQc2 二 Pc2tan = 2.96 1.33 = 3.94KVar連續(xù)運輸機械：巳3 二 KdFe=0.7 40 = 28KWQc3 二 Fc3 tan = 28 0.88 二 24.64KVar行車.Pc4 =KdPe =2Kds*N Pn =20.15 漢 J0

19、.15X 5.1 = 0.59KWQc4 =FC4ta n® = 0.59 漢 1.73 = 1.03KVar可得變壓器低壓側計算負荷為：FC巳=0.9 (48 2.96 28 0.59) =79.55KWQc = Kf QCi =0.9 (36 3.9424.64 1.03) = 59.05KVarScPc? Qc2 = 79.55259.052 =99.07KVASc二 99.07-3Un 3 0.38=150.53A某廠機械加工車間變電所供電電壓 10KV,低壓側負荷擁有金屬切削機床容量 共920KW,通風機容量共56KW,起重機容量共76KW ( ；N二15% )，照明負 荷

20、容量42KW (白熾燈)，線路額定電壓380V。試求：巳 1, Qci, Sci, 1 ci, cos 1（1）該車間變電所高壓側（10KV）的計算負荷（2） 若車間變電所低壓側進行自動補償，低壓側補償后功率因數(shù)0.95,應裝BW0.4-28-3型電容器多少臺？（3）補償后車間高壓側的計算負荷Pc，Qc，Sc，lc，COs，計算視在功率減小 多少？解：（1）補償前車間計算負荷：Kd =0.2,cos=0.5,tan : =1.73金屬切削機床：Pc =KdPe =0.2 920 =184KWQc = Fc tan =184 1.7 318.32KVarKd = 0.8,cos = 0.8,ta

21、 n =0.75通風機：Pc=KdPe=0.8 56=44.8KWQc 二 PJan =44.8 0.75 = 33.6KVarKd =0.15,cos護-0.5, tan：護=1.73起重機：Pc =KdPeKdPN =20.15 0.15 76 =8.83KWQc =Pctan=8.83 1.73 =15.28KVar照明：Kd =1,cos =1巳二 KdPe =1 42 =42KW補償前車間總計算負荷：mP：2 =KpV 巳=0.9 (184 44.8 8.83 42 251.67KWi 二mQc2 =K “ KdiQci =0.9 (318.32 33.6 15.28) -330.4

22、8KVari =1Sc2 f'Pc2 Qc2 = -251.672 330.482 =415.4KVA.Sc415.4_ _ . . _ .IC2 = = = 631.15A.3Un 3 0.38cos2 出 25旦=0.606SC415.4忽略線路損耗，車間計算負荷即為變壓器低壓側的計算負荷。變壓器高壓側計算負荷的計算：.：Pr =0.015Sc2 =0.015 415.4 =6.23KWQt =0.06Sc2 =0.06 415.4 =24.92KVar=FC2E =251.67 6.23=257.9KWQci =Qc2Qt =330.48 24.92 =355.4KVarSC1

23、= . PC12 QC12 = 257.9 2 3 55.42 = 439.11KVAC1SC13Un439.11 ,3 10= 25.35 A257.9439.11= 0.59(2)Qcc 二 PC2(tan 1 - tan ；)Pc2=PC2 (ta n arccostan arccos0.95)SC2=251.67 (tanarccos0.606-tanarccos0.95)-247.64KVarQcc28247.6428= 9(8.84)252KVar需裝設9臺BW0.4-28-3型電容器，實際補償容量為(3)R =0.015Sc2 =0.015 251.672 (330.48 - 2

24、52)2= 0.015 263.62 = 3.95KWQt =0.06Sd2 =0.06 263.62 =15.82KVar 氏=PC2 R =251.67 3.95=255.62KWQd =Qc2Qt =330.48 -252 15.82 =94.3KVarSc PC12 - QC12 = ；255.622 94.32 =272.46KVASc1272.46、3 10二 15.73AIC1255.62272.46= 0.94某廠10KV母線上的有功計算負荷為2300KW,平均功率因數(shù)為0.67如果要 使平均功率因數(shù)提高到0.9，在10KV母線上固定補償，則需裝設BW型并聯(lián)電容器的總容量是多少

25、？并選擇電容器的型號和個數(shù)。KaL =0.82解:Qcc =Pav(tan :av -tan 二)=KaLPC(tanarccos0.67 -tanarccos0.9)= 0.82 2300 (1.108-0.484)= 1076.86KVarQCC 1076.86 n =16 16每相25個電容。某工具廠全年消耗的電能 Wa為2500萬度，Wr為2100萬度，供電電壓為10KV,其平均有功功率和平均功率因數(shù)是多少？欲將功率因數(shù)提高到0.9,需裝設BWF10.5-30-1并聯(lián)電容器多少臺？解：2500 108760二 2853.88KW87605cos ；vQcc =Pav(tan ；v -

26、tan ；v)=285388 (tanarccos0.766 - tanarccos0.9)=2853.88 (0.839-0.484)= 1013.75KVarQCC161013.7530=33.79取BWF10.5-30-1電容36臺，每相12臺。某工廠35KV總降壓變電所10KV側計算負荷為1#車間720KW j510KVar ；2#車間 580KW j400KVar ； 3#車間 630KW j490KVar ； 4#車間475KW j335KVar。( KaL =0.76,Kl =0.82 忽略線損)試求:1）全廠計算負荷及平均功率因數(shù)2）功率因數(shù)是否滿足供用電規(guī)程？若不滿足，應補償?shù)蕉嗌伲?）若在10KV側進行固定補償，應裝BW-10.5-16-1型電容器多少臺?4）補償后全廠計算負荷和平均功率因數(shù)解：1）mPC2 =K 弔 ' 巳=o.9 (720 - 580 630 475) =2164.5KWi 4mQc2QCi = 0.9 (510 400 490 335) =1863KVari 二Sc2 二 FC2 Qc2 =、2164.5218632 =2855.84KVAC2Sc 嚴84 “64.89A3Un -3 10CO