工廠供電劉介才第五版課后習(xí)題答案(可編輯修改word版)

1、工廠供電劉介才第五版課后習(xí)題答案（ 可編輯修改 word 版 ）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。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：因為 U T 2 N = 220 / 38.5 kV所以 UWL1 =UT 2 N1= 220 kV; UWL 2UT 2 N 2 (1+10%) =38.5= 35 kV 1.1同理： U T1N1=U GN=10.5 kV;

2、 U T1N2=(1+10%)UWL1=1.1?220 = 242kVUT 1N=10.5 / 242 kV 。1- 2 試確定圖 1-24 所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和各變壓器的額 定電壓？6KV 電 XX220V/380V 電 XX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： U GN=(1+5%)?10 =10.5

3、kV；變壓器 T1 的額定電壓： U T 1N1 =U GN = 10.5 kV； U T1N 2 =(1+10%)? 35 = 38.5 kV；UT 1N= 10.5 / 38.5 kV ；變壓器 T2 的額定電壓：UT 2 N = 35 / 6.3 kV ；UT 2 N1= 35 k V ；U T2N2=(1+ 5%)? 6 = 6.3 kV變壓器 T3 的額定電壓： U T 3N1 = 10 kV UT 3N = 10 / 0.4 kVU T3N2=(1+ 5%)? 380V = 0.4 kVT1 T235KVG T3 10KV320 3 ? 0.3856 3 ? 0.38 347.8

4、3 ? 0.38 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 算負(fù)荷 P 30 、Q 30 、 S 30 和 I 30 。解：（ 1 ）金屬切削機(jī)床組的計算負(fù)荷： 查附錄表 1： K d = 0.2 ， cos = 0.5 ， tn = 1.73 則P 30(1) = 0.2 ? 800 = 160kW Q 30(1) = P 30(1) tn= 160 ?1.73 = 276.8kVrS 30(1) =I= P 30(1)cos S 30(1) = 160 = 320kV 0.5= =

5、486.230(1)(2)通風(fēng)機(jī)組的計算負(fù)荷：查附錄表 1： K d = 0.8 ， cos= 0.8 ， tn = 0.75 則P 30(2) = 0.8? 56 = 44.8kW Q 30(2) = P 30(2) tn= 44.8? 0.75 = 33.6kVrS 30(2) =I= P 30(2)cos S 30(2) = 44.8= 56kV 0.8 = = 85.1 30(2) 取同時系數(shù) KEP = 0.9 , K EQ = 0.95，于是車間的總計算負(fù)荷為:P 30 = K EP ?(P 30(1) + P 30(2) ) = 0.9 ?(160 + 44.8)= 184.3k

6、W Q 30 = KEQ?(Q 30(1) + Q 30(2) ) = 0.95?(276.8 + 33.6) = 294.9kVrS 30 =I = S 30 = = = 528.4= 347.8kV303U N 3U NP 2 + Q 230 30 184.32 + 294.92 3U N34 3 ? 0.38 41.8 3 ? 0.38 各個參數(shù)如下表: 設(shè)備 名稱 設(shè)備容量 P e /kW 需要系數(shù) K dcos tn計算負(fù)荷P 30/kWQ 30/kv rS 30/kVI 30 / 切 削機(jī)床8000.20.51.73160276.8320486.2 通 風(fēng) 機(jī) 560.80.80.

7、7544.8 33.6 56 85.1 車間K EP = 0.9, K HQ = 0.95184.3294.9347.8528.42- 3 有一 380V 三相線路，供電給 35 XX 小批生產(chǎn)的冷加 工機(jī)床電動機(jī)，總?cè)萘繛?85kW ，其中較大容量的電動機(jī)有 7.5kW 1 XX ，4kW 3 XX ，3kW 12 XX 。試分別用需要系數(shù)法和二項式法 確定其計算負(fù)荷 P 30 、 Q 30 、 S 30 和 I 30 。解： 1、采納需要系數(shù)法查附錄表 1： K d = 0.2 ， cos= 0.5 ， tn = 1.73 則P 30 = 0.8? 85 = 17kWQ 30 = P 30

8、 tn = 17 ?1.73 = 29.4kVrS 30 P 30 cos = 170.5= 34kVI 30 =S 30 = = 51.72、采納二項式法查附錄表 1 ： b = 0.14 ， c = 0.4 ， x = 5 ， cos= 0.5 ， tn = 1.73 則（1）x XX 最大容量的設(shè)備容量為P x = P 5 = 7.5?1+ 4 ? 3 + 3?1 = 22.5kW有功計算負(fù)荷為： P 30 = bP e + cP x = 0.14 ? 85 + 0.4 ?22.5 = 11.9 + 9 = 20.9kW； 無功計算負(fù)荷為： Q 30 = P 30tn= 20.9 ?1.

9、73 = 36.2kVr；視在計算負(fù)荷為： S 30 = P 30cos = 20.9= 41.8kV ； 0.5計算電流為： I 30 = S 30 = = 63.5兩種方法的計算結(jié)果如下表：3U N3U N4202 + 3502568.7 3 ? 0.38 ? ? 計算方法 計算系數(shù) cos tn計算負(fù)荷K d 或 b/cP 30/kWQ 30/kv rS 30/kVI 30 /需要系 數(shù)法 0.2 0.5 1.73 17 29.4 34 51.7二項 式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52- 6 某廠變電所裝有一 XX 630kV 變壓器，其二次側(cè) (380

10、V) 的有功計算負(fù)荷為 420kW ，無功計算負(fù)荷為 350kvr 。試求此變電所一次側(cè) ( 10kV )的計 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：補償前的視在計算負(fù)荷： S 30(2) = = = 546.7kV則變壓器有功損耗損耗：？P T0.01S 30 = 0.01? 546.75.5kW ;變壓器無功損耗損耗：？Q T0.05S 30 = 0.05? 546.727.3kVr ;于是，考慮變壓器損耗之后的變壓器一次側(cè)母線的計算負(fù)荷為：P 30(1) = P 30(2) + ?P T = 420 + 5.5

11、= 425.5kW ; Q30(1) = Q 30(2) + ?Q T = 350 + 27.3 = 377.3kVrS 30(1) =I = S 30(1) = = = 32.8= 568.7kV30(1)P 30(1) 425.5功率因數(shù)為： cos 1 = S 30(1) = 0.75 0.9 ，不滿足要求，故需要進(jìn)行無功補償。 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cos = 0.92 ，此時二次側(cè)的功率因數(shù)為 cos = P 30(2) =420= 0.77 。(2)則補償?shù)臒o功功率為：(2)S 30(2)

12、546.7Q C = P 30(2) ?tn (2) - tn (2) ? = 420 ?tn rc cos 0.77 -tn rc cos 0.92170kVr 注：這里需校驗2-8 某廠的有功計算負(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)多少個并聯(lián)電容器？ 裝設(shè)了并聯(lián)電容器以后， 該廠的視在計算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè) 前視在計算負(fù)荷減少了多少？解：( 1 )并聯(lián)電容器的個數(shù)：有題意可知，在 10kv 高壓側(cè)進(jìn)行補償，補償前的功率因數(shù)為 cos= 0.65 ，補償以后P 2

13、 30(2) 30(2) + Q 2 P 2 30(1) 30(1) + Q 2 425.52 + 377.323U NP 2+ Q 2 30 30的功率因數(shù)為 cos = 0.9 ，于是有：Q C = P 30 tn- tn = 2400 ?tn rc cos 0.65 - tn rc cos 0.9=2400 ?(1.17 - 0.48)1656kVrn =Q C1656 = 55.2 ，為了三相平衡，取 n = 5730（2） 無功補償以后的視在計算負(fù)荷： 補償之前的無功計算負(fù)荷為： Q 30 = P 30 tn = 2400 ?1.17 = 2808kVr并聯(lián) 56 個電容器以后，補償

14、的無功功率為： = 57 ? 30 = 1710kVr補償后的無功計算負(fù)荷為： Q 30 = Q 30 - Q C = 2808 -1710 = 1098kVr 則補償后的視在計算負(fù)荷為： S 30 = = = 2639kV 補償以后的功率因數(shù)為： cos =P 30S 30 =2400=0.9090.91 滿足要求2639（ 3） 補償前后的視在計算負(fù)荷差值： 補償之前的視在計算負(fù)荷為： S 30 =P 30cos = 2400= 3692kV 0.65補償前后的視在計算負(fù)荷差值為： ?S 30 = S 30 - S 30 = 3692 - 2652 = 1040kV 24002 +1098

15、210.5kV3 ? 0.69 Q k k -1sh k -1c 1 k -11 0.37 Q2 0.32 Qk-1第三章3- 1 有一地區(qū)變電站通過一條長 4km 的 10kV 電纜線路 供電給某廠裝有兩 XX 并列運行的 S9- 800 型( Yyn0 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 300MV。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 I (3) 、I (3) 、 I (3) 、i (3) 、 I (3) 和短路容量 S (3) ，并列出 短路計算表。ooshshk解：根據(jù)題意得計算電流如下所示：S9-800 k-1(

16、 Yyn0 )k-2G 電纜線 l = 4km10kVS9-800( Yyn0 )380V(U c 1= 10.5 kv )1) 電力系統(tǒng)的電抗：1、求 k-1 點的三相短路電流和短路容量 (1)計算短路電路中各元件的電抗和總電抗U 2 (10.5kV )2有題意可知， S = 300MV 則 X=c 1 = = 0.367 Q 0.37 Qoc1S oc 300MV2) 電纜線路的電抗：由表 3-1 查得X 0=0.08 Q/km,因此 X2 = X 01 = 0.08( Q / km ) ? 4km = 0.32 Q 3)繪 k-1 點短路的等效電路如下圖所示，然后計算電路的總電抗：X D

17、k -1) = X 1 + X 2 = 0.37 Q+ 0.32 Q = 0.69 Q (2). 計算三相短路電流和短路容量1) k-1 三相短路電流周期重量有效值： I (3) = U c 1 = = 8.79kI (3) = I (3)2) . 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值：= I (3) = 8.79kOOk -1 i (3)= 2.55I (3) = 2.55? 8.79k = 22.41k3) . 三相短路沖擊電流及其有效值：shI (3)= 1.51I (3) = 1.51? 8.79k = 13.27k4) . 三相短路容量： S (3) =3U I (3)=3 ?10.5

18、kV ? 8.79k = 159.85MV3X 爼k -1)0.4kV3 ? 5.48?10-3Q?Q += ? k -2 sh S oc? N -32. 求 k-2 點的短路電流和短路容量( U c2= 0.4kV) (1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗U 2 (0.4kV )2 1). 電力系統(tǒng)的電抗： X =c 2= = 5.3?10-4 Q1300MV? U ?20.4kV ?22).電纜線路的電抗：X = X I c 2 ? = 0.08( Q / km ) ?4km ? = 4.64 ?10-4 Q 2 0 U c 1 ? 10.5kV ? 3). 電力變壓器的電抗：由附錄表

19、5 查得 U k =4.5，因此U %U 2 4.5 (0.4kV )2X = X k c 2=? = 9 ?10-6 k Q = 9 ?10-3 Q 3 4 100S 100 800kV4) 繪 k-2 點短路的等效電路如下圖所示125.3?10-4 Q 4.64 ?10-4 Q3k-29 ?10-3 Q計算其總電抗：4 9 ?10-3 Q= X + X + X / / X = X + X +X 3 X 4 爼k -2)123412X 3 + X 4=5.3?10-4 Q + 4.64 ?10-4 9 ?10-3 Q 5.48 10 Q 2(2) 計算三相短路電流和短路容量1) 三相短路電流

20、周期重量有效值： I (3) =U c 2= = 42.14k2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： I (3) = I (3) = I (3)= 42.14kOOk -2i (3)= 1.84I (3) = 1.84 ? 42.14k = 77.54k3) 三相短路沖擊電流及其有效值：shI (3)= 1.09I (3) = 1.09 ? 42.14k = 45.93k4)三相短路容量： S (3) = 3U I (3) =3 ? 0.4kV ? 42.14k = 25.2MVk -2c 2 k -2在供電工程設(shè)計說明書中， 往往只列短路計算表， 如下表所示：短路計算點 三相短路電流 / k

21、三相短路容量 / MV I(3)kI (3)I( 3)i sh( 3)I sh( 3)Sk k-1 8.79 8.79 8.79 22.41 13.27 159.85 k-242.1442.1442.1477.5445.9325.23X 邛-2)100MV 3 ?10.5kV 100MV 3 ? 0.4kV 1 2k -1 sh c 1N 3-2 使用標(biāo)幺值法重做題 3-2 。 解：( 1 )確定基準(zhǔn)值：S d = 100MV ,U d 1 = U c 1 = 10.5kV ,U d 2 = U c 2 = 0.4kVS (3) = 3U I (3)= 3U I dS d k c k cX*

22、X *I d 1 =I d 2 =刀= = 5.50k= = 144k(2) 計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 d S oc = 100MV = 0.33 300MV2) 電纜線路的電抗標(biāo)幺值：由表3-1查得，X 0 = 0.08 Q / kmX * = X lS d=0.08( Q / km ) ? 4km ?100MV2 (10.5kV )2= 0.293) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值： 查附錄表 5 得 U k % = 4.5U %S 4.5?100 ?103 kV X = X = k d = = 5.625 3 4 100S 100 ? 800kV繪短路等效電路圖如下圖所示。并標(biāo)出短路計算點 k-1 和k-2 。1 0.332 0.29 k-13 5.625k-24 5.625(3) 計算 k-1 點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流 和短