《工廠供電(第版)》劉介才(課后習(xí)題詳細(xì)答案)

《工廠供電》第三版劉介才主編課后習(xí)題解答2014年8月第一章習(xí)題解答1-1試確定圖1-25所示供電系統(tǒng)中的變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓？圖1-25習(xí)題1-1的供電系統(tǒng)解：1.變壓器Ｔ１的一次側(cè)額定電壓：應(yīng)與發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓相同，即為10.5ｋＶ。變壓器Ｔ1的二次側(cè)額定電壓應(yīng)比線路ＷＬ1末端變壓器Ｔ2的一次額定電壓高10％，即為242ｋＶ。因此變壓器Ｔ1的額定電壓應(yīng)為10.5／242ｋV。2.線路ＷＬ1的額定電壓：應(yīng)與變壓器Ｔ2的一次額定電壓相同，即為220ｋV。3.線路ＷＬ2的額定電壓：應(yīng)為35ｋV，因?yàn)樽儔浩鳎?二次側(cè)額定電壓為38.5ｋV，正好比35ｋV高10％。1-2試確定圖1-26所示供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)和各變壓器的額定電壓？圖1-26習(xí)題1-2的供電系統(tǒng)解：1.發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓應(yīng)比6ｋV線路額定電壓高５％，因此發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓應(yīng)為6.3ｋV。2.變壓器Ｔ1的額定電壓：一次額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)Ｇ的額定電壓相同，因此其一次額定電壓應(yīng)為6ｋV。Ｔ1的二次額定電壓應(yīng)比220/380V線路額定電壓高10％，因此其二次額定電壓應(yīng)為0.4ｋV。因此變壓器Ｔ1的額定電壓應(yīng)為6／0.4ｋV。3.變壓器Ｔ2的額定電壓：其一次額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即其一次額定電壓應(yīng)為6.3ｋV。Ｔ2的二次額定電壓應(yīng)比110ｋV電網(wǎng)電壓高10％，即其二次額定電壓應(yīng)為121ｋV。因此變壓器Ｔ2的額定電壓應(yīng)為6.3／121ｋV。4.變壓器Ｔ3的額定電壓：其一次額定電壓應(yīng)與110ｋV線路的額定電壓相同，即其一次額定電壓應(yīng)為110ｋV。Ｔ3的二次額定電壓應(yīng)比10kＶ電壓高10％，即其二次額定電壓應(yīng)為11ｋV。因此變壓器Ｔ3的額定電壓應(yīng)為110／11ｋV。1-3某廠有若干車間變電所，互有低壓聯(lián)絡(luò)線相連。其中某一車間變電所裝有一臺(tái)無載調(diào)壓型配電變壓器，其高壓繞組有+5%、0、—5%三個(gè)電壓分接頭，現(xiàn)調(diào)在主接頭“0”的位置（即U1N）運(yùn)行。但是白天生產(chǎn)時(shí)，低壓母線電壓只有360V（額定電壓為380V），而晚上不生產(chǎn)時(shí)，低壓母線電壓又高達(dá)415V。試問此變電所低壓母線晝夜電壓偏差范圍（%解：1.變電所低壓母線晝夜的電壓偏差范圍：該變電所白天的電壓偏差按式（1-2）計(jì)算為：該變電所晚上的電壓偏差按式（1-2）計(jì)算為：因此該變電所晝夜的電壓偏差范圍為-5.26%-+9.21%。2.改善該變電所低壓側(cè)電壓質(zhì)量的措施：為了改善該變電所的電壓質(zhì)量，該變電所主變壓器的主接頭宜切換至“-5%”的位置運(yùn)行，而晚上則宜切除主變壓器，投入低壓聯(lián)絡(luò)線，由臨近車間變電所供電。1-4某10kV電網(wǎng)，架空線路總長度40km，電纜線路總長度23km。試求次中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的接地電容道路，并判斷此系統(tǒng)的中性點(diǎn)需不需要改為經(jīng)消弧線圈接地。解：1.該系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的接地電容電流：按式（1-7）計(jì)算為：2.判斷該系統(tǒng)中性點(diǎn)是否需要改變運(yùn)行方式：由于30A，因此該系統(tǒng)不必改為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。第二章習(xí)題解答2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有額定電壓380V的三相電動(dòng)機(jī)15kW1臺(tái)，11kW3臺(tái)，7.5kW8臺(tái),4kW15臺(tái),其他更小容量電動(dòng)機(jī)容量共35kW。試分別用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算其、、和。解：1.用需要系數(shù)法計(jì)算此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛椴楦戒洷?中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得（取0.2）,,因此可求得:有功計(jì)算負(fù)荷按式（2-10）得無功計(jì)算負(fù)荷按式（2-11）得視在計(jì)算負(fù)荷按式（2-12）得4）計(jì)算電流按式（2-13）得2.用二項(xiàng)式法計(jì)算由附錄表1查得。而設(shè)備總?cè)萘繛榕_(tái)最大容量的設(shè)備容量為有功計(jì)算負(fù)荷按式（2-21）得2）無功計(jì)算負(fù)荷按式（2-11）得3）無功計(jì)算負(fù)荷按式（2-12）得4）計(jì)算電流按式（2-13）得2-2某380V線路供電給1臺(tái)132kWY型電動(dòng)機(jī)，其效率，功率因數(shù)。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷、、和。解：此臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率為，由于是單臺(tái)設(shè)備，所以，2-3某機(jī)械加工車間的380V線路上，接有流水作業(yè)的金屬切削機(jī)床組電動(dòng)機(jī)30臺(tái)共85kW(其中較大容量電動(dòng)機(jī)有11kW1臺(tái)，7.5kW3臺(tái)，4kW6臺(tái)，其他為更小容量電動(dòng)機(jī))。另外有通風(fēng)機(jī)3臺(tái)，共5kW；電葫蘆1個(gè)，3kW（）。試分別按需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法確定各組的計(jì)算負(fù)荷及總的計(jì)算負(fù)荷、、和。解：1.用需要系數(shù)法計(jì)算1）金屬切削機(jī)床組：查附錄表1，取，已知因此通風(fēng)機(jī)組：查附錄表1，取，因此3）電葫蘆組：查附錄表1，取，，因此因此380V線路上的總計(jì)算負(fù)荷為（?。?.用二項(xiàng)式法計(jì)算先求各組的和1）金屬切削機(jī)床組：查附錄表1，取因此2）通風(fēng)機(jī)組：查附錄表1，取，故3）電葫蘆組：查附錄表1，取，故折算到時(shí)的以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以為最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為1.需要系數(shù)法計(jì)算結(jié)果列成電力負(fù)荷計(jì)算表。序號設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)設(shè)備容量Pe/KW需要系數(shù)Kdcosφtanφ計(jì)算負(fù)荷Pe/KWQ30/kvaS30/(kVA)I30/A1機(jī)床組30850.250.51.7321.336.842.664.72通風(fēng)機(jī)350.80.80.754357.63電葫蘆133.750.250.51.730.570.981.141.734總計(jì)340.5425.940.85取K∑=0.9524.638.845.969.72.二項(xiàng)式法計(jì)算結(jié)果列成電力負(fù)荷計(jì)算表。序號設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)設(shè)備容量二項(xiàng)式系數(shù)b/ccosφtanφ計(jì)算負(fù)荷n或n/xPe/KWPx/KWPe/KWQ30/kvaS30/(kVA)I30/A1機(jī)床組30/58537.50.14/0.50.51.7330.753.161.493.52通風(fēng)機(jī)350.56/0.250.80.754.53.385.638.553電葫蘆13（ξ=40%）3.75（ξ=40%）（ξ=25%）0.51.730.9851.701.972.994總計(jì)340.5434.255.965.599.52-4現(xiàn)有9臺(tái)220V單相電阻爐，其中4臺(tái)4kW，3臺(tái)1.5kW,2臺(tái)2kW。試合理分配上列各電阻爐于220/380V的TN-C線路上，并計(jì)算其計(jì)算負(fù)荷、、和。解：單相電阻爐按其容量盡可能三個(gè)相均衡分配，因此4臺(tái)4kW的可將3臺(tái)分別接于A相，B相和C相，另一臺(tái)接于A相，3臺(tái)1.5kW的可接于B相，2臺(tái)2kW的可接于C相。三個(gè)相負(fù)荷基本平衡，等效三相計(jì)算負(fù)荷按容量最大的B相負(fù)荷的3倍計(jì)算。查附表1得,因此2-5某220/380V線路上，接有如表2-5所列的用電設(shè)備。試確定該線路的計(jì)算負(fù)荷、、和。表2-5習(xí)題2-5的負(fù)荷資料設(shè)備名稱380V單頭手動(dòng)弧焊機(jī)220V電熱箱接入相序ABBCCAABC設(shè)備臺(tái)數(shù)112211單臺(tái)設(shè)備容量21kVA(ε=65%)17kVA(ε=100%)10.3kVA(ε=50%)3kW6kW4.5kW解：1.弧焊機(jī)各相的計(jì)算負(fù)荷1）將接于AB相間的1臺(tái)21kVA（）換算成時(shí)的有功容量（kW）。由附錄表1查得其，因此按式（2-15）可得其有功容量為：2）將接于BC相間的1臺(tái)17kVA（）換算成相同的有功容量（kW）。其，因此其有功容量為：3）將接于CA相間的2臺(tái)10.3kVA()換算成時(shí)的有功容量(kW)。其，因此其有功容量為：4）弧焊機(jī)換算至各相的有功和無功容量：由表2-3查得時(shí)的功率換算系數(shù)，,因此由式(2-29)式(2-34)可得各相的有功和無功容量為:A相B相C相5）弧焊機(jī)各相的有功和無功計(jì)算負(fù)荷:查附錄表1得其，因此各相的有功和無功計(jì)算負(fù)荷為：A相B相C相2.電熱箱各相的計(jì)算負(fù)荷1）A相電熱箱的有功和無功計(jì)算負(fù)荷：查附錄表1得因此2）B相電熱箱的有功和無功計(jì)算負(fù)荷：3）C相電熱箱的有功和無功計(jì)算負(fù)荷：3.線路上總的計(jì)算負(fù)荷1）各相總的有功和無功計(jì)算負(fù)荷：A相B相C相2）總的等效三相計(jì)算負(fù)荷：由以上計(jì)算結(jié)果看出，A相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，因此取A相來計(jì)算總的等效三相計(jì)算負(fù)荷：2-6有一條長2km的10kV高壓線路供電給兩臺(tái)并列運(yùn)行的電力變壓器。高壓線路采用LJ-70鋁絞線，等距水平架設(shè)，線距1m。兩臺(tái)變壓器均為S9-800/10型，Dyn11聯(lián)結(jié)，總的計(jì)算負(fù)荷為900kW，=4500h。試分別計(jì)算此高壓線路和電力變壓器的功率損耗和年電能損耗。解：1.高壓線路的功率損耗和年電能損耗計(jì)算1）LJ-70鋁絞線的電阻及其有功功率損耗：查附錄表3得。因此總電阻。線路計(jì)算電流為因此該線路的有功功率損耗按式（2-36）為：2）LJ-70鋁絞線的電抗及其無功功率損耗：由于線路為等距水平架設(shè)，線距，故其線間幾何均距m。查附錄表12得km。線路總電抗。因此線路的無功功率損耗按式（2-36）為：3）高壓線路的年電能損耗計(jì)算由h和查圖2-11得h。因此按式（2-47）可得線路的年電能損耗為：kWh=31.5kWh2.變壓器的功率損耗和年電能損耗計(jì)算1）變壓器的有功功率損耗:按式(2-45)近似計(jì)算,其中,故2）變壓器的無功功率損耗:按式(2-46)近似計(jì)算可得3）變壓器的年電能損耗計(jì)算:全年的鐵損按式(2-50)計(jì)算,查附錄表8得，因此全年的銅損按式(2-51)計(jì)算,查附錄表8得,而，因此由此可得變壓器的年電能損耗按式(2-52)計(jì)算為:2-7某降壓變電所裝有一臺(tái)Yyn0聯(lián)結(jié)的S9-1000/10型電力變壓器，其二次側(cè)（380V）的有功計(jì)算負(fù)號為720kW，無功計(jì)算負(fù)荷為580kvar。試求此變電所一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷及其功率因數(shù)。如果功率因數(shù)未達(dá)到0.90，問此變電所低壓母線上需裝設(shè)多少容量的并聯(lián)電容器才能滿足要求？[注：變壓器功率損耗按式（2-40）和式（2-44）計(jì)算。]解：1.變電所一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)變電所變壓器的視在計(jì)算負(fù)荷和變壓器功率損耗:變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為變壓器的負(fù)荷率β為：查附錄表1的變壓器的按式(2-40)得按式(2-44)得2）變電所一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷:3）變電所一次側(cè)的功率因數(shù):因所以2.按一次側(cè)提高到0.90，二次側(cè)提高到0.92低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量計(jì)算1）現(xiàn)低壓側(cè)的功率因數(shù):因所以2）按提高到0.92計(jì)算,低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量：按式(2-48)計(jì)算為2-8某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為4600kW,功率因數(shù)為0.75?，F(xiàn)擬在該廠高壓配電所10kV母線上裝設(shè)BWF10.5-40-1型并聯(lián)電容器，使功率因數(shù)提高到0.90，問需裝設(shè)多少個(gè)？裝設(shè)電容器以后，該廠的視在計(jì)算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)電容器時(shí)的視在計(jì)算負(fù)荷減少了多少？解：1.需裝設(shè)的電容器容量和個(gè)數(shù)時(shí),;時(shí),。因此按式（2-59）得電容器容量為：需裝BWF10.5-30-1型電容器個(gè)數(shù)為:2.無功補(bǔ)償后減少的視在計(jì)算負(fù)荷無功補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為:而補(bǔ)償前的視在計(jì)算負(fù)荷為:因此補(bǔ)償后減少的計(jì)算負(fù)荷為:2-9某車間有一條380V線路，供電給表2-6所列5臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)。試計(jì)算該線路的計(jì)算電流和尖峰電流。（提示：計(jì)算電流在此可近似地按下式計(jì)算：，式中建議取0.9。）表2-6習(xí)題2-9的負(fù)荷資料參數(shù)電動(dòng)機(jī)M1M2M3M4M5額定電流/A6.12032.410.230啟動(dòng)電流/A3414022766.3165解：取，因此該線路的計(jì)算電流為由上表可以看出，M3的為最大，因此該線路的尖峰電流為：第三章習(xí)題解答3-1有一地區(qū)變電站通過一條長7km的10kV架空線路供電給某工廠變電所，該變電所裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的Yyn0聯(lián)結(jié)的S9-1000型變壓器。已知地區(qū)變電站出口斷路器為SN10-I0型。試用歐姆法計(jì)算該工廠變電所10kV母線和380V母線的短路電流、及短路容量，并列出短路計(jì)算表。解：1.計(jì)算k-1點(diǎn)處的短路電流和短路容量（Uc1=10.5kV）1)計(jì)算k-1短路電路中各元件的電抗及總電抗=1\*GB3①電力系統(tǒng)的電抗：=2\*GB3②架空線路電抗：X2=X0l=0.35(Ω/km)×7km=2.45=3\*GB3③繪k-1點(diǎn)短路的等效電路如下，計(jì)算其總阻抗為：2）計(jì)算k-1點(diǎn)短路電流和短路容量=1\*GB3①短路電流周期分量有效值：=2\*GB3②短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：=3\*GB3③沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：=4\*GB3④短路容量：2）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量（Uc1=0.4kV）1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗=1\*GB3①電力系統(tǒng)的電抗：=2\*GB3②架空線路電抗：X2'=X0l=0.35(Ω/km)×7km==3\*GB3③電力變壓器的電抗：=4\*GB3④繪k-2點(diǎn)短路的等效電路如下：計(jì)算其總阻抗為：2）計(jì)算短路電流和短路容量=1\*GB3①短路電流周期分量有效值：=2\*GB3②短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：=3\*GB3③沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：=4\*GB3④短路容量：短路計(jì)算表如下表所示：短路計(jì)算點(diǎn)短路電流/kA短路容量/MVAk-12.152.152.155.483.8539.3k-230.130.130.155.432.820.83-2試用標(biāo)幺制法重作習(xí)題3-1。解：1.確定基準(zhǔn)值取Sd=100MV·A，Ud1=UC1=10.5kV，Ud2=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1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：X1*=100MV·A/300MV·A=0.332)架空線路電抗標(biāo)幺值：X2*=0.35×7km×100MV·A/(10.5kV)2=2.233)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：X3*=X4*=畫出等效電路如下，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1)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值為：X1*+X2*=0.33+2.23=2.562)短路電流周期分量有效值：3)其它三相短路電流：4)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1)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值為：X1*+X2*+X3*//X4*=0.33Ω+2.23Ω+4.5/2Ω=4.81Ω2)短路電流周期分量有效值：3)其它三相短路電流：4)短路容量：與習(xí)題3-1的計(jì)算結(jié)果基本相同。3-3某變電所380V側(cè)母線采用80×10mm2鋁母線，水平平放，兩相鄰母線軸線間距離為200mm,檔距為0.9m,檔數(shù)大于2。該母線上接有一臺(tái)500kW同步電動(dòng)機(jī)，時(shí)，。已知該母線三相短路時(shí)，由電力系統(tǒng)產(chǎn)生的。試校驗(yàn)此母線的短路動(dòng)穩(wěn)定度。解：1.計(jì)算380V母線三相短路時(shí)所承受的最大電動(dòng)力由題可知，380V母線的短路電流；而接于380V母線的同步電動(dòng)機(jī)額定電流為：IN·M=500kW/(×380v×1×0.94)=0.808kA由于母線上接有大于100Kw的同步電動(dòng)機(jī)，因此驗(yàn)算母線的短路動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)計(jì)入同步電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。查表3-3得C=7.8，因此該電動(dòng)機(jī)的反饋電流沖擊值為：ish·M=CKsh·MIN·M=7.8×1×0.808kA=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\*GB2⑶=(ish=3\*GB2⑶+ish·M)2×10-7l/aN/A2=(67.2+6.3)×103×0.9×10-7/0.2=4190N2.校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度母線在F=3\*GB2⑶作用時(shí)的彎曲力矩為M=F=3\*GB2⑶l/10=4190N×0.9m/10=377(N·m)母線的截面系數(shù)為w=b2/6=(0.08)2×0.01/6=1.07×10-5故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：бc=M/W=377N·M/1.07×10-5m硬鋁母線（LMY）型的бa1=70Mpa所以滿足бa1=70Mpa≥бc=35.2MPa的條件。故該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。3-4設(shè)習(xí)題3-3所述380V母線的短路保護(hù)時(shí)間為0.5s，低壓斷路器的斷路時(shí)間為0.05s。試校驗(yàn)該母線的短路熱穩(wěn)定度。解：最小允許截面Amin=I∞=3\*GB2⑶/cI∞=3\*GB2⑶=IK=3\*GB2⑶=36.5kA，由附錄表11可得熱穩(wěn)定系數(shù)c=87而其中tima=tk+0.05s=top+toc+0.05=0.5s+0.05s+0.05s=0.6s因此Amin=I∞=3\*GB2⑶/c=36.5KA×m/（87）=325(mm2)而母線實(shí)際截面為=800mm2>=325mm2，故該母線完全滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。第四章習(xí)題解答4-1某廠的有功計(jì)算負(fù)荷為2500kW，功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后達(dá)到0.91（最大負(fù)荷時(shí)）。該廠10kV進(jìn)線上擬安裝一臺(tái)SN10-10型少油斷路器，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，其10kV母線上的=18kA。試選擇此少油斷路器的規(guī)格。解：1.額定電流的選取該廠補(bǔ)償后高壓側(cè)的計(jì)算電流為查附錄12常用高壓斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)，可初步選取SN10-10Ⅰ/630A。2.斷流能力的校驗(yàn)少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10Ⅰ/630A的斷流能力小于，不滿足要求，故改選少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10Ⅱ/1000A，其斷流能力大于，滿足要求。3.短路動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)為少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10Ⅱ/1000A的動(dòng)穩(wěn)定電流標(biāo)稱值，故滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。4.短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)高壓斷路SN10-10Ⅱ/1000A的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間分別為31.5kA、2s。因?yàn)閷?shí)際短路時(shí)間為保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間和斷路器的短路時(shí)間之和，即：所以短路發(fā)熱假想時(shí)間為：故滿足短路電流熱穩(wěn)定度的要求。綜上所述，選擇高壓斷路器的規(guī)格為SN10-10Ⅱ/1000A。4-2某10/0.4kV的車間變電所，總計(jì)算負(fù)荷為780kVA，其中一、二級負(fù)荷為460kVA。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?5C解：根據(jù)變電所有一、二級負(fù)荷的情況，確定選兩臺(tái)主變壓器。每臺(tái)變壓器容量需滿足一下兩個(gè)條件：（1）SN.T=(0.6～0.7)×780kVA=(468～546)kVA，因此初選容量為500kVA。（2）SN.T≥460kVA考慮又當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁剌^高，又是室內(nèi)運(yùn)行，因此初步確定選兩臺(tái)630kVA的變壓器并列運(yùn)行。4-3某10/0.4kV的車間變電所，裝有一臺(tái)S9-1000/10型變壓器。現(xiàn)負(fù)荷增長，計(jì)算負(fù)荷達(dá)到1300kVA。問增加一臺(tái)S9-315/10型變壓器與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，將是哪一臺(tái)過負(fù)荷？（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。查附錄表8-1知S9-315/10型變壓器T1的Uk%=4，S9-1000/10型變壓器T2的Uk%=4.5，取Sd=105kVA，因此:Z*T1==(4×105kV·A)÷(100×315kV·A)=12.7Z*T1==(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)1300kVA時(shí)各臺(tái)負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為ST1=1300kV·A×=340kV·AST2=1300kV·A×=960kV·A所以，S9-315/10型變壓器T1將過負(fù)荷340-315=25kVA，將超過其額定容量×100%=7.9%。另外，從兩臺(tái)變壓器的容量比來看，315kVA:1000kVA=1:3，超過了不允許容量比1:3。4-4某10kV線路上裝設(shè)有LQJ-10型電流互感器（A相和C相各一個(gè)），其0.5級的二次繞組接測量儀表，其中電流表消耗功率3VA，有功電能表和無功電能表的每一電流線圈均內(nèi)消耗功率0.7VA；其3級的二次繞組接電流繼電器，其線圈消耗功率15VA。電流互感器二次回路接線采用BV-500-1×2.5mm2的銅芯塑料線，互感器至儀表、繼電器的接線單向長度為2m。試檢驗(yàn)此電流互感器是否符合要求？（提示：電流互感器0.5級二次側(cè)接線如圖7-11所示，電流表接在兩組電流互感器的公共連接線上，因此該電流表消耗的功率應(yīng)由兩互感器各負(fù)擔(dān)一半。）解：查附錄表16知，LQJ-10型電流互感器0.5級二次繞組的額定二次負(fù)荷為10VA，3級二次繞組的額定二次負(fù)荷為30VA。而實(shí)際上0.5級二次繞組連接的二次負(fù)荷為3級繞組連接的二次負(fù)荷為?；ジ衅鞫卫@組至儀表、繼電器的連接線消耗的功率為：二次回路接頭的接觸電阻取為其消耗功率為：因此互感器0.5級二次繞組的負(fù)荷為:符合準(zhǔn)確級要求?；ジ衅?級二次繞組的負(fù)荷為：也符合準(zhǔn)確度的要求。第五章習(xí)題解答5-1試按發(fā)熱條件選擇220/380V、TN-S系統(tǒng)中的相線、中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）的截面及穿線的硬塑料管（PC）的內(nèi)徑。已知線路的計(jì)算電流為150A，敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度為C，擬用BLV型鋁芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設(shè)。解：1.相線截面積的選擇查附錄表23-5得25C時(shí)5根截面積為120mm的BLV-500型鋁芯塑料線穿PC管的允許電流，穿管內(nèi)徑為PC80mm2.N線截面積的選擇按選擇，選mm。3.PE線截面積的選擇按選擇，選mm。因此所選導(dǎo)線和穿線管為：BLV-500-3120+170+PE70）-PC80。5-2有一條380V的三相架空線路，配電給2臺(tái)40kW、、的電動(dòng)機(jī)。該線路長70m，線路的線間幾何均距為0.6m，允許電壓損耗為5%，該地區(qū)最熱月平均最高氣溫為C。試選擇該線路的相線和PEN線的LJ型鋁絞線截面。解：1.LJ型鋁絞線相線截面積的選擇按發(fā)熱條件選擇線路的計(jì)算電流為：查附錄表20LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，截面積的LJ型鋁絞線在氣溫30℃的允許載流量，大于，滿足要求。所以，按發(fā)熱條件選擇截面積的LJ型鋁絞線。2）按允許電壓損耗校驗(yàn)查附錄表3LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，截面積的LJ型鋁絞線的線路電阻，電抗（線間幾何均距為0.6m）。所以，滿足允許電壓損耗的要求。3）按機(jī)械強(qiáng)度條件校驗(yàn)查附錄表18一般低壓架空LJ型鋁絞線線路的最小截面積為，與鐵路交叉跨越檔內(nèi)的架空LJ型鋁絞線線路的最小截面積為。所選LJ型鋁絞線截面積，滿足機(jī)械強(qiáng)度條件的要求。故選擇LJ型鋁絞線相線截面積。2.PE線的LJ型鋁絞線截面積的選擇因?yàn)?，所以故考慮機(jī)械強(qiáng)度條件以后，若為一般低壓線路，則選擇LJ型鋁絞線PE線截面積；若為與鐵路交叉跨越檔內(nèi)的線路，則選擇LJ型鋁絞線PE線截面積。5-3試選擇一條供電給圖5-36所示兩臺(tái)低損耗配電變壓器的10kV架空線路的LJ型鋁絞線截面。全線截面一致。線路允許電壓損耗為5%。兩臺(tái)變壓器的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)均為4500h，。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為C。線路的三相導(dǎo)線作水平等距排列，線距1m。（注：變壓器的功率損耗可按近似公式計(jì)算。）圖5-36習(xí)題5-3的線路解：1.計(jì)算線路負(fù)荷功率和電流變壓器S9-1000（T1）的功率損耗和負(fù)荷功率由于時(shí)，因此變壓器S9-500（T2）的功率損耗和負(fù)荷功率計(jì)算線路的負(fù)荷電流注：未計(jì)算線路的功率損耗2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積查教材表5-8得LJ型導(dǎo)線在最大負(fù)荷利用小時(shí)為4500h時(shí)的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=1.15A/mm,因此經(jīng)濟(jì)截面即為：\可初步選LJ-70型鋁絞線。3.校驗(yàn)導(dǎo)向的機(jī)械強(qiáng)度查附錄表18得10kV鋁絞線（LJ）的最小允許截面積為35mm，因此選LJ-70完全滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4.校驗(yàn)導(dǎo)線的發(fā)熱條件查附錄表20得LJ-70在35℃時(shí)的電流Ial=233A>I30=88A,5.校驗(yàn)導(dǎo)線的電壓損耗查附錄表3得LJ-70在50℃時(shí)的R0=0.45Ω/Km,在線距aav=1.26×1m=1.26m時(shí)的X0=0.36Ω/Km也滿足允許電壓損耗的要求。因此，該選路選擇LJ-70型鋁絞線是正確的。5-4某380V的三相線路，供電給16臺(tái)4kW、、的Y型電動(dòng)機(jī)，各臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間相距2m,線路全長50m。試按發(fā)熱條件選擇明敷的BLX-500型導(dǎo)線截面（環(huán)境溫度為C）并校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，計(jì)算其電壓損耗。（建議取為0.7）解：1.按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面積線路的計(jì)算電流為：A查附錄表23-1，得C時(shí)明敷的BLX-500型導(dǎo)線截面積為25mm時(shí)的，即選擇導(dǎo)線為BLX-500-325。2.校驗(yàn)導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度查附錄表19，知室內(nèi)明敷或穿管的絕緣鋁線的最小允許截面積均為2.5mm?，F(xiàn)導(dǎo)線截面積為25mm，當(dāng)然滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。3.校驗(yàn)線路的電壓損耗由于16臺(tái)4kW電動(dòng)機(jī)均勻分布在30m長的線路上，因此可按16負(fù)荷集中在線路長50m-15m=35m的末端來計(jì)算其線路的電壓損耗。由附錄表3查得BLX-500-3×25導(dǎo)線的電阻（按溫度50℃計(jì)），（按線距100mm計(jì)）。而線路的有功功率kW；線路的無功功率kvar。因此V完全滿足允許電壓損耗要求。第六章習(xí)題解答6-1有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為380V，額定電流為22A，啟動(dòng)電流為140A，該電動(dòng)機(jī)端子處的三相短路電流周期分量有效值為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，并選擇該電動(dòng)機(jī)的配電線（采用BLV型導(dǎo)線穿硬塑料管）的導(dǎo)線截面及穿線管管徑。環(huán)境溫度按C計(jì)。解：1.選擇熔體及熔斷器的額定電流且因此由附錄表15RT0型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，可選RT0—100/50型熔斷器，其中。2.校驗(yàn)熔斷器的斷流能力查附錄表15，RT0—100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)線截面積及穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表23-5BLV型鋁芯塑料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27A，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根穿管管徑校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查附錄表19絕緣導(dǎo)線芯線的最小截面積，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6mm4.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RT0—100/50型熔斷器，其中。BLV-500型導(dǎo)線截面積為6mm2，穿硬塑料管直徑為20mm6-2有一條380V線路，其A，A，線路首端，末端。試選擇線路首端裝設(shè)的DW16型低壓斷路器，選擇和整定其瞬時(shí)動(dòng)作的電磁脫扣器，并檢驗(yàn)其靈敏度。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13DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，選型號DW16—630低壓斷路器，殼架等級電流=630A，脫扣器額定電流=315A。2.瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定對動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型），查附錄表13DW16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)過電流脫扣器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)，滿足靈敏度的要求。4.斷流能力的校驗(yàn)查附錄表13DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，DW16—630低壓斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?0kA（380V），對動(dòng)作時(shí)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DW16—630低壓斷路器，脫扣器額定電流=315A，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方式的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置，電流互感器的變流比為200/5A，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周期分量有效值為2.8kA，末端的三相短路電流周期分量有效值為1kA。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。解：1.GL15/10型電流繼電器動(dòng)作電流的整定按式（6-38）計(jì)算，其中，，，因此根據(jù)GL—15／10型電流繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為8A。2.過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)按式（6-37）計(jì)算，其中。，，滿足GB/T50062-2008規(guī)定，滿足靈敏度的要求。3.電流速斷保護(hù)速斷電流的整定按式（6-40）計(jì)算，其中，，，因此因此，速斷電流倍數(shù)：4.電流速斷保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)按式（6-41）計(jì)算，其中，，，,因此速斷保護(hù)靈敏度稍低于新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的要求。6-4現(xiàn)有前后兩級反時(shí)限過電流保護(hù)，均采用GL-15型過電流繼電器，前一級采用兩相兩繼電器接線，后一級采用兩相電流差接線。后一級繼電器的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間已整定為0.5s,動(dòng)作電流整定為9A，前一級繼電器的動(dòng)作電流已整定為5A。前一級的電流互感器變流比為100/5A，后一級的電流互感器變流比為75/5A。后一級線路首端的400A。試整定前一級繼電器的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間（取）。解：1.后一級繼電器KA2在時(shí)通過的電流及動(dòng)作電流倍數(shù)通過的電流：動(dòng)作電流倍數(shù)：2.KA2繼電器在時(shí)的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間查附路表24曲線，在及10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間時(shí)，實(shí)際動(dòng)作時(shí)間。3.前一級繼電器KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間按計(jì)，KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間。4.KA1在時(shí)通過的電流及動(dòng)作電流倍數(shù)通過的電流：動(dòng)作電流倍數(shù)：5.前一級繼電器KA1的10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間按實(shí)際動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作電流倍數(shù)去查附表21曲線，得其10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間應(yīng)為，即前一級繼電器的10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間應(yīng)整定為0.8s。6-5某工廠10kV高壓配電所有一條高壓配電線供電給一車間變電所。該高壓配電線首端擬裝設(shè)由GL-15型電流繼電器組成的反時(shí)限過電流保護(hù)，兩相兩繼電器式接線。已知安裝的電流互感器變流比為160/5A。高壓配電所的電源進(jìn)線上裝設(shè)的定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定為1.5s。高壓配電所母線的，車間變電所的380V母線的。車間變電所的一臺(tái)主變壓器為S9-1000型。試整定供電給該車間變電所的高壓配電線首端裝設(shè)的GL-15型電流繼電器的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間及電流速斷保護(hù)的速斷電流倍數(shù)，并檢驗(yàn)其靈敏度。（建議變壓器的）解：1.高壓配電線首端GL-15型電流繼電器動(dòng)作電流的整定變壓器一次額定電流：通過高壓配電線的最大負(fù)荷電流：取，因此故GL-15/10型繼電器動(dòng)作電流整定為6A。2.該繼電器的10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間的整定在短路時(shí)繼電器的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間。按和查附錄表24，其10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間應(yīng)整定為1.1s。但該繼電器作為終端保護(hù)繼電器，按通常規(guī)定，其動(dòng)作時(shí)間可整定為0.5s。3.該繼電器速斷電流的整定取而，因此速斷電流倍數(shù)4.過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)取而，，因此滿足過電流保護(hù)靈敏度要求。5.電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)取而，，因此基本滿足電流速斷保護(hù)靈敏度的要求。第七章習(xí)題解答7-1某供電給高壓并聯(lián)電容器組的線路上，裝有一只無功電能表和三只電流表，如圖7-30a所示。試按中斷線表示法在圖7-30b上標(biāo)出圖7-30a的儀表和端子排的端子標(biāo)號。圖7-30習(xí)題7-1的原理電路圖和安裝接線圖a)原理電路圖b)安裝接線圖（待標(biāo)號）答：PA1:1-X:1;PA1:2-PJ:1;PA2:1-X:2;PA2:2-PJ:6;PA3:1-X:3(X:3與X:4并聯(lián)后接地);PA3:2-PJ:8;PJ:1-PA1:1;PJ:2-X:5;PJ:3-PJ:8;PJ:4-X:7;PJ:6-PA2:2;PJ:7-X:9;PJ:8-PJ:3與PA3:2;X:1-PA1:1;X:2-PA2:1;X:3-PA3:1;X:4左端與X:3左端并聯(lián)后接地，右端空；X:5-PJ:2;X:7-PJ:4;X:9-PJ:7。第八章習(xí)題解答8-1有一座第二類防雷建筑物，高10m，其屋頂最遠(yuǎn)的一角距離一高50m的煙囪15m遠(yuǎn)。該煙囪上裝有一根2.5m高的避雷針.試驗(yàn)算此避雷針能否保護(hù)該建筑物。解：查表8-1得二類防雷建筑物的滾動(dòng)半徑為45m，而因此由式（8-2）可求得建筑物屋頂水平面上的保護(hù)半徑為：因此煙囪上的避雷針能保護(hù)這一建筑物。8-2有一臺(tái)630kVA的配電變壓器低壓中性點(diǎn)需進(jìn)行接地，可利用的變電所鋼筋混凝土基礎(chǔ)的自然接地體電阻為。試確定需補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻值及人工接地的垂直埋地鋼管、連接扁鋼和布置方案。已知接地處的土壤電阻率為，單相短路電流可達(dá)2.8kA，短路電流持續(xù)時(shí)間為0.7s。解：1.需補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻計(jì)算查附錄表26得允許的接地電阻RE≤4；已知可利用的自然接地體電阻RE（nat）=12；因此，需要補(bǔ)充的人工接地體的電阻RE（man）=RE（nat）RE/（RE（nat）-RE）=12×4/（12－4）=62.計(jì)算單根接地體長2.5m,直徑50mm的鋼管埋入地下（ρ=100mRE（1）=ρ/l=100/2.5=403.確定接地方案根據(jù)，可初步選7根長2.5m,直徑50mm的鋼管打入地下，管間距離為5m,管間用40mm×4mm的扁鋼連接。4.校驗(yàn)接地裝置的短路熱穩(wěn)定度mm2滿足熱穩(wěn)定度的要求。第九章習(xí)題解答9-1試分別計(jì)算S9-500/10型和S9-800/10型配電變壓器（均Yyn0聯(lián)結(jié)）的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率（取=0.1）。解:1.S9-500/10型變