《工廠供電(第3版)》劉介才(課后習(xí)題詳細(xì)答案)

./《工廠供電》第三版劉介才主編課后習(xí)題解答2014年8月第一章習(xí)題解答1-1試確定圖1-25所示供電系統(tǒng)中的變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓？圖1-25習(xí)題1-1的供電系統(tǒng)解：1.變壓器Ｔ１的一次側(cè)額定電壓：應(yīng)與發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓相同,即為10.5ｋＶ.變壓器Ｔ1的二次側(cè)額定電壓應(yīng)比線路ＷＬ1末端變壓器Ｔ2的一次額定電壓高10％,即為242ｋＶ.因此變壓器Ｔ1的額定電壓應(yīng)為10.5／242ｋV.2.線路ＷＬ1的額定電壓：應(yīng)與變壓器Ｔ2的一次額定電壓相同,即為220ｋV.3.線路ＷＬ2的額定電壓：應(yīng)為35ｋV,因?yàn)樽儔浩鳎?二次側(cè)額定電壓為38.5ｋV,正好比35ｋV高10％.1-2試確定圖1-26所示供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)和各變壓器的額定電壓？圖1-26習(xí)題1-2的供電系統(tǒng)解：1.發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓應(yīng)比6ｋV線路額定電壓高５％,因此發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓應(yīng)為6.3ｋV.2.變壓器Ｔ1的額定電壓：一次額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓相同,因此其一次額定電壓應(yīng)為6ｋV.Ｔ1的二次額定電壓應(yīng)比220/380V線路額定電壓高10％,因此其二次額定電壓應(yīng)為0.4ｋV.因此變壓器Ｔ1的額定電壓應(yīng)為6／0.4ｋV.3.變壓器Ｔ2的額定電壓：其一次額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同,即其一次額定電壓應(yīng)為6.3ｋV.Ｔ2的二次額定電壓應(yīng)比110ｋV電網(wǎng)電壓高10％,即其二次額定電壓應(yīng)為121ｋV.因此變壓器Ｔ2的額定電壓應(yīng)為6.3／121ｋV.4.變壓器Ｔ3的額定電壓：其一次額定電壓應(yīng)與110ｋV線路的額定電壓相同,即其一次額定電壓應(yīng)為110ｋV.Ｔ3的二次額定電壓應(yīng)比10kＶ電壓高10％,即其二次額定電壓應(yīng)為11ｋV.因此變壓器Ｔ3的額定電壓應(yīng)為110／11ｋV.1-3某廠有若干車間變電所,互有低壓聯(lián)絡(luò)線相連.其中某一車間變電所裝有一臺無載調(diào)壓型配電變壓器,其高壓繞組有+5%、0、—5%三個電壓分接頭,現(xiàn)調(diào)在主接頭"0”的位置〔即U1N運(yùn)行.但是白天生產(chǎn)時,低壓母線電壓只有360V〔額定電壓為380V,而晚上不生產(chǎn)時,低壓母線電壓又高達(dá)415V.試問此變電所低壓母線晝夜電壓偏差范圍〔%解：1.變電所低壓母線晝夜的電壓偏差范圍：該變電所白天的電壓偏差按式〔1-2計算為：該變電所晚上的電壓偏差按式〔1-2計算為：因此該變電所晝夜的電壓偏差范圍為-5.26%-+9.21%.2.改善該變電所低壓側(cè)電壓質(zhì)量的措施：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某10kV電網(wǎng),架空線路總長度40km,電纜線路總長度23km.試求次中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的接地電容道路,并判斷此系統(tǒng)的中性點(diǎn)需不需要改為經(jīng)消弧線圈接地.解：1.該系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的接地電容電流：按式〔1-7計算為：2.判斷該系統(tǒng)中性點(diǎn)是否需要改變運(yùn)行方式：由于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.第二章習(xí)題解答2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組,擁有額定電壓380V的三相電動機(jī)15kW1臺,11kW3臺,7.5kW8臺,4kW15臺,其他更小容量電動機(jī)容量共35kW.試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計算其、、和.解：1.用需要系數(shù)法計算此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛椴楦戒洷?中"小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)"項(xiàng),得〔取0.2,,因此可求得:有功計算負(fù)荷按式〔2-10得無功計算負(fù)荷按式〔2-11得視在計算負(fù)荷按式〔2-12得4計算電流按式〔2-13得2.用二項(xiàng)式法計算由附錄表1查得.而設(shè)備總?cè)萘繛榕_最大容量的設(shè)備容量為有功計算負(fù)荷按式〔2-21得2無功計算負(fù)荷按式〔2-11得3無功計算負(fù)荷按式〔2-12得4計算電流按式〔2-13得2-2某380V線路供電給1臺132kWY型電動機(jī),其效率,功率因數(shù).試求該線路的計算負(fù)荷、、和.解：此臺電動機(jī)功率為,由于是單臺設(shè)備,所以,2-3某機(jī)械加工車間的380V線路上,接有流水作業(yè)的金屬切削機(jī)床組電動機(jī)30臺共85kW<其中較大容量電動機(jī)有11kW1臺,7.5kW3臺,4kW6臺,其他為更小容量電動機(jī)>.另外有通風(fēng)機(jī)3臺,共5kW；電葫蘆1個,3kW〔.試分別按需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法確定各組的計算負(fù)荷及總的計算負(fù)荷、、和.解：1.用需要系數(shù)法計算1金屬切削機(jī)床組：查附錄表1,取,已知因此通風(fēng)機(jī)組：查附錄表1,取,因此3電葫蘆組：查附錄表1,取,,因此因此380V線路上的總計算負(fù)荷為〔取2.用二項(xiàng)式法計算先求各組的和1金屬切削機(jī)床組：查附錄表1,取因此2通風(fēng)機(jī)組：查附錄表1,取,故3電葫蘆組：查附錄表1,取,故折算到時的以上各組設(shè)備中,附加負(fù)荷以為最大,因此總計算負(fù)荷為1.需要系數(shù)法計算結(jié)果列成電力負(fù)荷計算表.序號設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備容量Pe/KW需要系數(shù)Kdcosφtanφ計算負(fù)荷Pe/KWQ30/kvaS30/<kVA>I30/A1機(jī)床組30850.250.51.7321.336.842.664.72通風(fēng)機(jī)350.80.80.754357.63電葫蘆13〔ξ=40%3.75〔ξ=40%0.25〔ξ=25%0.51.730.570.981.141.734總計340.5425.940.85取K∑=0.9524.638.845.969.72.二項(xiàng)式法計算結(jié)果列成電力負(fù)荷計算表.序號設(shè)備名稱臺數(shù)設(shè)備容量二項(xiàng)式系數(shù)b/ccosφtanφ計算負(fù)荷n或n/xPe/KWPx/KWPe/KWQ30/kvaS30/<kVA>I30/A1機(jī)床組30/58537.50.14/0.50.51.7330.753.161.493.52通風(fēng)機(jī)350.56/0.250.80.754.53.385.638.553電葫蘆13〔ξ=40%3.75〔ξ=40%〔ξ=25%0.51.730.9851.701.972.994總計340.5434.255.965.599.52-4現(xiàn)有9臺220V單相電阻爐,其中4臺4kW,3臺1.5kW,2臺2kW.試合理分配上列各電阻爐于220/380V的TN-C線路上,并計算其計算負(fù)荷、、和.解：單相電阻爐按其容量盡可能三個相均衡分配,因此4臺4kW的可將3臺分別接于A相,B相和C相,另一臺接于A相,3臺1.5kW的可接于B相,2臺2kW的可接于C相.三個相負(fù)荷基本平衡,等效三相計算負(fù)荷按容量最大的B相負(fù)荷的3倍計算.查附表1得,因此2-5某220/380V線路上,接有如表2-5所列的用電設(shè)備.試確定該線路的計算負(fù)荷、、和.表2-5習(xí)題2-5的負(fù)荷資料設(shè)備名稱380V單頭手動弧焊機(jī)220V電熱箱接入相序ABBCCAABC設(shè)備臺數(shù)112211單臺設(shè)備容量21kVA<ε=65%>17kVA<ε=100%>10.3kVA<ε=50%>3kW6kW4.5kW解：1.弧焊機(jī)各相的計算負(fù)荷1將接于AB相間的1臺21kVA〔換算成時的有功容量〔kW.由附錄表1查得其,因此按式〔2-15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10.3kVA<>換算成時的有功容量<kW>.其,因此其有功容量為：4弧焊機(jī)換算至各相的有功和無功容量：由表2-3查得時的功率換算系數(shù),,因此由式<2-29>式<2-34>可得各相的有功和無功容量為:A相B相C相5弧焊機(jī)各相的有功和無功計算負(fù)荷:查附錄表1得其,因此各相的有功和無功計算負(fù)荷為：A相B相C相2.電熱箱各相的計算負(fù)荷1A相電熱箱的有功和無功計算負(fù)荷：查附錄表1得因此2B相電熱箱的有功和無功計算負(fù)荷：3C相電熱箱的有功和無功計算負(fù)荷：3.線路上總的計算負(fù)荷1各相總的有功和無功計算負(fù)荷：A相B相C相2總的等效三相計算負(fù)荷：由以上計算結(jié)果看出,A相的有功計算負(fù)荷最大,因此取A相來計算總的等效三相計算負(fù)荷：2-6有一條長2km的10kV高壓線路供電給兩臺并列運(yùn)行的電力變壓器.高壓線路采用LJ-70鋁絞線,等距水平架設(shè),線距1m.兩臺變壓器均為S9-800/10型,Dyn11聯(lián)結(jié),總的計算負(fù)荷為900kW,=4500h.試分別計算此高壓線路和電力變壓器的功率損耗和年電能損耗.解：1.高壓線路的功率損耗和年電能損耗計算1LJ-70鋁絞線的電阻及其有功功率損耗：查附錄表3得.因此總電阻.線路計算電流為因此該線路的有功功率損耗按式〔2-36為：2LJ-70鋁絞線的電抗及其無功功率損耗：由于線路為等距水平架設(shè),線距,故其線間幾何均距m.查附錄表12得km.線路總電抗.因此線路的無功功率損耗按式〔2-36為：3高壓線路的年電能損耗計算由h和查圖2-11得h.因此按式〔2-47可得線路的年電能損耗為：kWh=31.5kWh2.變壓器的功率損耗和年電能損耗計算1變壓器的有功功率損耗:按式<2-45>近似計算,其中,故2變壓器的無功功率損耗:按式<2-46>近似計算可得3變壓器的年電能損耗計算:全年的鐵損按式<2-50>計算,查附錄表8得,因此全年的銅損按式<2-51>計算,查附錄表8得,而,因此由此可得變壓器的年電能損耗按式<2-52>計算為:2-7某降壓變電所裝有一臺Yyn0聯(lián)結(jié)的S9-1000/10型電力變壓器,其二次側(cè)〔380V的有功計算負(fù)號為720kW,無功計算負(fù)荷為580kvar.試求此變電所一次側(cè)的計算負(fù)荷及其功率因數(shù).如果功率因數(shù)未達(dá)到0.90,問此變電所低壓母線上需裝設(shè)多少容量的并聯(lián)電容器才能滿足要求？[注：變壓器功率損耗按式〔2-40和式〔2-44計算.]解：1.變電所一次側(cè)的計算負(fù)荷和功率因數(shù)變電所變壓器的視在計算負(fù)荷和變壓器功率損耗:變壓器二次側(cè)的視在計算負(fù)荷為變壓器的負(fù)荷率β為：查附錄表1的變壓器的按式<2-40>得按式<2-44>得2變電所一次側(cè)的計算負(fù)荷:3變電所一次側(cè)的功率因數(shù):因所以2.按一次側(cè)提高到0.90,二次側(cè)提高到0.92低壓側(cè)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):因所以2按提高到0.92計算,低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量：按式<2-48>計算為2-8某廠的有功計算負(fù)荷為4600kW,功率因數(shù)為0.75.現(xiàn)擬在該廠高壓配電所10kV母線上裝設(shè)BWF10.5-40-1型并聯(lián)電容器,使功率因數(shù)提高到0.90,問需裝設(shè)多少個？裝設(shè)電容器以后,該廠的視在計算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)電容器時的視在計算負(fù)荷減少了多少？解：1.需裝設(shè)的電容器容量和個數(shù)時,;時,.因此按式〔2-59得電容器容量為：需裝BWF10.5-30-1型電容器個數(shù)為:2.無功補(bǔ)償后減少的視在計算負(fù)荷無功補(bǔ)償后的視在計算負(fù)荷為:而補(bǔ)償前的視在計算負(fù)荷為:因此補(bǔ)償后減少的計算負(fù)荷為:2-9某車間有一條380V線路,供電給表2-6所列5臺交流電動機(jī).試計算該線路的計算電流和尖峰電流.〔提示：計算電流在此可近似地按下式計算：,式中建議取0.9.表2-6習(xí)題2-9的負(fù)荷資料參數(shù)電動機(jī)M1M2M3M4M5額定電流/A6.12032.410.230啟動電流/A3414022766.3165解：取,因此該線路的計算電流為由上表可以看出,M3的為最大,因此該線路的尖峰電流為：第三章習(xí)題解答3-1有一地區(qū)變電站通過一條長7km的10kV架空線路供電給某工廠變電所,該變電所裝有兩臺并列運(yùn)行的Yyn0聯(lián)結(jié)的S9-1000型變壓器.已知地區(qū)變電站出口斷路器為SN10-I0型.試用歐姆法計算該工廠變電所10kV母線和380V母線的短路電流、及短路容量,并列出短路計算表.解：1.計算k-1點(diǎn)處的短路電流和短路容量〔Uc1=10.5kV1>計算k-1短路電路中各元件的電抗及總電抗=1\*GB3①電力系統(tǒng)的電抗：=2\*GB3②架空線路電抗：X2=X0l=0.35<Ω/km>×7km=2.45=3\*GB3③繪k-1點(diǎn)短路的等效電路如下,計算其總阻抗為：2計算k-1點(diǎn)短路電流和短路容量=1\*GB3①短路電流周期分量有效值：=2\*GB3②短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：=3\*GB3③沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：=4\*GB3④短路容量：2計算k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量〔Uc1=0.4kV1>計算短路電路中各元件的電抗及總電抗=1\*GB3①電力系統(tǒng)的電抗：=2\*GB3②架空線路電抗：X2'=X0l=0.35<Ω/km>×7km==3\*GB3③電力變壓器的電抗：=4\*GB3④繪k-2點(diǎn)短路的等效電路如下：計算其總阻抗為：2計算短路電流和短路容量=1\*GB3①短路電流周期分量有效值：=2\*GB3②短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：=3\*GB3③沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：=4\*GB3④短路容量：短路計算表如下表所示：短路計算點(diǎn)短路電流/kA短路容量/MVAk-12.152.152.155.483.8539.3k-230.130.130.155.432.820.83-2試用標(biāo)幺制法重作習(xí)題3-1.解：1.確定基準(zhǔn)值取Sd=100MV·A,Ud1=UC1=10.5kV,Ud2=UC2=0.4kV而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：X1*=100MV·A/300MV·A=0.332>架空線路電抗標(biāo)幺值：X2*=0.35×7km×100MV·A/<10.5kV>2=2.233>電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：X3*=X4*=畫出等效電路如下,3.計算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>計算總電抗標(biāo)幺值為：X1*+X2*=0.33+2.23=2.562>短路電流周期分量有效值：3>其它三相短路電流：4>短路容量：4.計算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1>計算總電抗標(biāo)幺值為：X1*+X2*+X3*//X4*=0.33Ω+2.23Ω+4.5/2Ω=4.81Ω2>短路電流周期分量有效值：3>其它三相短路電流：4>短路容量：與習(xí)題3-1的計算結(jié)果基本相同.3-3某變電所380V側(cè)母線采用80×10mm2鋁母線,水平平放,兩相鄰母線軸線間距離為200mm,檔距為0.9m,檔數(shù)大于2.該母線上接有一臺500kW同步電動機(jī),時,.已知該母線三相短路時,由電力系統(tǒng)產(chǎn)生的.試校驗(yàn)此母線的短路動穩(wěn)定度.解：1.計算380V母線三相短路時所承受的最大電動力由題可知,380V母線的短路電流；而接于380V母線的同步電動機(jī)額定電流為：IN·M=500kW/<×380v×1×0.94>=0.808kA由于母線上接有大于100Kw的同步電動機(jī),因此驗(yàn)算母線的短路動穩(wěn)定度應(yīng)計入同步電動機(jī)反饋電流的影響.查表3-3得C=7.8,因此該電動機(jī)的反饋電流沖擊值為：ish·M=CKsh·MIN·M=7.8×1×0.808kA=6.3kA因此母線在三相短路時所受到的最大電動力為F=3\*GB2⑶=<ish=3\*GB2⑶+ish·M>2×10-7l/aN/A2=<67.2+6.3>×103×0.9×10-7/0.2=4190N2.校驗(yàn)?zāi)妇€短路時的動穩(wěn)定度母線在F=3\*GB2⑶作用時的彎曲力矩為M=F=3\*GB2⑶l/10=4190N×0.9m/10=377<N·m>母線的截面系數(shù)為w=b2/6=<0.08>2×0.01/6=1.07×10-5故母線在三相短路時所受到的計算應(yīng)力為：бc=M/W=377N·M/1.07×10-5m硬鋁母線〔LMY型的бa1=70Mpa所以滿足бa1=70Mpa≥бc=35.2MPa的條件.故該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求.3-4設(shè)習(xí)題3-3所述380V母線的短路保護(hù)時間為0.5s,低壓斷路器的斷路時間為0.05s.試校驗(yàn)該母線的短路熱穩(wěn)定度.解：最小允許截面Amin=I∞=3\*GB2⑶/cI∞=3\*GB2⑶=IK=3\*GB2⑶=36.5kA,由附錄表11可得熱穩(wěn)定系數(shù)c=87而其中tima=tk+0.05s=top+toc+0.05=0.5s+0.05s+0.05s=0.6s因此Amin=I∞=3\*GB2⑶/c=36.5KA×m/〔87=325<mm2>而母線實(shí)際截面為=800mm2>=325mm2,故該母線完全滿足短路熱穩(wěn)定度的要求.第四章習(xí)題解答4-1某廠的有功計算負(fù)荷為2500kW,功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后達(dá)到0.91〔最大負(fù)荷時.該廠10kV進(jìn)線上擬安裝一臺SN10-10型少油斷路器,其主保護(hù)動作時間為0.9s,斷路器斷路時間為0.2s,其10kV母線上的=18kA.試選擇此少油斷路器的規(guī)格.解：1.額定電流的選取該廠補(bǔ)償后高壓側(cè)的計算電流為查附錄12常用高壓斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù),可初步選取SN10-10Ⅰ/630A.2.斷流能力的校驗(yàn)少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10Ⅰ/630A的斷流能力小于,不滿足要求,故改選少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10Ⅱ/1000A,其斷流能力大于,滿足要求.3.短路動穩(wěn)定度校驗(yàn)為少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10Ⅱ/1000A的動穩(wěn)定電流標(biāo)稱值,故滿足短路動穩(wěn)定度的要求.4.短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)高壓斷路SN10-10Ⅱ/1000A的熱穩(wěn)定電流和時間分別為31.5kA、2s.因?yàn)閷?shí)際短路時間為保護(hù)裝置的動作時間和斷路器的短路時間之和,即：所以短路發(fā)熱假想時間為：故滿足短路電流熱穩(wěn)定度的要求.綜上所述,選擇高壓斷路器的規(guī)格為SN10-10Ⅱ/1000A.4-2某10/0.4kV的車間變電所,總計算負(fù)荷為780kVA,其中一、二級負(fù)荷為460kVA.當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?5C.試初步選擇該車間變電所主變壓器的臺數(shù)和容量.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.每臺變壓器容量需滿足一下兩個條件：〔1SN.T=<0.6～0.7>×780kVA=<468～546>kVA,因此初選容量為500kVA.〔2SN.T≥460kVA考慮又當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁剌^高,又是室內(nèi)運(yùn)行,因此初步確定選兩臺630kVA的變壓器并列運(yùn)行.4-3某10/0.4kV的車間變電所,裝有一臺S9-1000/10型變壓器.現(xiàn)負(fù)荷增長,計算負(fù)荷達(dá)到1300kVA.問增加一臺S9-315/10型變壓器與S9-1000/10型變壓器并列運(yùn)行,有沒有什么問題？如果引起過負(fù)荷,將是哪一臺過負(fù)荷？〔變壓器均為Yyn0聯(lián)結(jié)解：并列運(yùn)行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與阻抗標(biāo)幺值成反比的,因此先計算其阻抗標(biāo)幺值.查附錄表8-1知S9-315/10型變壓器T1的Uk%=4,S9-1000/10型變壓器T2的Uk%=4.5,取Sd=105kVA,因此:Z*T1==<4×105kV·A>÷<100×315kV·A>=12.7Z*T1==<4.5×105kV·A>÷<100×1000kV·A>=4.5由此可計算出兩臺變壓器在負(fù)荷達(dá)1300kVA時各臺負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為ST1=1300kV·A×=340kV·AST2=1300kV·A×=960kV·A所以,S9-315/10型變壓器T1將過負(fù)荷340-315=25kVA,將超過其額定容量×100%=7.9%.另外,從兩臺變壓器的容量比來看,315kVA:1000kVA=1:3,超過了不允許容量比1:3.4-4某10kV線路上裝設(shè)有LQJ-10型電流互感器〔A相和C相各一個,其0.5級的二次繞組接測量儀表,其中電流表消耗功率3VA,有功電能表和無功電能表的每一電流線圈均內(nèi)消耗功率0.7VA；其3級的二次繞組接電流繼電器,其線圈消耗功率15VA.電流互感器二次回路接線采用BV-500-1×2.5mm2的銅芯塑料線,互感器至儀表、繼電器的接線單向長度為2m.試檢驗(yàn)此電流互感器是否符合要求？〔提示：電流互感器0.5級二次側(cè)接線如圖7-11所示,電流表接在兩組電流互感器的公共連接線上,因此該電流表消耗的功率應(yīng)由兩互感器各負(fù)擔(dān)一半.解：查附錄表16知,LQJ-10型電流互感器0.5級二次繞組的額定二次負(fù)荷為10VA,3級二次繞組的額定二次負(fù)荷為30VA.而實(shí)際上0.5級二次繞組連接的二次負(fù)荷為3級繞組連接的二次負(fù)荷為.互感器二次繞組至儀表、繼電器的連接線消耗的功率為：二次回路接頭的接觸電阻取為其消耗功率為：因此互感器0.5級二次繞組的負(fù)荷為:符合準(zhǔn)確級要求.互感器3級二次繞組的負(fù)荷為：也符合準(zhǔn)確度的要求.第五章習(xí)題解答5-1試按發(fā)熱條件選擇220/380V、TN-S系統(tǒng)中的相線、中性線〔N線和保護(hù)線〔PE線的截面及穿線的硬塑料管〔PC的內(nèi)徑.已知線路的計算電流為150A,敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度為C,擬用BLV型鋁芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設(shè).解：1.相線截面積的選擇查附錄表23-5得25C時5根截面積為120mm的BLV-500型鋁芯塑料線穿PC管的允許電流,穿管內(nèi)徑為PC80mm.2.N線截面積的選擇按選擇,選mm.3.PE線截面積的選擇按選擇,選mm.因此所選導(dǎo)線和穿線管為：BLV-500-3120+170+PE70-PC80.5-2有一條380V的三相架空線路,配電給2臺40kW、、的電動機(jī).該線路長70m,線路的線間幾何均距為0.6m,允許電壓損耗為5%,該地區(qū)最熱月平均最高氣溫為C.試選擇該線路的相線和PEN線的LJ型鋁絞線截面.解：1.LJ型鋁絞線相線截面積的選擇按發(fā)熱條件選擇線路的計算電流為：查附錄表20LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù),截面積的LJ型鋁絞線在氣溫30℃的允許載流量,大于,滿足要求.所以,按發(fā)熱條件選擇截面積的LJ型鋁絞線.2按允許電壓損耗校驗(yàn)查附錄表3LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù),截面積的LJ型鋁絞線的線路電阻,電抗〔線間幾何均距為0.6m.所以,滿足允許電壓損耗的要求.3按機(jī)械強(qiáng)度條件校驗(yàn)查附錄表18一般低壓架空LJ型鋁絞線線路的最小截面積為,與鐵路交叉跨越檔內(nèi)的架空LJ型鋁絞線線路的最小截面積為.所選LJ型鋁絞線截面積,滿足機(jī)械強(qiáng)度條件的要求.故選擇LJ型鋁絞線相線截面積.2.PE線的LJ型鋁絞線截面積的選擇因?yàn)?所以故考慮機(jī)械強(qiáng)度條件以后,若為一般低壓線路,則選擇LJ型鋁絞線PE線截面積；若為與鐵路交叉跨越檔內(nèi)的線路,則選擇LJ型鋁絞線PE線截面積.5-3試選擇一條供電給圖5-36所示兩臺低損耗配電變壓器的10kV架空線路的LJ型鋁絞線截面.全線截面一致.線路允許電壓損耗為5%.兩臺變壓器的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)均為4500h,.當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為C.線路的三相導(dǎo)線作水平等距排列,線距1m.〔注：變壓器的功率損耗可按近似公式計算.圖5-36習(xí)題5-3的線路解：1.計算線路負(fù)荷功率和電流變壓器S9-1000〔T1的功率損耗和負(fù)荷功率由于時,因此變壓器S9-500〔T2的功率損耗和負(fù)荷功率計算線路的負(fù)荷電流注：未計算線路的功率損耗2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積查教材表5-8得LJ型導(dǎo)線在最大負(fù)荷利用小時為4500h時的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=1.15A/mm,因此經(jīng)濟(jì)截面即為：\可初步選LJ-70型鋁絞線.3.校驗(yàn)導(dǎo)向的機(jī)械強(qiáng)度查附錄表18得10kV鋁絞線〔LJ的最小允許截面積為35mm,因此選LJ-70完全滿足機(jī)械強(qiáng)度要求.4.校驗(yàn)導(dǎo)線的發(fā)熱條件查附錄表20得LJ-70在35℃時的電流Ial=233A>I30=88A,5.校驗(yàn)導(dǎo)線的電壓損耗查附錄表3得LJ-70在50℃時的R0=0.45Ω/Km,在線距aav=1.26×1m=1.26m時的X0=0.36Ω/Km也滿足允許電壓損耗的要求.因此,該選路選擇LJ-70型鋁絞線是正確的.5-4某380V的三相線路,供電給16臺4kW、、的Y型電動機(jī),各臺電動機(jī)之間相距2m,線路全長50m.試按發(fā)熱條件選擇明敷的BLX-500型導(dǎo)線截面〔環(huán)境溫度為C并校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度,計算其電壓損耗.〔建議取為0.7解：1.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23-1,得C時明敷的BLX-500型導(dǎo)線截面積為25mm時的,即選擇導(dǎo)線為BLX-500-325.2.校驗(yàn)導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度查附錄表19,知室內(nèi)明敷或穿管的絕緣鋁線的最小允許截面積均為2.5mm.現(xiàn)導(dǎo)線截面積為25mm,當(dāng)然滿足機(jī)械強(qiáng)度要求.3.校驗(yàn)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負(fù)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3查得BLX-500-3×25導(dǎo)線的電阻〔按溫度50℃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V完全滿足允許電壓損耗要求.第六章習(xí)題解答6-1有一臺電動機(jī),額定電壓為380V,額定電流為22A,啟動電流為140A,該電動機(jī)端子處的三相短路電流周期分量有效值為16kA.試選擇保護(hù)該電動機(jī)的RT0型熔斷器及其熔體額定電流,并選擇該電動機(jī)的配電線〔采用BLV型導(dǎo)線穿硬塑料管的導(dǎo)線截面及穿線管管徑.環(huán)境溫度按C計.解：1.選擇熔體及熔斷器的額定電流且因此由附錄表15RT0型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù),可選RT0—100/50型熔斷器,其中.2.校驗(yàn)熔斷器的斷流能力查附錄表15,RT0—100型熔斷器的,因此該熔斷器的斷流能力是足夠的.3.選擇導(dǎo)線截面積及穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表23-5BLV型鋁芯塑料絕緣線穿硬塑料管時的允許載流量,3根單芯線、環(huán)境溫度30℃,截面為6mm2時允許載流量27A,大于電動機(jī)額定電流為22A,滿足發(fā)熱條件要求,相應(yīng)地選3根穿管管徑校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度,查附錄表19絕緣導(dǎo)線芯線的最小截面積,穿管敷設(shè)的鋁芯絕緣導(dǎo)線的最小截面為2.5mm2.現(xiàn)選為6mm4.校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合因?yàn)樵撊蹟嗥髦蛔鞫搪繁Ｗo(hù),且為穿管敷設(shè),所以取因此滿足配合要求.綜上所述,選RT0—100/50型熔斷器,其中.BLV-500型導(dǎo)線截面積為6mm2,穿硬塑料管直徑為20mm6-2有一條380V線路,其A,A,線路首端,末端.試選擇線路首端裝設(shè)的DW16型低壓斷路器,選擇和整定其瞬時動作的電磁脫扣器,并檢驗(yàn)其靈敏度.解：1.脫扣器額定電流及低壓斷路器額定電流的選擇查附錄表13DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù),選型號DW16—630低壓斷路器,殼架等級電流=630A,脫扣器額定電流=315A.2.瞬時過電流脫扣器動作電流的整定對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器〔DW型,查附錄表13DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù),取瞬時動作整定電流=3=3×315=945A.3.瞬時過電流脫扣器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn),滿足靈敏度的要求.4.斷流能力的校驗(yàn)查附錄表13DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù),DW16—630低壓斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?0kA〔380V,對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器〔DW型故,滿足斷流能力的要求.綜上所述,選型號DW16—630低壓斷路器,脫扣器額定電流=315A,瞬時動作脫扣器整定電流=3=945A.6-3某10kV線路,采用兩相兩繼電器式接線的去分流跳閘方式的反時限過電流保護(hù)裝置,電流互感器的變流比為200/5A,線路的最大負(fù)荷電流〔含尖峰電流為180A,線路首端的三相短路電流周期分量有效值為2.8kA,末端的三相短路電流周期分量有效值為1kA.試整定該線路采用的GL15/10型電流繼電器的動作電流和速斷電流倍數(shù),并檢驗(yàn)其保護(hù)靈敏度.解：1.GL15/10型電流繼電器動作電流的整定按式〔6-38計算,其中,,,因此根據(jù)GL—15／10型電流繼電器的規(guī)格,動作電流整定為8A.2.過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)按式〔6-37計算,其中.,,滿足GB/T50062-2008規(guī)定,滿足靈敏度的要求.3.電流速斷保護(hù)速斷電流的整定按式〔6-40計算,其中,,,因此因此,速斷電流倍數(shù)：4.電流速斷保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)按式〔6-41計算,其中,,,,因此速斷保護(hù)靈敏度稍低于新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的要求.6-4現(xiàn)有前后兩級反時限過電流保護(hù),均采用GL-15型過電流繼電器,前一級采用兩相兩繼電器接線,后一級采用兩相電流差接線.后一級繼電器的10倍動作電流的動作時間已整定為0.5s,動作電流整定為9A,前一級繼電器的動作電流已整定為5A.前一級的電流互感器變流比為100/5A,后一級的電流互感器變流比為75/5A.后一級線路首端的400A.試整定前一級繼電器的10倍動作電流的動作時間〔取.解：1.后一級繼電器KA2在時通過的電流及動作電流倍數(shù)通過的電流：動作電流倍數(shù)：2.KA2繼電器在時的實(shí)際動作時間查附路表24曲線,在及10倍動作電流動作時間時,實(shí)際動作時間.3.前一級繼電器KA1的實(shí)際動作時間按計,KA1的實(shí)際動作時間.4.KA1在時通過的電流及動作電流倍數(shù)通過的電流：動作電流倍數(shù)：5.前一級繼電器KA1的10倍動作電流動作時間按實(shí)際動作時間和動作電流倍數(shù)去查附表21曲線,得其10倍動作電流動作時間應(yīng)為,即前一級繼電器的10倍動作電流動作時間應(yīng)整定為0.8s.6-5某工廠10kV高壓配電所有一條高壓配電線供電給一車間變電所.該高壓配電線首端擬裝設(shè)由GL-15型電流繼電器組成的反時限過電流保護(hù),兩相兩繼電器式接線.已知安裝的電流互感器變流比為160/5A.高壓配電所的電源進(jìn)線上裝設(shè)的定時限過電流保護(hù)的動作時間整定為1.5s.高壓配電所母線的,車間變電所的380V母線的.車間變電所的一臺主變壓器為S9-1000型.試整定供電給該車間變電所的高壓配電線首端裝設(shè)的GL-15型電流繼電器的動作電流和動作時間及電流速斷保護(hù)的速斷電流倍數(shù),并檢驗(yàn)其靈敏度.〔建議變壓器的解：1.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：通過高壓配電線的最大負(fù)荷電流：取,因此故GL-15/10型繼電器動作電流整定為6A.2.該繼電器的10倍動作電流動作時間的整定在短路時繼電器的實(shí)際動作時間.按和查附錄表24,其10倍動作電流動作時間應(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.3.該繼電器速斷電流的整定取而,因此速斷電流倍數(shù)4.過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)取而,,因此滿足過電流保護(hù)靈敏度要求.5.電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)取而,,因此基本滿足電流速斷保護(hù)靈敏度的要求.第七章習(xí)題解答7-1某供電給高壓并聯(lián)電容器組的線路上,裝有一只無功電能表和三只電流表,如圖7-30a所示.試按中斷線表示法在圖7-30b上標(biāo)出圖7-30a的儀表和端子排的端子標(biāo)號.圖7-30習(xí)題7-1的原理電路圖和安裝接線圖a>原理電路圖b>安裝接線圖〔待標(biāo)號答：PA1:1-X:1;PA1:2-PJ:1;PA2:1-X:2;PA2:2-PJ:6;PA3:1-X:3<X:3與X:4并聯(lián)后接地>;PA3:2-PJ:8;PJ:1-PA1:1;PJ:2-X:5;PJ:3-PJ:8;PJ:4-X:7;PJ:6-PA2:2;PJ:7-X:9;PJ:8-PJ:3與PA3:2;X:1-PA1:1;X:2-PA2:1;X:3-PA3:1;X:4左端與X:3左端并聯(lián)后接地,右端空；X:5-PJ:2;X:7-PJ:4;X:9-PJ:7.第八章習(xí)題解答8-1有一座第二類防雷建筑物,高10m,其屋頂最遠(yuǎn)的一角距離一高50m的煙囪15m遠(yuǎn).該煙囪上裝有一根2.5m高的避雷針.試驗(yàn)算此避雷針能否保護(hù)該建筑物.解：查表8-1得二類防雷建筑物的滾動半徑為45m,而因此由式〔8-2可求得建筑物屋頂水平面上的保護(hù)半徑為：因此煙囪上的避雷針能保護(hù)這一建筑物.8-2有一臺630kVA的配電變壓器低壓中性點(diǎn)需進(jìn)行接地,可利用的變電所鋼筋混凝土基礎(chǔ)的自然接地體電阻為.試確定需補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻值及人工接地的垂直埋地鋼管、連接扁鋼和布置方案.已知接地處的土壤電阻率為,單相短路電流可達(dá)2.8kA,短路電流持續(xù)時間為0.7s.解：1.需補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻計算查附錄表26得允許的接地電阻RE≤4；已知可利用的自然接地體電阻RE〔nat=12；因此,需要補(bǔ)充的人工接地體的電阻RE〔man=RE〔natRE/〔RE〔nat-RE=12×4/〔12－4=62.計算單根接地體長2.5m,直徑50mm的鋼管埋入地下〔ρ=100mRE〔1=ρ/l=100/2.5=403.確定接地方案根據(jù),可初步選7根長2.5m,直徑50mm的鋼管打入地下,管間距離為5m,管間用40mm×4mm的扁鋼連接.4.校驗(yàn)接地裝置的短路熱穩(wěn)定度mm2滿足熱穩(wěn)定度的要求.第九章習(xí)題解答9-1試分別計算S9-500/10型和S9-800/10型配電變壓器〔均Yyn0聯(lián)結(jié)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率〔取=0.1.解:1.S9-500/10型變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率查附錄表8得其