供配电例题讲解Word文档下载推荐.docx

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6.4

360

288

小计

308.4

乘以同时系数0.9

共计

432

277.56

注：

消防水泵不计入。

4、假设变电所0.4kV侧计算视在功率为540kVA，功率因数为0.92，问变电所10kV侧计算有功功率为哪项？

（A）593kW（B）506kW

（C）503kW（D）497kW

依据《配电手册》P2式1-4、P16式1-49，计算如下：

0.4kV侧计算有功功率P0.4=Sccosφ=540×

0.92=496.8kW

变压器有功功率损耗

5.8kW

10kV侧计算有功功率P10=P0.4+ΔPT=496.8+5.8=502.6kW

5、假设变电所0.4kV侧计算视在功率，补偿前为540kVA，功率因数为0.80,问功率因数补偿到0.92,变压器的有功功率损耗为哪项？

（A）3.45kW（B）4.65kW

（C）6.02kW（D）11.14kW

答案【B】

依据同上，计算如下：

计算有功功率Pc=Sc1cosφ1=540×

0.8=432kW

补偿后计算视在功率Sc2=Pc/cosφ2=432/0.92=470Kva

变压器有功功率损耗

4.65kW

【评论】本题的计算并不复杂，但需要灵活运用相关计算式。

考点是基本功加应变能力。

【案例二B】已知某企业总计算负荷Pjs=18MW，Qjs=8.8Mvar，年平均有功负荷系数0.7，年平均有功负荷系数0.8，年实际工作5000h，年最大负荷利用小时数3500h。

1、已知有一台额定功率40kW、负载持续率为40%的吊车，采用需要系数法进行负荷计算时该设备功率是：

（A）51kW 

（B）16kW 

（C）100kW 

（D）32kW

依据《配电手册》P2式1-1:

50.6kW

2、已知有一台10kV同步电动机，额定容量4000kV，额定功率因数0.9（超前），负荷率0.75，无功功率增加系数0.36。

计算其输出无功功率。

（A）1760kvar（B）1795kvar

（C）2120kvar（D）2394kvar

依据《配电手册》P22式1-61：

2120kvar

3、已知一车间计算负荷Sjs1=5000kVA，cosφ1=0.85；

二车间计算负荷Sjs2=4000kVA，cosφ2=0.95.计算两车间总计算负荷。

（A）9000kVA（B）8941kVA

（C）9184kVA（D）10817kVA

依据《配电手册》P2、P3，式1-4、1-6，列表计算如下：

负荷名称

计算负荷

（kVA）

tgφ

P

（kW）

Q

（kvar）

S

一车间

5000

0.85

0.62

4250

2635

二车间

4000

0.95

0.329

3800

1250

总计

8050

3885

8938

4、计算该企业自然平均功率因数。

（A）0.87（B）0.9（C）0.92（D）0.88

依据《配电手册》P21式1-55：

0.873

5、计算该企业的年有功电能消耗量。

（A）90000MWh（B）44100MWh

（C）70126MWh（D）63000MWh

答案【D】

依据《配电手册》P15式1-55：

63000MWh

【评论】年有功电能消耗量还有一种算法：

63000MWh

（《配电手册》漏了，应予补入）

【要点】电能消耗量是负荷曲线下面的面积，等于平均负荷乘实际工作时间，或计算负荷乘最大负荷利用小时数。

注意，两组数据不能交叉用！

【案例三C】某车间有下列用电负荷：

1）机床：

80kW2台；

60kW4台；

30kW15台。

2）通风机：

80kW4台，其中备用1台；

60kW4台，其中备用1台；

30kW12台，其中备用2台。

3）电焊机：

三相380V，75kW4台，50kW4台30kW10台，负载持续率100%。

4）起重机：

160kW2台，100kW2台，80kW1台，其负载持续率25%。

5）照明：

采用高压钠灯，功率~220V，400W，数量90个，镇流器的功率消耗为灯管功率的8%。

负荷计算系数表

需要系数Kx

c

b

n

机床

0.15

0.4

0.14

5

1.73

通风机

0.25

0.65

0.75

电焊机

0.6

1.33

0.06

3

照明（高压钠灯含镇流器）

0.9

0.45

1.98

上述负荷中通风机为二类级负荷，其余为三类级负荷。

请回答下列问题：

1.采用需要系数法确定本车间的照明计算负荷，并确定把照明负荷功率因数提高到0.9，计算需要无功功率的补偿容量是多少？

（A）58.16kvar（B）52.35kvar

（C）48.47kvar（D）16.94kvar

依据《配电手册》P2、P3、P21。

气体放电灯的设备功率应计入镇流器损耗，即

Pe=0.4×

90×

1.08=38.88kW；

照明负荷计算功率

Pc=KxPe=0.9×

38.88=34.99kW。

功率因数提高到0.9所需的补偿容量

QC=Pc（tgφ1-tgφ2）=34.99（1.98-0.484）=52.35kvar。

2.采用二项式法计算本车间通风机组的视在功率应为（）。

（A）697.5kVA（B）716.2kVA

（C）720kVA（D）853.6kVA

答案【A】

依据《钢铁手册》（上）P99。

通风机设备功率不应包括备用设备，即Pe=80×

3+60×

3+30×

10=720kW；

最大5台设备功率之和P5=80×

2=360kW。

二项式法计算功率Pc=cP5+bPc=0.25×

360+0.65×

720=558kW；

Qc=Pctgφ=558×

0.75=418.5kvar；

Sc=

697.5kVA。

3.采用需要系数法计算本车间动力负荷的计算视在功率应为（）。

（A）1615.3kVA（B）1682.6kVA

（C）1792.0kVA（D）1794.7kVA

依据《配电手册》P3，列表计算如下：

设备组名称

Pc

Qc

Sc

850

127.5

220.6

720

576

800

400

532

600

90

155.7

1193.5

1340.3

乘上同时系数K∑p=K∑q=0.9

2970

1074.2

1206.3

1615.3

【评论】1、电焊机为三相、给出的是有功功率（kW），负载持续率为100%；

因此设备功率不需换算，但这是特例。

2、起重机的负载持续率为25%；

因此设备功率不需换算。

3、本小题为动力计算，不应计入照明负荷！

4.假设本车间的计算负荷为1600kVA，其中通风机的计算负荷为900kVA，车间变压器的最小容量应选择下列哪项？

（不考虑变压器过负载能力。

）并请说明理由。

（A）2×

800kVA（B）2×

1000kVA

（C）1×

1600kVA（D）2×

1600kVA

依据《配电手册》P41，有大量二级负荷时，宜装设两台变压器；

一台断开时，其余变压器应满足二级负荷900kVA用电。

故变压器最小容量应为2×

1000kVA。

（本题依据也可直接引用GB50053的3.3.1和3.3.2条。

）

【引伸】对35~110kV主变压器，应引用GB50059-1992第3.1.3条：

主变为二台及以上的变电所，当断开一台时，其余变压器的容量应不小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。

5.本车间的低压配电系统采用哪一种接地型式时，照明宜设专用变压器供电？

并请说明理由。

（A）TN-C系统（B）TN-C-S系统

（C）TT系统（D）IT系统

答案【D】

依据《配电手册》P41，在IT系统的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。

（本题依据也可直接引用GB50053的3.3.4条。

【案例四D】某企业在采用需要系数法计算负荷时，有下列用电设备组：

*水泵电动机5台，每台额定容量为100kW，其中4台工作，1台备用，需要系数为KX=08，cos=0．8；

*生产用通风机，额定容量共计120kW，需要系数为KX=0．75，cos=0．8；

*大批生产金属冷加工机床，额定容量共计1400kW，需要系数为KX=0．2，cos=0.5；

*起重机负荷共计760kW，负载持续率为=25％，需要系数为KX=0.15，cos=0.5；

*照明负荷为高强气体放电灯及荧光灯（不带无功功率补偿装置），包括镇流器功率损耗在内的容量为84kW，需要系数为KX=0.95。

1.在用需要系数法计算负荷时，水泵电动机的设备功率应按（ 

）进行计算。

（A）500kW 

（B）400kW 

（C）300kW 

（D）200kW

解答过程：

依据《配电设计手册》，第2页之2。

设备功率不包括备用设备。

2、照明负荷的计算功率因数cos可采用的数值为（ 

）。

（A）1.0；

（B）0.9；

（C）0.5；

（D）0.4。

依据同上，第6页表1-5。

3、在用需要系数法进行负荷计算后（不考虑同时系数）的视在功率SJS为（ 

（A）1510kVA 

（B）1435kVA 

（C）1405kVA 

（D）1250kVA

依据《工业与民用配电设计手册》，第3页式1-5、1-6、1-7，列表计算如下：

用电设备组名称

设备功率

Pe

Kx

tanφ

Pjs

Qjs（kvar）

Sjs

水泵电动机

320

240

生产用通风机

120

67.5

大批生产金属冷加工机床

1400

280

484.4

760

114

197.2

照明负荷

84

79.8

138.1

补偿前合计

883.8

1127.2

1432.4

电容器

-800

补偿后合计

883.3

327.2

942

4、计算后的自然功率因数为（ 

（A）0.58 

（B）0.71 

（C）0.68 

（D）0.62

依据计算表，cosφ=P/S=883.8/1432.4=0.617。

5、在安装补偿电容器总功率为800kvar后的功率因数为（ 

（A）0.88 

（B）0.92 

（C）0.90 

（D）0.94

依据计算表，cosφ=P/S=883.8/412=0.938。

【案例五E】某公寓200户，每户设备容量6kVA，cosф＝0.9，需要系数取0.3；

空调设备功率120kW，cosф＝0.8，需要系数0.75；

电梯设备功率60kW，cosф＝0.65，需要系数取0.8；

生活泵设备功率80kW，cosф＝0.8，需要系数0.75；

消防泵设备功率90kW，cosф＝0.8，需要系数1；

消防风机设备功率55kW，cosф＝0.8，需要系数1。

有功功率、无功功率同时系数分别取0.9和0.95。

计算负荷视在功率应为（）：

A.562；

B.578；

C.725；

D.603。

自然功率因数应为（）：

A.0.78；

B.0.84；

C.0.76；

D.0.83。

【分析】本题有两个干扰项：

一是每户的设备容量6kVA应换算为有功功率（即乘0.9得5.4kW，200户共1080kW）。

二是消防泵和消防风机不进入计算（即计算表中根本不列这两项）。

【计算】见下表：

需要系数法负荷计算表

用电设备组

设备功率Pe

cosф

tgф

住户用电

1080

0.3

0.48

324

155.5

空调

电梯

60

1.17

48

56

生活泵

80

45

合计

1340

522

乘以同时系数

K∑P＝0.9，K∑Q＝0.95

0.836

470

308

562

【答案】]计算负荷视在功率应为【A】；

自然功率因数应为【D】。

注：

计算负荷应四舍五入；

功率因数宜就低不就高。

【引申思考题】

1）消防电梯是否列入计算表？

2）应急照明是否列入计算表？

3）应急设备专用的配电线路，如何进行负荷计算？

4）应急设备和正常设备混用的配电线路，如何进行负荷计算？

【思考题答案】

1）应列入：

消防电梯通常是工作的，例如兼作服务梯。

2）分别对待：

正常点燃者列入，应急点燃者不计。

3）同正常线路：

剔除备用设备，需要系数可取1。

4）命题错误：

应急线路应与正常线路完全分开。

【案例六E】单相负荷计算

UV相电焊机共47kVA，功率因数为0.6，负载持续率为60％；

VW相电焊机共47kVA，功率因数为0.6，负载持续率为60％；

电焊机的需要系数为0.5。

W相照明共6kW，功率因数为0.9，需要系数为0.9。

冷加工机床共420kW，功率因数为0.5，需要系数为0.14。

通风机共80kW，功率因数为0.8，需要系数为0.8。

不考虑同时系数，试求出计算负荷。

【答案及解答过程】

1、电焊机设备功率：

kW。

2、单相负荷是否换算的判断：

单相负荷设备功率共21.8X2＋6＝49.6kW；

三相负荷设备功率共420＋80＝500kW。

单相负荷设备功率/三相负荷设备功率＝49.6/500≈0.1≤0.15。

不必换算！

3、需要系数法负荷计算表

用电设备

组名称

设备容量（kW）

cos

tan

Pjs（kW）

Qjs（kvar）

Sjs（kVA）

冷加工机床

420

58.8

101.7

64.0

48.0

43.6

21.8

29.0

照明

6

5.4

2.6

150

（155.5）

181.3

（164.4193.5）

235.3

（226.3248.2）

[注]括号中为网上原答案数据，其中单相负荷（电焊机和照明）是按下表换算的。

1

2

4

7

8

9

10

设备功率（kW）

p

q

W

cosψ

tgψ

有功计算负荷（kW）

无功计算负荷（kvar）

UV

VW

WU

U

V

0.89

0.38

9.7

3.7

4.1

0.11

0.96

1.2

10.5

10.9

6.6

4.9

14.6

3.8

13.1

通过计算，V相为最大相，取其3倍作为三相的等效负荷，其有功计算负荷为32.7kW，无功计算负荷为14.743.8kvar。

【评论】

1、上述换算是不必要的。

2、无功计算负荷算错了！

10列=1列×

6列×

4列，而不是9列×

4列。

（cos

为0.6，Q应大于P。

【要点】1、判断是否要换算时，应采用设备功率！

2、进入换算时，则应采用计算功率（需要功率或平均功率）！

3、优先采用简化方法换算！

4、既有线间又有相负荷时，才精确换算法。

请严格按P13表1-15的格式！

5、换算时，优先采用需要系数法。

【案例七】利用系数法负荷计算，详见《习题集》案例题9。

案例题8直接给出了最大系数，是象征性的利用系数法。

但考这种题的概率高。

【附录】关于无功补偿容量计算问题

——十九次印刷以前《配电手册》P21式1-57的更正

例题（来自旧习题集62页81题）

某企业计算有功功率为2500kW，计算无功功率为1800kvar，其年平均有功负荷系数为0.75，年平均无功负荷系数为0.82。

采用并联电容器将其功率因数补偿到0.93，应装设的电容器容量约为（）。

A.1400kvar；

B.1200kvar；

C.1000kvar；

D.800kvar。

【书中313页答案】企业的自然平均功率因数为

＝

tanф1＝0.787。

补偿后功率因数为cosф2＝0.93，tanф2＝0.395。

补偿电容器容量为Q＝P（tanф1－tanф2）＝2500X（0.787－0.395）＝980kvar。

答案：

（C）。

【分析评论】

我们来验算一下补偿后功率因数。

按计算负荷验算：

P＝2500，Q＝1800－980＝820，S＝2631；

cosф2＝2500/2631＝0.95＞0.93。

按平均负荷验算：

P＝2500X0.75＝1875，Q＝1800X0.82－980＝496，S＝1939.5；

cosф2＝1875/1939.5＝0.967＞0.93。

验算结果均不符合！

其原因是：

补偿前用了平均功率因数，但P用的不是平均负荷，而是计算负荷。

【建议答案】

1、计算过程：

补偿前功率因数为tanф1＝

＝0.787；

（可直接求得！

补偿后功率因数为tanф2＝tan（cos-10.93）=0.395。

补偿电容器容量为

Q＝αP（tanф1－tanф2）＝0.75X2500（0.787－0.395）＝735kvar。

2、按平均负荷验算：

P＝2500X0.75＝1875，Q＝1800X0.82－735＝741，S＝2016；

cosф2＝1875/2016＝0.93。

验算结果准确相符。

β

【问题根源】常用手册对补偿容量的计算语焉不详。

1、《配电手册》P21式1-57是按计算负荷求补偿容量的算法。

由于计算负荷为半小时最大负荷，在一年绝大部分时间中电容器不能充分利用。

因此，应采用按平均负荷求补偿容量的算式Q＝αP（tanф1－tanф2）。

如考核高峰负荷时的功率因数，可取α=1；

但计算功率因数时α、β也应取1

（后期印刷的手册已经更正。

对此，我们很抱歉。

2、《钢铁手册》414页和新版《指导书》169页的算式加上α，是按平均负荷求补偿容量。

但后者170页计算补偿后的功率因数时，仍为最大负荷功率因数。

3、这些书对三种功率因数的不同用法，均未说明。