濟南大學工廠供電第3章習題答案

1、第 3 章習題1. 答：即其容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大電力系統(tǒng)變電所饋電母線上無限大容量電源供電系統(tǒng)是指內(nèi)阻抗為零的電源， 得多的電力系統(tǒng)， 當用戶供電系統(tǒng)的負荷變動甚至發(fā)生短路時， 的電壓能基本維持不變。經(jīng)過一個暫態(tài)過程。 在短 短路非周期分量電流是由于 該電流衰減完， 暫態(tài)過程結(jié)無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路后， 短路電流在達到穩(wěn)定之前， 路暫態(tài)過程中， 存在短路非周期分量電流和短路電流周期分量。 短路初始瞬間電流不能突變而產(chǎn)生的一個按指數(shù)規(guī)律衰減電流， 束而達到穩(wěn)定狀態(tài)。短路電流周期分量是短路后短路回路阻抗突然減小而增大很多倍的電 流，短路后一直存在，短路暫態(tài)過程結(jié)束后只有該分量存在。2.

2、 答： 短路全電流：短路后短路回路中存在的電流，為短路電流周期分量與非周期分量之和。 短路電流的周期分量： 因短路后短路回路阻抗突然減小很多倍， 而按歐姆定律應突然增大很 多倍的電流。 短路電流的非周期分量： 因電路含有電感， 電路電流不可能突變， 而按愣次定律感生的用以 維持短路初始瞬間電流不致突變的一個反向衰減性電流。短路沖擊電流： 為短路全電流中的最大瞬時值。 短路后經(jīng)半個周期， 短路全電流達到最大值， 此時的電流即短路沖擊電流。 短路穩(wěn)態(tài)電流：是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流。平均額短路容量： 又稱短路功率， 等于短路電流周期分量有效值與短路處的正常工作電壓 定電壓）的乘積

3、。3. 答： 因電壓在線路上有損失，而使線路首末端電壓不同，所以短路計算中采用平均電壓。 平均電壓為線路首末端電壓的和除以2，若線路末端電壓為額定電壓，則首端電壓應比額定電壓高 10，這樣平均電壓為 1.05 倍的額定電壓。額定電壓為國家根據(jù)經(jīng)濟技術(shù)需要統(tǒng)一制定的標準電壓。4. 答： 供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流是相當大的，如此大的短路電流通過電器和導體就會 產(chǎn)生很大的電動力，即短路電流的力效應。供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流特別是短路沖擊電流將使相鄰導體之間產(chǎn)生很大的電 動力，有可能使電器和載流部分遭受嚴重損壞，所以要用短路沖擊電流來計算。5. 答： 供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流是相當大的，如

4、此大的短路電流通過電器和導體就會 產(chǎn)生很高的溫度，即短路電流的熱效應。因短路全電流的有效值在整個短路過程中不是常數(shù)，為便于計算，在工程上以短路穩(wěn) 態(tài)電流來代替短路全電流進行計算。6. 答： 短路發(fā)熱的假想時間是指在此時間內(nèi)，假定導體通過短路穩(wěn)態(tài)電流所產(chǎn)生的熱量，恰 好與實際短路電流在實際短路時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。 這一假定的時間， 稱為短路發(fā)熱的 假想時間或熱效時間。由短路電流周期分量作用的假想時間和短路電流非周期分量作用的假想時間組成，前 者是保護裝置的動作時間和斷路器的固有分閘時間之和， 對無限大容量供電系統(tǒng)， 后者近似 為 0.05s。7答：高壓斷路器的作用：正常運行時，用于接通和分斷

5、負荷電流；短路情況下，切除巨大 的短路電流。隔離開關(guān)的作用：保證電氣設(shè)備檢修時，使需檢修的設(shè)備與處于電壓下的其余部分有 明顯的隔離。而隔離開關(guān)沒有特殊的滅弧裝置。高壓斷路器要具有很強的滅弧裝置，II2tjiet Sh).(制造廠家提供)10. 答：對一般開關(guān)設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗條件對一般開關(guān)設(shè)備的力穩(wěn)定校驗條件iet-設(shè)備極限通過電流的幅值ish(3)沖擊電流.11. 解：/=5kmSLj moDD/asX(i G Dn/km(1)選定基準值取Sj= 100MVA,U j =6.3kV則IjSj100MVA=9.16kAV3U jj3x6.3kV(2) 計算短路回路中各主要元件的電抗標么值1) 電

6、力系統(tǒng) 最大運行方式下的系統(tǒng)電抗X1M亠豆=04Six 250 0.4最最小運行方式下的系統(tǒng)電抗最小運行方式min2) 架空線路式下白最系統(tǒng)電抗白抗5汽畀146av13)電力變壓器T100X3- = 5x100 = O 75Snt100105 24)電抗器X* Xlr%( uNlrX4 = 0(；J3U7LRI2( bkV /100MVA _ A AC： A(廬SkV；0.3kA)( 6.3kV2 /1.1645)電纜線路x5 = Xo2l2Uj = O.O8咒 0.8咒詈=0.162av2繪出短路等效電路如圖所示yf、3-0.4/0.5050.751.1640.16(3) 求k1(3)點的短

7、路回路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標么值=X1M +x2 + X； =0.4 + 0.146 + 0.75 = 1.296X*im =X；m +X； + X； =0.505 + 0.146 + 0.75 = 1.4012) 三相短路電流周期分量有效值最大運行方式Z3)M機=7.068KAj =缶咒 9.16 = 6.538KA最小運行方式z1m X 雖m3) 其它三相短路電流 最大運行方式| =1幾=7.068KAiSJ =2.55IZ3m =2.55% 7.068 = 18.023KASh) =1.51IZ?m =1.51x 7.068 = 10.673KA最小運行方式iS

8、 =1見=6.538KAiS；) =2.551；3 =2.55咒 6.538 = 16.672KASh) =1.51Z3)m =1.5 6.53 9.873KA4)三相短路容量 最大運行方式S3M =Sj/X；M = 1001.296 = 77.16MVA最小運行方式Sk3)m = Sj/X 訂=100/1.401 = 71.378MVA(4) 求k2(3)點的短路回路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標么值X 52m =X1m +X2 +X3 +X4 +X5 =0.4 + 0.146 + 0.75+1.164 + 0.16=2.62=X；m +x2 +x3 +x4 +X； =0

9、.51 + 0.146 + 0.75 + 1.164+0.16 = 2.725I (3) z2MjX呼=9.16-2= 3.496KA最小運行方式 (3) z2 myT才 9.16 = 3.361KA2)三相短路電流周期分量有效值 最大運行方式3) 其它三相短路電流 最大運行方式 iZM =3.496KAiSh) =2.551 ZM =2.55% 3.496 = 8.915KASh2T.51Z?M =1.5仆 3.496=5.279KA最小運行方式iS “Z/m = 3.361KAz2 miSh) = 2.55 ZT 2.55X 3.361 = 8.571KA Sh2 = 1.511 Z/m

10、= 1.5M 3.361 = 5.075KA4) 三相短路容量最大運行方式 &2m -Sj/XM =1002.62 =38.168MVA最小運行方式Sk/m =Sj/xam =1002.725 =36.697MVA(5) . k2(3)點最小運行方式下的兩相短路電流血=久=孕30361如2.911心12.解:oSlFg X(-0-C弓/-(J 0_ J?n/kni cq0設(shè)題中電抗器的額定功率為1.68千瓦/相，電抗器的電抗和電阻分別為:46000X =X =0.6930100 J3 X 2001680r =一 =0.0420200電纜的電抗和電阻分別為:X =1.5X0.083 =0.124

11、50r =1.5 咒 0.37 =0.5550一條電纜線路（包括電抗器）的電抗、電阻和阻抗分別為:X =0.693 +0.1245 =0.81750r =0.042 +0.555 =0.5750z = J0.81752 +0.5752 = 0.99曲短路電流非周期分量的衰減時間常數(shù)為T =0.8175=0.004$314x0.575短路電流沖擊系數(shù)為：0.01ksh =1 +e 貢両=1.134根據(jù)式ish=ksh J2| z，由ish的允許值求短路電流周期分量I z的允許值Izish廠=12.47kAJ2ksh71.134因此，自6kV母線到短路點K的總阻抗空二幾皿92。0 999也就是，允

12、許平行敷設(shè)的電纜數(shù)不得超過 =3.42條，即可以平行敷設(shè)3條電纜線路。0.292也就不能將母聯(lián)開關(guān) QF閉合長期并聯(lián)運行。13.解:tk2GH-m駅卜阿ML A= 】苗MV * ASLf 300 /J5Mjt翱三鑫5SkV1-34 習 S 4-12 ra根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)（外）少油斷路器型式，宜選用全國統(tǒng)一設(shè)計并推廣應用的型號。 根據(jù)計算電流，初選斷路器型號，然后進行校驗QF1斷路器的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件SW4-35型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1電壓Un35kVUn35kV滿足2電流Ic114AI N1200kA滿足31：3）（斷流能力）2.65kA1（開斷電流）16.5kA滿

13、足4iS3）（動穩(wěn)定）6.76kAimax （動穩(wěn)定極限電流）42 kA滿足5ltj （熱穩(wěn)定）2.65 kA(1s)7.012丄It t （熱穩(wěn)定電流）16.5kA(4s)1089滿足6sk3）（遮斷容量）170.07MVASN.k.QF1000MVA滿足QF2斷路器的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件SN10-10I型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1電壓Un10kVUn10 kV滿足2電流Ic364AI N630A滿足3Ik3）（斷流能力）3.09 kA1處（開斷電流）16 kA滿足4.(3)ish (動穩(wěn)定)5.69 kAimax （動穩(wěn)定極限電40 kA滿足流）5I（3）2tj （熱穩(wěn)定）3

14、.09 kA(1s)9.552111 （熱穩(wěn)定電流）16 kA(2s)512滿足6sk3）（遮斷容量）56.24MVASN.k.QF300 MV A滿足隔離開關(guān)QS1的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件GW2-35G/600隔離開關(guān)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1電壓Un35kVUn35 kV滿足2電流Ic114AI N600A滿足3iS?（動穩(wěn)定）6.76 kAimax （動穩(wěn)定極限電流）42 kA滿足4|；）2tj （熱穩(wěn)定）2.65 kA(1s)7.02111 （熱穩(wěn)定電流）20 kA(5s)2000滿足隔離開關(guān)QS2的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件GW1-10/600隔離開關(guān)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論

15、1電壓Un10kVUn10 kV滿足2電流Ic364AI N600A滿足3iS?（動穩(wěn)定）5.69 kAimax （動穩(wěn)定極限電流）35 kA滿足4I（3）2tj （熱穩(wěn)定）3.09 kA(1s)9.552Itt （熱穩(wěn)定電流）20 kA(5s)2000滿足短路計算最大運行方式下的三相短路電流計算（1）選定基準值Sj取 Sj =100MVA,Uji=37kV, U j10.5kV則Iji100MVA1.56kAV3Uji j3x37kV（2）計算短路回路中各主要元件的電抗標么值SjIjf j2= 0MVL=5.5kA 后 10.5kV1）電力系統(tǒng)Xi（最大運行方式下）Sj一 SOk max10

16、0MVA c u0.5 200MVA6）計算電流2）架空線路式下的系統(tǒng)電抗入2 = XqI 2-av最系統(tǒng)電抗= 0.4 型MVA=0.088(37 kV)3）電力變壓器T* 紉k % X3 - kSjX 100 Snt繪出短路等效電路如圖所示1. 191）總電抗標么值0* 0S3（3）求k1（3）點的短路回路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量X雖=Xi +X2 =0.5+0.088 =0.5882）三相短路電流周期分量有效值（3）=丄=1.56k 2 65kA z1 Xy 0.588 厶3）其它三相短路電流| = iZ? =2.65kAisj =2.551；? =2.55% 2.65 =

17、6.76kAiSh) =1.511；? =1.51x2.65=4.0kA4）短路容量S(3), Sjk1 K罟170.07MVA5）短路假想時間切=0.2s + 0.08s + 0.05s=0.33s變壓器的功率損耗R =iP0.T + 心 FCunT（昱）2 =8.2kW+41kWx12 =49.2kWSntAQt azSnt 隔+U0%（2=6300X +空（6300） 599 kVar100 100 6300足=6300kVA + /492h5992 = 6900kVAI十譽叫114AJ3x35kV(4)求k2(3)點的短路回路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標么值=X；

18、+X； +x3 =0.5 +0.088 +1.19 =1.7782)3)三相短路電流周期分量有效值lZ3)= 3Xt = WA = 3.09kA其它三相短路電流l2 = 1Z2 =3.09kAish2 - 1.84I z? = 1.84沢 3.09 = 5.69kAIsh2 =1.0911；? =1.09% 3.09 = 3.37kA4)短路容量=MVA=56.24MVAX 意1.7785）短路假想時間tj2 =0.2s + 0.06s+0.05s=0.31s6) 計算電流Ic2 6300kVA 364a j3X10kV15.解:/IkoL卡歸ELt豳砂用Kf 10/0.壯V解：1.(1)選定

19、基準值6取Sj= 100 MVA,Uj =0.4kV則IjSjx/3Uj 屁 0.4kV100MVA /44.342A(2)計算短路回路中各主要元件的電抗標么值1)電力系統(tǒng)SjST3)Sk max=型=0.833120最2)電纜線路X2X0ISj = O.08器=O.072Ujv3) 電力變壓器x3100SNT34100X103 _ 7 1434) 短路回路總電抗標么值+X2 +X3 =0.833 +0.072 +7.143 =8.048母線B發(fā)生三相短路時的短路參數(shù)|Z3)X*E=詈薯=17.94 KAisT=1.841 Z3)= 1.84X17.94 =33.0 KAsk3)-Sj/x?

20、=100/8.048 = 12.425MVA2.由母線基本參數(shù) a =0.2m,b =0.008m, h =0.08ma-b 0. O.OOR. 18008則h+b0. 0 8 0.0. 0 08=00. 0 8查矩形母線的形狀系數(shù)曲線，得k=0.982 2=1.07咒10訃3母線截面系數(shù).o.。08.。86單位長度母線所受的電動力(i(3) )2f =1.732k(s=1.732X0.98x(33.0kA)勺0 =924.2N /m0.25最大彎曲力矩M10l2924.0.859.15N/m1010母線的計算應力b =59.151.07x10= 55.28咒 10 N/mc500d0 N/m

21、可見，該母線滿足短路力穩(wěn)定的要求。3）取母線的允許應力 CT =500x105N / m允許最大跨距l(xiāng)max =j10gj10x1.07x10x500d05 2 4m924.24）查表知鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=87 短路假想時間 tj =tb +tQF +0-05s = 0.5s + 0.15s +0.05s=0.7s則最小允許截面 Amin =卩滬沢奶73mm2一 2由于母線實際截面 A = 80 X 8 = 640mm Amin，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定的要求。第2章習題2-1什么是計算負荷?答:根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量求取確定的、預期不變的最大假想負荷。也就是稱為計算負通過負荷的統(tǒng)

22、計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值,荷。確定計算負荷的目的是什么?答：計算負荷是用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、供電線路截面選擇、變壓器 數(shù)量和容量選擇、電氣設(shè)備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)，合理地確定用戶 各級用電系統(tǒng)的計算負荷非常重要。2-2計算負荷與實際負荷有何關(guān)系？有何區(qū)別?答:2-3什么是負荷曲線？負荷曲線在求計算負荷時有什么作用?答：電力負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線。 而計算負荷就是在該 用戶典型負荷曲線上的半小時最大平均負荷求得的。2-4什么是年最大負荷利用小時數(shù) Tmax ?什么是年最大負荷損耗小時 數(shù)T兩者有何區(qū)別?答：年最大負荷利用小時數(shù) Tmax是一個假象時間，即

23、電力負荷按照最大負荷Pmax持續(xù)運行Tmax時間所消耗的電能恰好等于該電力負荷 全年實際消耗電能Wa。年最大負荷損耗小時T是一個假想時間，含義為：當輸配電設(shè)備以最大負荷輸送 時，在T時間內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗，恰好等于設(shè)備中全年的實際電能損耗。2-5用戶變電所位置選擇的原則是什么?1. 盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。2. 進出線方便。3. 靠近電源側(cè)。4. 設(shè)備運輸方便。5. 不應設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所。6. 不應設(shè)在多塵或腐蝕性氣體場所；無法遠離時，不應設(shè)在污源盛行風向的下側(cè)。7. 不應設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。8

24、. 不應設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災危險環(huán)境的正上方 或正下方。9. 不應設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。2-6變壓器臺數(shù)選擇應考慮哪些因素？什么是明備用？什么是暗備用？ 答：變壓器的臺數(shù)應根據(jù)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式 等綜合確定。明備用是指一臺變壓器工作，另一臺變壓器停止運行作為備用。此時，兩臺變壓器均按最大負荷時變壓器負載率的100%考慮。暗備用是指兩臺變壓器同時運行， 正常情況下每臺變壓器各承擔 全部負荷的50%。因此，每臺變壓器的容量宜按全部最大負荷的 70%選擇。2-7變壓器容量選擇應考慮那些因素?答：在確定變壓器容量時，除考慮正常負荷外，還應考慮

25、到變壓器的過負荷能力和經(jīng)濟運行條件。一般變壓器容量應留有 15%20%的裕量。2-8 什么是變電所的電氣主接線？對變電所主接線的基本要求是什 么？ 答：電氣主接線是指電能從電源分配給用電設(shè)備的主要電路。 變電所 主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟。2-9 用戶供電系統(tǒng)高壓配電網(wǎng)的接線方式有哪幾種？請從可靠性、經(jīng) 濟性、靈活性等方面分析其優(yōu)缺點。答：放射式接線、樹干式接線、環(huán)式接線 放射式接線優(yōu)點：供電可靠性較高，本線路故障不影響其它用戶；繼電保護簡單易于整定； 便于實現(xiàn)自動化；運行簡單， 切換操作方便。缺點：一旦線路或開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，由該回路供電的負荷將中斷且難以恢復；配電線路和高壓開

26、關(guān)柜 數(shù)量多，投資大。樹干式接線優(yōu)點：變配電所的饋出線少，投資小，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省有色金屬。缺點：可靠性差、線路故障影響范圍大，只適于三級負荷。環(huán)式接線優(yōu)點：供電可靠性高，運行方式靈活。缺點：保護裝置和整定配合復雜。2-10簡述高壓斷路器和高壓隔離器在電力系統(tǒng)中的作用和區(qū)別。答：高壓斷路器是當線路正常時，用來通斷負載電流；線路故障（短路）時，在保護裝置的作用下用來切斷巨大的短路電流。斷路器具有 良好的滅弧裝置和較強的滅弧能力。 隔離開關(guān)沒有滅弧裝置， 其滅弧 能力很小。僅當電氣設(shè)備停電檢修時，用來隔離電源，造成一個明顯 的斷開點，保證檢修人員的工作安全。2-11我國 10（6）kV 配電變壓器常

27、采用哪兩種聯(lián)結(jié)組？在 3 次諧波 比較突出的場合，宜采用哪種聯(lián)結(jié)組？ 答：對于 10（6）變壓器，其繞組型式可以是 Yyn0 或 Dyn11 接法， 但 Dyn11 接法具有零序過電流保護靈敏度高和抑制零序諧波等優(yōu)點。2-12 電流互感器和電壓互感器各有哪些功能？電流互感器工作時二 次側(cè)為什么不能開路？ 答：電流互感器的作用就是用于測量比較大的電流。電壓互感器的 作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成 100V 或更低等級的標準 次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。電流互感器運行時，副邊 不允許開路。因為在這種情況下，原邊電流均成為勵磁電流，將導致 磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身及設(shè)備安全。

28、 因此，電流 互感器副邊回路中不允許接熔斷器， 也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆 卸電流表及繼電器等設(shè)備。2-13 什么是操作電源？常用直流操作電源有哪幾種？各自有何特 點？ 答：變電所的控制、保護、信號及自動裝置以及其他二次回路的工作 電源稱為操作電源。2-14在供電系統(tǒng)中提高功率因數(shù)的措施有哪些？答：（ 1）提高自然功率因數(shù)。 自然功率因數(shù)是在沒有任何補償情況下， 用電設(shè)備的功率因數(shù)。 提高自然功率因數(shù)的方法有： 合理選擇異步 電機；避免電力變壓器輕載運行；合理安排和調(diào)整工藝流程，改 善機電設(shè)備的運行狀況； 在生產(chǎn)工藝條件允許的情況下， 采用同步 電動機代替異步電動機。2）采用人工補償無功功率

29、。裝用無功功率補償設(shè)備進行人工補償，電力用戶常用的無功功率補償設(shè)備是電力電容器，又稱并聯(lián)電容器、 移相電容器、靜電電容器。2-15 在供電系統(tǒng)中，無功功率補償?shù)姆绞接心膸追N？各種補償方式有 何特點？ 答：配電網(wǎng)無功補償方案有變電站集中補償、配電變低壓補償、配電 線路固定補償和用電設(shè)備分散補償。四種方案。1、變電站集中補償變電站集中補償裝置包括并聯(lián)電容器、 同步調(diào)相機、 靜止補償器 等，主要目的是平衡輸電網(wǎng)的無功功率，改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)，提 高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓， 補償變電站主變壓器和高壓輸電線路 的無功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站 10kV 母線上，因此 具有管理容易、維護方便

30、等優(yōu)點，但這種補償方案對 10kV 配電網(wǎng)的 降損不起作用。鑒于變電站無功補償對提高高壓電網(wǎng)功率因數(shù)， 維持變電所母線 電壓和平衡系統(tǒng)無功有重要作用， 因此應根據(jù)負荷的增長安排、 設(shè)計 好變電站的無功補償容量， 運行中在保證電壓合格和無功補償效果最 好的情況下，盡可能使電容器組投切開關(guān)的操作次數(shù)為最少。2、配電變低壓補償配電變低壓補償是目前應用最普遍的補償方法。 由于用戶的日負 荷變化大，通常采用微機控制、跟蹤負荷波動分組投切電容器補償， 總補償容量在幾十至幾百千乏不等。目的是提高專用變用戶功率因 數(shù)，實現(xiàn)無功的就地平衡，降低配電網(wǎng)損耗和改善用戶電壓質(zhì)量。配變低壓無功補償?shù)膬?yōu)點是補償后功率因數(shù)

31、高、降損節(jié)能效果 好。但由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點分散，因此補償工程的投 資較大，運行維護工作量大， 也因此要求廠家要盡可能降低裝置的成 本，提高裝置的可靠性。采用接觸器投切電容器的沖擊電流大， 影響電容器和接觸器的使 用壽命；用晶閘管投切電容器能解決接觸器投切電容器存在的問題， 但明顯缺點是裝置存晶閘管功率損耗， 需要安裝風扇和散熱器來通風 與散熱，而散熱器會增大裝置的體積，風扇則影響裝置的可靠性。低壓補償裝置安裝地點分散、 數(shù)量大， 運行維護是補償工程需要 重點考慮的問題； 另外，配電系統(tǒng)負荷情況復雜， 系統(tǒng)可能存在諧波、 三相不平衡，以及防止出現(xiàn)過補償?shù)葐栴}。3、配電線路固定補償線

32、路補償既通過在線路桿塔上安裝電容器實現(xiàn)無功補償。 由于線 路補償遠離變電站，因此存在保護難配置、控制成本高、維護工作量 大、受安裝環(huán)境限制等問題。因此，線路補償?shù)难a償點不宜過多；控 制方式應從簡，一般不采用分組投切控制；補償容量也不宜過大，避免出現(xiàn)過補償現(xiàn)象； 保護也要從簡， 可采用熔斷器和避雷器作為過電 流和過電壓保護。線路補償主要提供線路和公用變壓器需要的無功， 工程問題關(guān)鍵 是選擇補償?shù)攸c和補償容量。線路補償具有投資小、回收快、便于管 理和維護等優(yōu)點，適用于功率因數(shù)低、負荷重的長線路。線路補償一 般采用固定補償， 因此存在適應能力差， 重載情況下補償度不足等問 題。自動投切線路補償仍是需

33、研究的課題。4、用電設(shè)備隨機補償感應電動機是消耗無功最多的低壓用電設(shè)備，故對于油田抽油 機、礦山提升機、 港口卸船機等廠礦企業(yè)的較大容量電動機，應該實 施就地無功補償，即隨機補償。與前三種補償方式相比，隨機補償更能體現(xiàn)以下優(yōu)點：1）線損率可減少20%；2）改善電壓質(zhì)量，減小電壓損失，進而改善用電設(shè)備啟動和運行條件；3）釋放系統(tǒng)能量，提高線路供電能力。2-17 1. 冷加工機床查附錄表 1.取 Kd=0.16 cos =0.5 tan =1.73故 P 30(1)=0.16 X 260kw=41.6kwQ 30(1)=41.6 X 1.73=71.97kvar2. 行車查附錄表 1.取 Kd=0

34、.15 cos =0.5 tan =1.73P N=5.1kw FCn=15% 換算至 FC=25喲容量P e=PN=5.1kwX=4.0kw故 P30(2) =0.15X4.0kw=0.6kwQ30(2)=0.6X 1.73=1.04kvar3. 通風機組查附錄表 1，取 Kd=0.8, cos =0.8, tan =0.75故 P30(3) =0.8X 5kw=4kwQ30(3)= 4X 0.75=3kvar4.點焊機 將FC=66%算至FC=100的容量P e= PN=10.5kw=8.5kw查附錄表 1 取 Kd=0.35, cos =0.6, tan =1.33P30(4)=0.35

35、X 8.5kw=3.0kwQ30(4)=3.0 X1.33=4.0kvar因此，總計算負荷為（取=0.8 ）P30=0.8X (41.6+0.6+4+3)kw=39.36kwQ30=0.8X(71.97+1.04+3+4.0)=64kvarFS30=75KVAI30=75kVA/( X 0.38kV)=114A 2-18解：（1 ）同時系數(shù)Ke=0.95則總降壓變電所的總計算負荷為P30=O.95 X (850+920+780+880)kW=3258.5kWQo=O.95 X (700+760+660+780)kvar=2755kvar&0=4267KVAI 3o=4267KVA/( X 10

36、KV)=246.4A (2)總降壓變電所低壓母線的功率因數(shù)cos =3258.5kW/4267KVA=0.76選用靜電電容器進行無功補償，將功率因素提高到0.95,需補償容量QB=F3o(tan -tan )=3258.5kw X tan(arccos0.76) -tan(arccos0.95)=1792kvar2-20 解:根據(jù)要求選兩臺等容量變壓器，其容量nt=(O.6 0.7) X 5000KVA=(3000- 3500)KV且 Snt 3000KVA因此初步確定每臺變壓器容量為 4000KVA2-21單位Pn/kwCos*tan *Kd備注車間115000.80.750.6二級負荷占7

37、0%車間29000.750.880.7二級負荷占10%車間37000.90.480.5車間45000.80.750.6IIIP Ci =KdFn =1500 0.6kw =900kwQCi = PCi tan = 900% 0.75k var = 67.5k varP Q = KdPn =900x0.7kw =630kwQc2 = Pq tan * = 630X 0.88k var = 554.4k varPC3 = KdPn =700% 0.5kw =350kwQq = Pq ta n 0 = 350 X 0.48k var = 168k varPc4 = Kd Pn =500% 0.6kw

38、 = 300kwQc4 = PQta n =300x0.75k var = 225k var取KZ=0.9 得P c = K5：(P Ci + P C2 + P C3 + PC4)= 0.9 X (900 + 630 + 350 + 300)kw = 1962kw(Qc, +Qc2 +QC3 +QC4 )=0.9x(675 + 554.4+168+225)kvar = 1640kvarSc=J P2c+Q2c =2445.7KVA cos* = Pc/Sc = 0.8 0.9無功補償數(shù)為:QB1Qg=Pc(tan電-tan%) =1962x(0.75-0.48)kvar = 530kvar-Q

39、c-Qbj =1640-530 = 1110kvarSc=J P2c+Q2c =2252KVA計算負荷 1962kw+j1110kvar裕量 25%選變壓器 Sc=1.25Sc=2812.5kVA取 3150kVA2-22解：電路的最大負載電流即|3o=128A查表得LJ-95型導線的參數(shù)為Ro=O.34 /km Xo=O.335 /km則線路的功率損耗為FL=3R=3 X X 0.34 X 8.2=141.07kW01=3X=3 X X 0.335 X 8.2=135.02kvar由年耗電量得平均功率Pav=W/8760=149805S30(1)=1250KV a S30(2)=800KV

40、A則兩變電所高壓側(cè)的視在計算負荷為S30（i）=1250KVAS30(2)=800KVA故BC段電纜的計算電流為S30（必=80=46.2A/燈 3U /丁3心0AB段架空線的計算電流為1 30(2)I 30(1) =S30(1) /U + l30(2)= 1250/X 10+46.2=118.5AAB段架空線截面的選擇查附錄表6,得環(huán)境溫度為40C時戶外LJ型截面為35 的導線的lal=138A |30（i）=118.5A滿足發(fā)熱條件因此架空線導線截面A=35BC段電纜截面的選擇查附錄表15（書中沒有）得10KV（允許最高溫度為60C）環(huán)境溫度為15 C時的土中 敷設(shè)截 面為16 的電纜Ia

41、l=75A I 30(2) =46.2A由于電纜敷設(shè)地點溫度為25 C不同于該電纜允許截流量所采用的環(huán)境溫度15 C,所以電纜的允許截流量進行修正X 75=66.14A I 30(2)=46.2A可見修正后的電纜的允許載流量大于線路的最大負荷電流，滿足發(fā)熱條件，因此電纜截面 A=162-26解:AO左冷 LOfcV2krrtU Ik.rn 1/l=100C(tW=3(Wt*4rEk a 陽ffl3-43習圖孑q占二厲廠嚴丫二p, =1000kW,q500k var p2 =800kW, q2 = p2 tan(arccoP3 =S3COS =800kVAx0.8 =xoq3/設(shè)線路AB段，BC

42、段和取同一截面LJX)=0.4 /km,則AD段的電=r o3 X (1000+800+800X (800+800 X 0.xo3 X (500+800 X tan(arc2X+r 0 (p 2+p3)+x0X tan (arccos0屋5)+1X 4%= %+ %+=r 0 (p 1+p2+p3)+x0(q195.8k varI = S3 sin = 800kVAx 0.6 = 480k varX 800X 0.8+q3)+r 0)+800 X sin(arccos0.8)+2X 800=r03 X (1000+800+640)+2(800+640)+1 X 640+ 0.4 X 3 X三個

43、集中負荷的有功負荷、無功負荷分別為(500+495.8+480)+2 X (495.8+480)+1 X 480/ 10 30=90/U=2000KVA/ X 10KV=115.5A 由表3-7 （書中無）查得jec=1.15A/,因此Aec=|3o/j ec=115.6A/1.15A /=100.4 /r 0=31.7/0.21=150.95選取LJ-185鋁絞線，查附錄表11可得：r 0=0.17 /km x 0=0.313 /km將參數(shù)代入（1）式可得UAd%=3/S% 115.6A因此滿足發(fā)熱條件3.校驗機械強度查架空裸導線的最小截面表得 10kv架空鋁絞線的最小截面Ami n=35

44、A=120因此所選LJ-120型鋁絞線也滿足機械強度要求。解：查表得SL7-800/10型號變壓器的參數(shù)如下P0T=1.54kwFCuN=9.9kw I o%=2.5 Uk%=5.5取 Kq=0.07I 9/9=-x800kVA=20kVar100 . 100/Uk% xSnt =55x800kVA =44kVar100 . 100則臨界負荷SJ2(也Pot + kq也Qo.t)過也 Pcu.N.T +kqAQN.TA2-1什么是計算負荷?答:根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā): 荷。A習題的、預期限想負何。也擇供電系統(tǒng)負荷值,負Sn.t_ 徑(1.54+0.0

45、7天20)+確定計算負荷的目的是什么?答：計算負荷是用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、供電線路截面選擇、變壓器 數(shù)量和容量選擇、電氣設(shè)備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)，合理地確定用戶 各級用電系統(tǒng)的計算負荷非常重要。2-2計算負荷與實際負荷有何關(guān)系？有何區(qū)別?答:2-3什么是負荷曲線？負荷曲線在求計算負荷時有什么作用?答：電力負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線。 而計算負荷就是在該 用戶典型負荷曲線上的半小時最大平均負荷求得的。2-4什么是年最大負荷利用小時數(shù) Tmax ?什么是年最大負荷損耗小時 數(shù)T兩者有何區(qū)別?答：年最大負荷利用小時數(shù) Tmax是一個假象時間，即電力負荷按照最大負荷Pmax持續(xù)運行Tmax時間所

46、消耗的電能恰好等于該電力負荷 全年實際消耗電能Wa。年最大負荷損耗小時T是一個假想時間，含義為：當輸配電設(shè)備以最大負荷輸送 時，在T時間內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗，恰好等于設(shè)備中全年的實際電能損耗。2-5用戶變電所位置選擇的原則是什么？1. 盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。2. 進出線方便。3. 靠近電源側(cè)。4. 設(shè)備運輸方便。5. 不應設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所。6. 不應設(shè)在多塵或腐蝕性氣體場所；無法遠離時，不應設(shè)在污源盛行風向的下側(cè)。7. 不應設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。8. 不應設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜

47、設(shè)在有火災危險環(huán)境的正上方 或正下方。9. 不應設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。2-6變壓器臺數(shù)選擇應考慮哪些因素？什么是明備用？什么是暗備用？ 答：變壓器的臺數(shù)應根據(jù)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式 等綜合確定。明備用是指一臺變壓器工作，另一臺變壓器停止運行作為備用。此時，兩臺變壓器均按最大負荷時變壓器負載率的100%考慮。暗備用是指兩臺變壓器同時運行， 正常情況下每臺變壓器各承擔全部負荷的 50%。因此，每臺變壓器的容量宜按全部最大負荷的 70%選擇。2-7 變壓器容量選擇應考慮那些因素？ 答：在確定變壓器容量時， 除考慮正常負荷外，還應考慮到變壓器的 過負荷能力和經(jīng)濟運行條件。一般變壓器容量應留有 15%20%的裕量。2-8 什么是變電所的電氣主接線？對變電所主接線的基本要求是什 么？ 答：電氣主接線是指電能從電源分配給用電設(shè)備的主要電路。 變電所 主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟。2-9 用戶供電系統(tǒng)高壓配電網(wǎng)的接線方式有哪幾種？請從可靠性、經(jīng) 濟性、靈活性等方面分析其優(yōu)缺點。答：放射式接線、樹干式接線、環(huán)式接線 放射式接線優(yōu)點：供電可靠性較高，本線路故障不影響其它用戶；繼電保護簡