工廠供電計(jì)算題答案

1、第一章1 2 3 4 第二章 1 2 3 6 82-2 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)荷P30、Q30、S30和I30。解： 對(duì)于冷加工機(jī)床，Pe=200kW，Kd=0.2,cosf=0.5,tanf=1.73P30(1)=KdPe=0.2×200kW=40kWQ30(1)=P30tanf=40×1.73kvar=69.2kvar對(duì)于行車組,Pe=PN=5.1=3.95Kw,Kd=0.15,

2、 cosf=0.5, tanf=1.73P30(2)= KdPe=0.15×3.95kW=0.59 kWQ30(2)= P30tanf=0.59×1.73=1.02kvar對(duì)于通風(fēng)機(jī)組, Pe= PN=5 kW, Kd=0.8, cosf=0.8, tanf=0.75P30(3)= KdPe=0.8×5Kw=4kWQ30(3)= P30tanf=4×0.75kvar=3kvar對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)組, Pe= PN =10.5×=8.47 kW，Kd=0.35, cosf=0.6,tanf=1.33P30(4)= KdPe=0.35×8.47

3、kW=2.96kWQ30(4)= P30tanf=3.94 kvar=3.94 kvar取需要系數(shù) Kp=0.9,Kq=0.95總的有功計(jì)算負(fù)荷為：P30=（P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)）×Kp =（40+0.59+4+2.96）×0.9 =42.8（kW）總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q30=（Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)+Q30(4)）×Kq =（69.2+1.02+3+3.94）×0.95 =77.3（kvar）視在計(jì)算負(fù)荷為：S30= = =84.9視在電流為：I30=S30/UN=84.9/(1.732×0

4、.38)=1292-3 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?5kW，其中較大容量的電動(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P30、Q30、S30和I30。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Kd=0.2，cosf=0.5，tanf=1.73P30=KdPe=0.2×85kW=17kWQ30=P30tanf=17×1.73kvar=29.4kvarS30= P30/ cosf=17/0.5kv·A=34 kv·AI30= S30/UN=34/(1.732&#

5、215;0.38)A=51.7A二項(xiàng)式法取b=0.14,c=0.4PX=P16=(7.5×4×3+3×)kW=22.5kWP30=KdPe=bPe+cPX =(0.14×85+0.4×22.5)kW=20.9kWQ30=P30tanf=20.9×1.73kvar=36.2kvarS30= P30/ cosf=20.9/0.5 kv·A=41.8 kv·AI30= S30/UN=41.8/(1.73×0.38)=63.8A第三章 1 3 43-1 解：畫出短路計(jì)算電路如下："畫圖"1.求

6、k-1點(diǎn)處的短路電流和短路容量（Uc12=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：電纜線路電抗：X2=X0l=0.08×4Km=0.32畫出等效電路如下，計(jì)算其總阻抗為：'"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：短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值： 短路容量：2.求k-2點(diǎn)處的短路電流和短路容量（Uc12=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：電纜線路電抗：X2'=X0l=0.08×4Km=0.32電力變壓器的電抗：畫出等效電路如下

7、，計(jì)算其總阻抗為："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：短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：短路容量：3-2 解：(1)確定基準(zhǔn)值取 Sd=100MV·A，UC1=10.5kV，UC2=0.4Kv而 (2)計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：X1*=100MV·A/300MV·A=0.3電纜線路電抗標(biāo)幺值：X2*=0.08×4km×100MV·A/(10.5kV)2=0.29電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：X3*=X4*=畫出等效電路如下，“畫圖”（3

8、）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：X1*+X2*=0.3+0.29=0.59短路電流周期分量有效值：其它三相短路電流： 短路容量：（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：X1*+X2*+X3*/X4*=3.4025短路電流周期分量有效值：其它三相短路電流：短路容量：3-3 設(shè)習(xí)題3-1所述工廠變電所380v側(cè)母線采用80×10mm2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)，cosf=1時(shí)，=94%。試校驗(yàn)此母線

9、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IK=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/(×380v×1×0.94)=0.808kA由于IN·M>0.01 IK=0.42，所以要計(jì)入感應(yīng)電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。該電動(dòng)機(jī)的反饋電流沖擊值為：ish·M=CKsh·M IN·M=7.8×1×0.808=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=(ish+ ish·M)2

10、83;l×10-7/a N/A2 =(77.3+6.3)×1032×0.9×10-7/0.2 =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= Fl/10=5447×0.9/10=490(N·M)母線的截面系數(shù)為 w=b2/6=(0.08)2×0.01/6=1.067×10-5m3故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：c=M/W=490N·M/1.067×10-5m3=45.9×10-7Mpa硬鋁母線（LMY）型的a1=70Mpa所以滿足a1=70Mpac=45.9M

11、pa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/cI= IK=42kA，由附錄表7可得c=87而tima=tk+0.05s =top+toc+0.05 =0.5+0.05+0.05 =0.6s所以Amin=I/c=42×103×/87=374(mm2)而實(shí)際截面為A=80×10 mm2=800 mm2所以滿足AAmin的短路熱穩(wěn)定度要求。第四章1 2 44-1 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)

12、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?25。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)×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，所以，實(shí)際容量為：=（）×500kV·A=435kV·A<460kV·A,不滿足一、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)?，F(xiàn)負(fù)荷發(fā)展，計(jì)算

13、負(fù)荷達(dá)1300kV·A。問(wèn)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(méi)有什么問(wèn)題？如果引起過(guò)負(fù)荷，將是那一臺(tái)過(guò)負(fù)荷？過(guò)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Uk%=4，S9-315/10型變壓器T2的Uk%=4.5,取Sd=105kV·A,因此:ÈZ*T1È=(4×105kV·A)÷(100×315kV·A)=12.7ÈZ*T1&#

14、200;=(4.5×105kV·A)÷(100×1000kV·A)=4.5由此可計(jì)算出兩臺(tái)變壓器在負(fù)荷達(dá)1300kV·A時(shí)各臺(tái)負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為ST1=1300kV·A×=340kV·AST2=1300kV·A×=959.88kV·A所以，S9-315/10型變壓器T1將過(guò)負(fù)荷340-315=25kV·A，將超過(guò)其額定容量×100%=7.9%。另外，從兩臺(tái)變壓器的容量比來(lái)看，315kV·A:1000kV·A=1:3.17超過(guò)了不允許容量比

15、1:3。4-4 某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為3000kW，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Ik（3）=20k。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。解：由題意可得，計(jì)算容量S30=P30/cos=3000/0.92=3260.87kV I30=S30/(UN)=3260.87/(×6)kV=313.78A而沖擊電流 ish(3)=2.55Ik=2.55×20kA=51kA又I(3)2tima=(20kA)2×(0.9s+0.2s)=440由以上計(jì)算，并

16、根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)少油斷路器型式，初步選用SN10-10型。下面根據(jù)以上計(jì)算，對(duì)SN10-10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SN10-10/1000-50型斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kAUN10Kv合格2I30313.78AIN1000A合格3IK（3）20kAI31.5kA合格4ish(3)51kAimax80kA合格5I(3)2tima440It2t31.5424=3969合格所以，應(yīng)該選擇SN10-10/1000-50型高壓戶內(nèi)少油斷路器。第5章1 2 45-1 試按發(fā)熱條件選擇220/380V，TNC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)

17、算電流為150A，安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度為25。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25時(shí)截面為95mm2的允許載流量為152A，大于計(jì)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，取。按PE線截面的選擇原則，當(dāng)時(shí)， ，取。故PEN線截面選擇為：。（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(shí)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(yīng)為70mm。第六章1 2 3 46-1 有1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電

18、壓為380V，額定電流為22A，啟動(dòng)電流為140A，啟動(dòng)時(shí)間在3s以下。該電動(dòng)機(jī)端子處的三相短路電流為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+30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且 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RT0100型熔斷器，其中。（2）校驗(yàn)熔斷器的斷流能力查附錄表13 ，RT0100型熔斷器的，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

19、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30，截面為6mm2時(shí)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2.5mm2?，F(xiàn)選為6mm2，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)，所以取因此滿足配合要求。綜上所述，選RT0100型熔斷器，其中。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，線路首端的，末端的。試選擇線路首端裝設(shè)的DWl6型低壓

20、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。（Page165 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)DW16630低壓斷路器，殼架等級(jí)電流=630 A，脫扣器額定電流=315 A。（2）瞬時(shí)過(guò)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(wàn)能式斷路器（DW型），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=3=3×315=945A。（3）瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)，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

21、路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，DW16630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(wàn)能式斷路器（DW型）故，滿足斷流能力的要求。綜上所述，選型號(hào)DW16630低壓斷路器，殼架等級(jí)電流=630 A，脫扣器額定電流=315 A，瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器整定電流=3=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(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置，電流互感器的變流比為2005，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GL1510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；線路的最大負(fù)荷電流；線路首端的三相短路電流有效值；末端的三相短路電流有效值；兩相兩繼電器式接線的接線系數(shù)；查Page288 附錄