工廠供電計(jì)算題答案

1、工廠供電計(jì)算題答案第一章1 2342-2某機(jī)修車間，擁有冷加工機(jī)床52臺(tái)，共200kw;行車一臺(tái)，共5.1kw( & =15%);通風(fēng)機(jī)4臺(tái)，共 5kw;點(diǎn)焊機(jī)3臺(tái)，共10.5kw( & =65%車間采用220/380v三相四線制(TN-C)配電。試確定該車 間計(jì)算負(fù)何P30、Qo、S3o和I 30。解： 對(duì)于冷加工機(jī)床，Pe=200kVV Kd=0.2,cos =0.5,tan =1.73P30(i)=KdPe=0.2 x 200kW=40kWQ(1)=F3ta n =40x 1.73kvar=69.2kvar 對(duì)于行車組，Pe=FN N 25=5.1 15%25% =3.95KwK=0.1

2、5, cos =0.5, tan =1.73P30(2) = KdPe=0.15 x 3.95kW=0.59 kWQo(2)= P30tan =0.59 x 1.73=1.02kvar 對(duì)于通風(fēng)機(jī)組，P e= Pn=5 kW, Kd=0.8, cos=0.8, tan =0.75Pa0(3) = KdPe=0.8 x 5Kw=4kWQ(3)= P 30tan =4x 0.75kvar=3kvar 對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)組,P e= Pn . N 他=10.5 x . 65%100% =8.47 kW，Kd=0.35, cos =0.6,ta n =1.33P30(4) = KdPe=0.35 x 8.47

3、 kW=2.96kWQ(4)= P30ta n =3.94 kvar=3.94 kvar取需要系數(shù)K刀p=0.9,K刀q=0.95總的有功計(jì)算負(fù)荷為：P?0= ( P30(1)+ P302) +P30(3)+P30(4)XK 6=(40+0.59+4+2.96 ) x 0.9=42.8(kW總的無功計(jì)算負(fù)荷為：Q= ( Q0(1)+Q0(2)+Q(3) +Q(4) ) xK Eq=(69.2+1.02+3+3.94 )x 0.95=77.3(kvar)視在計(jì)算負(fù)荷為：S30= P30 2 Q302=A2.8277.32=84.9視在電流為：l3=So/ 一 3UN=849(1.732 X 0.

4、38)=129其中較大容P30、Q、2- 3有一 380v三相線路，供電給35臺(tái)小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘繛?85kW, 量的電動(dòng)機(jī)有7.5kW, 4kW3臺(tái), 3kW12臺(tái)。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法確定其計(jì)算負(fù)荷 S30 和 130。解：需要系數(shù)法對(duì)于小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，取K=0.2，cos =0.5，tan =1.73P30=KdPe=0.2 X 85kW=17kWQ0=F30ta n =17X 1.73kvar=29.4kvarSs0= P30/ cos =17/0.5kv A=34 kv AI 30= S30/ . 3 UN=34/(1.732 X 0.38)A=5

5、1.7A二項(xiàng)式法取 b=0.14,c=0.4Px=R6=(7.5 X 4X 3+3X )kW=22.5kWP30=KdPe=bR+cFX =(0.14 X 85+0.4 X 22.5)kW=20.9kWQ0=P4an =20.9 X 1.73kvar=36.2kvarS30= P30/ cos =20.9/0.5 kv A=41.8 kv A130= S30/ 3 UN=41.8/(1.73 X 0.38)=63.8A第三章1 343-1解：畫出短路計(jì)算電路如下:畫圖1.求k-1點(diǎn)處的短路電流和短路容量(Ui2=10.5kV)(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗 電力系統(tǒng)的電抗：X1叵 1

6、0.5kV 20.37S 300MV A 電纜線路電抗： =X)l=0.08 X4Km=0.32 畫出等效電路如下，計(jì)算其總阻抗為：X( k-1) X1 X2 0.37 0.32畫圖0.69(2)計(jì)算短路電流和短路容量短路電流周期分量有效值:I 3 Uc110.5kVK 1- 3X (K 13 0.698.78kA短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:I (3)I IK18.78kA. ish沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值:2.55I(3)2.55 8.78kA22.39kA短路容量：Sk 1(3)I (3)C1IK 1Ish3)1.511 1.51 8.78kA13.26kA3 10.5kV 8.

7、78kA159.68MV A2.求k-2點(diǎn)處的短路電流和短路容量(Ui2=0.4kV)(1) 計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：X1UC12S04kV 25.33300MV A10 4電纜線路電抗：=XIU C2U C120 4=0.08 X 4Km-0.410.52=0.32電力變壓器的電抗：X3 X4Uk%100Uc22SN4.51000.420.0980010 4畫出等效電路如下，計(jì)算其總阻抗為:X(k 2) X1 X2 X3/X445.33 10 44.65 10 40.09 10410.015 10畫圖(2) 計(jì)算短路電流和短路容量短路電流周期分量有效值:Ik 23U

8、c13X(K 2)0.4kV-3 10.015 10 442kA短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:I (3) I Ik(3)242 kA沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值:ish31.8411.84 42kA77.28kA(3)(3)Ish1.091 1.09 42kA 45.78kA短路容量：SK V 3Uc1Ik23 0.4kV 42kA 29MV A3- 2 解：(1)確定基準(zhǔn)值取 Sd=100MV A, UCi=10.5kV，UC2=0.4Kv而 I diSd3Ud100MV A、3 10.5kV5.50kAd2Sd3Uc2100MV A3 0.4kV144kA(2)計(jì)算短路電路中各主要元件

9、的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：Xi*=100MVA/300MV A=0.3 電纜線路電抗標(biāo)幺值： X2*=0.08 x 4kmK 100MV-A/(10.5kV) 2=0.29 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：X*=X* = 4.5 i00MV A 5.625100 800kV A畫出等效電路如下，“畫圖”(3) 計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 計(jì)算總電抗標(biāo)幺值為：X* (k 1) Xi*+X=0.3+0.29=0.59X (k i) 0.59 短路電流周期分量有效值：Ik i3*Idi5.50kA 9.32kA 其它三相短路電流:I (3)I II K(3)19.3

10、2kA.(3)i sh2.551 (3)2.559.32kA23.77kAI(3)I sh1.5111.519.32kA14.07kA短路容量：sj x*l) 1000M59 a 169.mv a(4) 計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量計(jì)算總電抗標(biāo)幺值為：X* (K 2) Xi*+X*+X*/X 4*=3.4025 短路電流周期分量有效值：3 ” 證 42kA 其它三相短路電流：I (3)IIk(3)242kA.(3)i sh1.84I1.8442 kA77.28kAI( 3)I sh1.091”1.0942 kA45.78kA短路容量：Sj*Sd100MV a 29

11、.39MV AX (k 2)3.4025. . 23-3設(shè)習(xí)題3-1所述工廠變電所380v側(cè)母線采用80Xl0mm的LMY鋁母線，水平平放，兩相相鄰母 線軸線間距為200mm檔距為0.9m,檔數(shù)大于2。該母線上裝有一臺(tái)500kW的同步電動(dòng)機(jī)，cos =1 時(shí)，n =94%試校驗(yàn)此母線的短路動(dòng)穩(wěn)定度。解：計(jì)算母線短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力由題3-1可知，380v母線的短路電流lK=42KA ish=77,3kA ;而接于380V母線的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電流為：IN M=500kW/C 3 X 380vX 1 X 0.94)=0.808kA由于IN M0.01 IK=0.42，所以要計(jì)入感應(yīng)電動(dòng)機(jī)反饋電流

12、的影響。該電動(dòng)機(jī)的反饋電流沖擊值為：ish M=CKsh M IN M=7.8X 1 X 0.808=6.3Ka因此母線在三相短路時(shí)所受到的最大電動(dòng)力為F=3 (ish + ish M)2 l X 10-7/a N/A 2=-3 (77.3+6.3) X 1032X 0.9 X 10-7/0.2=5447N校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度母線在F作用時(shí)的彎曲力矩為M= F3i/10=5447 X 0.9/10=490(N M)母線的截面系數(shù)為 w=b/6=(0.08) X 0.01/6=1.067 X 10-5m故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：6 c=M/W=490N M/1.067 X 10-

13、5mi=45.9 X 10-7Mpa硬鋁母線(LMY型的6 a仁70Mpa所以滿足6 a仁70Mpa6 c=45.9Mpa的條件。3-4設(shè)習(xí)題所述380V母線短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 0.05s，低壓斷路器的短路時(shí)間為 0.05s。試校驗(yàn)此 母線的短路熱穩(wěn)定度。解：最小允許截面Amin=I 1 tma /CI3= I k=42kA，由附錄表7可得c=87而t ima =t k+0.05s=top+t oc+0.05=0.5+0.05+0.05=0.6s所以 Amin=I J vtima /c=42 x 103x J06/87=374(mm)22而實(shí)際截面為 A=80X 10 mm=800 mm所以滿

14、足AAmin的短路熱穩(wěn)定度要求。第四章1 244- 1某10/0.4kV的車間附設(shè)式變電所，總計(jì)算負(fù)荷為780kV - A,其中一、二級(jí)負(fù)荷有 460kV A。試初步選擇變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。已知當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25C。解：根據(jù)變電所有一、二級(jí)負(fù)荷的情況，確定選兩臺(tái)主變壓器。每臺(tái)容量 Sn-t=(0.6- 0.7) X 780kV - A=(468- 546)kV A ,因此初選容量為 500kV - A,又當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25 r，所以，實(shí)際容量為：ar 20St (1 8%)Sn?t= (0.92-0.05 ) X 500kV- A=435kV- A460kVA ,100不滿

15、足一、二級(jí)負(fù)荷要求，因此不合適4-2某10/0.4kV的車間附設(shè)式變電所，原裝有 S9-1000/10型變壓器一臺(tái)。現(xiàn)負(fù)荷發(fā)展，計(jì)算負(fù)荷達(dá)1300kV - A。問增加一臺(tái)S9-315/10型變壓器和S9-1000/10型變壓器并列運(yùn)行，有沒有什么問題？如果引起過負(fù)荷，將是那一臺(tái)過負(fù)荷？過負(fù)荷多少？已知兩臺(tái)變壓器均為 Yyn0聯(lián)結(jié)。解：并列運(yùn)行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與阻抗標(biāo)幺值成反比的，因此先計(jì)算其阻抗標(biāo)幺值。查附錄5-1知S9-315/10型變壓器T1的U%=4S9-315/10型變壓器T2的Uk%=4.5,取S=10*VA, 因此：Z*T1 = Uk%Sj =(4 X 105kV- A)

16、- (100 X 315kV- A)=12.7100SnZ*T1 = Uk%9 =(4.5 X 105kV A)-(100 X 1000kV A)=4.5100SN由此可計(jì)算出兩臺(tái)變壓器在負(fù)荷達(dá)1300kVA時(shí)各臺(tái)負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為Si=1300kV AX=340kVA12.74.5ST2=1300kV- AX=959.88kV A12.74.5所以，S9-315/10型變壓器T1將過負(fù)荷340-315=25kV A ,將超過其額定容量25kV A315kV AX 100%=7.9%另外，從兩臺(tái)變壓器的容量比來看，315kV- A:1000kV A=1:3.17超過了不允許容量比1:34-4某廠

17、的有功計(jì)算負(fù)荷為3000kV,功率因素經(jīng)補(bǔ)償后達(dá)到0.92。該廠6kV進(jìn)線上擬安裝一臺(tái)SN10-10型高壓斷路器，其主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.9s，斷路器斷路時(shí)間為0.2s。該廠高壓配電所6kV母線上的lk(3) =20k。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。So=Ro/cos ?=3000/0.92=3260.87kVI 3=So/( , 3 UN)=3260.87/( .3 X 6)kV=313.78A而沖擊電流 i sh(3)=2.55Ik=2.55 X 20kA=51kA又 I)2t ima=(20kA)2 X (0.9s+0.2s)=440由以上計(jì)算，并根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)少油斷路器型式，初步選用

18、SN10-10型下面根據(jù)以上計(jì)算，對(duì) SN10-10H型斷路器進(jìn)行校驗(yàn)下表：序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件SN10-10H /1000-50 型斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kAUN10Kv合格2I 30313.78AI N1000A合格3I （3）I K20kAI x31.5kA合格4-（3）i sh51kAi max80kA合格5丨（3）2I xI ima440It2t231.544=3969合格所以，應(yīng)該選擇SN10-10H /1000-50型高壓戶內(nèi)少油斷路器5- 1 試按發(fā)熱條件選擇220/380V, TN C系統(tǒng)中的相線和PEN線截面及穿線鋼管（G）的直徑。已 知線路的計(jì)算電流為150A

19、安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度為25C。擬用BLV型鋁芯塑料線穿鋼管埋地敷設(shè)。（Page126 習(xí)題 1）解：（1）相線截面的選擇查附錄表10 BLV型45根單芯鋁芯絕緣線穿鋼管，環(huán)境溫度為25C時(shí)截面為95mfrB勺允許載流量為152A,大于計(jì)算電流150A。因此，相線截面選95mm。（2）PEN線截面的選擇按N線截面的選擇原則， A0 0.5A0.5 95 47.5mm2，取A。50mm2。按PE線截面的選擇原則，當(dāng) A95mm? 35mm?時(shí)，Ape 0.5A 0.5 95 47.5mm?，取2Ape 50mm。故PEN線截面選擇為：Ape n 50mm2。（3）穿線鋼管（G直徑的選擇查附錄表10

20、BLV型鋁芯絕緣線穿鋼管時(shí)的允許載流量表，4根單芯截面為95miH呂芯絕緣線穿鋼管（G）的直徑應(yīng)為70mm第六章1 2346-1 有1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為該電動(dòng)機(jī)端子處的三相短路電流為380V,額定電流為22A，啟動(dòng)電流為140A,啟動(dòng)時(shí)間在3s以下。16kA。試選擇保護(hù)該電動(dòng)機(jī)的 RT0型熔斷器及其熔體額定電流，該熔斷器只作短路保護(hù)，并選擇該電動(dòng)機(jī)的配電線（采用BLV型導(dǎo)線）的導(dǎo)線截面及穿線的硬塑料管管徑（環(huán)境溫度按+30C計(jì)）。（Page165習(xí)題1,參照Page132例6.1 ） 解：（1）選擇熔體及熔斷器的額定電流I N,FE I 3022 A且IN,FE KI pk 0.3 1404

21、2A因此由附錄表13 RT0型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，可選RT0- 100型熔斷器，其中1 N ,FE 50 代 1 N ,FU 100 A o(2) 校驗(yàn)熔斷器的斷流能力查附錄表13 , RT0-100型熔斷器的Ioc 50kA 16kA，因此該熔斷器的斷流能力是足夠的。(3) 選擇導(dǎo)線截面及穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表10 BLV型鋁芯絕緣線穿硬塑料管時(shí)的允許載流量， 3根單芯線、環(huán)境溫度30C,截 面為6口和寸允許載流量25A,大于電動(dòng)機(jī)額定電流為22A,滿足發(fā)熱條件要求，相應(yīng)地選3根穿管管 徑 20mm校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查附錄 7絕緣導(dǎo)線芯線的最小截面，穿管敷設(shè)的鋁芯絕緣導(dǎo)線的最小截面為

22、2.5mm?，F(xiàn)選為6口金滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。(4) 校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合因?yàn)樵撊蹟嗥髦蛔鞫搪繁Ｗo(hù)，且為穿管敷設(shè)，所以取Kol 2.5I n,fe 50 A Kol I al 2.5 2562.5A因此滿足配合要求。綜上所述，選RT0-100型熔斷器，其中In,fe 50A,I n,fu 100A。截面為6mrrBLV型鋁芯絕緣線穿直徑20mm勺硬塑料管。6- 2 有一條 380V線路，其 l30280A，I pk 600A，線路首端的 I k7.8kA，末端的 Ik,min 2.5kA試選擇線路首端裝設(shè)的DWI6型低壓斷路器，并選擇和整定其瞬時(shí)動(dòng)作的電磁脫扣器，檢驗(yàn)其靈敏度。(Page16

23、5 習(xí)題 2,參照 Page137例 6.3 )解：(1)脫扣器額定電流及低壓斷路器額定電流的選擇1 n,or315 A 130 28 A查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，選型號(hào)DW163低壓斷路器，殼架等級(jí)電流I n,qf =63 A，脫扣器額定電流I n,or =315 Ao(2) 瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的萬能式斷路器(DW型) , Krel 1.351 op(o) K rei I pk 1.35600810 A1 op(o) 810 2.57I n,or 315查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，取瞬時(shí)動(dòng)作整定電流Iop(o

24、) =3In,or =3X315=945Ao(3) 瞬時(shí)過電流脫扣器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)SpI k,minI op25009452.651.3，滿足靈敏度的要求(5) 斷流能力的校驗(yàn)查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，DW1 630低壓斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?0kA (380V),對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的萬能式斷路器(DW型)Ioc 30kA Ik3)7.8kA故，滿足斷流能力的要求。綜上所述，選型號(hào)DW1630低壓斷路器，殼架等級(jí)電流I n,qf =630 A,脫扣器額定電流In,or =315A,瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器整定電流I op(o) =3I n,or =945Ao 6-3 某

25、10kV線路，采用兩相兩繼電器式接線的去分流跳閘原理的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置，電流互感器的變流比為200/5,線路的最大負(fù)荷電流(含尖峰電流)為 180A線路首端的三相短路電流有 效值為2.8 kA，末端的三相短路電流有效值為1 kA，設(shè)系統(tǒng)只有一種運(yùn)行方式。試整定該線路采用 的GL15/10型電流繼電器的動(dòng)作電流和速斷電流倍數(shù)，并檢驗(yàn)其保護(hù)靈敏度。(Page165習(xí)題3)解：由題意得：電流互感器的變流比Ki 200/540 ;線路的最大負(fù)荷電流I L,max 180A ;線路首端的三相短路電流有效值Ik? 1為,1 1爲(wèi)1 2.8kA;末端的三相短路電流有效值Ik32 1爲(wèi)2丨爲(wèi),2 1kA

26、;兩 相兩繼電器式接線的接線系數(shù) Kw 1;查Page288附錄表15得GL15/10型電流繼電器的返回系 數(shù) Kre 0.8 o(1) 過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定由于該線路采用的GL15/10型電流繼電器保護(hù)，所以取 Krel 1.3 oIopiLmax仁 1180 7.3125AKreKi0.8 40根據(jù)GL15/10型電流繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為7.5A(2) 過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)SpKwI(2) k，min, 2J3(3)2wl k,min,2Ki IopKg 1 100040 7.52.891.5顯然，滿足靈敏度的要求。(3) 電流速斷保護(hù)速斷電流的整定由于該線路采用的GL15/1