《工厂供电(第3版)》刘介才(课后习题详细答案)

1《工厂供电》第三版刘介才主编课后习题解答2014年8月2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3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：360380%100%5.26%380NNUUVVUUV该变电所晚上的电压偏差按式（1-2）计算为：415380%100%9.21%380NNUUVVUUV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：(35)10(403523)24.1350350NohcabCUllIA2.判断该系统中性点是否需要改变运行方式：由于CI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30P、30Q、30S和30I。解：1.用需要系数法计算此机床组电动机的总容量为151137.5841535203ePkWkWkWkWkWkW查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得0.16~0.2dK（取0.2）4,cos0.5,tan1.73,因此可求得:1）有功计算负荷按式（2-10）得30300.220340.6dPKPkWkW2）无功计算负荷按式（2-11）得3030.61.7370.402varQPktanWk3）视在计算负荷按式（2-12）得303040.681.2cos0.5PkWSkVA4）计算电流按式（2-13）得303081.2123.4330.38NSkVAIAUkV2.用二项式法计算由附录表1查得0.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73bcx。而设备总容量为203ePkWx台最大容量的设备容量为51511137.5155.5xPPkWkWkWkW1）有功计算负荷按式（2-21）得300.142030.455.550.6exPbPcPkWkWkW2）无功计算负荷按式（2-11）得30301.7387.r50.66vaQPktanWk3）无功计算负荷按式（2-12）得303050.6101.2cos0.5PkWSkVA4）计算电流按式（2-13）得3030101.2153.8330.38NSkVAIAUkV52-2某380V线路供电给1台132kWY型电动机，其效率91%，功率因数cos0.9。试求该线路的计算负荷30P、30Q、30S和30I。解：此台电动机功率为132ePKW，由于是单台设备，所以，30/132/0.91145ePPkw3030tan145tan(arccos0.9)70.2varQPk3030/cos145/0.9161.SPkVA3030/(30.38)161/30.38)245ISkVKVAkVA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（40%）。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30P、30Q、30S和30I。解：1.用需要系数法计算1）金属切削机床组：查附录表1，取0.25,cos0.5,tan1.73dK，已知85ePkW因此30(1)0.258521.3dePKPkWkW3030(1)tan21.31.7336.8varQPkWk3030/cos21.6/0.942.6.SPkVA30(1)30/(30.38)42.6/30.38)64.7ISkVKVAkVA2）通风机组：查附录表1，取0.8,cos0.8,tan0.75dK，因此30(2)0.854dePKPkWkW3030(2)tan40.753varQPkWk30(2)30/cos4/0.85.SPkVA30(2)30/(30.38)5/30.38)7.6ISkVKVAkVA63）电葫芦组：查附录表1，取0.15,cos0.5,tan1.73dK，40%，因此30(3)0.40.1530.4/0.250.57dePKPkWkW3030(3)tan0.571.730.98varQPk30(3)30/cos0.57/0.51.14.SPkVA30(3)30/(30.38)1.14/30.38)1.73ISkVKVAkVA因此380V线路上的总计算负荷为（取0.95,0.97pqKK）300.95(21.340.57)0.9525.8724.6PkWkWkW300.97(36.930.98)var0.9740.88var39.6varQkkk223024.639.645.9SkVAkVA3045.969.730.38kVAIAkV2.用二项式法计算先求各组的ebP和xcP1）金属切削机床组：查附录表1，取0.14,0.5,5,cos0.5,tan1.73,bcx因此(1)0.148511.9ebPkWkW(1)0.5(1117.5341)18.75xcPkWkWkWkW30(1)(1)(1)(11.918.75)30.7exPbPcPkWkW3030(1)tan30.71.7353.1varQPkWk30(1)30/cos30.7/0.561.4.SPkVA30(1)30/(30.38)61.4/30.38)93.5ISkVKVAkVA2）通风机组：查附录表1，取0.65,0.25,cos0.8,tan0.75bc，故(2)0.6553.25ebPkWkW(2)0.2551.25xcPkWkW730(2)(2)(2)(3.251.25)4.5exPbPcPkWkW3030(2)tan4.50.753.38varQPkWk30(2)30/cos4.5/0.85.63.SPkVA30(2)30/(30.38)5.63/30.38)8.55ISkVKVAkVA3）电葫芦组：查附录表1，取0.06,0.2,cos0.5,tan1.73bc，故(3)0.0630.18ebPkWkW(3)0.20.30.6varxcPk30(3)(3)(3)(0.180.6)0.78exPbPcPkWkW折算到25%时的30(3)'P30(3)30(3)4040'0.570.9852525PPkW3030(3)tan0.981.731.70varQPkWk30(3)30/cos0.985/0.51.97.SPkVA30(3)30/(30.38)1.97/30.38)2.9ISkVKVAkVA以上各组设备中，附加负荷以(1)xcP为最大，因此总计算负荷为30max30maxmax223030()()(11.93.250.18)18.7534.2(tan)()tan(11.91.733.250.750.61.73)var18.751.73var55.9var34.255.965.565.599.530.38eieeixPbPcPkWkWkWQbPcPkkkSkVAkVAkVAIAkV81.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Kdcosφtanφ计算负荷Pe/KWQ30/kvaS30/(kVA)I30/A1机床组30850.250.51.7321.336.842.664.72通风机350.80.80.754357.63电葫芦13（ξ=40%）3.75（ξ=40%）0.25（ξ=25%）0.51.730.570.981.141.734总计340.5425.940.85取K∑=0.9524.638.845.969.72.二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/ccosφtanφ计算负荷n或n/xPe/KWPx/KWPe/KWQ30/kvaS30/(kVA)I30/A1机床组30/58537.50.14/0.50.51.7330.753.161.493.52通风机350.56/0.250.80.754.53.385.638.553电葫芦13（ξ=40%）3.75（ξ=40%）0.250.06/0.2（ξ=25%）0.51.730.9851.701.972.994总计340.5434.255.965.599.52-4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30P、30Q、30S和30I。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，