工厂供电课后作业答案

1第一章1-1试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。图1-23习题1-1的供电系统解：如果变压器的二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%，一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，于是：因为2220/38.5TNUkV所以121220WLTNUUkV;22238.535110%1.1TNWLUUkV同理：1110.5TNGNUUkV;121110%1.1220242TNWLUUkV，110.5/242TNUkV。1-2试确定图1-24所示供电系统中发电机和各变压器的额定电压？GT1T2T310KV6KV电网220V/380V电网35KVGT1T2T310KV6KV电网220V/380V电网35KV图1-24习题1-2的供电系统解：如果变压器的二次侧接低压线路，则其二次侧电压高于线路电压5%，二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%；一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，发电机的额定电压高于线路额定电压的5%。则有：发电机额定电压：15%1010.5GNUkV；变压器T1的额定电压：1110.5TNGNUUkV；12110%3538.5TNUkV；110.5/38.5TNUkV；变压器T2的额定电压：2135TNUkV；2215%66.3TNUkV；235/6.3TNUkV；变压器T3的额定电压：3110TNUkV；3215%3800.4TNUVkV；310/0.4TNUkV；2第二章2-1某大批生产的机械加工车间，拥有金属切削机床电动机容量共800kW，通风机容量共56kW，线路电压为380V。试分别确定各组和车间的计算负荷30P、30Q、30S和30I。解：（1）金属切削机床组的计算负荷：查附录表1：0.2dK，cos0.5，tan1.73则3010.2800160PkW301301tan1601.73276.8QPkVar301301160320cos0.5PSkVA301301320486.2330.38NSIAU（2）通风机组的计算负荷：查附录表1：0.8dK，cos0.8，tan0.75则3020.85644.8PkW302302tan44.80.7533.6QPkVar30230244.856cos0.8PSkVA3023025685.1330.38NSIAU取同时系数0.9PK，0.95QK，于是车间的总计算负荷为：303013020.916044.8184.3PPKPPkW303013020.95276.833.6294.9QQKQQkVar2222303030184.3294.9347.8SPQkVA3030347.8528.4330.38NSIAU3各个参数如下表：设备名称设备容量Pe/kW需要系数Kdcostan计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A切削机床8000.20.51.73160276.8320486.2通风机560.80.80.7544.833.65685.1车间0.9PK，0.95QK184.3294.9347.8528.42-3有一380V三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW，其中较大容量的电动机有7.5kW1台，4kW3台，3kW12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷30P、30Q、30S和30I。解：1、采用需要系数法查附录表1：0.2dK，cos0.5，tan1.73则300.88517PkW3030tan171.7329.4QPkVar30301734cos0.5PSkVA30303451.7330.38NSIAU2、采用二项式法查附录表1：0.14b，0.4c，5x，cos0.5，tan1.73则（1）x台最大容量的设备容量为57.51433122.5xPPkW有功计算负荷为：300.14850.422.511.9920.9exPbPcPkW；无功计算负荷为：3030tan20.91.7336.2QPkVar；视在计算负荷为：303020.941.8cos0.5PSkVA；计算电流为：303041.863.5330.38NSIAU两种方法的计算结果如下表：4计算方法计算系数costan计算负荷Kd或b/cP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A需要系数法0.20.51.731729.43451.7二项式法0.14/0.40.51.7320.936.241.863.52-6某厂变电所装有一台630kVA变压器，其二次侧(380V)的有功计算负荷为420kW，无功计算负荷为350kvar。试求此变电所一次侧（10kV）的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到0.9，问此变电所低压母线上应装设多大并联电容器的容量才能达到要求?解：补偿前的视在计算负荷：2222302302302420350546.7SPQkVA则变压器有功损耗损耗：300.010.01546.75.5TPSkW;变压器无功损耗损耗：300.050.05546.727.3TQSkVar;于是，考虑变压器损耗之后的变压器一次侧母线的计算负荷为：3013024205.5425.5TPPPkW;30130235027.3377.3TQQQkVar2222301301301425.5377.3568.7SPQkVA301301568.732.8330.38NSIAU功率因数为：3011301425.5cos0.750.9568.7PS，不满足要求，故需要进行无功补偿。为使一次侧达到1cos达到0.9，则二次侧的2cos要达到0.92，于是取2cos0.92，此时二次侧的功率因数为3022302420cos0.77546.7PS。则补偿的无功功率为：30222tantan420tancos0.77tancos0.92170CQParcarckVar注：这里需校验2-8某厂的有功计算负荷为2400kW，功率因数为0.65。现拟在工厂变电所10kV母线上装设BWF10.5-30-1型并联电容器，使功率因数提高到0.9。问需装设多少个并联电容器？装设了并联电容器以后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设前视在计算负荷减少了多少？解：（1）并联电容器的个数：有题意可知，在10kv高压侧进行补偿，补偿前的功率因数为cos0.65，补偿以后5的功率因数为cos0.9，于是有：30tantan2400tancos0.65tancos0.92400(1.170.48)1656CQParcarckVar165655.230CcQnq，为了三相平衡，取57n（2）无功补偿以后的视在计算负荷：补偿之前的无功计算负荷为：3030tan24001.172808QPkVar并联56个电容器以后，补偿的无功功率为：57301710CQkVar补偿后的无功计算负荷为：3030280817101098CQQQkVar则补偿后的视在计算负荷为：2222303030240010982639SPQkVA补偿以后的功率因数为：30302400cos0.9090.912639PS满足要求（3）补偿前后的视在计算负荷差值：补偿之前的视在计算负荷为：303024003692cos0.65PSkVA补偿前后的视在计算负荷差值为：303030369226521040SSSkVA6第三章3-1有一地区变电站通过一条长4km的10kV电缆线路供电给某厂装有两台并列运行的S9-800型（Yyn0联结）电力变压器的变电所。地区变电站出口断路器的断流容量为300MVA。试用欧姆法求该厂变电所10kV高压母线上和380V低压母线上的短路电流(3)kI、(3)I、(3)I、(3)shi、(3)shI和短路容量(3)kS，并列出短路计算表。解：根据题意得计算电流如下所示：Gk-1k-2电源电缆线4lkm10kV380VS9-800（Yyn0）S9-800（Yyn0）1、求k-1点的三相短路电流和短路容量（Uc1=10.5kv）(1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗1)电力系统的电抗：有题意可知，300ocSMVA则2211(10.5)0.3670.37300cocUkVXSMVA2)电缆线路的电抗：由表3-1查得X0=0.08Ω/km,因此200.08(/)40.32XXlkmkm3)绘k-1点短路的等效电路如下图所示，10.3720.32k-1然后计算电路的总电抗：(1)120.370.320.69kXXX(2).计算三相短路电流和短路容量1)k-1三相短路电流周期分量有效值：(3)11(1)10.58.79330.69ckkUkVIkAX2).三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：(3)(3)(3)18.79kIIIkA3).三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)2.552.558.7922.411.511.518.7913.27shshiIkAkAIIkAkA4).三相短路容量：(3)(3)1113310.58.79159.85kckSUIkVkAMVA72.求k-2点的短路电流和短路容量（Uc2=0.4kV）(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1).电力系统的电抗：22'421(0.4)5.310300cocUkVXSMVA2).电缆线路的电抗：22'422010.40.08(/)44.641010.5ccUkVXXlkmkmUkV3).电力变压器的电抗：由附录表5查得Uk％＝4.5，因此22632340.4%4.5910910100100800kcNkVUUXXkSkVA4)绘k-2点短路的等效电路如下图所示415.310424.6410k-23391034910计算其总电抗：''''34(2)123412343443//9105.3104.64105.48102kXXXXXXXXXXX(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值：(3)223(2)0.442.14335.4810ckkUkVIkAX2)三相短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)242.14kIIIkA3)三相短路冲击电流及其有效值：(3)(3)(3)(3)1.841.8442.1477.541.091.0942.1445.93shshiIkAkAIIkAkA4)三相短路容量：(3)(3)222330.442.1425.2kckSUIkVkAMVA在供电工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如下表所示：短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA(3)kI(3)I(3)I(3)shi(3)sh