《工厂供电》第六版习题解答(不全).doc

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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：

该变电所晚上的电压偏差按式（1-4）计算为：

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：

由于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=0.180.25（取0.2）,因此

（二）通风机组计算负荷:

查附表8得（取0.8）,因此

（三）车间总的计算负荷:

取因此

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（取0.2）,,因此

（二）起重机的计算负荷:

查附表8，得起重机在时的（取0.15）,。

而起重机在时的容量为5.1kW,故由式（3-16）得时的容量为

因此其计算负荷为:

（三）通风机组的计算负荷:

查附表8得（取0.8）,,因此

（四）点焊机组的计算负荷:

查附表8得点焊机在时的。

而点焊机在时的容量为10．5kW。

故由式（3-11）得时的容量为：

因此其计算负荷为：

（五）车间总的计算负荷：

取，因此

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（取0.2）,。

因此

（二）用二项式法计算

查附表8得二项式系数，最大容量设备台数。

因此

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得因此

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（）换算成时的有功容量（kW）。

由附表8查得其，因此按式（3-15）可得其有功容量为：

2．将接于BC相间的1台17kVA（）换算成相同的有功容量（kW）。

其，因此其有功容量为：

3．将接于CA相间的2台10.3kVA（）换算成时的有功容量（kW）。

其，因此其有功容量为：

4．弧焊机换算至各相的有功和无功容量：

由表3-3查得时的功率换算系数，=-0.27

,,因此由式（3-28）式（3-33）可得各相的有功和无功容量为:

A相

B相

C相

5.弧焊机各相的有功和无功计算负荷:

查附表8得其，因此各相的有功和无功计算负荷为：

A相

B相

C相

（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得因此

2．B相电热箱的有功和无功计算负荷：

3．C相电热箱的有功和无功计算负荷：

（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

B相

C相

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：

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

按式（3-37）得

按式（3-38）得

2.变电所一次侧的计算负荷:

3.变电所一次侧的功率因数:

因

故

（二）按一次侧（10kV）提高到0.90,低压侧（380V）需装设的并联电容器容量计算

1.现低压侧的功率因数:

因

故

2.按提高到0.92计算,低压侧需装设的并联电容器容量:

按式（3-42）计算为

3-7解：

（一）估算该厂的计算负荷

查附表9,得因此

（二）计算该厂的年有功电能消耗量

一班制取年工作小时=2000h，年平均有功负荷系数年平均无功负荷系数,由此可得年有功电能消耗量

=0.752044kW2000h=3066kW.h

年无功电能消耗量

3-8解:

（一）需装设的电容器容量和个数

时,;时,。

因此按式（3-42）得电容器容量为：

kvar

需装BWF10.5-30-1型电容器个数为:

考虑到单相电容器在三相电路中平均分配,,选取=57.

（二）无功补偿后减少的视在计算负荷

无功补偿后的无功计算负荷为：

无功补偿后的视在计算负荷为:

而补偿前的视在计算负荷为:

kVA

因此补偿后减少的计算负荷为:

3-9解；由上表可以看出，M2的=227A-32.4A=194.6A为最大，因此该线路的尖峰电流为：

=287A

而该线路的计算电流为：

A=88.2A

第四章短路电流计算及变配电所

电气设备选择习题解答

4-1解：

（一）绘短路计算电路图如下：

（附图3）

（二）计算k-1点的三相短路电路中各元件的电抗及三相短路电流和短路电流（=10.5kV）

1.电力系统的电抗:

2．电缆线路的电抗：

查表4-1得km，因此

3．绘点短路的等效电路图如下：

（附图4）

4．短路电路总电抗：

5．点的三相短路电路和短路容量：

（1）三相短路电流周期分量有效值：

kA

（2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：

kA

（3）三相短路冲击电流：

=22.5kA

（4）第一个周期三相短路全电流有效值：

kA=13.3kA

（5）三相短路容量：

MVA

（三）计算点的三相短路电路中各元件的电抗及三相短路电流和短路容量（kV）

1．电力系统的电抗：

2．电缆线路的电抗：

3．电力变压器的电抗：

查附表1得因此

4．绘点短路的等效电路图如下：

（附图5）

5．短路电路总电抗：

6．点