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1、-工厂供配电系统计算题-第 17 页4.1、某小批量生产车间380v线路上接有接有金属切削机床共20台（其中，10KW的4台， 15KW的8台 ,5kW的8台），车间有380v电焊机2台（每台容量18KVA，N=65%,，COSN=0.5),车间有吊车一台（12KW，N=25%),试计算此车间的设备容量。解：金属切削机床的设备。金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以20台金属切削机床的总容量为：Pe1=Pei=410+815+85=200KW电焊机的设备容量。电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到=100%，所以2台电焊机的设备容量为：Pe2=2SNCOSN=2180.5=1
2、4.5KW吊车的设备容量。吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到=25%，所以1台吊车的容量为： Pe3=PN=PN=12KW车间的设备总容量为Pe=200+14.5+12=226.5KW4.2、用需要系数法计算第一题。解: 金属切削机床组的计算负荷 取Kd=0.2 =0.5 =1.73=0.2142=28.4KW =28.41.73=49.1kvar=56.8kVA=86.3A电焊机组的计算负荷 取Kd=0.35 =0.35 =2.68=0.3516.1=5.6KW=5.62.68=15.0kvar=16.0kVA=24.3A吊车机组的计算负荷 取Kd=0.15 =0.5 =1
3、.73=1.7KW=2.9kvar=3.4kVA=5.2A全车间的总计算负荷 =0.8=28.6KW=53.6kvar=60.8kVA=92.4A4.3、一机修车间的380v线路上，接有金属切削机床电动机20台共60KW，其KD1=0.2，COS1=0.5；另接通风机2台共10KW， 其KD1=0.8，COS2=0.8；电炉1台5KW， 其KD1=0.7，COS3=1.0；试求计算负荷（设同时系数为0.9）。解：冷加工电动机。Kd1=0.2，cos1=1.73, tan1=1.73 则 P30.1=KdiPel=0.260kw=12kwQ30.1=P30.1tan1=12kw1.73=20.8
4、kvar通风机。Kd2=0.8，cos2=0.8，tan2=0.75，则P30.2=Kd2=Pe2=0.810kw=8kwQ30.2=P30.2tan2=8kw0.75=6kvar电阻炉。Kd3=0.7，cos3=1.0，tan3=0则P30.3=Kd3Pe3=0.75kw=3.5kwQ30.3=0总的计算负荷。P30=KP30.i=0.9（12+8+3.5）kw=21.15kw Q30=KQ30.i=0.9（20.8+6+0）kvar=24.1kvarS30=32KVAI30=48.8A4.4已知某一班制电器开关制造工厂共有用电设备容量4500kW，试估算该厂的计算负荷。解：取Kd=0.15
5、 =0.75 =0.88= 1575 kw =1396kvar=2098kVA=3187.7A4、 某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW,无功计算负荷为800kvar。为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于0.9，如在变压器低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量？补偿后工厂变电所所选择变压器的容量有何变化？解：补偿前的变压器容量和功率因数。变电所低压侧的视在计算负荷为：=1031kVA因次未考虑无功补偿时，主变压器的容量选择为1250kVA变电所低压侧的功率因数为=0.63无功补偿量。按相关规定，补偿后变电所高压侧的功率因数不应低于0
6、.9，即0.9=0.92.因此低压侧需要装设的并联电容器容量为：=650（tanarccos0.63-tanarccos0.92）kvar=525kvar取=530kvar。补偿后重新选择变压器容量。变电所低压侧的视在计算负荷为：=704kVA因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为800kVA。补偿后的工厂功率因数。补偿后变压器的功率损耗为:0.015=0.015704kVA=10.6kW0.06=0.06704kVA=42.2kvar变电所高压侧的计算负荷为：=+=661KW=+=312kvar=731kVA补偿后工厂的功率因数为：=/=0.9040.9满足相关规定要求。无功补偿前后的比较。
7、=450kVA由此可见，补偿后主变压器的容量减少了450kVA，不仅减少了投资，而且减少电费的支出，提高了功率因数。4.9 某工厂供电系统如图4.7所示。已知电力系统出口断路器为SN10-10型。试求工厂变电所高压110kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。 图4.7 例4.9的短路计算电路解：求k-1点的三相短路电流和短路容量（=10.5kV） a.计算短路电路中各元件的电抗及总阻抗。电力系统的电抗：由附表3查得SN10-10型断路器的断流容量=500MVA，因此 =0.22架空线路的电抗： 由表4.7得=0.35/km，因此 =l=0.35（/km
8、）5km=1.75绘制k-1点短路的等效电路，如图4.8所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总阻抗为： =+=0.22+1.75=1.97 b.计算三相短路电流和短路容量。 三相短路电流周期分量有效值为： =3.08kA 三相短路次暂态电流和稳态电流为： =3.08kA 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为： =2.55=2.553.08=7.85kA =1.51=1.513.08=4.65kA 三相短路容量为： =56.0MVA求k-2点的三相短路电流和短路容量（=0.4kV） a.计算短路电路中各元件的电抗及总阻抗。电力系统的电抗： =3.2架空线路的电抗
9、： =l=0.35（/km）5km=2.54电力变压器的电抗： 由附表2得5%，因此： =0.05=8绘制k-2点短路的等效电路，如图4.8所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总阻抗为： =+/=6.86图4.8 例4.9的短路等效电路图（欧姆法） b.计算三相短路电流和短路容量。 三相短路电流周期分量有效值为： =33.7kA 三相短路次暂态电流和稳态电流为： =33.7kA 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为： =1.84=1.843.08=62.0kA =1.09=1.093.08=36.7kA 三相短路容量为： =23.3MVA在工程设计说明书中，往
10、往只列短路计算表，如表4.8所示。 表4.8 例4.9的短路计算表短路计算点三相短路电流（k A）三相短路容量（MVA）K-13.083.083.087.854.6556.0K-233.733.733.762.036.723.3例4.10 试用标幺值法计算例4.9所示工厂供电系统中k-1点和k-2点的三相短路电流和短路容量。解：确定基准值。取=100MVA，=10.5kV =0.4kV而 =5.50kA =144kA 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值。 a.电力系统的电抗标幺值。由附表3查得 =500MVA，因此 =0.2 b.架空线路的电抗标幺值。由表查得=0.35/km，因此 =0.3
11、5（/km）5km=1.59 c.电力变压器的电抗标幺值。 由附表2得5%，因此 =5.0 绘制短路等效电路图如图4.9所示，图上标出各元件序号和电抗标幺值，并标明短路计算点。 图4.9 例4.10的短路等效电路图（标幺值法） 计算k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量。a. 总阻抗标幺值为： =+=0.2+1.59=1.79b. 三相短路电流周期分量有效值为： =3.07kAc.其他三相短路电流为： =3.07kA =2.55=2.553.07=7.83kA =1.51=1.513.07=4.64kAd.三相短路容量为： =55.9MVA 计算k-2点的短路电路总阻抗标幺值及
12、三相短路电流和短路容量。b. 总阻抗标幺值为： =+/=0.2+1.59+5/2=4.29b. 三相短路电流周期分量有效值为： =33.6kAc.其他三相短路电流为： =33.6kA =1.84=1.8433.6=61.8kA =1.09=1.0933.6=36.6kAd.三相短路容量为： =23.3MVA4.25 一个大批量生产的机械加工车间，拥有380V金属切割机床50台，总容量为650kW，试确定此车间的计算负荷。解：= 0.2650=130kW =1301.73=224.9kvar=259.8kVA=394.7A4.26 有一380V三相线路，供电给35台小批量生产的冷加工机床电动机，
13、总容量为85kW，其中较大容量的电动机有7.5kW1台，4kW3台，3kW12台，用需要系数法确定确定其计算负荷。用二项式系数法确定其计算负荷。解：查表一得：=0.2 =0.5 =1.73= 0.285=17kW =171.73=29.41kvar=34kVA=51.6A查表一得：取二项式系数b=0.14 c=0.4 x=5 =0.5 =1.73=7.51+43+32=22.5kW=b+c=0.1485+0.422.5=20.9kW=20.91.73=36.16kvar=41.77kVA=63.46A4.27 一机修车间，有冷加工机床30台，设备总容量为150kW，电焊机5台，共15.5kW（
14、暂载率为65%）通风机4台，共4.8kW，车间采用380/220V线路供电，试确定该车间的计算负荷。解：冷加工机床的计算负荷，查附表1，取需要系数和功率因数为： =0.2 =0.5 =1.73= 0.2150=30kW =301.73=51.9kvar=59.95kVA=91.1A电焊机的计算负荷。查附表1，取需要系数和功率因数为： =0.35 =0.35 =2.68= 0.3515.5=4.374kW =4.3741.73=51.9kvar通风机的计算负荷。查附表1，取需要系数和功率因数为： =0.8 =0.8 =0.75= 0.84.8=3.84kW =0.753.84=2.88kvar全
15、车间总计算负荷根据表4.2，取同时系数=0.8，所以全车间的计算负荷为：=0.8（30+4.374+3.84）=30.57kW=0.8（51.9+11.72+2.88）53.2=kvar=61.36kVA=93.23A4.28 某工厂有功计算负荷为2200kW，功率因数为0.55，现计划在10kV母线上安装补偿电容器，使功率因数提高到0.9，问电容器的安装容量为多少？安装电容器后工厂的视在负荷有何变化？解：需要安装的电容器的容量为：=2200（tanarccos0.55-tanarccos0.9）=2275.15kvar取=2275kvar补偿前容量为=4000kVA补偿后容量为：=2444.
16、4kVA减少了投资，减少电费支出，提高了功率因数。4.29某工厂变电所装有一台630kVA变压器，其二次侧（380V）的有功计算负荷为420kW，无功计算负荷为350kvar。试求此变电所一次侧（10KV）的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到0.9，问此变电所低压母线上应装设多大并联电容器容量才能满足要求？解：=546.72kVA0.015=0.015546.72kVA=8.2kW0.06=0.06546.72kVA=32.8kvar变电所高压侧的计算负荷为：=+=428.2KW=+=382.8kvar=574.36kVA补偿前功率因数为：=/=0.750.9补偿电容为=（tanarcc
17、os0.75-tanarccos0.92）=191.5kvar取=190kvar补偿后：=449.45kVA0.015=0.015449.45kVA=6.74kW0.06=0.06449.45kVA=26.74kar变电所高压侧的计算负荷为：=+=426.74KW=+=186.97kvar=465.93kVA补偿后工厂的功率因数为：=/=0.924.30 有一地区变电所通过一条长4km的10kV电缆线路供电给某工厂一个装有两台并列运行的SL7-800型变压器的变电所，地区变电所出口处断路器断流容量为300MVA。试用标幺值法求该厂变电所10kV的高压侧和380V低压侧的短路电流、等，并列出短路
18、计算表。解：确定基准值。取=100MVA，=10.5kV =0.4kV =5.50kA =144kA 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值。 a.电力系统的电抗标幺值。由附表3查得 =300MVA，因此 =0.33 b.架空线路的电抗标幺值。由表查得=0.08/km，因此 =0.08（/km）4km=0.29 c.电力变压器的电抗标幺值。 由附表2得5%，因此 =6.25 绘制短路等效电路图如下图所示，图上标出各元件序号和电抗标幺值，并标明短路计算点。 计算k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量。c. 总阻抗标幺值为： =+=0.33+0.29=0.62b. 三相短路电流周期分
19、量有效值为： =8.87kAc.其他三相短路电流为： =8.87kA =2.55=2.558.87=22.62kA =1.51=1.518.87=13.39kAd.三相短路容量为： =161.3MVA 计算k-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量。d. 总阻抗标幺值为： =+/=0.2+1.59+6.25/2=3.75b. 三相短路电流周期分量有效值为： =38.4kAc.其他三相短路电流为： =38.4kA =1.84=1.8438.4=70.66kA =1.09=1.0938.4=41.86kAd.三相短路容量为： =26.67MVA短路计算点三相短路电流（k A）三相短路容
20、量（MVA）K-18.878.878.8713.3922.62161.3K-238.438.438.441.8670.6626.67例5.1 有一条采用BLX-500型铝心橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路，计算电流为50A，当地最热月平均最高气温为+30。试按发热条件选择此线路的导线截面。解：此TN-S线路为含有N线和PE线的三相五线制线路，因此，不仅要选择相线，还要选择中性线和保护线。 相线截面的选择。查附表8知环境温度为30时明敷的BLX-500型截面为100的铝心橡皮绝缘导线的=60A=50A，满足发热条件。因此相线截面选=10。 N线的选择。按0.5，选择=6。PE线的选择。
21、由于16，故选=10。所选导线的型号规格表示为：BLX-500-(31016PE10)。例5.2 上例所示TN-S线路，如采用BLV-500型铝心绝缘线穿硬塑料管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为+25。试按发热条件选择引线的导线截面及穿管内径。解：查附表10可知+25时5根单心线穿硬塑料管的BLV-500型导线截面为25的导线的允许载流量=57A=50A。因此，按发热条件，相线截面可选为25。N线截面按0.5，选择=16。PE线的选择按16，选为16。穿管的硬塑料管内径选为40mm。选择的结果表示为：BLV-500-(325116PE16)-VG50,其中VG为硬塑料管代号。例5.3 有一条
22、LJ型铝绞线架设的5km长的10kV架空线路，计算负荷为1380kW，=0.7，=4800h，试选择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。解：（1）选择经济截面。 =/()=1380kW/（10kV0.7）=114A由表5.1查得=1.51A/，故 =114A/（1.51A/）=99因此初选的标准截面为95，即LJ-95型铝绞线。（2） 校验发热强度。查附表7得LJ-95型铝绞线的载流量（室外25时）=325A=114A，因此满足发热条件。（3） 校验机械强度。查附表5.1得10kV架空铝绞线的最小截面=35A=95，因此所选LJ-95型铝绞线也满足机械强度要求。例5.4 试检验例5.3所选
23、LJ-95型铝绞线是否满足允许电压损耗5%的要求。已知该线路导线为等边三角形排列，线距为1m。解：由例5.3知=1380kW，=0.7，因此 =1， =1380kvar又根据题目条件查附表7，得=0.365/km,=0.34/km。故线路的电压损耗百分值为： 100%=100%=4.83%它小于=5%,因此所选LJ-95型铝绞线满足电压损耗要求.例5.5 某220/380V线路，线路全长75m，采用BLX-500-(325116)的橡皮绝缘导线明敷，在距线路首端50m处，接有7kW说的电阻性负荷，在末端接有28KW的电阻性负荷，试计算全线路的电压损耗百分值。解：查表5.3可知C=46.2kWm
24、/，而 7kW50m+28kW75m=2450kWm即 =2.12%例5.6 某220/380V的TN-C线路，如图5.3所示，线路拟采用BLX导线明敷，环境温度为35，允许电压损耗为5%，试确定该导线截面。 图5.3 例5.6的线路解：（1）线路的等效变换。将图5.3（a）所示的带均匀分布负荷的线路等效为图5.3（b）所示的带集中负荷的线路。原集中负荷=20kW,=0.8，因此 =20（arccos0.8）kvar=15kvar将原分布负荷变换为集中负荷=0.5（kW/m）60m=30kW，=0.7，因此 =30tan（arccos0.7）kvar=30kvar(2) 按发热条件选择导线截面
25、。线路上总的负荷为： P=+=20kW+30kW=50kW Q=+=15kvar+30kvar=45kvar =67.3kV I=102A按此电流值查附表8，得线心截面为35的BLX导线在35时的=119A=102A，因此可选BLX-500-135型导线三根作相线，另选500-135型导线一根作保护中性线（PEN）。（3） 校验机械强度。查第3章表3.5可知，按明敷在绝缘支持件上，且支持点间距为最大来考虑，其最小允许截面为10，因此，以上所选相线和保护中性线均满足机械强度要求。（4） 校验电压损耗。按线芯截面=35差附表12，得明敷铝芯线的=1.060.34/km，=0.241/km，因此，线
26、路的电压损耗为： = =20kW0.03km+30kW0.05km1.06/km+15kvar0.03km+30kvar0.05km0.241/km/0.38kV=7.09V。%=100%=100%=1.87%由于%=1.87%=5%，因此，以上所选导线也满足电压损耗的要求。5.21 试按发热条件选择220/380V，TN-C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，安装地点的坏境温度为25，拟用BLV铝心塑料线穿钢管埋地敷设。请选择导线并写出导线线型。解：，查附表9知+25时，4根单心穿硬塑料管BLV型导线截面为95的导线允许载流量=152A150A因此按发热条件，相线截面可选为95N线截面按,可选PE线截面按,选择穿线的钢管内径为70选择的结果表示为BLV-500-(395+PEN50)-G705.22 如果上题所述220/380V线路为TN-S系统，按发热条件选择其相线，N线和PE线的截面。解：由上题计算并查附表9可解相线截面N线截面PE线截面穿线的钢管内径为70选择结果表示为BLV-500-(395+150+PE50)-G70