期末工厂大题.docx

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期末工厂大题

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：

分组计算标清楚P1\P2

查附录表1：

，，则

是0.38不是380

（2）通风机组的计算负荷：

查附录表1：

，，则

同时系数的符号和取值

取同时系数，，于是车间的总计算负荷为：

最后要用平方开根来计算

2-6某厂变电所装有一台630kV.A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：

;S30是用二次的

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：

;一次侧=二次侧+损耗

平方开根

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：

记得分清是一侧还是二侧通常是给出一侧（高压侧）的功率因素要求在二侧进行无功补偿，此时，补偿的功率因素要稍大于要求的，因为有损耗，求的时候记得对应好

还没完吧。

。

。

。

。

还需要验证是否满足

2-2某机修车间,拥有冷加工机床52台，共200kw；行车一台，共5.1kw（ε=15%）；通风机4台，共5kw；点焊机3台，共10.5kw（ε=65%）。

车间采用220/380v三相四线制（TN-C）配电。

试确定该车间计算负荷P30、Q30、S30和I30。

解：

对于冷加工机床，Pe=200kW，Kd=0.2,cos=0.5,tan=1.73

P30

（1）=KdPe=0.2×200kW=40kW

Q30

（1）=P30tan=40×1.73kvar=69.2kvar

对于行车组,Pe=PN=5.1=3.95Kw,Kd=0.15,cos=0.5,tan=1.73

P30

（2）=KdPe=0.15×3.95kW=0.59kW

Q30

（2）=P30tan=0.59×1.73=1.02kvar

对于通风机组,Pe=PN=5kW,Kd=0.8,cos=0.8,tan=0.75

P30（3）=KdPe=0.8×5Kw=4kW

Q30（3）=P30tan=4×0.75kvar=3kvar

对于点焊机组,Pe=PN=10.5×=8.47kW，Kd=0.35,cos=0.6,

tan=1.33

P30（4）=KdPe=0.35×8.47kW=2.96kW

Q30（4）=P30tan=3.94kvar=3.94kvar

取需要系数K∑p=0.9,K∑q=0.95

总的有功计算负荷为：

P30=（P30

（1）+P30

（2）+P30（3）+P30（4））×K∑p

=（40+0.59+4+2.96）×0.9

=42.8（kW）

总的无功计算负荷为：

Q30=（Q30

（1）+Q30

（2）+Q30（3）+Q30（4））×K∑q

=（69.2+1.02+3+3.94）×0.95

=77.3（kvar）

视在计算负荷为：

S30=

=

=84.9

视在电流为：

I30=S30/UN=84.9/（1.732×0.38）=129

6、某厂压变电所装设一台主变压器。

已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW，无功计算负荷为800kvar。

为了使工厂（变电所高压侧）的功率因数不低于0.9，如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量?

并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有何变化?

解：

（1）补偿前的变压器容量和功率因数

变压器低压侧的视在计算负荷为

主变压器容量选择条件为≥，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为1250kV·A（参看附录表5）。

这时变电所低压侧的功率因数为：

cos

（2）=650／1031＝0.63

（2）无功补偿容量

按规定，变电所高压侧的cos≥0.9，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90，取cos′＝0.92。

低压侧需装设的并联电容器容量为：

Qc=650×（tanarccos0.63－tanarccosO.92）kvar

　=525kvar

取QＣ=530kvar

（3）补偿后的变压器容量和功率因数

补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为

kV·A=704kV·A

因此主变压器容量可改选为800kV·A，比补偿前容量减少450kV·A。

变压器的功率损耗为

△≈0.015=0.015x704kV·A=10.6kW

△≈0.06=0.06×704kV·A=42.2kvar

变电所高压侧的计算负荷为

=650kW+10.6KW＝661kW

=（800—530）kvar+42.2kvar=312kvar

　kV·A＝731kV·A

补偿后工厂的功率因数为

cos=／=661／731＝0.904

差六章的公式

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：

需要把一次侧的线路电抗转换到二次侧的

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：

不要少除根号三

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：

根号三别少

第四章

5、某10/0.4kV的车间附设式变电所，总计算负荷为780kV·A，其中一、二级负荷有460kV·A。

试初步选择变电所主变压器的台数和容量。

已知当地的年平均气温为+25℃。

解：

根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。

每台容量SN·T=（0.6-0.7）×780kV·A=（468-546）kV·A,因此初选容量为500kV·A，

又当地的年平均气温为+25℃，所以，

实际容量为：

=（0.92-0.05）×500kV·A=435kV·A<460kV·A,

不满足一、二级负荷要求，因此不合适。

6、某10/0.4kV的车间附设式变电所，原装有S9-1000/10型变压器一台。

现负荷发展，计算负荷达1300kV·A。

问增加一台S9-315/10型变压器和S9-1000/10型变压器并列运行，有没有什么问题？

如果引起过负荷，将是那一台过负荷？

过负荷多少？

已知两台变压器均为Yyn0联结。

解：

并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的，因此先计算其阻抗标幺值。

查附录5-1知S9-315/10型变压器T1的Uk%=4，S9-1000/10型变压器T2的Uk%=4.5,取Sd=105kV·A,因此:

Z*T1==（4×105kV·A）÷（100×315kV·A）=12.7

Z*T1==（4.5×105kV·A）÷（100×1000kV·A）=4.5

由此可计算出两台变压器在负荷达1300kV·A时各台负担的负荷分别为

ST1=1300kV·A×=340kV·A

ST2=1300kV·A×=959.88kV·A

所以，S9-315/10型变压器T1将过负荷340-315=25kV·A，将超过其额定容量×100%=7.9%。

另外，从两台变压器的容量比来看，315kV·A:

1000kV·A=1:

3.17超过了不允许容量比1:

3。

6、分析定时限过电流保护的原理。

定时限过电流保护装置的原理电路如图所示，其工作原理如下：

当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA瞬时动作，闭合其触点，使时间继电器KT动作。

KT经过整定的时限后，其延时触点闭合，使串联的信号继电器（电流型）KS和中间继电器KM动作。

KS动作后，其指示牌掉下，同时接通信号回路，给出灯光信号和音响信号。

KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。

QF跳闸后，其辅助触点QFl—2随之切断跳闸回路。

在短路故障被切除后，继电保护装置除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可手动复位。

定时限过电流保护的原理电路图a）接线图b）展开图

4、线路允许电压损耗的计算（集

中负荷）（电阻R、电抗x给出）用负荷功率P、q计算P189例5-4试验算3题所选LGJ-50型钢芯铝线是否满足允许电压损耗5%的要求。

已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距为1.6m。

解：

由上题知P=2500kW，cos=0.7，因此tan=1，Q=2500kvar。

用A=50mm和a=1.26×1.6m2m查附录表6，得R=0.68／km，X=0.39／km。

线路的电压损耗为

=382V

线路的电压损耗百分值为

==1.09%<=5%