《工厂供电》第六版习题解答(不全)

高专《工厂供电》习题解答刘介才编前言本习题解答是应采用本人编《工厂供电》高专教材的部分任课教师的要求、并在出版社有关编辑的大力支持下编写的，供教师教学和批改学生作业时参考。由于习题中涉及的一些技术参数大多有一定的选取范围，而从技术图表上查得的数据也不可能绝对精确，因此习题解答应着重注意其解题的方法步骤，而答案不一定是唯一的，仅供参考。本习题解答不宜在学生中传播，以免有的学生盲目抄袭，影响其独立完成作业、培养解决技术问题的能力。如有错误和不当之处，欢迎批评指正。目录第一章工厂供电概论习题解答----------------------------------------------第三章工厂的电力负荷及其计算习题解答-------------------------------第四章短路电流计算及变配电所电气设备选择习题解答-------------第五章工厂电力线路及其选择计算习题解答------------------------------第六章工厂供电系统的过电流保护习题解答------------------------------第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置习题解答------------------第八章防雷、接地及电气安全习题解答------------------------------------第九章节约用电、计划用电及供电系统的运行维护习题解答---------第一章工厂供电概论习题解答１－１解：变压器Ｔ1的一次侧额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为10.5kV。变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷL1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242kV。故变压器Ｔ1的额定电压应为10.5／242kV。线路WL1的额定电压应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220kV。线路ＷL2的额定电压应为35kV，因为变压器T2二次侧额定电压为38.5kV，正好比35kV高１０％。１－２解：发电机Ｇ的额定电压应比6ｋＶ线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为6.3ｋＶ。变压器Ｔ１的一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，故其一次额定电压应为6.3ｋＶ。Ｔ１的二次额定电压应比35ｋＶ线路额定电压高１０％，故其二次额定电压应为38.5ｋＶ。因此变压器Ｔ１的额定电压应为6.3／38.5ｋＶ。变压器Ｔ２的一次额定电压应与35ｋＶ线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为35kV。Ｔ２的二次额定电压应比10kV电网电压高１０％，即其二次额定电压应为11kV。因此变压器Ｔ２的额定电压应为35／11kV。变压器Ｔ３的一次额定电压应与6kV线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为6kV。Ｔ３的二次额定电压应比220／380Ｖ电压高５％，即其二次额定线电压应为0.4kV。因此变压器T3的额定电压应为6/0.4kV。１－３解：该变电所白天的电压偏差按式（1-4）计算为：360380%100%5.26%380VVUV该变电所晚上的电压偏差按式（1-4）计算为：410380%100%7.89%380VVUV因此该变电所昼夜的电压偏差范围为-5.26%+7.89%。为了改善该变电所的电压质量，该变电所主变压器的主接头宜切换至“-5%”的位置运行，而晚上则宜切除主变压器，投入低压联络线，由临近车间变电所供电。1-4解：该系统的接地电容电流按式（1-3）计算为：10(403525)26.1350CIAA由于CI30A，因此该系统不必改为中性点经消弧线圈接地的运行方式。第三章工厂的电力负荷及其计算习题解答3-1解：（一）机床组计算负荷：查附表8得dK=0.180.25(取0.2),cos0.5,tan1.73,因此30.10.2800160PkWkW30.11601.73277varQkWk2230.1160277320SkVAkVA30.132010004863380VAIAV(二)通风机组计算负荷:查附表8得0.70.8dK(取0.8),cos0.8,tan0.75,因此30.20.85644.8PkWkW30.244.80.7533.6varQkWk2230.244.833.656SkVAkVA30.2561000853380VAIAV(三)车间总的计算负荷:取0.9,0.95,PQKK因此30.0.9(16044.8)184PkWkW30.0.95(27733.6)var295varQkk2230.184295348SkVAkVA30.34810005293380VAIAV负荷计算表见书末习题3-1参考答案所列，此略。3-2解：（一）机床组的计算负荷：查附表8，得0.160.2dK（取0.2）,cos0.5,tan1.73,因此30.12000.240PkWkW30.1401.7369.2varQkWk(二)起重机的计算负荷:查附表8，得起重机在25%时的0.10.15dK(取0.15),cos0.5,tan1.73。而起重机在15%时的容量为5.1kW,故由式(3-16)得25%时的容量为25.10.153.95ePkWkW因此其计算负荷为:30.20.153.950.59PkWkW30.20.591.731.02varQlWk(三)通风机组的计算负荷:查附表8得0.70.8dK(取0.8),cos0.8,tan0.75,因此30.30.854PkWkW30.340.753varQkWk(四)点焊机组的计算负荷:查附表8得点焊机在100%时的0.35,cos0.6,tan1.33dK。而点焊机在65%时的容量为10．5kW。故由式（3-11）得100%时的容量为：10.50.658.47ePkWkW因此其计算负荷为：30.40.358.472.96PkWkW30.42.961.333.94varQkWk（五）车间总的计算负荷：取0.9,0.95pqKK，因此3009400594296733PkWkW（）300956921023394733varQk（）2230428733849SkVAkVA3084910001293380VAIAV负荷计算表如书末习题3-2参考答案所列，此略。3-3解：（一）用需要系数法计算查附表8得小批生产的金属冷加工机床电动机组的需要系数为0.160.2dK（取0.2),cos0.5,tan1.73。因此300.28517PkWkW30171.7329.4varQkWk22301729.434SkVA3034100051.73380VAIAV（二）用二项式法计算查附表8得二项式系数0.140.4bc，，最大容量设备台数5,cos0.5,tan1.73n。因此300.14850.47.5433120.9PkWkWkWkWkW（）3020.91.7336.2varQkWk223020.936.241.8SkVA3041.8100063.53380VAIAV负荷计算表如书末习题3-3参考答案所列，此略。3-4解：单相加热器按其容量尽可能三个相均衡分配，因此一相装3台1kW的，另两相各装1台3kW的。等效三相计算负荷按3kW的3倍计算。查附表8得0.7,cos1,tan0,dK因此300.7336.3PkWkW300Q30306.3SPkVA306.310009.573389VAIAV3-5解：（一）弧焊机各相的计算负荷1．将接于AB相间的1台21kVA（65%）换算成100%时的有功容量（kW）。由附表8查得其cos0.35，因此按式（3-15）可得其有功容量为：210.350.655.88ABPkVAkW2．将接于BC相间的1台17kVA（100%）换算成相同的有功容量（kW）。其cos0.35，因此其有功容量为：170.355.95BCPkVAkW3．将接于CA相间的2台10.3kVA(50%)换算成100%时的有功容量(kW)。其cos0.35，因此其有功容量为：210.30.350.55.16CAPkVAkW4．弧焊机换算至各相的有功和无功容量：由表3-3查得cos0.35时的功率换算系数1.27ABABCBCACppp，ABBBCCCAAppp=-0.27,1.05ABABCBCACqqq,1.63ABBBCCCAAqqq,因此由式(3-28)式(3-33)可得各相的有功和无功容量为:A相1.275.880.275.166.08APkWkWkW1.055.88var1.635.16var14.58varAQkkkB相1.275.950.275.885.97BPkWkWkW1.055.95var1.635.88var15.83varBQkkkC相1.275.160.275.954.95CPkWkWkW1.055.16var1.635.95var15.12varCQkkk5.弧焊机各相的有功和无功计算负荷:查附表8得其0.35dK，因此各相的有功和无功计算负荷为：A相30.(1)0.356.082.13APkWkW30.(1)0.3514.58var5.10varAQkkB相30.(1)0.355.972.09BPkWkW30.(1)0.3515.83var5.54varBQkkC相30.(1)0.354.951.73CPkWkW30.(1)0.3515.12var5.29varCQkk（二）电热箱各相的计算负荷1．A相电热箱的有功和无功计算负荷：查附表8得0.7,cos1,tan0,dK因此30.(2)0.7234.2APkWkW30.(2)0AQ2．B相电热箱的有功和无功计算负荷：30.(2)0.764.2BPkWkW30.(2)0BQ3．C相电热箱的有功和无功计算负荷：30.(2)0.74.53.15CPkWkW30.(2)0CQ（三）线路上总的计算负荷1．各相总的有功和无功计算负荷：A相30.30.(1)30.(2)2.134.26.33AAAPPPkWkWkW30.30.(1)30.(2)5.10var05.10varAAAQQQkkB相30.30.(1)30.(2)2.094.26.29BBBPPPkWkWkW30.30.(1)30.(2)5.54var05.54varBBBQQQkkC相30.30.(1)30.(2)1.733.154.88CCCPPPkWkWkW30.30.(1)30.(2)5.29var05.29varCCCQQQkk2．总的等效三相计算负荷：由以上计算结果看出，A相的有功计算负荷最大，因此取A相来计算总的等效三相计算负荷：3030.336.3319APPkWkW3030.335.10var15.3varAQQkk22301915.324.5SkVAkVA3024.5100037.23380VAIAV3-6解:(一)变电所一次侧(10kV)的计算负荷和功率因数1.变电所变压器的功率损耗:变压器二次侧的计算负荷为2230.2420350546.7SkVAkVA按式(3-37)得0.01546.75.467TPkWkW按式(3-38)得0.05546.7var27.34varTQkk2.变电所一次侧的计算负荷:30.14205