《工廠供電》第六版習(xí)題解答(不全)

1、高專工廠供電習(xí)題解答 介才編 、乙 刖百本習(xí)題解答是應(yīng)采用本人編工廠供電高專教材的局部任課教師的要求、 并在有關(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)題中涉與的一些技術(shù)參數(shù)大多有一定的選取圍， 而從技術(shù)圖表上 查得的數(shù)據(jù)也不可能絕對準(zhǔn)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(dú)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。第一章工廠供電概論 習(xí)題解答第三章 工廠的電力負(fù)荷與其計算習(xí)題解答第四章 短路電流計算與變配電所電氣設(shè)備選擇習(xí)題解答第五章工廠電力線路與

2、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(hù)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、接地與電氣安全習(xí)題解答第九章 節(jié)約用電、計劃用電與供電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)習(xí)題解答第一章工廠供電概論 習(xí)題解答1 1 解：變壓器T 1的一次側(cè)額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)G的額定電壓樣，即為10.5kV。變壓器T 1的二次側(cè)額定電壓應(yīng)比線路W L1末端變壓器T 2的一次額定電壓高10%,即為242kV。故變壓器T 1的額定電壓應(yīng)為10.5 /242kV。線路WL1的額定電壓應(yīng)與變壓器T 2的一次額定電壓一樣，即為 220kV。線路W L2的額定電壓應(yīng)為 35kV,因為變壓器 T2二次側(cè)額定電壓

3、為 38.5kV,正好比 35kV高 1 0%。12解：發(fā)電機(jī)G的額定電壓應(yīng)比6k V線路額定電壓高5 %,因此發(fā)電機(jī)G的額定電壓應(yīng)為6.3 k V。變壓器T 1的一次額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)G的額定電壓一樣，故其一次額定電壓應(yīng)為6.3 k V。T 1的二次額定電壓應(yīng)比35k V線路額定電壓高10 %,故其二次額定電壓應(yīng)為38.5 k V。因此變壓器T 1的額定電壓應(yīng)為6.3/38.5 k Vo變壓器T 2的一次額定電壓應(yīng)與 35 k V線路的額定電壓一樣，即其一次 額定電壓應(yīng)為35kV。T 2的二次額定電壓應(yīng)比10kV電網(wǎng)電壓高1 0%,即 其二次額定電壓應(yīng)為11kV。因此變壓器T2的額定電壓應(yīng)為

4、 35/ 11kV。變壓器T 3的一次額定電壓應(yīng)與 6kV線路的額定電壓一樣，即其一次額 定電壓應(yīng)為6kV。T 3的二次額定電壓應(yīng)比220/380V電壓高5 %,即其二 次額定線電壓應(yīng)為0.4kV。因此變壓器T 3的額定電壓應(yīng)為6 / 0.4kV 。13解：該變電所白天的電壓偏差按式1-4計算為:U%360V 380V380V100%5.26%該變電所晚上的電壓偏差按式1-4計算為：-一410V 380VU % 380V100%7.89%因此該變電所晝夜的電壓偏差圍為-5.26% - +7.89%。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(yùn)行，而晚上如此宜切除主

5、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： ,10 （40 35 25）.IC A 26.1A350由于Ic 30A,因此該系統(tǒng)不必改為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。第三章工廠的電力負(fù)荷與其計算習(xí)題解答3-1 解：一機(jī)床組計算負(fù)荷：查附表8得（- 0.25（取0.2), cos 0.5,tan1.73,因止匕P30.10.2 800kW 160kWQ30.1160kW 1.73 277 k varS30.1 由602 2772 kVA 320kVA1 30.1320 1000VA、3 380V486A（二）通風(fēng)機(jī)組計算負(fù)荷：查附表8得（

6、0.7 - 0.8 （取0.8), cos 0.8,tan0.75,因止匕P30.20.8 56kW 44.8kWQ30.2 44.8kW 0.75 33.6k varS0.2144.82 33.62kVA 56kVAI 30.256 1000VA 85A,3 380V（三）車間總的計算負(fù)荷：取K p 0.9,Kq 0.95，因此P30.0.9 （160 44.8）kW 184kWQ30.0.95 （277 33.6）k var 295k varGo.出842 2952kVA 348kVAI 30.348 1000VA45.8MP敵該母線滿足短路動穩(wěn)定 度的要求。4-4解：IIk3) 42kA

7、,并由附表13查得C 87ATS/mm2,tima 0.5s 0.05s 0.05s 0.6s。因此該母線的最小熱穩(wěn)定截 面為：Amin 42kA -.6s374 mm87(A s/ mm )而母線實(shí)際截面為80 10mm2 800mm2 ,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(fù)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：1SNT (0.6 l，0.7)S30 (0.6 0.7) 780kVA (468 - 546) kVA2Sn.t S3o(i 2)460 kVA因此初步確定選兩臺變壓器，每臺變壓器容量為630kVA4-6 解：該廠補(bǔ)償后的計算電流為I

8、30N cos3000kW.3 6kV 0.92314A因此根據(jù)附錄表3中SN10-10型斷路器規(guī)格，可初步選 SN10-10I型， 其In 630A。查附錄表3得SN10-10I型斷路器的開斷電流Ioc 16kA,動穩(wěn)定 電流峰值 imax 40kA。其 Ioc Ik3) 20kAimax is：) 2.55 20kA 51kA ,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(diǎn)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1Un6kVUn10kV合格2I 30314

9、AI N1000A合格3 (3) I k20kA1 oc合格4(3) ish2 . 55 20kA=51kAimax80kA合格5It1Lima202 (0.9 0.2) 440It2t_2_162 4 1024合格第五章工廠電力線路與其選擇計算習(xí)題解答5-1解：查附錄表19-2得25 C時4根BLV-500型鋁芯塑料線穿鋼管S 時，相線截面為95mm2的允許電流Ia1160A陵150A,穿線鋼管徑為70mm PENtit截面按 Apen 0.5A 選為 50mm2。因此所選導(dǎo)線和穿線鋼管為：BLV-500-3 95+1 50-SC 70。5-2 解：查附錄表19-5得25C時5根BLV-50

10、0型鋁芯塑料線穿硬塑料 管P時，相線截面為120mm2的允許電流Ial 160A陵150A。5根線穿 管P 直彳全為80mm其N線截面按An 0.5A ,選為70mm2。其PE線截面按Ape 0.5A ,也選為70mm2。因此所選結(jié)果為 BLV-500-3 120 1 70+PE7O -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,2 40 1000W130 179 A3 380V 0.8 0.85查附錄表16得30.C時架空敷設(shè)的相線為LJ-50時，其允許電流Ial 202A I30 179A,滿足發(fā)熱條件要求。而其PENtSI截面不小于相線截面的 50% 因止匕PENt

11、SI采用LJ-25。二校驗導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度查附錄表14,彳# 380V架空鋁絞線的最小允許截面積為16mm2,因此采用LJ-3 50+25的架空線路滿足機(jī)械強(qiáng)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Ro 0.66 /km,線間幾何均距為 600mm寸，LJ-50的每相電抗X。0.33 /km。線路全長l 70m又cos 0.8時, tan 0.75。因止匕 p 2 40kW 80kW,q p tan 80kW 0.75 60kW 由此可求得 線路的電壓損耗為U 80kW 0.66( /km) 70m 60kvar 0.33( /km) 70m 134V 380v.13

12、4VU% -100% 3.5% 5%380Val由此可見，采用LJ-3 50+1 25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(fù)荷功率和電流.變壓器S9-1000T1的功率損耗和負(fù)荷功率p10.01SN.1 0.01 1000kVA 10kWq1 0.05Sn.1 0.05 1000kVA 50 kvar由于cos 0.9時sin 0.0175,因止匕p1 1000kVA 0.9 10kW 910 kWq1 1000kVA 0.0175 50k var 67.5k var.變壓器S9-500T2的功率損耗和負(fù)荷功率P2 500kVA 0.9 5kW 455kWq2

13、500kVA 0.0175 25kvar 33.8kvar.計算線路的負(fù)荷電流P1P2 3U n cos910kW 455kW.3 10kV 0.9二按經(jīng)濟(jì)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(fù)荷利用小時為 4500h時的經(jīng)濟(jì)電流密度jec 1.15A/mm2。因此該線路導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為Aec 匣 88A2 76.5巾吊jec 1.15A/ mm ec可初步選LJ-70型鋁絞線。三校驗導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度查附錄表14,知10kV鋁絞線LJ的最小允許截面為AC2A八2Amin 35mm A 70mm因此選lj-70完全滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。四校驗導(dǎo)線的發(fā)熱條件查附錄表16得LJ-70在35C

14、時的Ial 233A I30 88A。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50 C時，R0 0.45 /km;在線距aav1.26a1.261m 1.26m時，X0 0.36 /km。因此線路的電壓損耗為 TOC o 1-5 h z Up1R1p2R2q1X1 q2X2(910 2 455 2.5)0.45 (67.5 2 33.8 2.5)0.36V168VUn10U%168V100% 1.68%Ual 5%10000Val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)線截面線路的計算電流為91.5A16 4000W 0.7-3 3

15、80V 0.87 0.855查附錄表19-1得30，C時明敷的BLX-500型導(dǎo)線截面為25mm時的lai 102A I30 91.5A,即選擇導(dǎo)線為 BLX-500-3 25。二校驗導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度2。現(xiàn)導(dǎo)線截面為25mm,完全滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。三校驗線路的電壓損耗由于16臺4kW電動機(jī)均勻分布在30m長的線路上，因此可按16 4kW=64kWfi荷集中在線路長50m-15m=35m末端來計算其線路的電壓損耗。 由附錄表12查得BLX-500-3 25導(dǎo)線的電阻R。1.31 /km按導(dǎo)線溫度50：C計，X0 0.251 /km按線距100mn#。而線路的有功功率p 64kW線路的無功功率q 6

16、4kW 0.57 36.5kvar。因此線路的電壓損耗為pR qX(64kW 1.31 /km 36.5kvar 0.251 /km) 35mUnU% 857V 100% 2.26% 380VUal% 5%完全滿足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(hù)6-1解：一熔斷器與其熔體額定電流的選擇習(xí)題解答熔體額定電流需滿足如下兩個條件:1I N.FEI3022A380V2In.fe KI pk 0.3 140A 42 A查附錄表5,選In.fe 50A, In.fu100A,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Ioc 50kA I(3) lk3) 16kA

17、。滿足要求。二配電線路導(dǎo)線截面與穿線塑料管徑的選擇查附錄表19-5,30，C時三根單芯線穿塑料管徑 6mm勺BLV-500型導(dǎo)線的lai 25A I30 22A。塑料管P徑為20mm即選擇的導(dǎo)線和穿線管型號規(guī)格為 BLV-500-1 6mm-PC 20mm6-2 解：一低壓斷路器的選擇查附錄表6得，DW16-63慳斷路器過電流脫扣器，選其In.or 315A I30 280A。而脫扣電流整定為In.or的3倍，即Iop（0）3 315A 945A Krei I pk 1.35 600A 810A二斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗qI k.min2500 AqQA oSp122.65Sp.min1.

18、3I op 945 A滿足保護(hù)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 IL.max 180A,Krel 1.3,Kre 0.8, Ki 200A/5A 40,可得I opKrelKw IKreKiL.max1.3 10.8 40180A7.3A因此動作電流整定為8A。二速斷電流的整定由 Ik.max Ik3）2 1kA,Krei 1.5,KW 1陷 200A/5A 40,可得速斷電流為1000 A 37.5 AI KrelKw I 1.5 1Iqb Ki max 40因此速斷電流倍數(shù)為:Kqb曰琮4.5三保護(hù)靈敏度的檢驗1過電流保護(hù)靈敏度的檢驗由 I2n 0.86

19、6I13)2 0.866 1000A 866A, Kw 1,( 200/5 40,% 8A,可得過電流保護(hù)靈敏度為S Kwlk2min 1 866A 27 15 pKiIOp40 8A .滿足保護(hù)靈敏度要求。2速斷電流保護(hù)靈敏度的檢驗由 Ik2)0.866IF10.866 2800A 2425A, Kw 1, Ki 40, Iqb 37.5A,可得速斷保護(hù)靈敏度為S 立 1 2425A 1.6 1.5 pKi Iqb40 37.5A但Sp 2,因此只能說根本滿足速斷保護(hù)靈敏度的要求。6-4解：一后一級繼電器 KA2在Ik3) 400 A時通過的電流與動作電流倍數(shù)通過的電流:I k(KA2)巨皿

20、46A75/5動作電流倍數(shù):46A 廣 5 9A二KA2繼電器在I k3) 400 A時的實(shí)際動作時間查附錄表20的動作特性曲線，在山5與10倍動作電流動作時間t2 0.5S時，實(shí)際動作時間t2 0.6S。三前一級繼電器KA1的實(shí)際動作時間按t 0.7S計，KA1的實(shí)際動作時間t； 0.6s 0.7s 1.3s。四KA1在Ik3) 400 A時通過的電流與動作電流倍數(shù)通過的電流：Ik(KAi)上空20A( )100/5動作電流倍數(shù)：ni吧45A五前一級繼電器KA1的10倍動作電流動作時限按實(shí)際動作時間ti 1.3 s和動作電流倍數(shù)ni 4去查附錄表20曲線，得其10倍動作電流動作時限應(yīng)為t 0

21、.8s,即前一級繼電器的10倍動作電流動作 時限應(yīng)整定為0.8s。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：I1nt 1000 kVA 57.7A3 10kV通過高壓配電線的最大負(fù)荷電流：iL.max 2I1N.T 2 57.7A 115.4A取 Krei1.3,KW 1,Kre 0.8,Ki 160/5 32,因此KieiK i L.max115.4A 5.86 AKreKi0.8 32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整定在k 2短路時繼電器的實(shí)際動作時間t 1.5s 0.7s 0.8s。按白 850A

22、 (0.4/10.5)5.4和t 0.8s查附錄表20,其10倍動作電流動作I op(2)6A時限應(yīng)整定為1.1s。但該繼電器作為終端保護(hù)繼電器， 按通常規(guī)定，其動作 時間可整定為0.5s三該繼電器速斷電流的整定取 Krei 1.5, Kw 1,Ki 160/5 32,而Ik.max I 0.4/10.522.3kA 0.4/10.5 0.85kA 850A,因此速斷電流,KrelKw .I qb I k.maxKi1.5 1 r 850 A3240 A速斷電流倍數(shù)I qbn I op(2)位6.76A四過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)取 Kw 1,Ki 160/5 32,而120.866I13)2 (0

23、.4/10.5) 0.866 850A 736 A,I op6A,因此c1 736A”S3.8 1.5p32 6A滿足過電流保護(hù)靈敏度要求。五電流速斷保護(hù)靈敏度的檢驗取 Kw 1,Ki 160/5 32,而 Ik2)0.866Ik3)1 0.866 2860A 2477 A,I qb40 A,因此SP1 2477A 彳 1.92 232 40A根本滿足電流速斷保護(hù)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習(xí)題解答7-1PJR 1;標(biāo) PJR:解：將端子代號直接標(biāo)注在圖 b上。PA1: 1標(biāo)X: 1; PA1: 2標(biāo)PA2: 1 標(biāo) X: 2; PA2 2 標(biāo) PJR 6; PA3: 1

24、 標(biāo) X: 3; PA3: 2 8; PJR: 1 標(biāo) PA1: 2; PJR: 2 標(biāo) X: 5; PJR: 3標(biāo) PJR 8; PJR: 4 標(biāo) X: 7; PJR: 6 標(biāo) PA2 2; PJR: 7 標(biāo) X: 9; PJR: 8 標(biāo) PJR 3 和 PA3: 2; X: 1 標(biāo) PA1: 1; X: 2 標(biāo) PA2: 2; X: 3 標(biāo) PA3: 1; X: 4 與 X: 3 并 聯(lián)后接地；X: 5 標(biāo) PJR 2; X: 7 標(biāo) PJR 4; X: 9 標(biāo) PJR 7。第八章 防雷、接地與電氣安全習(xí)題解答8-1解：查表8-1得二類防雷建筑物的滾球半徑為 45ml而h 50m 2.5m

25、,hx 10m,因此可求得建筑物屋頂水平面上的保護(hù)半徑為：rx 、52.5 (2 45 52.5)m10 (2 45 10)m 16.1m 15m因此該煙囪上的避雷針能保護(hù)這筑物。8-2 解：一需補(bǔ)充的人工接地電阻值查附錄表23可知，630kVA的配電變壓器低壓中性點(diǎn)的接地電阻值要求不大于4 ,因此需補(bǔ)充的人工接地電阻值為Re 12 46E 124RE100 .m402.5m三確定接地鋼管數(shù)與接地布置方案根據(jù)Re(i)/Re 40/67,可初步考慮用8根上述鋼管打入地下，用 40mm4mmi勺扁鋼連接，圍成一圈，管間距離 5mi四接地裝置的短路熱穩(wěn)定度校驗由式8-23可求得滿足短路熱穩(wěn)定度的連接扁鋼最小允許截面積:Amin 工 28