工厂供电刘介才.docx
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工厂供电刘介才
《工厂供电》
第三版
刘介才主编
课后习题解答
第一章习题解答
1-1试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压?
图1-25习题1-1的供电系统
解:
1.变压器T1的一次侧额定电压:
应与发电机G的额定电压相同,即为10.5kV。
变压器T1的二次侧额定电压应比线路WL1末端变压器T2的一次额定电压高10%,即为242kV。
因此变压器T1的额定电压应为10.5/242kV。
2.线路WL1的额定电压:
应与变压器T2的一次额定电压相同,即为220kV。
3.线路WL2的额定电压:
应为35kV,因为变压器T2二次侧额定电压为38.5kV,正好比35kV高10%。
1-2试确定图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压?
图1-26习题1-2的供电系统
解:
1.发电机G的额定电压应比6kV线路额定电压高5%,因此发电机G的额定电压应为6.3kV。
2.变压器T1的额定电压:
一次额定电压应与发电机G的额定电压相同,因此其一次额定电压应为6kV。
T1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10%,因此其二次额定电压应为0.4kV。
因此变压器T1的额定电压应为6/0.4kV。
3.变压器T2的额定电压:
其一次额定电压应与发电机的额定电压相同,即其一次额定电压应为6.3kV。
T2的二次额定电压应比110kV电网电压高10%,即其二次额定电压应为121kV。
因此变压器T2的额定电压应为6.3/121kV。
4.变压器T3的额定电压:
其一次额定电压应与110kV线路的额定电压相同,即其一次额定电压应为110kV。
T3的二次额定电压应比10kV电压高10%,即其二次额定电压应为11kV。
因此变压器T3的额定电压应为110/11kV。
1-3某厂有若干车间变电所,互有低压联络线相连。
其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器,其高压绕组有+5%、0、—5%三个电压分接头,现调在主接头“0”的位置(即U1N)运行。
但是白天生产时,低压母线电压只有360V(额定电压为380V),而晚上不生产时,低压母线电压又高达415V。
试问此变电所低压母线昼夜电压偏差范围(%)为多少?
宜采取哪些改善措施?
解:
1.变电所低压母线昼夜的电压偏差范围:
该变电所白天的电压偏差按式(1-2)计算为:
该变电所晚上的电压偏差按式(1-2)计算为:
因此该变电所昼夜的电压偏差范围为-5.26%-+9.21%。
2.改善该变电所低压侧电压质量的措施:
为了改善该变电所的电压质量,该变电所主变压器的主接头宜切换至“-5%”的位置运行,而晚上则宜切除主变压器,投入低压联络线,由临近车间变电所供电。
1-4某10kV电网,架空线路总长度40km,电缆线路总长度23km。
试求次中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地电容道路,并判断此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地。
解:
1.该系统发生单相接地时的接地电容电流:
按式(1-7)计算为:
2.判断该系统中性点是否需要改变运行方式:
由于30A,因此该系统不必改为中性点经消弧线圈接地的运行方式。
第二章习题解答
2-1已知某机修车间的金属切削机床组,拥有额定电压380V的三相电动机15kW1台,11kW3台,7.5kW8台,4kW15台,其他更小容量电动机容量共35kW。
试分别用需要系数法和二项式法计算其、、和。
解:
1.用需要系数法计算
此机床组电动机的总容量为
查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项,得(取0.2)
,因此可求得:
1)有功计算负荷
按式(2-10)得
2)无功计算负荷
按式(2-11)得
3)视在计算负荷
按式(2-12)得
4)计算电流按式(2-13)得
2.用二项式法计算
由附录表1查得。
而设备总容量为
台最大容量的设备容量为
1)有功计算负荷
按式(2-21)得
2)无功计算负荷
按式(2-11)得
3)无功计算负荷
按式(2-12)得
4)计算电流按式(2-13)得
2-2某380V线路供电给1台132kWY型电动机,其效率,功率因数。
试求该线路的计算负荷、、和。
解:
此台电动机功率为,由于是单台设备,
所以,
2-3某机械加工车间的380V线路上,接有流水作业的金属切削机床组电动机30台共85kW(其中较大容量电动机有11kW1台,7.5kW3台,4kW6台,其他为更小容量电动机)。
另外有通风机3台,共5kW;电葫芦1个,3kW()。
试分别按需要系数法和二项式法确定各组的计算负荷及总的计算负荷、、和。
解:
1.用需要系数法计算
1)金属切削机床组:
查附录表1,取,已知因此
2)通风机组:
查附录表1,取,因此
3)电葫芦组:
查附录表1,取,,因此
因此380V线路上的总计算负荷为(取)
2.用二项式法计算
先求各组的和
1)金属切削机床组:
查附录表1,取因此
2)通风机组:
查附录表1,取,故
3)电葫芦组:
查附录表1,取,故
折算到时的
以上各组设备中,附加负荷以为最大,因此总计算负荷为
1.需要系数法计算结果列成电力负荷计算表。
序号
设备名称
台数
设备容量Pe/KW
需要
系数
Kd
cosφ
tanφ
计算负荷
Pe/KW
Q30/kva
S30/(kVA)
I30/A
1
机床组
30
85
0.25
0.5
1.73
21.3
36.8
42.6
64.7
2
通风机
3
5
0.8
0.8
0.75
4
3
5
7.6
3
电葫芦
1
3(ξ=40%)
3.75
(ξ=40%)
0.25
(ξ=25%)
0.5
1.73
0.57
0.98
1.14
1.73
4
总计
34
0.54
25.9
40.8
5
取K∑=0.95
24.6
38.8
45.9
69.7
2.二项式法计算结果列成电力负荷计算表。
序号
设备名称
台数
设备容量
二项式
系数b/c
cosφ
tanφ
计算负荷
n或
n/x
Pe
/KW
Px
/KW
Pe
/KW
Q30
/kva
S30
/(kVA)
I3
0/A
1
机床组
30/5
85
37.5
0.14/0.5
0.5
1.73
30.7
53.1
61.4
93.5
2
通风机
3
5
0.56/0.25
0.8
0.75
4.5
3.38
5.63
8.55
3
电葫芦
1
3(ξ=40%)
3.75
(ξ=40%)
0.250.06/0.2
(ξ=25%)
0.5
1.73
0.985
1.70
1.97
2.99
4
总计
34
0.54
34.2
55.9
65.5
99.5
2-4现有9台220V单相电阻炉,其中4台4kW,3台1.5kW,2台2kW。
试合理分配上列各电阻炉于220/380V的TN-C线路上,并计算其计算负荷、、和。
解:
单相电阻炉按其容量尽可能三个相均衡分配,因此4台4kW的可将3台分别接于A相,B相和C相,另一台接于A相,3台1.5kW的可接于B相,2台2kW的可接于C相。
三个相负荷基本平衡,等效三相计算负荷按容量最大的B相负荷的3倍计算。
查附表1得,因此
2-5某220/380V线路上,接有如表2-5所列的用电设备。
试确定该线路的计算负荷、、和。
表2-5习题2-5的负荷资料
设备名称
380V单头手动弧焊机
220V电热箱
接入相序
AB
BC
CA
A
B
C
设备台数
1
1
2
2
1
1
单台设备
容量
21kVA
(ε=65%)
17kVA
(ε=100%)
10.3kVA
(ε=50%)
3kW
6kW
4.5kW
解:
1.弧焊机各相的计算负荷
1)将接于AB相间的1台21kVA()换算成时的有功容量(kW)。
由附录表1查得其,因此按式(2-15)可得其有功容量为:
2)将接于BC相间的1台17kVA()换算成相同的有功容量(kW)。
其,因此其有功容量为:
3)将接于CA相间的2台10.3kVA()换算成时的有功容量(kW)。
其,因此其有功容量为:
4)弧焊机换算至各相的有功和无功容量:
由表2-3查得时的功率换算系数
,
因此由式(2-29)式(2-34)可得各相的有功和无功容量为:
A相
B相
C相
5)弧焊机各相的有功和无功计算负荷:
查附录表1得其,因此各相的有功和无功计算负荷为:
A相
B相
C相
2.电热箱各相的计算负荷
1)A相电热箱的有功和无功计算负荷:
查附录表1得因此
2)B相电热箱的有功和无功计算负荷:
3)C相电热箱的有功和无功计算负荷:
3.线路上总的计算负荷
1)各相总的有功和无功计算负荷:
A相
B相
C相
2)总的等效三相计算负荷:
由以上计算结果看出,A相的有功计算负荷最大,因此取A相来计算总的等效三相计算负荷:
2-6有一条长2km的10kV高压线路供电给两台并列运行的电力变压器。
高压线路采用LJ-70铝绞线,等距水平架设,线距1m。
两台变压器均为S9-800/10型,Dyn11联结,总的计算负荷为900kW,=4500h。
试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。
解:
1.高压线路的功率损耗和年电能损耗计算
1)LJ-70铝绞线的电阻及其有功功率损耗:
查附录表3得。
因此总电阻
。
线路计算电流为
因此该线路的有功功率损耗按式(2-36)为:
2)LJ-70铝绞线的电抗及其无功功率损耗:
由于线路为等距水平架设,线距,故其线间几何均距m。
查附录表12得km。
线路总电抗。
因此线路的无功功率损耗按式(2-36)为:
3)高压线路的年电能损耗计算
由h和查图2-11得h。
因此按式(2-47)可得线路的年电能损耗为:
kWh=31.5kWh
2.变压器的功率损耗和年电能损耗计算
1)变压器的有功功率损耗:
按式(2-45)近似计算,其中
故
2)变压器的无功功率损耗:
按式(2-46)近似计算可得
3)变压器的年电能损耗计算:
全年的铁损按式(2-50)计算,查附录表8得,因此
全年的铜损按式(2-51)计算,查附录表8得,而
,因此
由此可得变压器的年电能损耗按式(2-52)计算为:
2-7某降压变电所装有一台Yyn0联结的S9-1000/10型电力变压器,其二次侧(380V)的有功计算负号为720kW,无功计算负荷为580kvar。
试求此变电所一次侧的计算负荷及其功率因数。
如果功率因数未达到0.90,问此变电所低压母线上需装设多少容量的并联电容器才能满足要求?
[注:
变压器功
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