3章案例题讲

3章案例题讲解【案例一1】某工段的用电设备的额定参数及使用情况如下：设备名称额定功率（kW）需要系数功率因数备注金属冷加工机床400.20.5起重机用电动机300.30.5负荷持续率为40%电加热器201.00.98单台，单相380V冷水机组、空调风机400.850.8高强气体放电灯80.90.6含镇流器的功率损耗荧光灯40.90.9含电感镇流器的功率损耗，有补偿请回答下列问题，并列出解答过程：（计算时取小数点后两位）1.采用需要系数法计算起重机的设备功率为下列哪项数值？（A）9kW（B）30kW（C）37.8kW（D）75kW答案【C】解答过程：依据《配电手册》P2式（1-1）4.03022rrePP37.95kW2.采用需要系数法简化计算电加热器的等效三相负荷应为下列哪项数值？（A）20kW（B）28.28kW（C）34.60kW（D）60kW答案【C】解答过程：依据《配电手册》P13式（1-36）2033edPP=34.64kW3.假设经需要系数法计算得出起重机设备功率为33kW，电加热器等效三相负荷为40kW，考虑有功功率同时系数0.85、无功功率同时系数0.90后，本工段总用电设备组计算负荷应为下列哪项数值？（A）127.63kVA（B）110.78kVA（C）95.47kVA（D）93.96kVA答案【B】解答过程：依据《配电手册》P3，列表计算如下：设备组名称设备功率（kW）需要系数Kxcosφtgφ计算功率Pc（kW）Qc（kvar）Sc（kVA）机床400.20.51.73813.8起重机330.30.51.739.917.1电加热10.980.203408.1空调类400.850.80.753425.5高强灯80.90.61.337.29.6荧光灯40.90.90.4843.61.7合计102.775.8乘上同时系数K∑p=0.85，K∑q=0.9总计87.368.2110.784.假设本工段计算负荷105kVA，供电电压为220/380V时，本工段计算电流应为下列哪项数值？（A）142.76A（B）145.06A（C）159.72A（D）193.92A答案【C】解答过程：依据《配电手册》P3式（1-8）：38.073.11053nccUSI=159.72A【评论】这个小题没有“陷阱”，就是这么简单。这种情况下，我们要有“定力”。该提醒的是：国际上改用U0/U（相电压/线电压），表示三相四线制系统的电压。【延伸】借此机会，讲一下各种计算中电压如何取：（1）在负荷计算中，采用系统标称电压。（2）计算降压变压器额定电流时，一次侧取中间抽头额定电压（通常为系统标称电压），二次侧额定电压应取铭牌值（通常比系统标称电压高5%）。计算变压器变比时，两侧电压的取值同上。（3）计算短路电流时，基准电压采用平均电压，即系统标称1.05倍。（4）计算过电压水平时，采用最高电压。5．采用熔断器保护，按过负荷要求选择低压电缆截面。（略,任老师讲解。）【案例二0】某企业拟建一座10kV变电所，用电负荷如下:a.一般工作制大批量冷加工机床类设备152台，总功率448.6kW；b.焊接变压器组（ε=65%，cosφ=0.5）6×23kVA+3×32kVA、总设备功率94.5kW，平均有功功率28.4kW，平均无功功率49kvar；c.泵、通风机类共30台，总功率338.9kW，平均有功功率182.6kW，平均无功功率139.6kvar；d.传送带10台，总功率32.6kW,平均有功功率16.3kW，平均无功功率14.3kvar。1.请计算单台23kVA焊接变压器的设备功率，并采用需要系数法计算一般工作制大批量冷加工机床类设备的计算负荷（需要系数取最大值）。计算结果最接近下列哪一项数值？（A）9.3kW、机床类设备的有功功率89.72kW、无功功率155.2kvar（B）9.3kW、机床类设备的有功功率71.78kW、无功功率124.32kvar（C）9.3kW、机床类设备的有功功率89.72kW、无功功率44.86kvar（D）55.8kW、机床类设备的有功功率89.72kW、无功功率67.29kvar答案【A】解答过程：依据《配电手册》P2、P3计算。单台焊接变压器的设备功率：5.065.023cosSrreP9.3kW大批量冷加工机床类的需要系数查表1-1，取上限0.2，功率因数取0.5，则：Pc=KxPe=0.2×448.6=89.7kWQc=Pctanφ=89.72×1.73=155.2kvar2.采用利用系数法（KL=0.14,tgφ=1.73）计算机床类设备组的平均有功功率、无功功率、变电所供电所有设备的平均利用系数（按有效使用台数等于实际设备台数考虑）、变电所低压母线最大系数（达到稳定温升的持续时间按一小时计）。其计算结果最接近下列哪一项数值？（A）89.72kW、155.4kvar、0.35、1.04（B）62.8kW、155.4kvar、0.32、1.07（C）62.8kW、31.4kvar、0.32、1.05（D）62.8kW、108.64kvar、0.32、1.05答案【D】解答过程：依据《配电手册》P7、P8计算。机床类设备组的平均功率：Pav=KlPe=0.14×448.6=62.8kWQav=Pavtanφ=62.8×1.73=108.6kvar设备功率之和∑Pe=448.6＋94.5＋338.9＋32.6=914.6kW平均功率之和∑Pav=62.8＋28.4＋182.6＋16.3=290.1kW平均利用系数Klav=∑Pav/∑Pe=290.1/914.6=0.32设备有效台数按实际台数nyx=152＋9＋30＋10=201查表1-9，半小时最大负荷Km为1.07；一小时最大负荷Km（t=1）=2107.11211tKm=1.049【评论】A.“有效台数等于实际设备台数”，这就把最复杂的计算绕过去了。但仍然需要8步才得出结果！B.题中“有效使用台数”一词，当系出自钢铁“门派”。3.若该变电所补偿前的计算负荷为PC=290.10kW、QC=310.78kvar,如果要求平均功率因数补偿到0.9，请计算补偿前的平均功率因数（年平均负荷系数α=0.75，β=0.8）和需要补偿的容量应为下列哪组数值？（A）0.57、275.12kvar（B）0.65、200.54kvar（C）0.66、191.47kvar（D）0.66、330.7kvar答案【C】解答过程：依据《配电手册》P21式1-55、1-57计算：2210.29075.08.73108.01111cosPQav0.659tgφ1=1.143；tgφ2=0.484QC=Pc（tgφ1-tgφ2）=209.1（1.143–0.484）=191.2kvar【提示】mm2计算补偿容量时，本应乘上α。但早期印刷的《配电手册》漏掉此系数，可能导致歧义。可用凑得数的方法判断出题者的原意。本案显然是不乘α的。4.若该变电所补偿前的计算负荷为PC=390.10kW、QC=408.89kvar,实际补偿容量为280kvar，忽略电网损耗，按最低损失率为条件选择变压器容量并计算变压器负荷率。其计算结果最接近下列哪组数值？（A）500kVA、82%（B）800kVA、51%（C）800kVA、53%（D）1000kVA、57%答案【C】解答过程：（略，请任老师讲解。）5.请判断在变电所设计中，下列哪项不是节能措施？请说明依据和理由。（A）合理选择供电电压等级（B）为了充分利用设备的容量资源，尽量使变压器满负荷运行（C）提高系统的功率因数（D）选择低损耗变压器【提示】本题不难判断。【案例三9】某车间变电所设置一台10/0.4kV、630kVA变压器，其空载有功损耗1.2kW、满载有功损耗6.2kW。车间负荷数据如下：设备名称额定功率相数/电压额定负载持续率需要系数cosφ对焊机1台97kVA1/38020%0.350.7消防水泵1台30kW3/3800.80.8起重机1台30kW3/38040%0.20.5风机、水泵等360kW3/3800.80.8有功和无功功率同时系数K∑p、K∑q均为0.91、对焊机的等效三相设备功率为哪项？（A）67.9Kw（B）52.6kW（C）30.37kW（D）18.4kW答案【B】解答过程：依据《配电手册》P2式1-3和P13式1-36：单相设备功率7.02.097cosSrreP30.37kW等效三相设备功率edPP352.6kW2、采用利用系数法计算时，起重机的设备功率为哪项？（A）37.95kW（B）30kW（C）18.97kW（D）6kW答案【C】解答过程：依据《配电手册》P2式1-2：4.030rrePP18.97kW3、假设采用需要系数法计算出对焊机的等效三相设备功率为40kW，起重机的设备功率为32kW，为选择变压器容量，求0.4kV侧计算负荷的有功功率为哪项？（A）277.56kW（B）299.16kW（C）308.4kW（D）432kW答案【A】解答过程：依据《配电手册》P3式1-5、1-9，列表计算如下：设备名称设备功率Pe（kW）需要系数计算功率Pc（kW）对焊机400.3514起重机320.26.4风机、水泵等3600.8288小计308.4乘以同时系数0.9共计432277.56注：消防水泵不计入。4、假设变电所0.4kV侧计算视在功率为540kVA，功率因数为0.92，问变电所10kV侧计算有功功率为哪项？（A）593kW（B）506kW（C）503kW（D）497kW答案【C】解答过程：依据《配电手册》P16式1-49，计算如下：0.4kV侧计算有功功率P0.4=Sccosφ=540×0.92=496.8kW变压器有功功率损耗22ck0T6305402.62.1SSPPPr5.8kW10kV侧计算有功功率P10=P0.4+ΔPT=496.8+5.8=502.6kW【延伸】三绕组变压器损耗的计算相当复杂，考到的概率很低。双绕组变压器损耗的计算，请熟练掌握,特别是变压器无功功率损耗：2020100%100%rcrkrrckTSSSuSISSQQQkvar变压器功率损耗的概略计算（负荷率不超过85%时）如下：ΔPT=0.01ScΔQT=0.05Sc5、假设变电所0.4kV侧计算视在功率，补偿前为540kVA，功率因数为0.80,问功率因数补偿到0.92,变压器的有功功率损耗为哪项？（A）3.45kW（B）4.65kW（C）6.02kW（D）11.14kW答案【B】解答过程：依据同上，计算如下：计算有功功率Pc=Sc1cosφ1=540×0.8=432kW补偿后计算视在功率Sc2=Pc/cosφ2=432/0.92=470kVA变压器有功功率损耗22ck0T6304702.62.1SSPPPr4.65kW【评论】本题的计算并不复杂，但需要灵活运用相关计算式。【案例四8】已知某企业总计算负荷Pjs=18MW，Qjs=8.8Mvar，年平均有功负荷系数0.7，年平均无功负荷系数0.8，年实际工作小时数5000h，年最大负荷利用小时数3500h。1、已知有一台额定功率40kW、负载持续率为40%的吊车，采用需要系数法进行负荷计算时该设备功率是：（A）51kW（B）16kW（C）100kW(D)32kW答案【A】解答过程：依据《配电手册》P2式1-1:4.04022rrePP50.6kW2、已知有一台10kV同步电动机，额定容量4000kVA，额定功率因数0.9（超前），负荷率0.75，无功功率增加系数0.36。计算其输出无功功率。（A）1760kvar（B）1795kvar（C）2120kvar（D）2394kvar答案【C】解答过程：依据《配电手册》P