電氣運(yùn)行高級(jí)工計(jì)算題

1、電氣運(yùn)行高級(jí)工計(jì)算題八、計(jì)算題1. 一臺(tái)四極異步電動(dòng)機(jī)，接在工頻（50HZ）電源上，轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速n=1440r/min，試求該發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率？ 答案：解：同步轉(zhuǎn)速:n1=60f/p=6050/2=1500（r/min） 轉(zhuǎn)差率 S=(n1-n)/n1=(1500-1400)/1500=0.04 2. 兩臺(tái)100KVA的變壓器，已知VD%=5，額定電流為145A，當(dāng)一臺(tái)接線方式為12，另一臺(tái)接線方式為11，并列運(yùn)行時(shí)，求環(huán)流是多少 答案：解：根據(jù)變壓器并列時(shí)環(huán)流計(jì)算公式： I（環(huán)）2Sin(2)（2VD%(Ie100)） 已知YY2與Y11，二次線電壓相位差30 則：I(環(huán))2Sin(302)2

2、5(145100) 751（A） 3. 有一三相對(duì)稱負(fù)載，每相的電阻為8，感抗為6，如果負(fù)載連接成三角形，接到380V的電源上，求負(fù)載的相電流，線電流各是多少？ 答案：解：根據(jù)三角形邊接相線電流關(guān)系式： 已知Z=8+j6=10() U（相）=U（線）=380（V） I（相）=U（相）/Z=380/10=38（A） I（線）= I（相）= 4. 有兩臺(tái)100kVA變壓器并列運(yùn)行，第一臺(tái)變壓器的短路電壓為4%，第二臺(tái)變壓器的短路電壓為5%，求兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，負(fù)載分配的情況？解：已知兩臺(tái)變壓器額定容量S1e=S2e=100kVA阻抗電壓U1D%=4%，U2D%=5%第一臺(tái)變壓器分擔(dān)負(fù)荷為S1=

3、（S1e+S2e）/S1e/U1D%+S2e/U2D%(S1e/U1D%)=200/（100/4+100/5）（100/4）=111.11(kVA)第二臺(tái)變壓器分擔(dān)負(fù)荷為S2=（S1e+S2e）/S1e/U1D%+S2e/U2D%(S2e/U2D%)=200/（100/4+100/5）（100/5）=88.89(kVA)答：第一臺(tái)變壓器分擔(dān)負(fù)載為111.11kVA，第二臺(tái)變壓器分擔(dān)負(fù)載為88.89kVA。5. 某工廠設(shè)有一臺(tái)容量為320kVA的三相變壓器，該廠原有負(fù)載為210kW，平均功率因數(shù)為0.69（感性），試問此變壓器能否滿足需要？現(xiàn)該廠生產(chǎn)發(fā)展，負(fù)載增加到255kW，問變壓器的容量應(yīng)為

4、多少？解：（1）所需變壓器的容量為： S=P/cos=210/0.69=305（kVA） （2）若工廠的負(fù)載平均功率因數(shù)不變，而負(fù)載有功功率增加到255kW，則變壓器容量為S=P/cos=255/0.69=370（kVA） 答：負(fù)載為210kW時(shí)，原變壓器可以滿足要求，負(fù)載增加到255kW,變壓器的容量應(yīng)該為370kVA。6. 如圖所示利用節(jié)點(diǎn)電壓方法求電動(dòng)勢分別為E1、E2的電源1、電源2各發(fā)出功率，以及負(fù)載R上消耗功率PR。答案:解：將圖簡化成電流源如圖。設(shè)R兩端電壓為UR流經(jīng)R的電流為IR。 則 則 I1I3I21183（A） 故 P1URI11103330（W） P2URI211088

5、80（W） PRURI3110111210（W） 答：電源1發(fā)出功率為330W，電源2發(fā)出功率為880W，負(fù)載電阻R上消耗功率為1210W。7. 如圖所示電路。求各支路電流I1、I2、I3是多少?答案:解：利用支路電流法解。 先假定支路及回路電流方向如圖所示。 用行列式解聯(lián)立方程得8000360044001440 28800.1（mA）0.2（mA） 故 I1IA0.1mAI2IB0.2mAI3I2I10.1mA 答：支路電流I1為0.1mA，I2為0.2mA，I3為0.1mA。8. 如圖所示的電路，利用戴維南定理求支路電流I3。已知E1140V，E290V，R120，R25，R36。答案:解

6、：（1）利用戴維南定理求開路電壓U0，把負(fù)載電阻R3看作開路，如圖所示。由圖（a）可得 開路電壓U0EE1IR1140220100（V）（2）把圖電源看作短路如圖（b）所示。 由圖（b）可求出等效電阻R0（3）等效電路圖如圖（c）所示。 答：支路電流I3為10A。9. 電路如圖所示，圖中E12V，Rab4，Rac8，Rab4，Rbd2，Rbc4參數(shù)用三角、星形變換求支路電流I1是多少?答案:解：將連成角abc的電阻Rab、Rca、Rbc變成星形連接的等值電阻Ra、Rb、Rc。 其電路如圖（a）所示。 則 把圖（a）簡化為圖（b）其中 Rdac426（） Rdbc213（） 把圖（b）簡化為圖（

7、c） RdacRdbcRc24（） 則 用分流公式 答：支路電流I1是1A。10. 已知電路中電壓，電流iImsinwtA，電路頻率為50Hz。試求電壓與電流的相位差，并說明兩者相位是超前還是滯后的關(guān)系?兩者時(shí)間差是多少?答案:解：已知，10 電壓與電流的相位差是因?yàn)?，所以電壓超前電流。 u超前i的時(shí)間 答：電壓超前電流，電壓超前電流0.005s。11. 有一形接線的對(duì)稱負(fù)載，接到380V對(duì)稱三相電源上，每相負(fù)載電阻R16，感抗XL12（），試求負(fù)載的相電流Iph和線電流IL各是多少?答案:解：對(duì)稱負(fù)載為三角形接線，因此相電壓Uph與線電壓UL相等，即UphUL380V 阻抗 流過每相負(fù)載電

8、流則線電流為 ILIph1932.9（A） 答：負(fù)載的相電流為19A，負(fù)載的線電流為32.9A。12. 圖為三量程電壓表的電路圖，電流計(jì)P的動(dòng)圈電阻為27，最大允許電流為2mA，求相對(duì)于量程U1為1.5V，U2為3V，U3為15V的三擋的電阻R1、R2、R3的數(shù)值。答案:解：（1）第一種解法 用1.5V擋量程時(shí)，U1IP（RPR1）1.52103（27R1） 則 R1723（） 用3V擋時(shí)，U2IP（RPR1R2）32103（27723R2） 則 R2750（） 用15V擋時(shí)，U3IP（RPR2R1R3）152103（27723750R3） 則 R36000（） （2）第二種解法 電流計(jì)兩端電

9、壓：UPIPRP5.4102（V）21032713. 如圖所示發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻是0.1，每個(gè)輸電線的電阻rL0.1，負(fù)載電阻R22，電路中電流強(qiáng)度是I10A。求負(fù)載兩端電壓UR是多少?發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢E是多少?端電壓U是多少?整個(gè)外電路上消耗的功率P外是多少?負(fù)載獲得的功率PR是多少?輸電線損失功率PL是多少?發(fā)電機(jī)內(nèi)P發(fā)熱損失功率P內(nèi)是多少?發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率P是多少?答案:解：（1）URIR1022220V （2）EI（R2rL） 10（220.12） 222（V） （3）UEIr222100.1223V （4）P外IV102222220（W） （5）PRIUR102202200（W） （6）

10、PL2I2rL21020.120（W） （7）P內(nèi)I2r1020.110（W） （8）PIE102232230（W） 答：發(fā)電機(jī)負(fù)載兩端電壓UR為220V，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢E為222V，端電壓U為223V，外電路上消耗的功率P外為2220W，負(fù)載獲得的功率PR為2200W，輸電線路損失功率PL為20W，發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱損耗功率P內(nèi)為10W，發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率P為2230W。14. 線電壓UL為220V的三相交流電源與星形連接的三相平衡負(fù)載相接，線電流為10A，負(fù)載消耗的有功功率為3kW，試求負(fù)載等效星形電路各相的電阻和電抗各是多少?答案:解：根據(jù)公式， 則相負(fù)載阻抗 根據(jù)公式PULILcos 則

11、負(fù)載的功率因子arccos0.7938 由于功率因子角等于阻抗角， Z，則相電阻 Rph12.7cos3810（） 相電抗為：Xph12.7sin387.8（） 答：相的電阻Rph為10，相電抗Xph為7.8。15. 有一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī),繞組為星型連接，從配電盤上電壓表讀數(shù)看線電壓380V，電流表讀數(shù)為線電流6.1A,已知它的功率為3.3W求該電動(dòng)計(jì)每相繞組的參數(shù)（R，X，cos）各是多少？答案：解：根據(jù)公式P=U線I線cos，則電動(dòng)機(jī)的因數(shù)為：cos=P/（U線I線）=3.310/（3806.1）=0.82根據(jù)星形接線相電壓，相電流的關(guān)系I相=I線=6.1A電動(dòng)機(jī)的阻抗為Z=U相/I相=380

12、/6.1=36（）根據(jù)阻抗三角形，電動(dòng)機(jī)繞組的電阻為：根據(jù)阻抗三角形，電動(dòng)機(jī)繞組的電阻為：R=Zcos=360.8226.5（）電動(dòng)機(jī)感抗是16. 一臺(tái)20MVA雙繞組變壓器，短路電壓為10.5%，取基準(zhǔn)容量Si=100MVA,求其阻抗的標(biāo)么值。解： Xb=(10.5%/100)*(Sj/Se) =0.105*(100/20)=0.525答：阻抗的標(biāo)么值是0.525。17. 已知一臺(tái)220kV強(qiáng)油風(fēng)冷三相變壓器高壓側(cè)的額定電流Ie是315A，試求這臺(tái)變壓器的容量。在運(yùn)行中，當(dāng)高壓側(cè)流過350A電流時(shí)，變壓器過負(fù)荷百分之多少？解：Se=3UeIe =3*220*315=120000(kVA)過負(fù)

13、荷百分?jǐn)?shù)=（IL-Ie）/Ie*100%=（350-315）/315*100%=11%18. 某工廠單相供電線路的額定電壓Ue=10kV，平均負(fù)荷P=400kW，無功功率Q=260kvar，功率因數(shù)較低，現(xiàn)要將該廠的功率因數(shù)提高到0.9，需要裝多少補(bǔ)償電容？解：補(bǔ)償電容前的功率因數(shù)為cos1=P/S=P/(P2+Q2)=400/(4002+2602)=0.84于是可得功率因數(shù)角=330又因補(bǔ)償后的功率因數(shù)cos2=0.9，所以功率因數(shù)角=25.80需安裝的補(bǔ)償電容為C=P/(U2)(tg1-tg2)=(400*103)/2*3.14*50*(10*103)2(tg330-tg25.80)=12

14、.7*10-6*0.166=2.1*10-6F=2.1(F)答：需要裝補(bǔ)償電容2.1F。19. 一臺(tái)SFP-90000/220電力變壓器，額定容量為9000kVA，額定電壓為220+2*2.5%/110kV，問高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流各是多少?解：高壓側(cè)的額定電流為I1E=Se/(3U1e)=9000/(3*220)=236(A)低壓側(cè)的額定電流為I2E=Se/(3U2e)=9000/(3*110)=472(A)答：高、低壓側(cè)額定電流為236A和472A。20. 某變壓器35kV側(cè)中性點(diǎn)裝設(shè)了一臺(tái)消弧線圈，在35kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)補(bǔ)償電流Il=20A，這臺(tái)消弧線圈的感抗Xl是多少？解：Xl

15、=Up/I=(35/3)/20=1()答：感抗為1。21. 有一臺(tái)SFL1-50000/110雙繞組變壓器，高低壓側(cè)的阻抗壓降為10.5%，短路損耗為230kW，求變壓器繞組的電阻和漏抗值。解：變壓器繞組的電阻RB=(PD*103/Se2)Ue2=9230*103/（50000）2*1102=1.11()變壓器的漏抗XB=(UD%Ue2/Se)*103=(10.5%*1102/50000)*103=25.41()答：變壓器繞組的電阻為1.11，漏抗值為25.41。22. 某設(shè)備裝有電流保護(hù)，電流互感器的變比是200/5，整定值是4A，如果原整定值不變，將電流互感器變比改為300/5，應(yīng)整定為少

16、？ 。解：原整定值的一次電流不變?yōu)?200/5=160A當(dāng)電流互感器的變比改為300/5后，其整定值為IDY=160/300/5=2.67（A）答：整定值為2.67A。23. 一臺(tái)三繞組變壓器繞組間的短路電壓分別為UdI-II9.92%，UdIIII15.9%,UdII-III=5.8%,試計(jì)算每個(gè)繞組的短路電壓？解：UdI=1/2(UdI-II+UdIIII-UdII-III) =(9.92+15.9-5.8)/2%=10%UdII=1/2(UdI-II+ UdII-III- UdIIII) =(9.92+5.8-15.9)/2%0UdIII=1/2(UdIIII+ UdII-III- Ud

17、I-II)=(15.9+5.8-9.92)/2%=5.89%答：每個(gè)繞組的短路電壓分別為10%、0、5.89%。24. 三相星形接線的相同短路保護(hù)電流回路，其二次負(fù)載測量值A(chǔ)B相為2,BC相為1.8,CA相為1.6,試計(jì)算A、B、C各相的阻抗是多少？解：ZA=(ZAB+ZCA-ZBC)/2 =(2+1.6-1.8)/2=0.9() ZB=(ZAB+ZBC-ZCA)/2 =(2+1.8-1.6)/2=1.1() ZC=( ZCA+ZCB-ZAB)/2 =(1.8+1.6-2)/2=0.7()答：各相阻抗分別為0.9、1.1、0.7。25. 某站裝有一組由118只GGF-300型鉛酸蓄電池組成的蓄

18、電池組，每只電池電壓UD=2.15V，正常負(fù)荷電流Ifh=10A，若想使母線電壓U保持在220V，問應(yīng)有多少只電池投入運(yùn)行？若蓄電池的浮充電流Ik=0.03Qe/36A，那么浮充機(jī)輸出電流Ic應(yīng)為多少？解：電池?cái)?shù)n=U/Ud=220/2.15=102（只）Ife=0.03（Qe/36）=0.03*（300/36）=0.25（A）Ie=Ife+Ifh=0.25+10=10.25（A）答：應(yīng)有102只電池投入運(yùn)行，浮充機(jī)輸出的電流為10.25A。九、繪圖題1. 畫出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生（W相）接地時(shí)，其電壓及接地電流的相量圖。2. 繪制旁路斷路器兼分段斷路器運(yùn)行的單母線分段帶旁路電氣主接線圖

19、。L1L2電源1電源2L3L4段BPQSCQSD1QFP1QS2QS1QSP段3. 畫出單相全波橋式整流電路圖4. 單相全波橋式整流電路的波形圖5. 畫出電流相位比較式繼電器接線圖。6. 畫出變壓器過電流保護(hù)單相原理接線圖 7. 請(qǐng)畫出同期合閘回路示意圖8. 圖E-103為直流母線電壓監(jiān)視裝置電路圖，請(qǐng)說明其作用。答：直流母線電壓監(jiān)視裝置主要是反映直流電源電壓的高低。KV1是低電壓監(jiān)視繼電器，正常電壓KV1勵(lì)磁，其常閉觸點(diǎn)斷開，當(dāng)電壓降低到整定值時(shí)， KV1失磁，其常閉觸點(diǎn)閉合， HP1光字牌亮，發(fā)出音響信號(hào)。KV2是過電壓繼電器，正常電壓時(shí)KV2失磁，其常開觸點(diǎn)在斷開位置，當(dāng)電壓過高超過整定值時(shí)KV2勵(lì)磁，其常開觸點(diǎn)閉合， HP2光字牌亮，發(fā)出音