《工廠供電》第六版習(xí)習(xí)題解答(不全)

1、 高專工廠供電習(xí)題解答 劉介才 編 前 言 本習(xí)題解答是應(yīng)采用本人編工廠供電高專教材的部分任課教師的要求、并在出版社有關(guān)編輯的大力支持下編寫的，供教師教學(xué)和批改學(xué)生作業(yè)時參考。由于習(xí)題中涉及的一些技術(shù)參數(shù)大多有一定的選取范圍，而從技術(shù)圖表上查得的數(shù)據(jù)也不可能絕對精確，因此習(xí)題解答應(yīng)著重注意其解題的方法步驟，而答案不一定是唯一的，僅供參考。本習(xí)題解答不宜在學(xué)生中傳播，以免有的學(xué)生盲目抄襲，影響其獨立完成作業(yè)、培養(yǎng)解決技術(shù)問題的能力。如有錯誤和不當(dāng)之處，歡迎批評指正。目錄第一章 工廠供電概論 習(xí)題解答-第三章 工廠的電力負荷及其計算 習(xí)題解答-第四章 短路電流計算及變配電所電氣設(shè)備選擇 習(xí)題解答-

2、第五章 工廠電力線路及其選擇計算 習(xí)題解答-第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護 習(xí)題解答-第七章 工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動裝置 習(xí)題解答-第八章 防雷、接地及電氣安全 習(xí)題解答-第九章 節(jié)約用電、計劃用電及供電系統(tǒng)的運行維護 習(xí)題解答-第一章 工廠供電概論習(xí)題解答解：變壓器1的一次側(cè)額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同，即為。變壓器1的二次側(cè)額定電壓應(yīng)比線路L1末端變壓器2的一次額定電壓高10，即為242kV。故變壓器1的額定電壓應(yīng)為242kV。線路WL1的額定電壓應(yīng)與變壓器2的一次額定電壓相同，即為220kV。線路L2的額定電壓應(yīng)為35kV，因為變壓器T2二次側(cè)額定電壓為，正好比35kV高。

3、解：發(fā)電機的額定電壓應(yīng)比6線路額定電壓高，因此發(fā)電機的額定電壓應(yīng)為。變壓器的一次額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同，故其一次額定電壓應(yīng)為。的二次額定電壓應(yīng)比35線路額定電壓高，故其二次額定電壓應(yīng)為。 因此變壓器的額定電壓應(yīng)為。變壓器的一次額定電壓應(yīng)與35線路的額定電壓相同，即其一次額定電壓應(yīng)為35kV。的二次額定電壓應(yīng)比10kV電網(wǎng)電壓高，即其二次額定電壓應(yīng)為11kV。因此變壓器的額定電壓應(yīng)為3511kV。變壓器的一次額定電壓應(yīng)與6kV線路的額定電壓相同，即其一次額定電壓應(yīng)為6kV。的二次額定電壓應(yīng)比220380電壓高，即其二次額定線電壓應(yīng)為。因此變壓器T 3的額定電壓應(yīng)為 6 / 。解：該變電

4、所白天的電壓偏差按式（1-4）計算為：該變電所晚上的電壓偏差按式（1-4）計算為：因此該變電所晝夜的電壓偏差范圍為%+%。為了改善該變電所的電壓質(zhì)量，該變電所主變壓器的主接頭宜切換至“-5%”的位置運行，而晚上則宜切除主變壓器，投入低壓聯(lián)絡(luò)線，由臨近車間變電所供電。 1-4 解：該系統(tǒng)的接地電容電流按式（1-3）計算為： 由于30A，因此該系統(tǒng)不必改為中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。第三章工廠的電力負荷及其計算 習(xí)題解答3-1 解：（一）機床組計算負荷：查附表8得=取,因此(二)通風(fēng)機組計算負荷:查附表8得(取,因此 (三)車間總的計算負荷:取因此 負荷計算表見書末習(xí)題3-1參考答案所列，此略

5、。 3-2 解：（一）機床組的計算負荷：查附表8，得（?。?因此 (二)起重機的計算負荷:查附表8，得起重機在時的(取,。而起重機在時的容量為,故由式(3-16)得時的容量為 因此其計算負荷為: (三)通風(fēng)機組的計算負荷:查附表8得(取,因此 (四)點焊機組的計算負荷:查附表8得點焊機在時的。而點焊機在時的容量為105kW。故由式（3-11）得時的容量為： 因此其計算負荷為： （五）車間總的計算負荷：取，因此 負荷計算表如書末習(xí)題3-2參考答案所列，此略。3-3 解：（一）用需要系數(shù)法計算查附表8得小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機組的需要系數(shù)為（取,。因此 （二）用二項式法計算查附表8得二項式系

6、數(shù)，最大容量設(shè)備臺數(shù)。因此 負荷計算表如書末習(xí)題3-3參考答案所列，此略。3-4 解：單相加熱器按其容量盡可能三個相均衡分配，因此一相裝3臺1kW的，另兩相各裝1臺3kW的。等效三相計算負荷按3kW的3倍計算。查附表8得因此 3-5解：（一）弧焊機各相的計算負荷1將接于AB相間的1臺21kVA（）換算成時的有功容量（kW）。由附表8查得其，因此按式（3-1 5）可得其有功容量為： 2將接于BC相間的1臺17kVA（）換算成相同的有功容量（kW）。其，因此其有功容量為： 3將接于CA相間的2臺()換算成時的有功容量(kW)。其，因此其有功容量為： 4弧焊機換算至各相的有功和無功容量：由表3-3查

7、得時的功率換算系數(shù)，=,因此由式(3-28)式(3-33)可得各相的有功和無功容量為:A相 B相 C相 5.弧焊機各相的有功和無功計算負荷:查附表8得其，因此各相的有功和無功計算負荷為：A相 B相 C相 （二）電熱箱各相的計算負荷1A相電熱箱的有功和無功計算負荷：查附表8得因此 2B相電熱箱的有功和無功計算負荷： 3C相電熱箱的有功和無功計算負荷： （三）線路上總的計算負荷1各相總的有功和無功計算負荷：A相 B相 C相 2總的等效三相計算負荷：由以上計算結(jié)果看出，A相的有功計算負荷最大，因此取A相來計算總的等效三相計算負荷： 3-6 解:(一)變電所一次側(cè)(10kV)的計算負荷和功率因數(shù)1.變

8、電所變壓器的功率損耗:變壓器二次側(cè)的計算負荷為 按式(3-37)得 按式(3-38)得 2.變電所一次側(cè)的計算負荷: 3.變電所一次側(cè)的功率因數(shù):因 故 (二)按一次側(cè)(10kV)提高到,低壓側(cè)(380V)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量計算1.現(xiàn)低壓側(cè)的功率因數(shù):因 故 2.按提高到計算,低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量:按式(3-42)計算為 3-7解：（一）估算該廠的計算負荷查附表9,得因此 （二）計算該廠的年有功電能消耗量一班制取年工作小時=2000h，年平均有功負荷系數(shù)年平均無功負荷系數(shù),由此可得年有功電能消耗量 =年無功電能消耗量 3-8 解:(一)需裝設(shè)的電容器容量和個數(shù)時,;時,。因此按式（

9、3-42）得電容器容量為： kvar需裝BWF10.5-30-1型電容器個數(shù)為: 考慮到單相電容器在三相電路中平均分配,選取=57.(二)無功補償后減少的視在計算負荷無功補償后的無功計算負荷為： 無功補償后的視在計算負荷為: 而補償前的視在計算負荷為: kVA因此補償后減少的計算負荷為: 3-9 解； 由上表可以看出，M 2的=為最大，因此該線路的尖峰電流為： =287A而該線路的計算電流為： A= 88.2A第四章 短路電流計算及變配電所電氣設(shè)備選擇 習(xí)題解答4-1 解：（一）繪短路計算電路圖如下： （附圖3）（二）計算k-1點的三相短路電路中各元件的電抗及三相短路電流和短路電流（=）1.電

10、力系統(tǒng)的電抗: 2電纜線路的電抗：查表4-1得km，因此 3繪點短路的等效電路圖如下：（附圖4）4短路電路總電抗： 5點的三相短路電路和短路容量：（1）三相短路電流周期分量有效值： kA （2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： kA （3）三相短路沖擊電流： = （4）第一個周期三相短路全電流有效值： kA= （5）三相短路容量： MVA（三）計算點的三相短路電路中各元件的電抗及三相短路電流和短路容量（kV）1電力系統(tǒng)的電抗： 2電纜線路的電抗： 3電力變壓器的電抗：查附表1得因此 4繪點短路的等效電路圖如下：（附圖5）5短路電路總電抗： 6點的三相短路電流和短路容量： （1）三相短路電流

11、周期分量有效值： kA （2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： kA （3）三相短路沖擊電流： kA （4）第一個周期三相短路全電流有效值： kA （5）三相短路容量： MVA 短路計算表如附錄習(xí)題4-1參考答案所列，此略。4-2 試用標幺制法重作習(xí)題4-1。解：（一）確定基準值取MVA，kV，kV，而 kAkA（二）計算短路電路中各元件的電抗標幺值1電力系統(tǒng)的電抗標幺值 2電纜線路的電抗標幺值： 3電力變壓器的電抗標幺值：查附表1得因此 （三）繪短路等效電路圖如下：（附圖6）（四）求點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1總電抗標幺值： 2三相短路電流周期分量有效值： kA3三

12、相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： kA4三相短路沖擊電流： kA5第一個周期三相短路全電流有效值： kA6三相短路容量： MVA（五）求點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1總電抗標幺值： 2.三相短路電流周期分量有效值： kA3三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： kA4三相短路沖擊電流： kA5第一個周期三相短路全電流有效值： kA6三相短路容量： MVA4-3 解：（一）計算380V母線三相短路時所受的最大電動力由習(xí)題4-1知，380V母線的短路電流；而接于380V母線的同步電動機的額定電流為kA 由于kA，因此需計入該電動機的反饋沖擊電流。該電動機的反饋沖擊電流為kA因此

13、380V母線在三相短路時所受的最大電動力N （二）校驗?zāi)妇€短路時的動穩(wěn)定度380V母線在作用時的彎曲力矩： Nm該母線的截面系數(shù)： 因此該母線在三相短路時受到的計算應(yīng)力為 Pa=而LMY型母線的允許應(yīng)力為70MPa>,故該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。4-4 解：已知kA，并由附表13查得。因此該母線的最小熱穩(wěn)定截面為： mm而母線實際截面為80，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。解：根據(jù)變電所有一、二級負荷的情況，確定選兩臺主變壓器，每臺容量滿足以下兩個條件：（1） kVA（2） kVA因此初步確定選兩臺變壓器，每臺變壓器容量為630kVA。4-6 解：該廠補償后的計算電流為 A因此根據(jù)

14、附錄表3中SN10-10型斷路器規(guī)格，可初步選SN10-10I型，其A。查附錄表3得SN10-10I型斷路器的開斷電流kA，動穩(wěn)定電流峰值kA。其，不滿足要求， 因此改選SN10-10II型斷路器，其選擇校驗結(jié)果如下表所列，完全合格。故高壓斷路器規(guī)格選為SN10-10II/1000-500型。序號 裝設(shè)地點的電氣條件 SN10-10II型斷路器項 目 數(shù) 據(jù) 項 目 數(shù) 據(jù)結(jié)論1 6kV 10kV合格2 314A 1000A合格3 20kA 合格4 25520kA=51kA 80kA合格5 合格第五章工廠電力線路及其選擇計算 習(xí)題解答5-1 解：查附錄表19-2得25C時4根BLV-500型鋁

15、芯塑料線穿鋼管（SC）時，相線截面為95的允許電流，穿線鋼管內(nèi)徑為70mm。PEN線截面按選為50。因此所選導(dǎo)線和穿線鋼管為： BLV-500-（395+150）-SC 70。5-2 解：查附錄表19-5得時5根BLV-500型鋁芯塑料線穿硬塑料管（PC）時，相線截面為120的允許電流。5根線穿管（PC）直徑為80mm。其N線截面按，選為70。其PE線截面按，也選為70。因此所選結(jié)果為 BLV-500-（3170+PE70）-PC 80。5-3解： （一）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面積線路的計算電流為 A查附錄表16得C時架空敷設(shè)的相線為LJ-50時，其允許電流AA，滿足發(fā)熱條件要求。而其PEN線截

16、面不小于相線截面的50%，因此PEN線采用LJ-25。（二）校驗導(dǎo)線的機械強度查附錄表14，得380V架空鋁絞線的最小允許截面積為16，因此采用LJ-350+25的架空線路滿足機械強度要求。（三）校驗線路的電壓損耗由附錄表12查得：LJ-50的每相電阻線間幾何均距為600mm時，LJ-50的每相電抗。線路全長m。又時，。因此kW。由此可求得線路的電壓損耗為 V 由此可見，采用LJ-350+125的四根架空導(dǎo)線完全滿足允許電壓損耗的要求。5-4 解：（一）計算線路的負荷功率和電流1. 變壓器S9-1000（T1）的功率損耗和負荷功率 kW kvar由于時，因此 kW 2. 變壓器S9-500（T

17、2）的功率損耗和負荷功率 3. 計算線路的負荷電流 A（二）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面查表5-3得LJ型導(dǎo)線在年最大負荷利用小時為4500h時的經(jīng)濟電流密度。因此該線路導(dǎo)線的經(jīng)濟截面為 mm可初步選LJ-70型鋁絞線。（三）校驗導(dǎo)線的機械強度查附錄表14，知10kV鋁絞線（LJ）的最小允許截面為 因此選lj-70完全滿足機械強度要求。（四）校驗導(dǎo)線的發(fā)熱條件查附錄表16得LJ-70在C時的 。滿足發(fā)熱條件要求。（五）校驗線路的電壓損耗查附錄表12，得LJ-70在50C時，；在線距時，。因此線路的電壓損耗為 也滿足電壓損耗的要求，選LJ-70是正確的。5-5 解：（一）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面線路

18、的計算電流為 A查附錄表19-1得C時明敷的BLX-500型導(dǎo)線截面為25mm時的102AA，即選擇導(dǎo)線為BLX-500-325。（二）校驗導(dǎo)線的機械強度查附錄表15，知室內(nèi)明敷或穿管的絕緣鋁線的最小允許截面均為?，F(xiàn)導(dǎo)線截面為25mm，完全滿足機械強度要求。（三）校驗線路的電壓損耗由于16臺4kW電動機均勻分布在30m長的線路上，因此可按164kW=64kW負荷集中在線路長50m-15m=35m的末端來計算其線路的電壓損耗。 由附錄表12查得BLX-500-325導(dǎo)線的電阻（按導(dǎo)線溫度C計），（按線距100mm計）。而線路的有功功率kW，線路的無功功率kvar。因此線路的電壓損耗為= 完全滿足

19、允許電壓損耗的要求。第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護 習(xí)題解答 6-1 解：（一）熔斷器及其熔體額定電流的選擇熔體額定電流需滿足下列兩個條件：（1） A（2） A查附錄表5，選 A，A，即選 RT0-100/50型熔斷器。熔斷器斷流能力的校驗：查附錄表5，得其 kAkA。滿足要求。（二）配電線路導(dǎo)線截面及穿線塑料管內(nèi)徑的選擇查附錄表19-5，C時三根單芯線穿塑料管內(nèi)徑6mm的BLV-500型導(dǎo)線的。塑料管（PC）內(nèi)徑為20mm。即選擇的導(dǎo)線和穿線管型號規(guī)格為 BLV-500-16mm-PC20mm。6-2 解：（一）低壓斷路器的選擇查附錄表6得，DW16-630型斷路器過電流脫扣器，選其。而脫

20、扣電流整定為的3倍，即 （二）斷路器過電流保護靈敏度的檢驗 滿足保護靈敏度的要求。6-3 解：（一）GL15/10型電流繼電器動作電流的整定 由，可得 A因此動作電流整定為8A。 （二）速斷電流的整定 由，可得速斷電流為A因此速斷電流倍數(shù)為： （三）保護靈敏度的檢驗（1）過電流保護靈敏度的檢驗由 可得過電流保護靈敏度為 滿足保護靈敏度要求。 （2）速斷電流保護靈敏度的檢驗由可得速斷保護靈敏度為 但因此只能說基本滿足速斷保護靈敏度的要求。6-4 解：（一）后一級繼電器KA2在A時通過的電流及動作電流倍數(shù)通過的電流： A動作電流倍數(shù)： （二）KA2繼電器在A時的實際動作時間查附錄表20的動作特性曲

21、線，在及10倍動作電流動作時間s時，實際動作時間s。（三）前一級繼電器KA1的實際動作時間按s計，KA1的實際動作時間s。（四）KA1在A時通過的電流及動作電流倍數(shù)通過的電流： A動作電流倍數(shù)： （五）前一級繼電器KA1的10倍動作電流動作時限按實際動作時間s和動作電流倍數(shù)去查附錄表20曲線，得其10倍動作電流動作時限應(yīng)為s，即前一級繼電器的10倍動作電流動作時限應(yīng)整定為。6-5 解：（一）高壓配電線首端GL-15型電流繼電器動作電流的整定變壓器一次額定電流： A通過高壓配電線的最大負荷電流： A取，因此 A故GL-15/10型繼電器動作電流整定為6A。（二）該繼電器的10倍動作電流動作時限的

22、整定在短路時繼電器的實際動作時間s。按和s 查附錄表20，其10倍動作電流動作時限應(yīng)整定為。但該繼電器作為終端保護繼電器，按通常規(guī)定，其動作時間可整定為。（三）該繼電器速斷電流的整定取而A，因此速斷電流 A速斷電流倍數(shù) （四）過電流保護的靈敏系數(shù)取而A，A，因此 滿足過電流保護靈敏度要求。（五）電流速斷保護靈敏度的檢驗取而A，A，因此 基本滿足電流速斷保護靈敏度的要求。第七章 工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動裝置 習(xí)題解答7-1 解：將端子代號直接標注在圖b上。PA1：1標X：1；PA1：2標PJR：1； PA2：1標X：2；PA2：2標PJR：6； PA3：1標X：3； PA3：2標PJR：8； PJR：1標PA1：2； PJR：2標X：5； PJR：3標PJR：8； PJR：4標X：7； PJR：6標PA2：2； PJR：7標X：9； PJR：8標PJR：3和PA3：2；X：1標PA1：1； X：2標PA2：2； X：3標PA3：1； X：4 與X：3并聯(lián)后接地； X：5標P