供配电计算题题库

14.1、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，ɛN=65%,，COSΨN=0.5),车间有吊车一台（12KW，ɛN=25%),试计算此车间的设备容量。解：①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=4×10+8×15+8×5=200KW②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ɛ=100%，所以2台电焊机的设备容量为：Pe2=2SNNCOSΨN=2×18×65.0×0.5=14.5KW③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ɛ=25%，所以1台吊车的容量为：Pe3=PN25N=PN=12KW④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:①金属切削机床组的计算负荷取Kd=0.2cos=0.5tan=1.73)1(30P=dKeP=0.2×142=28.4KW)1(30Q=)1(30Ptan=28.4×1.73=49.1kvar)1(30S=2)1(302)1(30QP=56.8kVA)1(30I=NUS3)1(30=86.3A②电焊机组的计算负荷取Kd=0.35cos=0.35tan=2.68)2(30P=dKeP=0.35×16.1=5.6KW)2(30Q=)2(30Ptan=5.6×2.68=15.0kvar)2(30S=2)2(302)2(30QP=16.0kVA)2(30I=NUS3)2(30=24.3A③吊车机组的计算负荷取Kd=0.15cos=0.5tan=1.73)3(30P=dKeP=1.7KW2)3(30Q=)3(30Ptan=2.9kvar)3(30S=2)3(302)3(30QP=3.4kVA)3(30I=NUS3)3(30=5.2A④全车间的总计算负荷K=0.830P=KeiP=28.6KW30Q=KeiQ=53.6kvar30S=230230QP=60.8kVA30I=NUS330=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，COSΨ1=0.5；另接通风机2台共10KW，其KD1=0.8，COSΨ2=0.8；电炉1台5KW，其KD1=0.7，COSΨ3=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，cosΨ1=1.73,tanΨ1=1.73则P30.1=KdiPel=0.2×60kw=12kwQ30.1=P30.1tanΨ1=12kw×1.73=20.8kvar②通风机。Kd2=0.8，cosΨ2=0.8，tanΨ2=0.75，则P30.2=Kd2=Pe2=0.8×10kw=8kwQ30.2=P30.2tanΨ2=8kw×0.75=6kvar③电阻炉。Kd3=0.7，cosΨ3=1.0，tanΨ3=0则P30.3=Kd3Pe3=0.7×5kw=3.5kwQ30.3=0④总的计算负荷。P30=K∑∑P30.i=0.9×（12+8+3.5）kw=21.15kwQ30=K∑∑Q30.i=0.9×（20.8+6+0）kvar=24.1kvarS30=230230QP32KVAI30=38.0330S=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cos=0.75tan=0.8830P=dKeP=1575kw330Q=30Ptan=1396kvar30S=230230QP=2098kVA30I=NUS330=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：①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：)2(30S=2)2(302)2(30QP=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)2(cos)2(30)2(30SP=0.63②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0.9，即)1(cos≥0.9在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以在低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于0.9.这里取补偿后低压侧功率因数)2(cos=0.92.因此低压侧需要装设的并联电容器容量为：CQ=650×（tanarccos0.63-tanarccos0.92）kvar=525kvar取CQ=530kvar。③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：)2(30S=2)2(302)2(30)(CQQP=704kVA因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为800kVA。④补偿后的工厂功率因数。补偿后变压器的功率损耗为:TP0.015)2(30S=0.015×704kVA=10.6kWTQ0.06)2(30S=0.06×704kVA=42.2kvar变电所高压侧的计算负荷为：)1(30P=TP+)2(30P=661KW4)1(30Q=TQ+)()2(30CQQ=312kvar)1(30S=2)1(302)1(30QP=731kVA补偿后工厂的功率因数为：cos=)1(30P/)1(30S=0.904＞0.9满足相关规定要求。⑤无功补偿前后的比较。NNSS=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SN10-10Ⅱ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：①求k-1点的三相短路电流和短路容量（1cU=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1X：由附表3查得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量ocS=500MVA，因此1X=occsU12=MVAkV500)5.10(2=0.22架空线路的电抗2X：由表4.7得0X=0.35/km，因此2X=0Xl=0.35（/km）×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：)1(kX=1X+2X=0.22+1.75=1.975b.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(1kI=)1(13KcXU=97.135.10kV=3.08kA三相短路次暂态电流和稳态电流为：=)3(I=)3(1KI=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：3shi=2.55)3(I=2.55×3.08=7.85kA3shI=1.51)3(I=1.51×3.08=4.65kA三相短路容量为：)3(1kS=)3(113KcIU=kAkV08.35.103=56.0MVA②求k-2点的三相短路电流和短路容量（2cU=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1X：1X=occsU22=MVAkV500)4.0(2=3.2×410架空线路的电抗2X：2X=0Xl212CCUU=0.35（/km）×5km×25.104.0kVkV=2.54×310电力变压器的电抗3X：由附表2得%kU5%，因此：3X=4X≈NCkSUU2%=0.05×kVAkV1000)4.0(2=8×310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：)2(kX=1X+2X+3X//4X=6.86×3106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：32kI=)2(23KcXU=31086.634.0kV=33.7kA三相短路次暂态电流和稳态电流为：)3(I=)3(I=)3(1KI=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：3shi=1.84)3(I=1.84×3.08=62.0kA3shI=1.09)3(I=1.09×3.08=36.7kA三相短路容量为：)3(2kS=)3(113KcIU=kAkV7.334.03=23.3MVA在工程设计说明书中，往往只列短路计算表，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。短路计算点三相短路电流（kA）三相短路容量（MVA）(3)kI''(3)I(3)I(3)shi(3)shI(3)kSK-13.083.083.087.854.6556.0K-233.733.733.762.036.723.37解：①确定基准值。取dS=100MVA，1cU=10.5kV2cU=0.4kV而1dI=13CdUS=kVMVA5.103100=5.50kA2dI=23CdUS=kVMVA4.03100=144kA②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ocS=500MVA，，因此*1X=ocdSS=MVAMVA500100=0.2b.架空线路的电抗标幺值。由表查得0X=0.35/km，因此*2X=20CdUSlX=0.35（/km）×5km×2)5.10(100kVMVA=1.59c.电力变压器的电抗标幺值。由附表2得%kU5%，因此*3X=*4X=NdkSSU%=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）③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：*)1(kX=*1X+*2X=0.2+1.59=1.79b.三相短路电流周期分量有效值为：8)3(1kI=*)1(1kdXI=79.150.5kA=3.07kAc.其他三相短路电流为：)3(I=)3(I=)3(1KI=3.07kA3shi=2.55)3(I=2.55×3.07=7.83kA3shI=1.51)3(I=1.51×3.07=4.64kAd.三相短路容量为：)3(1kS=*1KdXS=79.1100MVA=55.9MVA④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。b.总阻抗标幺值为：*)2(kX=*1X+*2X+*3X//*4X=0.2+1.59+5/2=4.29b.三相短路电流周期分量有效值为：)3(2kI=*)2(2kdXI=29.4144kA=33.6kAc.其他三相短路电流为：)3(I=)3(I=)3(2KI=33.6kA3shi=1.84)3(I=1.84×33.6=61.8kA3shI=1.09)3(I=1.09×33.6=36.6kAd.三相短路容量为：)3(2kS=*2KdXS=29.4100MVA=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：30P=dKeP=0.2×650=130kW30Q=30Ptan=130×1.73=224.9kvar30S=230230QP=229.224130