工厂供电计算题答案 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆第一章 1 2 3 4 第二章 1 2 3 6 8 2-2 某机修车间 ,拥有冷加工机床 52 台， 共 200kw； 行车一台，共 5.1kw( =15%)； 通风机 4 台， 共 5kw；点焊机 3 台，共 10.5kw(=65%)。车间采用 220/380v 三相四线制（ TN-C ）配电。试确定该车间计算负荷 P30、Q30、S30和 I30。解： 对于冷加工机床， Pe=200kW，Kd=0.2,cos =0.5,tan =1.73 P30(1)=KdPe=0.2 200kW=40kW Q30(1)=P30tan =401.73kvar=69.2kvar 对

2、于行车组 ,Pe=PN25N=5.1%25%15=3.95Kw,Kd=0.15, cos =0.5, tan =1.73 P30(2)= KdPe=0.15 3.95kW=0.59 kW Q30(2)= P30tan =0.59 1.73=1.02kvar 对于通风机组 , Pe= PN=5 kW, Kd=0.8, cos =0.8, tan =0.75 P30(3)= KdPe=0.8 5Kw=4kW Q30(3)= P30tan =40.75kvar=3kvar 对于点焊机组 , Pe= PN 100N=10.5 %100%65=8.47 kW，Kd=0.35, cos =0.6, tan

3、 =1.33 P30(4)= KdPe=0.35 8.47 kW=2.96kW Q30(4)= P30tan =3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 Kp=0.9,Kq=0.95 总的有功计算负荷为： P30=（P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)）Kp=（40+0.59+4+2.96 ）0.9 =42.8（kW）总的无功计算负荷为： Q30=（Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)+Q30(4)）Kq=（69.2+1.02+3+3.94 ）0.95 =77.3（kvar）视在计算负荷为： S30=223030QP精选学习资料 - - - - - - - -

4、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆=223.778 .42=84.9 视在电流为： I30=S30/3 UN=84.9/(1.7320.38)=129 2-3 有一 380v三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW，其中较大容量的电动机有7.5kW，4kW3 台，3kW12 台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷P30、Q30、S30和 I30。解： 需要系数法对于小批生产的冷加工机床电动机，取Kd=0.2，cos =0.5，tan =1.73 P30=KdPe=0.2 85kW=17kW Q30=P

5、30tan =171.73kvar=29.4kvar S30= P30/ cos =17/0.5kv A=34 kv A I30= S30/3 UN=34/(1.7320.38)A=51.7A 二项式法取 b=0.14,c=0.4 PX=P16=(7.5 43+3)kW=22.5kW P30=KdPe=bPe+cPX =(0.1485+0.4 22.5)kW=20.9kW Q30=P30tan =20.9 1.73kvar=36.2kvar S30= P30/ cos =20.9/0.5 kvA=41.8 kv A I30= S30/3 UN=41.8/(1.730.38)=63.8A 第三章

6、 1 3 4 3-1 解：画出短路计算电路如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆画图 1.求 k-1 点处的短路电流和短路容量（Uc12=10.5kV）(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗：37.03005 .102211AMVkVSUXC电缆线路电抗： X2=X0l=0.08 4Km=0.32画出等效电路如下，计算其总阻抗为：69.032.037.0211-kXXX）（画图 （2）计算短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值：kA78.869.03kV5 .103)1

7、(131KCKXUI短路次暂态电流和稳态电流：kA78.8 )3(1)3()3(KIII冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：kA39.22kA78.855. 2 55. 2i)3(3shI）（kA26.13kA78. 851.1 51. 1I)3(3shI）（短路容量：AMVkAkVIUSKCK68.15978. 85.1033)3(11)3(12.求 k-2 点处的短路电流和短路容量（Uc12=0.4kV）(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆电力系

8、统的电抗：422111033. 53004. 0AMVkVSUXC电缆线路电抗： X2=X0l212CCUU=0.08 4Km25 .104 .0=0.32电力变压器的电抗：4222431009. 08004 .01005.4100%NCKSUUXX画出等效电路如下，计算其总阻抗为：44444321)2(10015.1021009.01065.41033.5/XXXXXK画图 （2）计算短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值：kA4210015.103kV4. 034)2(132KCKXUI短路次暂态电流和稳态电流：kA42 )3(2)3()3(KIII冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：

9、kA28.77kA4284.1 84.1i)3(3shI）（kA78.45kA4209.1 09.1I)3(3shI）（短路容量：AMVkAkVIUSKCK29424.033)3(21)3(13-2 解：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(1)确定基准值取 Sd=100MV A，UC1=10.5kV，UC2=0.4Kv 而kAkVAMVUSIcdd50.55.103100311kAkVAMVUSIcdd1444.03100322(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值

10、：X1*=100MV A/ 300MV A=0.3 电缆线路电抗标幺值：X2*=0.08 4km 100MV A/ (10.5kV)2=0.29 电力变压器的电抗标幺值：X3*=X4*=625.58001001005.4AkVAMV画出等效电路如下，“画图”（3）计算 k-1 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量计算总电抗标幺值为：)1(*KXX1*+X2*=0.3+0.29=0.59 短路电流周期分量有效值：kA32.959.0kA50. 5)1(*1d31KKXII其它三相短路电流：kA32.9 )3(1)3()3(KIIIkA77.23kA32.955. 2 55. 2i)3

11、(3shI）（kA07.14kA32. 951.1 51. 1I)3(3shI）（精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆短路容量：AMVAMVXSSKK.16959.0100)1(*d)3(1（4）计算 k-2 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量计算总电抗标幺值为：)2(*KXX1*+X2*+X3*/X4*=3.4025 短路电流周期分量有效值：kA424025.3kA144)2(*2d32KKXII其它三相短路电流：kA42 )3(2)3()3(KIIIkA28.77kA428

12、4.1 84.1i)3(3shI）（kA78.45kA4209.1 09.1I)3(3shI）（短路容量：AMVAMVXSSKK39.294025.3100)2(*d)3(23-3 设习题 3-1 所述工厂变电所380v 侧母线采用 8010mm2的 LMY铝母线，水平平放，两相相邻母线轴线间距为 200mm，档距为 0.9m，档数大于 2。该母线上装有一台500kW 的同步电动机， cos =1时，=94%。试校验此母线的短路动稳定度。解：计算母线短路时所受的最大电动力由题 3-1 可知，380v母线的短路电流 IK=42KA，ish=77,3kA；而接于 380V母线的感应电动机额定电流为

13、： INM=500kW/(3380v10.94)=0.808kA 由于 IN M0.01 IK=0.42， 所以要计入感应电动机反馈电流的影响。该电动机的反馈电流冲击值为：ishM=CKsh M INM=7.810.808=6.3Ka因此母线在三相短路时所受到的最大电动力为F=3(ish+ ishM)2l10-7/a N/A2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆=3(77.3+6.3)10320.910-7/0.2 =5447N 校验母线短路时的动稳定度母线在 F作用时的弯曲力矩为M= Fl

14、/10=54470.9/10=490(NM) 母线的截面系数为w=b2/6=(0.08)20.01/6=1.06710-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为：c=M/W=490NM/1.067 10-5m3=45.910-7Mpa 硬铝母线（ LMY ）型的 a1=70Mpa所以满足 a1=70Mpac=45.9Mpa 的条件。3-4 设习题所述 380V母线短路保护动作时间为0.05s，低压断路器的短路时间为0.05s。试校验此母线的短路热稳定度。解：最小允许截面Amin=Iimat/cI= IK=42kA，由附录表 7 可得 c=87而 tima=tk+0.05s =top+toc+

15、0.05 =0.5+0.05+0.05 =0.6s 所以 Amin=Iimat/c=421036.0/87=374(mm2)而实际截面为 A=8010 mm2=800 mm2所以满足 AAmin 的短路热稳定度要求。第四章 1 2 4 4-1 某 10/0.4kV 的车间附设式变电所，总计算负荷为780kVA，其中一、二级负荷有460kVA。试初步选择变电所主变压器的台数和容量。已知当地的年平均气温为+25。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主

16、变压器。每台容量 SN T=(0.6-0.7)780kVA=(468-546)kV A, 因此初选容量为 500kV A，又当地的年平均气温为 +25，所以，实际容量为：TNarT)S100208%(1S=（0.92-0.05）500kVA=435kV A460kV A, 不满足一、二级负荷要求，因此不合适。4-2 某 10/0.4kV 的车间附设式变电所，原装有S9-1000/10型变压器一台。现负荷发展，计算负荷达1300kVA。问增加一台 S9-315/10 型变压器和 S9-1000/10 型变压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是那一台过负荷？过负荷多少？已知两台变压器均

17、为Yyn0联结。解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的，因此先计算其阻抗标幺值。查附录 5-1 知 S9-315/10型变压器 T1的 Uk%=4 ，S9-315/10型变压器 T2的 Uk%=4.5,取 Sd=105kVA,因此: Z*T1=NdkSSU100%=(4105kVA)(100 315kVA)=12.7 Z*T1=NdkSSU100%=(4.5 105kV A)(100 1000kVA)=4.5 由此可计算出两台变压器在负荷达1300kVA时各台负担的负荷分别为ST1=1300kVA5 .47 .125.4=340kVA ST2=1300kVA5 .47 .12

18、7.12=959.88kV A 所以， S9-315/10型变压器 T1将过负荷 340-315=25kV A， 将超过其额定容量AkV315AkV25100%=7.9%。另外，从两台变压器的容量比来看，315kV A:1000kVA=1:3.17超过了不允许容量比 1:3。4-4 某厂的有功计算负荷为3000kW，功率因素经补偿后达到0.92。该厂6kV 进线上拟安装一台SN10-10型高压断路器，其主保护动作时间为0.9s，断路器断路时间为0.2s。该厂高压配电所6kV母线上的 Ik（3）=20k。试选择该高压断路器的规格。解：由题意可得，计算容量精选学习资料 - - - - - - -

19、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆S30=P30/cos?=3000/0.92=3260.87kV I30=S30/(3 UN)=3260.87/(36)kV=313.78A 而冲击电流ish(3)=2.55Ik=2.5520kA=51kA 又 I(3)2tima=(20kA)2(0.9s+0.2s)=440 由以上计算，并根据我国生产的高压户内少油断路器型式，初步选用SN10-10型。下面根据以上计算，对SN10-10型断路器进行校验下表：序号装设地点电气条件SN10-10/1000-50 型断路器项目数据项目数据结论1 UN

20、6kA UN10Kv 合格2 I30 313.78A IN1000A 合格3 IK（3）20kA I31.5kA 合格4 ish(3)51kA imax80kA 合格5 I(3)2tima 440 It2t 31.5424=3969 合格所以，应该选择 SN10-10 /1000-50 型高压户内少油断路器。第 5 章 1 2 4 5-1 试按发热条件选择220/380V，TNC系统中的相线和PEN线截面及穿线钢管（ G）的直径。已知线路的计算电流为150A，安装地点的环境温度为25。拟用 BLV型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设。（Page126 习题 1）解： （1）相线截面的选择查附录表 10

21、BLV型 45 根单芯铝芯绝缘线穿钢管，环境温度为25时截面为 95mm2的允许载流量为 152A，大于计算电流 150A。因此，相线截面选95mm2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆（2）PEN线截面的选择按 N 线截面的选择原则，205.47955.05. 0mmAA，取2050mmA。按 PE 线截面的选择原则，当223595mmmmA时，25.47955. 05.0mmAAPE，取250mmAPE。故 PEN线截面选择为：250mmANPE。（3）穿线钢管（ G）直径的选择查附录

22、表 10 BLV型铝芯绝缘线穿钢管时的允许载流量表， 4 根单芯截面为 95mm2铝芯绝缘线穿钢管（ G）的直径应为 70mm。第六章 1 2 3 4 6-1 有 1 台电动机，额定电压为380V，额定电流为 22A，启动电流为 140A，启动时间在 3s以下。该电动机端子处的三相短路电流为16kA 。试选择保护该电动机的RT0型熔断器及其熔体额定电流，该熔断器只作短路保护，并选择该电动机的配电线（采用BLV型导线）的导线截面及穿线的硬塑料管管径（环境温度按 +30计） 。 （Page165 习题 1，参照 Page132例 6.1）解： （1）选择熔体及熔断器的额定电流AIIFEN2230,

23、且AKIIpkFEN421403.0,因此由附录表13 RT0 型低压熔断器的主要技术数据，可选RT0100 型熔断器，其中AIAIFUNFEN100,50,。（2）校验熔断器的断流能力查附录表 13 ，RT0 100 型熔断器的kAkAIoc1650，因此该熔断器的断流能力是足够的。（3）选择导线截面及穿线的硬塑料管内径精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆查附录表 10 BLV型铝芯绝缘线穿硬塑料管时的允许载流量，3 根单芯线、 环境温度 30，截面为 6mm2时允许载流量 25A，大于

24、电动机额定电流为22A，满足发热条件要求，相应地选3 根穿管管径 20mm。校验机械强度，查附录7 绝缘导线芯线的最小截面，穿管敷设的铝芯绝缘导线的最小截面为2.5mm2。现选为 6mm2，满足机械强度要求。（4）校验导线与熔断器保护的配合因为该熔断器只作短路保护，且为穿管敷设，所以取5 .2OLKAIKAIalOLFEN5.62255.250,因此满足配合要求。综上所述，选 RT0 100 型熔断器，其中AIAIFUNFEN100,50,。截面为 6mm2BLV型铝芯绝缘线穿直径 20mm 的硬塑料管。6-2 有一条 380V 线路，其AI28030，AIpk600，线路首端的kAIk8 .

25、 7)3(，末端的kAIk5.2min,。试选择线路首端装设的DWl6 型低压断路器，并选择和整定其瞬时动作的电磁脱扣器，检验其灵敏度。（Page165 习题 2，参照 Page137例 6.3）解： （1）脱扣器额定电流及低压断路器额定电流的选择AIAIORN28031530,查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据，选型号DW16630 低压断路器，壳架等级电流QFNI,=630 A，脱扣器额定电流ORNI,=315 A。（2）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定对动作时间在 0.02s以上的万能式断路器（ DW 型） ，35. 1relKAIKIpkreloop81060035.

26、1)(精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆57. 2315810,)(ORNoopII查附录表14 DW16 型低压断路器的主要技术数据，取瞬时动作整定电流)(oopI=3ORNI,=3315=945A。（3）瞬时过电流脱扣器保护灵敏度的校验3 .165.29452500min,KIISopkp，满足灵敏度的要求。（5）断流能力的校验查附录表 14 DW16 型低压断路器的主要技术数据，DW16630 低压断路器的极限分断能力为30kA（380V） ，对动作时间在 0.02s以上的万能式断

27、路器（ DW 型）kAIkAIkoc8 . 730)3(故，满足断流能力的要求。综上所述，选型号 DW16630 低压断路器，壳架等级电流QFNI,=630 A， 脱扣器额定电流ORNI,=315 A，瞬时动作脱扣器整定电流)(oopI=3ORNI,=945A。6-3 某 10kV线路，采用两相两继电器式接线的去分流跳闸原理的反时限过电流保护装置，电流互感器的变流比为 2005，线路的最大负荷电流（含尖峰电流）为180A，线路首端的三相短路电流有效值为 2.8 kA，末端的三相短路电流有效值为1 kA，设系统只有一种运行方式。试整定该线路采用的GL 1510 型电流继电器的动作电流和速断电流倍

28、数，并检验其保护灵敏度。（Page165 习题 3）解：由题意得：电流互感器的变流比405/200iK；线路的最大负荷电流AIL180max,；线路首端的三相短路电流有效值kAIIIkkk8. 2)3(1max,)3(1min,)3(1 ,；末端的三相短路电流有效值kAIIIkkk1)3(2max,)3(2min,)3(2,；两相两继电器式接线的接线系数1wK；查 Page288 附录表 15 得 GL1510 型电流继电器的返回系数8. 0reK。（1）过电流保护动作电流的整定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页

29、学而不思则惘，思而不学则殆由于该线路采用的GL 1510 型电流继电器保护，所以取3. 1relK。AIKKKKILirewrelop3125. 7180408.013. 1max,根据 GL 1510 型电流继电器的规格，动作电流整定为7.5A。（2）过电流保护灵敏度的校验5 .189.25.7401000123)3(2min,23)2(2min,opikwopikwpIKIKIKIKS，显然，满足灵敏度的要求。（3）电流速断保护速断电流的整定由于该线路采用的GL 1510 型电流继电器保护，所以取4.1relK。AIKKKIkiwrelqb3510004014. 1)3(2max,故，速断

30、电流倍数：67. 45 .735opqbqbIIn（4）电流速断保护灵敏度的校验5.173.1354010008.2123)3(1min,23)2(1min,qbikwqbikwpIKIKIKIKS显然，满足灵敏度的要求。6-4 现有前后两级反时限过电流保护， 都采用 GL 15 型过电流继电器，前一级按两相继电器式接线，后一级按两相电流差接线，后一级继电器的10倍动作电流的动作时间已整定为0.5 s ，动作电流整定为 9A，前一级继电器的动作电流已整定为5A，前一级电流互感器的变流比为1005，后一级电流互感器的变流比为755，后一级线路首端的AIk400)3(。试整定前一级继电器的10 倍

31、动作电流的动作时间（取st7.0） 。 （Page165 习题 4）解： （1）计算后一级线路首端短路电流反应到后一级继电器中的电流值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆AKKIIiwkk19.465/753400)2()2()3()2(（2）计算)2(kI对后一级继电器的动作电流的倍数13. 5919.46)2()2(2opkIIn（3）确定后一级继电器的实际动作时间由后一级继电器的10 倍动作电流的动作时间已整定为0.5 s和动作电流的倍数5.13，查附录 43 GL电流继电器的动作特

32、性曲线，得后一级继电器的实际动作时间：st75.02。（4）计算前一级继电器的实际动作时间sttt45.17 .075.021（5）计算后一级线路首端短路电流反应到前一级继电器中的电流值AKKIIiwkk205/1001400)1()1()3()1(（6）计算) 1(kI对前一级继电器的动作电流的倍数4520)1()1(1opkIIn（7）整定前一级继电器的10 倍动作电流的动作时间由前一级继电器的实际动作时间1.45 s 和动作电流的倍数4，查附录 43 GL电流继电器的动作特性曲线，得前一级继电器的10 倍动作电流的动作时间：st1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页