工厂供电课后作业答案.docx
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工厂供电课后作业答案
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kV
所以kV;kV
同理：
kV;kV，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？
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：
kV；
变压器T1的额定电压：
kV；kV；kV；
变压器T2的额定电压：
kV；kV；kV；
变压器T3的额定电压：
kV；kV；kV；
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、、和。
解：
（1）金属切削机床组的计算负荷：
查附录表1：
，，则
（2）通风机组的计算负荷：
查附录表1：
，，则
取同时系数，，于是车间的总计算负荷为：
各个参数如下表：
设备
名称
设备容量Pe/kW
需要系数
Kd
计算负荷
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
切削机床
800
0.2
0.5
1.73
160
276.8
320
486.2
通风机
56
0.8
0.8
0.75
44.8
33.6
56
85.1
车间
，
184.3
294.9
347.8
528.4
2-3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、、和。
解：
1、采用需要系数法
查附录表1：
，，则
2、采用二项式法
查附录表1：
，，，，则
（1）x台最大容量的设备容量为
有功计算负荷为：
；
无功计算负荷为：
；
视在计算负荷为：
；
计算电流为：
两种方法的计算结果如下表：
计算
方法
计算系数
计算负荷
Kd或b/c
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
需要系数法
0.2
0.5
1.73
17
29.4
34
51.7
二项
式法
0.14/0.4
0.5
1.73
20.9
36.2
41.8
63.5
2-6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：
则变压器有功损耗损耗：
;
变压器无功损耗损耗：
;
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：
;
功率因数为：
，不满足要求，故需要进行无功补偿。
为使一次侧达到达到0.9，则二次侧的要达到0.92，于是取，此时二次侧的功率因数为。
则补偿的无功功率为：
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，补偿以后的功率因数为，于是有：
，为了三相平衡，取
（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：
并联56个电容器以后，补偿的无功功率为：
补偿后的无功计算负荷为：
则补偿后的视在计算负荷为：
补偿以后的功率因数为：
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：
补偿前后的视在计算负荷差值为：
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、、、、和短路容量，并列出短路计算表。
解：
根据题意得计算电流如下所示：
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，则
2）电缆线路的电抗：
由表3-1查得X0=0.08Ω/km,因此
3）绘k-1点短路的等效电路如下图所示，
然后计算电路的总电抗：
（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：
2）.三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：
3）.三相短路冲击电流及其有效值：
4）.三相短路容量：
2.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：
2）.电缆线路的电抗：
3）.电力变压器的电抗：
由附录表5查得Uk％＝4.5，因此
4）绘k-2点短路的等效电路如下图所示
计算其总电抗：
（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：
2）三相短路次暂态电流和稳态电流：
3）三相短路冲击电流及其有效值：
4）三相短路容量：
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
k-1
8.79
8.79
8.79
22.41
13.27
159.85
k-2
42.14
42.14
42.14
77.54
45.93
25.2
3-2使用标幺值法重做题3-2。
解：
（1）确定基准值：
取
（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统的电抗标幺值:
2）电缆线路的电抗标幺值:
由表3-1查得,
3）电力变压器的电抗标幺值：
查附录表5得
绘短路等效电路图如下图所示。
并标出短路计算点k-1和k-2。
（3）计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值：
2）三相短路电流周期器分量有效值：
3）三相短路次暂态电流和稳态电流：
4）三相短路冲击电流及其有效值：
5）三相短路容量：
（4）计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值：
2）三相短路电流周期分量有效值：
3）三相短路次暂态电流和稳态电流：
4）三相短路冲击电流及其有效值：
5）三相短路容量：
短路计算点
三相短路电流/kA
三相短路容量/MVA
k-1
8.87
8.87
8.87
22.62
13.39
161.3
k-2
42
42
42
77.28
45.78
29.15
通过比较，题3-2的计算结果与题3-1基本相同
3-3
3-4
5-1
5-3
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