供配電習(xí)題課第1-2-3章電力系統(tǒng)額定電壓、電能質(zhì)量、負(fù)荷計(jì)算

習(xí)題課2017.3.171-4試確定下圖的供配電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器和用電設(shè)備的額定電壓。GT1T2T3T46kV110kV10kV0.38kV0.38kV~（1）用電設(shè)備、電力線路、電力網(wǎng)線路額定電壓＝電力網(wǎng)額定電壓＝用電設(shè)備額定電壓＝系統(tǒng)額定電壓（2）發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)額定電壓＝105%系統(tǒng)額定電壓

（3）變壓器一次繞組二次繞組確定額定電壓的原則MT1T2UN+5%+10%±0%+5%G~1-4試確定下圖的供配電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器和用電設(shè)備的額定電壓。GT1T2T3T46kV110kV10kV0.38kV0.38kV~發(fā)電機(jī)G：變壓器T1:變壓器T2:6.3kV6.3kV

/0.4kV6.3kV

/121kV變壓器T3：變壓器T4：考慮到0.38kV電壓等級(jí)線路不會(huì)太長(zhǎng)：GT1T2T3T46kV110kV10kV0.38kV0.38kV~6.3kV6.3kV

/0.4kV6.3kV

/121kV110kV

/11kV10kV

/0.4kV用電設(shè)備：0.38kV3kV以上的額定電壓受電設(shè)備與系統(tǒng)額定線電壓/kV供電設(shè)備額定線電壓/kV變壓器額定線電壓/kV一次繞組二次繞組3610351102203305003.156.310.513.8*15.75*18*20*－－－－－3及3.156及6.310及10.513.815.751820351102203305003.15及3.36.3及6.610.5及11－－－－38.5121242363第二章供配電系統(tǒng)的構(gòu)成_習(xí)題

2-13

某高層建筑內(nèi)設(shè)變電所一處，有兩回10kV電源進(jìn)線，擬選用4臺(tái)變壓器中：2臺(tái)800kVA變壓器T1、T2向空調(diào)制冷機(jī)組供電，各有5個(gè)出線回路，全部為三級(jí)負(fù)荷；1臺(tái)630kVA變壓器T3向動(dòng)力設(shè)備供電，共有6個(gè)出線回路，其中2個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，1個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷，2個(gè)回路為二級(jí)負(fù)荷，1個(gè)回路為三級(jí)負(fù)荷；

另1臺(tái)1000kVA變壓器T4向照明設(shè)備供電，共有10個(gè)出線回路，其中3個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，2個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷，3個(gè)回路為二級(jí)負(fù)荷，2個(gè)回路為三級(jí)負(fù)荷；

同時(shí)設(shè)一350kW自備柴油發(fā)電機(jī)，向一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷供電。

試根據(jù)上述條件設(shè)計(jì)兩種不同的變電站主結(jié)線，并比較優(yōu)劣。2臺(tái)800kVA變壓器T1、T2向空調(diào)制冷機(jī)組供電，各有5個(gè)回路，全部為三級(jí)負(fù)荷。T1800kVA三級(jí)負(fù)荷10kV線路T2800kVA三級(jí)負(fù)荷10kV線路1臺(tái)630kVA變壓器T3向動(dòng)力設(shè)備供電，共有6個(gè)出線回路，其中2個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，1個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷，2個(gè)回路為二級(jí)負(fù)荷，1個(gè)回路為三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷10kV線路T3630kVA二級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷特別重要負(fù)荷特別重要負(fù)荷需要三電源雙回路一級(jí)負(fù)荷需要雙電源雙回路二級(jí)負(fù)荷需要雙回路1臺(tái)1000kVA變壓器T4向照明設(shè)備供電，共有10個(gè)出線回路，其中3個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，2個(gè)回路為一級(jí)負(fù)荷，3個(gè)回路為二級(jí)負(fù)荷，2個(gè)回路為三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷10kV線路T41000kVA二級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷特別重要負(fù)荷特別重要負(fù)荷需要三電源雙回路一級(jí)負(fù)荷需要雙電源雙回路二級(jí)負(fù)荷需要雙回路350kW自備柴油發(fā)電機(jī)，向一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷供電。350kW柴油發(fā)電機(jī)特別重要負(fù)荷G~有2回10kV電源進(jìn)線。擬選用4臺(tái)變壓器。T110kV電源T410kV電源T2T3G~350kW柴油發(fā)電機(jī)方案1有2回10kV電源進(jìn)線。擬選用4臺(tái)變壓器。T110kV電源T410kV電源T2T3G~350W柴油發(fā)電機(jī)方案2有2回10kV電源進(jìn)線。擬選用4臺(tái)變壓器。T110kV電源T410kV電源T2T3G~350W柴油發(fā)電機(jī)方案3空調(diào)制冷機(jī)組5個(gè)三級(jí)負(fù)荷空調(diào)制冷機(jī)組5個(gè)三級(jí)負(fù)荷特別重要負(fù)荷2個(gè)一級(jí)負(fù)荷1個(gè)二級(jí)負(fù)荷2個(gè)三級(jí)負(fù)荷1個(gè)特別重要負(fù)荷2個(gè)一級(jí)負(fù)荷2個(gè)二級(jí)負(fù)荷3個(gè)三級(jí)負(fù)荷2個(gè)T1T3T2T4WB1WB2VVS1VVS2方案4G~WB3特別重要負(fù)荷3個(gè)2個(gè)350kW第三章負(fù)荷預(yù)測(cè)與負(fù)荷計(jì)算_習(xí)題3-9設(shè)某工廠斷續(xù)運(yùn)行工作制負(fù)荷有42kVA電焊機(jī)1臺(tái)（額定暫載率εr=60%，cosφr=0.62，ηr=0.85），39.6kW吊車1臺(tái)（εr=40%，cosφr=0.85）。試確定它們的設(shè)備容量。（1）電焊機(jī)及電焊設(shè)備：換算到暫載率％＝100％時(shí)的額定功率。（2）電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷：換算到暫載率％＝25％時(shí)的額定功率。（3）設(shè)備總?cè)萘浚?-10某低壓供電系統(tǒng)，供電給大批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘抗?05kW，其中大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，5.5kW1臺(tái)，4kW5臺(tái)。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算該線路的計(jì)算負(fù)荷，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。（1）需要系數(shù)法單組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，臺(tái)數(shù)＞3臺(tái)，計(jì)算負(fù)荷考慮需要系數(shù)：查表附錄1：用電設(shè)備組的需要系數(shù)Kd對(duì)于“大批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床”：需要系數(shù)Kd=0.18~0.25功率因數(shù)cosφ=0.5Kd取0.18總功率：cosφ=0.5，tanφ=1.73（2）二項(xiàng)式法單組用電設(shè)備組，臺(tái)數(shù)≥3：b,c—二項(xiàng)式系數(shù)；x—容量最大的x臺(tái)。查附錄1:b=0.14，c=0.5,

x=5所有設(shè)備運(yùn)行時(shí)的平均負(fù)荷+容量最大的x臺(tái)投入時(shí)產(chǎn)生的負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷：需要系數(shù)法與二項(xiàng)式法的比較Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A需要系數(shù)法18.932.737.7757.38二項(xiàng)式法28.9550.0857.8588比較：二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果要大得多。因此二項(xiàng)式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。3-11某空調(diào)綜合性大樓內(nèi)有商場(chǎng)6500m2，寫(xiě)字間7000m2，賓館8500m2，試估算其計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷密度法：ρ——單位面積功率（負(fù)荷密度），kW/m2；S——建筑面積，m2。查p87，表3-3：

賓館：ρ=0.07~0.08；

商場(chǎng)：ρ=0.12~0.15；

辦公樓：ρ=0.07~0.08取賓館ρ=0.07；商場(chǎng)ρ=0.12；辦公樓ρ=0.07。3-12某26層住宅樓，其配電干線如圖所示，每層5戶，每戶均為四室戶。求A、B、C、D點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷。豎向干線為三相線路，水平配電線為單相線路。住宅用電量指標(biāo)法：β——住宅用電量指標(biāo)kW/戶N——住宅用戶K∑——住宅用電同時(shí)系數(shù)（1）戶數(shù)N NA=5戶; NB1=5×9=45戶;NB2=5×9=45戶;NB3=5×8=40戶; NC=1戶; ND=45+45+40=130戶;查p88表：3-6（2）住宅用電同時(shí)系數(shù)K∑ K∑A=0.9; K∑B1=0.55;K∑B2=0.55;K∑B3=0.58; K∑C=1; K∑D=0.45;

(3)住宅用電量指標(biāo)β查p88表：3-5

四室戶，

β=4kW/戶。解：3-13某供電系統(tǒng)的380/220V線路上，接有如表所列的用電設(shè)備，試求該線路上的計(jì)算負(fù)荷。設(shè)備額定電壓/V380220接入相別L1，L2L2，L3L3，L1L1，NL2，NL3，N設(shè)備臺(tái)數(shù)/臺(tái)122221單臺(tái)設(shè)備容量/kW231411435（1）單相設(shè)備接于相電壓220V的等效三相設(shè)備容量（2）單相設(shè)備接于同一線電壓380V的等效三相設(shè)備容量解：（1）單相設(shè)備接于同一線電壓380V的等效三相設(shè)備容量（2）單相設(shè)備接于相電壓220V的等效三相設(shè)備容量3-14一條長(zhǎng)2km的10kV架空線路（r0=0.5/km;x0=0.4/km）向一臺(tái)SC8-1000/10/0.4的變壓器供電，變壓器聯(lián)結(jié)組別為Dyn11，變壓器低壓側(cè)計(jì)算有功功率Pc=800kW，cosφ=0.9，Tmax=3500h。試分別計(jì)算10kV線路和變壓器的功率損耗和電能損耗。1、線路的功率損耗和電能損耗：線路的功率損耗R,X──線路中的每相電阻、電抗，；Ic──線路中的計(jì)算相電流，A；有功損耗無(wú)功損耗根據(jù)已知：導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度參數(shù)：r0=0.5/km;x0=0.4/km①

R=r0l=0.5×2=1②

X=x0l=0.4×2=0.8③Ic低壓側(cè)：Pc=800kW,Sc是低壓側(cè)的視在功率！要計(jì)算高壓側(cè)的計(jì)算電流，應(yīng)折回高壓側(cè)！2、變壓器的功率損耗和電能損耗變壓器的功率損耗

有功損耗——變壓器的計(jì)算負(fù)荷，kVA；——變壓器的額定容量，kVA；——變壓器的空載有功損耗，kW；——變壓器的短路有功損耗，kW；SC8-1000/10/0.4變壓器查p316附錄10：無(wú)功損耗——變壓器的空載無(wú)功損耗，kvar；——變壓器的短路無(wú)功損耗，kvar；——變壓器空載電流百分比；——變壓器短路電壓百分比；

查p316附錄10：(2)變壓器年有功電能損耗:——變壓器的空載有功損耗，kW；——變壓器全年工作時(shí)間，h；——變壓器的短路有功損耗，kW；——變壓器的計(jì)算負(fù)荷，kVA；——變壓器的額定容量，kVA；——變壓器年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，h。將計(jì)算結(jié)果整理如下：高壓側(cè)：Pc=800+9.91=809.91

kW10kV線路的計(jì)算電流：低壓側(cè)：Pc=800kW,變壓器的有功損耗：變壓器的無(wú)功損耗：Qc=384+57.25=441.25

kvar代入公式計(jì)算功率損耗：（2）線路的電能損耗——年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，h。查p91圖3-12:根據(jù)Tmax=3500h,查得：3-15某變壓器型號(hào)規(guī)格為SC8-800/10/0.4，聯(lián)結(jié)組別為Dyn11，變壓器低壓側(cè)計(jì)算有功功率Pc=620kW，計(jì)算無(wú)功功率Qc=465kvar，若要求將變壓器10kV側(cè)的功率因數(shù)補(bǔ)償至0.9，問(wèn)此時(shí)變壓器低壓側(cè)母線上應(yīng)并聯(lián)多大容量的電容器？（1）補(bǔ)償前的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)：低壓側(cè)：Pc1=620kW,

Qc1=465kvar

由于補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，要將高壓側(cè)的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9，需考慮變壓器的損耗。SC8-800/10/0.4變壓器損耗：無(wú)功損耗有功損耗變壓器高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷：變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)：（2）補(bǔ)償后的功率因數(shù)（3）確定補(bǔ)償容量——固定補(bǔ)償：3-16如某變電站的計(jì)算負(fù)荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。如果要使其低壓側(cè)功率因數(shù)提高到0.93，若在0.4kV側(cè)固定補(bǔ)償，需要補(bǔ)償?shù)娜萘繛槎嗌?？如果采用BW0.4-14-3型三相電容器(Qr=14kvar),需裝設(shè)多少個(gè)？補(bǔ)償前后的視在功率分別為多少？若在0.4kV側(cè)自動(dòng)補(bǔ)償呢？1、0.4kV側(cè)固定補(bǔ)償：（1）補(bǔ)償前：Pc1=2400kW（2）補(bǔ)償后：（3）固定補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償容量：（4）選擇電容器組數(shù)：采用BW0.4-14-3型三相電容器：Qr=14kvar取n=87（5）補(bǔ)償前后的視在功率：補(bǔ)償前：補(bǔ)償后：補(bǔ)償后的實(shí)際平均功率因數(shù)：2、0.4kV側(cè)自動(dòng)補(bǔ)償：（1）補(bǔ)償容量：（2）選擇電容器組數(shù)：采用BW0.4-14-3