工廠供電計算題答案解析

1、第一章1 2 34第二章1 2 3 6 82-2某機修車間，擁有冷加工機床52臺，共200kw/;行車一臺，共5.1kw( £ =15%)風機4臺，共5kw;點焊機3臺，共10.5kw( e =65%) o車間至2O/380V三相四線制(TN-C)配電。試確定該車間計算負何 P30、Q30、S30 和 I30。解：對于冷加工機床，Pe=200kW, Kd=0.2,cos =0.5,tan =1.73P30(1)=K dPe=0.2 x 200kW=40kWQ30(1)=P30tan =40 x 1.73kvar=69.2kvar對于行車組，Pe=PNN =5.1 15%oco/ =3

2、.95Kw,Kd=0.15, cos =0.5, tan =1.732525%P30(2)= KdPe=0.15 X 3.95kW=0.59 kWQ3o(2)= P30tan =0.59 x 1.73=1.02kvar對于通風機組，Pe= Pn=5 kW, Kd=0.8, cos =0.8, tan =0.75P3o(3)= KdPe=0.8 X 5Kw=4kWQ3o(3)= P30tan =4 x 0.75kvar=3kvar對于點焊機組，P= Pn N ywo =10.5 N'65%00% =8.47 kW, Kd=0.35, cos =0.6,tan =1.33P30(4)= K

3、dPe=0.35 X 8.47 kW=2.96kWQ3o(4)= P30tan =3.94 kvar=3.94 kvar取需要系數(shù)K功=0.9,K±q=0.95總的有功計算負荷為：P30= ( P30(1)+P302) + P30(3)+P30(4) X K=(40+0.59+4+2.96)義 0.9=42.8 (kW)總的無功計算負何為：Q30= ( Q30(1)+Q 30(2)+Q 30(3)+Q 30(4) X K &=(69.2+1.02+3+3.94 義 0.95=77.3 (kvar)視在計算負荷為：&0P302 Q302=,42.8277.32=84.9

4、視在電流為：l3o=S3o/忑Un=84.9/(1.732乂 0.38)=1292-3有一 380v三相線路，供電給35臺小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，總容量為 85kW,其中較大容 量的電動機有7.5kW, 4kW3臺，3kW12臺。試分別用需要系數(shù)法和二項式法確定其計算負荷 P30、Q30、 S30和 130。解：需要系數(shù)法對于小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，取Kd=0.2, cos =0.5, tan =1.73P30=KdPe=0.2 x 85kW=17kWQ30=P30tan =17 x 1.73kvar=29.4kvarS3o= P30/ cos =17/0.5kv A=34 kv A陵

5、=S30/ 網(wǎng) Un=34/(1.732X 0.38)A=51.7A二項式法取 b=0.14,c=0.4Px=Pi6=(7.5 X 4 X 3+3 X )kW=22.5kWP30=K dPe=bPe+cPX =(0.14 X 85+0.4 X 22.5)kW=20.9kWQ30=P30tan =20.9 x 1.73kvar=36.2kvarS3o= P30/ cos =20.9/0.5 kv A=41.8 kv A國=S30/Un=41.8/(1.73X 0.38)=63.8A第三章1 3 43-1解：畫出短路計算電路如下:"畫圖"1.求k-1點處的短路電流和短路容量(U

6、ci2=10.5kV)(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗一 22電力系統(tǒng)的電抗：Xi UL10.5kV0.37S 300MV A電纜線路電抗：X2=X 01=0.08 X4Km=0.32畫出等效電路如下，計算其總阻抗為：X()X1 X2 0.37 0.32k-1'"畫圖"0.69(2)計算短路電流和短路容量短路電流周期分量有效值:UC110.5kVC I3X (K 1)3 0.698.78kA短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:I 1(3) I (3)1Kl(3) 8.78kA沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值:(3)(3)ish2.55I''2.55

7、 8.78kA 22.39kA(3)Ish1.51I'' 1.51 8.78kA 13.26kA短路容量：S< 1(3)3Uc1IK3 10.5kV8.78kA 159.68MV A2.求k-2點處的短路電流和短路容量(Uci2=0.4kV)(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：X1UC12s20.4kV5 33300MV A10 4電纜線路電抗：X2'=X 0IU C2U C12=0.080.4X 4Km10.52=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，計算其總阻

8、抗為:X (K 2) X1' X2' X3/X4440.09 10 45.33 104.65 1010.015 10 4"畫圖"(2)計算短路電流和短路容量短路電流周期分量有效值:U C10.4kV短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流:I ''(3)3X (k 2),3 10.015 10 442kAIIk2(3) 42kA沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值:ish 1.84I'' 1.84 42kA 77.28kA(3)Ish 1.09I''1.09 42kA 45.78kA42kA 29MV A短路容量：Sk 1(3

9、) 3UciIk 2(3)3 0.4kV3-2 解:(1)確定基準值取 S=100MV A, Uci=10.5kV, Uc2=0.4Kv而I diSd3Uci100MV A3 10.5kV5.50kAI d2Sd3Uc2100MV A,3 0.4kV144kA（3）（3） _lsh1.511'' 1.51 9.32kA 14.07kA(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)的電抗標幺值： X1*=100MV - A /300MV - A=0.3電纜線路電抗標幺值：X2*=0.08 X4kmX100MV -/(10.5kV)2=0.29電力變壓器的電抗標幺值：X3*=X

10、4*= 4.5 100MV A 5.625 100 800kV A畫出等效電路如下，“畫圖”(3)計算k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量計算總電抗標幺值為：X (K 1) X1+X 2 =0.3+0.29=0.59短路電流周期分量有效值：Ik 13*Id15.50kA 9.32kAX (K 1)0.59其它三相短路電流:|''（3）I Ik 1（3）9.32kA（3）ish2.551''2.55 9.32kA23.77kA短路容量：X1SdTT*X (K 1)100MV A 169.MV A0.59(4)計算k-2點的短路電路總電抗標幺值及三

11、相短路電流和短路容量計算總電抗標幺值為：X* (K 2) X1*+X2*+X3*/X 4*=3.4025短路電流周期分量有效值：Ik 2 3Id2 144kAX (K 2)3.402542kA其它三相短路電流:I'II k 2(3) 42kAish 1.841''1.84 42kA77.28kA(3)一 _1sh 1.091'' 1.09 42kA 45.78kA短路容量：8 2(3) 三 A 29.39MV A 3-3設習題3-1所述工廠變電所380v側母線采用80 X 10mm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

12、,檔數(shù)大于2。該母線上裝有一臺500kW的同步電動機，cos =1時，產(chǎn)94%。試校驗此母線的短路動穩(wěn)定度。解：計算母線短路時所受的最大電動力由題3-1可知，380v母線的短路電流Ik=42KA, ish(3 =77,3kA;而接于380V母線的感應電動機額定電流為：IN - M=500kW/(如 X 380vx 1 X 0.94)=0.808kA由于IN M>0.01 IK=0.42,所以要計入感應電動機反饋電流的影響。該電動機的反饋電流沖擊值為：ish - M=CKsh - M IN - M=7.8 x 1 x 0.808=6.3Ka因此母線在三相短路時所受到的最大電動力為F(3)=

13、，'3 (ishi3 + ish M)2 l x 10-7/a N/A 2=5447N校驗母線短路時的動穩(wěn)定度母線在F作用時的彎曲力矩為M= F 1/10=5447 X0.9/10=490(N - M)母線的截面系數(shù)為 w=b2/6=(0.08)2X0.01/6=1.067X 10-5m3故母線在三相短路時所受到的計算應力為：6c=M/W=490N - M/1.067 義 10-5m3=45.9X 107Mpa硬鋁母線(LMY)型的6a1=70Mpa所以?II足 6a1=70Mpa> S=45.9Mpa的條件。3-4設習題所述380V母線短路保護動作時間為0.05s低壓斷路器的短

14、路時間為0.05s試校驗此母線 的短路熱穩(wěn)定度。解：最小允許截面Amin = I/dtma /CI3)= I K=42kA ,由附錄表7可得c=87而 tima=tk+0.05S=t op+t oc+0.05=0.5+0.05+0.05=0.6s所以 Amin=I3rtma /c=42 x 103X 06/87=374(mm2)而實際截面為 A=80 x 10 mm2=800 mm2所以?f足AAmin的短路熱穩(wěn)定度要求。第四章1 244-1某10/0.4kV的車間附設式變電所，總計算負荷為780kV - A,其中一、二級負荷有460kV - A。試+25 C。初步選擇變電所主變壓器的臺數(shù)和容

15、量。已知當?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?解：根據(jù)變電所有一、二級負荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量 Sn t=(0.6-0.7) x 780kV - A=(4546)kV A因此初選容量為 500kV - A,又當?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25 C,所以，ar- 20實際容量為：St (18%20)Sn ?t= (0.92-0.05 X 500kV - A=435kV - A<460kV , A 100不滿足一、二級負荷要求，因此不合適。4-2某10/0.4kV的車間附設式變電所，原裝有 S9-1000/10型變壓器一臺。現(xiàn)負荷發(fā)展，計算負荷達1300kVA。問增加一臺S9-315/10型變壓器和S9

16、-1000/10型變 壓器并列運行，有沒有什么問題？如果引起過負荷，將是那一臺過負荷？過負荷多少？已知兩臺變壓器均為Yyn0聯(lián)結。解：并列運行的變壓器之間的負荷分配是與阻抗標幺值成反比的，因此先計算其阻抗標幺值。查附錄 5-1 知 S9-315/10型變壓器 T1 的 Uk%=4,S9-315/10型變壓器 T2 的 Uk%=4.5，取 S=105kV A,因此：Z*T1 = Uk%0 =(4 X 15kV A) + (100 X 315kV - A)=12.7 100SnZ*t1 = Uk%8 =(4.5 x 1kV A) - (100 X 1000kV - A)=4.5 100Sn由此可計

17、算出兩臺變壓器在負荷達1300kV A時各臺負擔的負荷分別為一45ST1=1300kV - AX=340kV A12.7 4.5-12.7Sr2=1300kV - AX=959.88kV A12.7 4.5所以，S9-315/10型變壓器 T1將過負荷340-315=25kV - A ,將超過其額定容量25kV A X 100%=7.9%。315kV A另外，從兩臺變壓器的容量比來看,315kV - A:1000kV - A=1317允許容量比134-4某廠的有功計算負荷為3000kW,功率因素經(jīng)補償后達到0.92。該廠6kV進線上擬安裝一臺SN10-10型高壓斷路器，其主保護動作時間為 0.

18、9s,斷路器斷路時間為0.2$該廠高壓配電所6kV母線上的Ik二20k。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。解：由題意可得，計算容量S3o=P3(/cos? =3000/0.92=3260.87kV l3o=S3o/( J3Un)=3260.87/(T3 X 6)kV=313.78A而沖擊電流 ish(3)=2.55Ik=2.55x 20kA=51kA又 Ioc(3)2tma=(20kA)2x (0.9s+0.2s)=440由以上計算，并根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶少油斷路器型式，初步選用SN10-10型卜面根據(jù)以上計算，對SN10-10II型斷路器進行校驗下表:廳P裝設地點電氣條件SN10-10H /1000

19、-50 型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1Un6kAUn10Kv合格2I 30313.78AI N1000A合格3(3)I K20kAI31.5kA合格4:(3) ish51kAimax80kA合格5I2t x lima440It2t31.5“ 4=3969合格所以，應該選擇SN10-10H/1000-50型高壓戶少油斷路器第5章1 245-1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。已知線路的計算電流為150A,安裝地點的環(huán)境溫度為25C。寸K用BLV型鋁芯塑料線穿鋼管埋地敷設。(Page126 習題 1)解：(1)相線截面的選擇查附錄表10

20、BLV型45根單芯鋁芯絕緣線穿鋼管，環(huán)境溫度為25c時截面為95mm2的允許載 流量為152A,大于計算電流150A。因此，相線截面選95mm2。（ 2） PEN 線截面的選擇按N線截面的選擇原則，A 0.5A0.5 95 47.5mm2 ,取A0 50mm2。按PE線截面的選擇原則，當 A 95mm2 35mm2時，Ape 0.5A 0.5 95 47.5mm2,取2APE 50mm 。故 PEN 線截面選擇為：APEN 50mm2。（ 3）穿線鋼管（G ）直徑的選擇查附錄表10 BLV型鋁芯絕緣線穿鋼管時的允許載流量表，4根單芯截面為95mm2鋁芯絕緣線穿鋼管（G）的直徑應為70mm。第六

21、章 1 2 3 46-1有1臺電動機，額定電壓為 380V,額定電流為22A,啟動電流為140A,啟動時間在3s以下。該電動機端子處的三相短路電流為 16kA0試選擇保護該電動機的 RT0型熔斷器及其熔體額定電流，該熔斷器只作短路保護，并選擇該電動機的配電線（采用BLV 型導線）的導線截面及穿線的硬塑料管管徑（環(huán)境溫度按+30C計）0 （Page165習題1,參照Page13的J 6.1）解： （ 1）選擇熔體及熔斷器的額定電流I N,FE I 3022A且 IN,FE KI pk 0.3 140 42A因此由附錄表13 RT0 型低壓熔斷器的主要技術數(shù)據(jù)，可選RT0 100 型熔斷器，其中I

22、 N,FE 50A,I N,FU 100A。（ 2）校驗熔斷器的斷流能力查附錄表13 , RT0100型熔斷器的I。50kA 16kA,因此該熔斷器的斷流能力是足夠的。（3）選擇導線截面及穿線的硬塑料管徑查附錄表10 BLV型鋁芯絕緣線穿硬塑料管時的允許載流量， 3根單芯線、環(huán)境溫度30C,截 面為6mm2時允許載流量25A,大于電動機額定電流為22A,滿足發(fā)熱條件要求，相應地選 3根穿管 管徑20mm。校驗機械強度，查附錄 7絕緣導線芯線的最小截面，穿管敷設的鋁芯絕緣導線的最小截面為 2.5mm2?，F(xiàn)選為6mm2,滿足機械強度要求。（4）校驗導線與熔斷器保護的配合因為該熔斷器只作短路保護，且

23、為穿管敷設，所以取 Kol 2.5In,fe 50A Kol%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, In,fu 100Ao截面為6mm2BLV型鋁芯絕緣 線穿直徑20mm的硬塑料管。6-2 有一條 380V線路，其 I30280A, I pk 600A ,線路首端的 Ik（3）7.8kA,末端的 Ik,min 2.5kA試選擇線路首端裝設的DWl6型低壓斷路器，并選擇和整定其瞬時動作的電磁脫扣器，檢驗其靈敏度。（Page165 習題 2,參照 Page13次J 6.3）解：（1）脫扣器額定電流及低壓斷路器額定電流的選擇In,or

24、315A130280A查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術數(shù)據(jù)，選型號DW16630低壓斷路器，殼架等級電流In,qf=630 A,脫扣器額定電流In,or=315 Ao（2）瞬時過電流脫扣器動作電流的整定對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型），Krel 1.35Iop(o) KrelIpk 1.35 600810AI op(o)I N,OR810315查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術數(shù)據(jù)，取瞬時動作整定電流 I op(o)=3 I n,or =3 X 315=945A。(3)瞬時過電流脫扣器保護靈敏度的校驗工之 ”00 2.65 k 1.3,滿足靈敏度的要求。

25、p I op 945(5)斷流能力的校驗查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術數(shù)據(jù)，DW16630低壓斷路器的極限分斷能力為30kA (380V),對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器(DW型)Ioc 30kA lk3)7.8kA故，滿足斷流能力的要求。綜上所述，選型號DW16630低壓斷路器，殼架等級電流I n,qf =630 A,脫扣器額定電流In,or=315 A，瞬時動作脫扣器整定電流I o”。) =3 I n ,or =945A。6-3某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限過電流保護裝置，電流互感 器的變流比為200/5,線路的最大負荷電流(含尖峰電

26、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,設系統(tǒng)只有一種運行方式。試整定該線路采用的GL 15/10型電流繼電器的動作電流和速斷電流倍數(shù)，并檢驗其保護靈敏度。(Page165習題3)解：由題意得：電流互感器的變流比Ki 200/5 40;線路的最大負荷電流IL,max 180A;線路首端的三相短路 電流有效值Ik,1) I；min,1 Ik,max,1 2.8kA；末端的三相短路電流有效值Ik,2 Ikin,2 I ',2 1kA ；兩 相兩繼電器式接線的接線系數(shù) Kw 1;查Page288附錄表15得GL 15/10型電流繼電器的返回系數(shù) Kre 0.8。(1)過電流保護動作電流的整定由于該線路采用的GL 15/ 10型電流繼電器保護，所以取Krei1.3。KrelKw1.3 1Iop VILg00 18073125AK re K i0.8 40根據(jù)GL 15/10型電流繼電器的規(guī)格，動作電流整定為 7.5A。(2)過電流保護靈敏度的校驗° KwIk, min,2Spp KiIop 3 (3)"2" K wI k, min, 2KiIopT 1 1000 -2.891.540 7.5顯然，滿足靈敏度的要求。(3)電流速斷保護速斷電流