工廠供電計算題答案

1、-. z.第一章1 2 3 4第二章1 2 3 6 82-2 *機修車間,擁有冷加工機床52臺，共200kw；行車一臺，共5.1kw(=15%)；通風(fēng)機4臺，共5kw；點焊機3臺，共10.5kw(=65%)。車間采用220/380v三相四線制TN-C配電。試確定該車間計算負(fù)荷P30、Q30、S30和I30。解： = 1 * GB3 對于冷加工機床，Pe=200kW，Kd=0.2,cos=0.5,tan=1.73P30(1)=KdPe=0.2200kW=40kWQ30(1)=P30tan=401.73kvar=69.2kvar = 2 * GB3 對于行車組,Pe=PN=5.1=3.95Kw,K

2、d=0.15, cos=0.5, tan=1.73P30(2)= KdPe=0.153.95kW=0.59 kWQ30(2)= P30tan=0.591.73=1.02kvar = 3 * GB3 對于通風(fēng)機組, Pe= PN=5 kW, Kd=0.8, cos=0.8, tan=0.75P30(3)= KdPe=0.85Kw=4kWQ30(3)= P30tan=40.75kvar=3kvar = 4 * GB3 對于點焊機組, Pe= PN =10.5=8.47 kW，Kd=0.35, cos=0.6,tan=1.33P30(4)= KdPe=0.358.47 kW=2.96kWQ30(4)

3、= P30tan=3.94 kvar=3.94 kvar取需要系數(shù) Kp=0.9,Kq=0.95總的有功計算負(fù)荷為：P30=P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)Kp =40+0.59+4+2.960.9 =42.8kW總的無功計算負(fù)荷為：Q30=Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)+Q30(4)Kq =69.2+1.02+3+3.940.95 =77.3kvar視在計算負(fù)荷為：S30= =84.9視在電流為：I30=S30/UN=84.9/(1.7320.38)=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?cè)萘繛?5kW，其中較大容量的電

4、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(fù)荷P30、Q30、S30和I30。解： = 1 * GB4 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=0.285kW=17kWQ30=P30tan=171.73kvar=29.4kvarS30= P30/ cos=17/0.5kvA=34 kvAI30= S30/UN=34/(1.7320.38)A=51.7A = 2 * GB4 二項式法取b=0.14,c=0.4P*=P16=(7.543+3)kW=22.5kWP30=KdPe=bPe+cP*

5、 =(0.1485+0.422.5)kW=20.9kWQ30=P30tan=20.91.73kvar=36.2kvarS30= P30/ cos=20.9/0.5 kvA=41.8 kvAI30= S30/UN=41.8/(1.730.38)=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Uc12=10.5kV(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 = 1 * GB3 電力系統(tǒng)的電抗： = 2 * GB3 電纜線路電抗：*2=*0l=0.084Km=0.32 = 3 * GB3 畫出等效電路如下，計算其總阻抗為：畫圖2計算短路電流和短路

6、容量 = 1 * GB3 短路電流周期分量有效值： = 2 * GB3 短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： = 3 * GB3 沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值： = 4 * GB3 短路容量：2.求k-2點處的短路電流和短路容量Uc12=0.4kV(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 = 1 * GB3 電力系統(tǒng)的電抗： = 2 * GB3 電纜線路電抗：*2=*0l=0.084Km=0.32 = 3 * GB3 電力變壓器的電抗： = 4 * GB3 畫出等效電路如下，計算其總阻抗為：畫圖2計算短路電流和短路容量 = 1 * GB3 短路電流周期分量有效值： = 2 * GB3 短路次暫態(tài)

7、電流和穩(wěn)態(tài)電流： = 3 * GB3 沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值： = 4 * GB3 短路容量：3-2解：(1)確定基準(zhǔn)值取 Sd=100MVA，UC1=10.5kV，UC2=0.4Kv而(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 = 1 * GB3 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：*1*=100MVA/300MVA=0.3 = 2 * GB3 電纜線路電抗標(biāo)幺值：*2*=0.084km100MVA/(10.5kV)2=0.29 = 3 * GB3 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：*3*=*4*=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(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 = 1 * GB3

8、計算總電抗標(biāo)幺值為：*1*+*2*=0.3+0.29=0.59 = 2 * GB3 短路電流周期分量有效值： = 3 * GB3 其它三相短路電流： = 4 * GB3 短路容量：4計算k-2點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 = 1 * GB3 計算總電抗標(biāo)幺值為：*1*+*2*+*3*/*4*=3.4025 = 2 * GB3 短路電流周期分量有效值： = 3 * GB3 其它三相短路電流： = 4 * GB3 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8010mm2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

9、母線上裝有一臺500kW的同步電動機，cos=1時，=94%。試校驗此母線的短路動穩(wěn)定度。解： = 1 * GB2 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 = 3 * GB2 =42KA，ish = 3 * GB2 =77,3kA；而接于380V母線的感應(yīng)電動機額定電流為：INM=500kW/(380v10.94)=0.808kA由于INM0.01 IK = 3 * GB2 =0.42，所以要計入感應(yīng)電動機反響電流的影響。該電動機的反響電流沖擊值為：ishM=CKshM INM=7.810.808=6.3Ka因此母線在三相短路時所受到的最大電動力為F = 3

10、* GB2 =(ish = 3 * GB2 + ishM)2l10-7/a N/A2 =(77.3+6.3)10320.910-7/0.2 =5447N = 2 * GB2 校驗?zāi)妇€短路時的動穩(wěn)定度母線在F = 3 * GB2 作用時的彎曲力矩為M= F = 3 * GB2 l/10=54470.9/10=490(NM)母線的截面系數(shù)為 w=b2/6=(0.08)20.01/6=1.06710-5m3故母線在三相短路時所受到的計算應(yīng)力為：c=M/W=490NM/1.06710-5m3=45.910-7Mpa硬鋁母線LMY型的a1=70Mpa所以滿足a1=70Mpac=45.9Mpa的條件。3-

11、4 設(shè)習(xí)題所述380V母線短路保護(hù)動作時間為0.05s，低壓斷路器的短路時間為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 = 3 * GB2 /cI = 3 * GB2 = IK = 3 * GB2 =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 = 3 * GB2 /c=42103/87=374(mm2)而實際截面為A=8010 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 *10/0.4kV的車間附設(shè)式變電所，總計算負(fù)荷為78

12、0kVA，其中一、二級負(fù)荷有460kVA。試初步選擇變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25。解：根據(jù)變電所有一、二級負(fù)荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量SNT=(0.6-0.7)780kVA=(468-546)kVA,因此初選容量為500kVA，又當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25，所以，實際容量為：=500kVA=435kVA460kVA,不滿足一、二級負(fù)荷要求，因此不適宜。4-2*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?，F(xiàn)負(fù)荷開展，計算負(fù)荷達(dá)1300kVA。問增加一臺S9-315/10型變壓器和S9-1000/10型變壓器并列運行，有沒有什么問題

13、？如果引起過負(fù)荷，將是那一臺過負(fù)荷？過負(fù)荷多少？兩臺變壓器均為Yyn0聯(lián)結(jié)。解：并列運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=105kVA,因此:Z*T1=(4105kVA)(100315kVA)=12.7Z*T1=(4.5105kVA)(1001000kVA)=4.5由此可計算出兩臺變壓器在負(fù)荷達(dá)1300kVA時各臺負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為ST1=1300kVA=340kVAST2=1300kVA=959.88kVA所以，S9-315/10型變壓器T1將過

14、負(fù)荷340-315=25kVA，將超過其額定容量100%=7.9%。另外，從兩臺變壓器的容量比來看，315kVA:1000kVA=1:3.17超過了不允許容量比1:3。4-4 *廠的有功計算負(fù)荷為3000kW，功率因素經(jīng)補償后到達(dá)0.92。該廠6kV進(jìn)線上擬安裝一臺SN10-10型高壓斷路器，其主保護(hù)動作時間為0.9s，斷路器斷路時間為0.2s。該廠高壓配電所6kV母線上的Ik3=20k。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。解：由題意可得，計算容量S30=P30/cos=3000/0.92=3260.87kV I30=S30/(UN)=3260.87/(6)kV=313.78A而沖擊電流 ish(3)=

15、2.55Ik=2.5520kA=51kA又I(3)2tima=(20kA)2(0.9s+0.2s)=440由以上計算，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SN10-10型。下面根據(jù)以上計算，對SN10-10型斷路器進(jìn)展校驗下表：序號裝設(shè)地點電氣條件SN10-10/1000-50型斷路器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kAUN10Kv合格2I30313.78AIN1000A合格3IK320kAI31.5kA合格4ish(3)51kAima*80kA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

16、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。線路的計算電流為150A，安裝地點的環(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。2PEN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，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的允許載流量表，4根單芯截面為95mm2鋁芯絕

17、緣線穿鋼管G的直徑應(yīng)為70mm。第六章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16kA。試選擇保護(hù)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(hù)，并選擇該電動機的配電線采用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。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

18、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的允許載流量，3根單芯線、環(huán)境溫度30，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(yīng)地選3根穿管管徑20mm。校驗機械強度，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，滿足機械強度要求。4校驗導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合因為該熔斷器只作短路保護(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

19、首端的，末端的。試選擇線路首端裝設(shè)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(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DW16630低壓斷路器，殼架等級電流=630 A，脫扣器額定電流=315 A。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，查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，取瞬時動作整定電流=3=3315=945A。3瞬時過電流脫扣器保護(hù)靈敏度的校驗，滿足靈敏度的要求。5斷流能力的校驗查附錄表14 D

20、W16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，DW16630低壓斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?0kA380V，對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器DW型故，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=630 A，脫扣器額定電流=315 A，瞬時動作脫扣器整定電流=3=945A。6-3 *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(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)只有一種運行方式。試整定該線路采用的GL1510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(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 附錄表15得GL