工廠供電_第四版_課后習題習題答案

1、第一章 習題1-1 試確定圖1-23所示供電系統(tǒng)中變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓。解：T1：6.3/121kv；WL1：110KV；WL2：35KV。1-2試確定圖1-24所示供電系統(tǒng)中各發(fā)電機和各變壓器的額定電壓。解：G：10.5kV；T1：10.5/38.5kV；T2：35/6.6kV；T3：10/0.4kV。第二章 習題2-2 某機修車間,擁有冷加工機床52臺，共200kw；行車一臺，共5.1kw(=15%)；通風機4臺，共5kw；點焊機3臺，共10.5kw(=65%)。車間采用220/380v三相四線制（TN-C）配電。試確定該車間計算負荷P30、Q30、S30和I30。解：

2、 對于冷加工機床，Pe=200kW，Kd=0.2,cosf=0.5,tanfP30(1)=KdPe=0.2×200kW=40kWQ30(1)=P30tanf對于行車組,Pe=PN=3.95Kw,Kd=0.15, cosf=0.5, tanfP30(2)= KdPe=0.15×3.95kW=0.59 kWQ30(2)= P30tanf對于通風機組, Pe= PN=5 kW, Kd=0.8, cosf=0.8, tanfP30(3)= KdPe=0.8×5Kw=4kWQ30(3)= P30tanf=4×0.75kvar=3kvar對于點焊機組, Pe= PN

3、 =10.5×=8.47 kW，Kd=0.35, cosf=0.6,tanfP30(4)= KdPeQ30(4)= P30tanf=3.94 kvar=3.94 kvar取需要系數(shù) Kp=0.9,Kq總的有功計算負荷為：P30=（P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)）×Kp =42.8（kW）總的無功計算負荷為：Q30=（Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)+Q30(4)）×Kq =77.3（kvar）視在計算負荷為：S30= =視在電流為：I30=S30/UN=84.9/(1.732×0.38)=1292-3 有一380v三相線路

4、，供電給35臺小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，總?cè)萘繛?5kW，其中較大容量的電動機有7.5kW，4kW3臺，3kW12臺。試分別用需要系數(shù)法和二項式法確定其計算負荷P30、Q30、S30和I30。解： 需要系數(shù)法 對于小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，取Kd=0.2，cosf=0.5，tanfP30=KdPe=0.2×85kW=17kWQ30=P30tanfS30= P30/ cosf=17/0.5kv·A=34 kv·AI30= S30/UN二項式法取PX=P16P30=KdPe=bPe+cPXQ30=P30tanfS30= P30/ cosf=20.9/0.5 kv&

5、#183;A=41.8 kv·AI30= S30/UN第三章 習題3-1 解：畫出短路計算電路如下："畫圖"1.求k-1點處的短路電流和短路容量（Uc12=10.5kV）(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：電纜線路電抗：X2=X0畫出等效電路如下，計算其總阻抗為：'"畫圖"（2）計算短路電流和短路容量短路電流周期分量有效值：短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值： 短路容量：2.求k-2點處的短路電流和短路容量（Uc12=0.4kV）(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：電纜

6、線路電抗：X2'=X0l8×4Km電力變壓器的電抗：畫出等效電路如下，計算其總阻抗為："畫圖"（2）計算短路電流和短路容量短路電流周期分量有效值：短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：短路容量：3-2 解：(1)確定基準值取 Sd=100MV·A，UC1=10.5kV，UC2Kv而 (2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)的電抗標幺值：X1*=100MV·A/300MV·A電纜線路電抗標幺值：X2*8×4km×100MV·A/(10.5kV)2電力變壓器的電抗標

7、幺值：X3*=X4*=畫出等效電路如下，“畫圖”（3）計算k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量計算總電抗標幺值為：X1*+X2*短路電流周期分量有效值：其它三相短路電流： 短路容量：（4）計算k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量計算總電抗標幺值為：X1*+X2*+X3*/X4*短路電流周期分量有效值：其它三相短路電流：短路容量：3-3 設習題3-1所述工廠變電所380v側(cè)母線采用80×10mm2的LMY鋁母線，水平平放，兩相相鄰母線軸線間距為200mm，檔距為，檔數(shù)大于2。該母線上裝有一臺500kW的同步電動機，cosf=1時，=94%。試校驗此母

8、線的短路動穩(wěn)定度。解：計算母線短路時所受的最大電動力由題3-1可知，380v母線的短路電流IK=42KA，ish=77,3kA；而接于380V母線的感應電動機額定電流為：IN·M=500kW/(×380v×1×由于IN·M>0.01 IK，所以要計入感應電動機反饋電流的影響。該電動機的反饋電流沖擊值為：ish·M=CKsh·M IN·×1×Ka因此母線在三相短路時所受到的最大電動力為F=(ish+ ish·M)2·l×10-7/a N/A2 =(77.3+6.

9、3)×1032×× =5447N校驗母線短路時的動穩(wěn)定度母線在F作用時的彎曲力矩為M= Fl/10=5447×0.9/10=490(N·M)母線的截面系數(shù)為 w=b2/6=(0.08)2××10-5m3故母線在三相短路時所受到的計算應力為：c=M/W=490N·×10-5m3×10-7Mpa硬鋁母線（LMY）型的a1=70Mpa所以滿足a1=70Mpapa的條件。3-4 設習題所述380V母線短路保護動作時間為，低壓斷路器的短路時間為。試校驗此母線的短路熱穩(wěn)定度。解：最小允許截面Amin=I/c

10、I= IK=42kA，由附錄表7可得c=87而tima=tk =top+toc 所以Amin=I/c=42×103×/87=374(mm2)而實際截面為A=80×10 mm2=800 mm2所以滿足AAmin的短路熱穩(wěn)定度要求。第四章 習題4-1 某廠的有功計算負荷為3000kW，功率因素經(jīng)補償后達到0.92。該廠6kV進線上擬安裝一臺SN10-10型高壓斷路器，其主保護動作時間為0.9s，斷路器斷路時間為0.2s。該廠高壓配電所6kV母線上的Ik（3）=20k。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。解：由題意可得，計算容量S30=P30/cos I30=S30/(UN)=3

11、260.87/(而沖擊電流 ish(3)=2.55Ik=2.55×20kA=51kA又I(3)2tima=(20kA)2×(0.9s+0.2s)=440由以上計算，并根據(jù)我國生產(chǎn)的高壓戶內(nèi)少油斷路器型式，初步選用SN10-10型。下面根據(jù)以上計算，對SN10-10型斷路器進行校驗下表：序號裝設地點電氣條件SN10-10/1000-50型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kAUN10Kv合格2I30IN1000A合格3IK（3）20kAI合格4ish(3)51kAimax80kA合格5I(3)2tima440It2t24=3969合格所以，應該選擇SN10-10/1000-5

12、0型高壓戶內(nèi)少油斷路器。4-2 某10/0.4kV的車間附設式變電所，總計算負荷為780kV·A，其中一、二級負荷有460kV·A。試初步選擇變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。已知當?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25。解：根據(jù)變電所有一、二級負荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量SN·T=(0.6-0.7)×780kV·A=(468-546)kV·A,因此初選容量為500kV·A，又當?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?25，所以，實際容量為：=（）×500kV·A=435kV·A<460kV·A,不滿足一、二級

13、負荷要求，因此不合適。4-3某10/0.4kV的車間附設式變電所，原裝有S9-1000/10型變壓器一臺?，F(xiàn)負荷發(fā)展，計算負荷達1300kV·A。問增加一臺S9-315/10型變壓器和S9-1000/10型變壓器并列運行，有沒有什么問題？如果引起過負荷，將是那一臺過負荷？過負荷多少？已知兩臺變壓器均為Yyn0聯(lián)結(jié)。解：并列運行的變壓器之間的負荷分配是與阻抗標幺值成反比的，因此先計算其阻抗標幺值。查附錄5-1知S9-315/10型變壓器T1的Uk%=4，S9-315/10型變壓器T2的Uk%=4.5,取Sd=105kV·A,因此:ÈZ*T1È=(4

14、5;105ÈZ*T1È=(4.5×105由此可計算出兩臺變壓器在負荷達1300kV·A時各臺負擔的負荷分別為ST1=1300kV·A×=340kV·AST2=1300kV·A×=959.88kV·A所以，S9-315/10型變壓器T1將過負荷340-315=25kV·A，將超過其額定容量×100%=7.9%。另外，從兩臺變壓器的容量比來看，超過了不允許容量比1:3。第49章 習題第4章1 某廠的有功計算負荷為3000kW，功率因數(shù)經(jīng)補償后達到0.92。該廠10kV進線上擬安裝

15、1臺SN10-10型高壓斷路器，其主保護動作時間0.9s，斷路器斷路時間為0.2s。該廠高壓配電所10kV母線上的。試選擇該高壓斷路器的規(guī)格。解：（1）額定電流的選取查附錄11 常用中壓斷路的技術(shù)數(shù)據(jù)，選取SN10-10/ 630A。（2）斷流能力的校驗少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10/ 630A的斷流能力小于，不滿足要求，故改選少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10/ 1000A，其斷流能力大于，滿足要求。（3）短路電流動穩(wěn)定度校驗為少油戶內(nèi)高壓斷路SN10-10/ 1000A的動穩(wěn)定電流標稱值，故滿足短路電流動穩(wěn)定度的要求。（4）短路電流熱穩(wěn)定度校驗高壓斷路SN10-10/ 1000A的熱穩(wěn)定電流和

16、時間分別為31.5kA、2s。因為實際短路時間為保護裝置的動作時間和斷路器的短路時間之和，即：所以短路發(fā)熱假想時間為：故滿足短路電流熱穩(wěn)定度的要求。綜上所述，選擇高壓斷路器的規(guī)格為SN10-10/ 1000A。第5章1 試按發(fā)熱條件選擇220/380V，TNC系統(tǒng)中的相線和PEN線截面及穿線鋼管（G）的直徑。已知線路的計算電流為150A，安裝地點的環(huán)境溫度為25。擬用BLV型鋁芯塑料線穿鋼管埋地敷設。（Page126 習題1）解：（1）相線截面的選擇查附錄表10 BLV型45根單芯鋁芯絕緣線穿鋼管，環(huán)境溫度為25時截面為95mm2的允許載流量為152A，大于計算電流150A。因此，相線截面選9

17、5mm2。（2）PEN線截面的選擇按N線截面的選擇原則，取。按PE線截面的選擇原則，當時， ，取。故PEN線截面選擇為：。（3）穿線鋼管（G）直徑的選擇查附錄表10 BLV型鋁芯絕緣線穿鋼管時的允許載流量表，4根單芯截面為95mm2鋁芯絕緣線穿鋼管（G）的直徑應為70mm。2 有一條380V的三相架空線路，配電給2臺40kW（cosj = 0.8，h = 0.85）的電動機。該線路長70m，線間幾何均距為0.6m，允許電壓損耗為5%，該地區(qū)最熱月平均氣溫為30。試選擇該線路的相線和PE線的LJ型鋁絞線截面。（Page127 習題3）解：（1）LJ型鋁絞線相線截面的選擇按發(fā)熱條件選擇查附錄表11

18、 LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，橫截面積的LJ型鋁絞線在室外氣溫25，導線最高允許溫度70時的允許載流量，則在室外氣溫30時的允許載流量為：顯然，滿足發(fā)熱條件。所以，按發(fā)熱條件選擇橫截面積的LJ型鋁絞線。按允許電壓損耗校驗查附錄表11 LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，橫截面積的LJ型鋁絞線的線路電阻，電抗（線間幾何均距為0.6m）。所以，滿足允許電壓損耗的要求。按機械強度條件校驗查附錄表6 一般低壓架空LJ型鋁絞線線路的最小截面為，與鐵路交叉跨越檔內(nèi)的架空LJ型鋁絞線線路的最小截面為。所選LJ型鋁絞線橫截面積，滿足機械強度條件的要求。故，選擇LJ型鋁絞線相線截面。（2）PE線的LJ型鋁絞線截面的選擇

19、因為，所以故，考慮機械強度條件以后，若為一般低壓線路，則選擇LJ型鋁絞線PE線截面；若為與鐵路交叉跨越檔內(nèi)的線路，則選擇LJ型鋁絞線PE線截面。3 某220/380V的兩相三線線路末端，接有220V，5kW的加熱器2臺，其相線和N線均采用BLV5001×16的導線明敷，線路長50m。試計算其電壓損耗比例。（Page127 習題5）解：由于為兩相三線線路，且每相接負載均為5kW的加熱器1臺，即該線路為“均無感”的兩相三線線路。查Page123 表5.5，得220/380V兩相三線線路，鋁芯線，。第6章1 有1臺電動機，額定電壓為380V，額定電流為22A，啟動電流為140A，啟動時間在

20、3s以下。該電動機端子處的三相短路電流為16kA。試選擇保護該電動機的RT0型熔斷器及其熔體額定電流，該熔斷器只作短路保護，并選擇該電動機的配電線（采用BLV型導線）的導線截面及穿線的硬塑料管管徑（環(huán)境溫度按+30計）。（Page165 習題1，參照Page132例6.1）解：（1）選擇熔體及熔斷器的額定電流且 因此由附錄表13 RT0型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，可選RT0100型熔斷器，其中。（2）校驗熔斷器的斷流能力查附錄表13 ，RT0100型熔斷器的，因此該熔斷器的斷流能力是足夠的。（3）選擇導線截面及穿線的硬塑料管內(nèi)徑查附錄表10 BLV型鋁芯絕緣線穿硬塑料管時的允許載流量，3根單芯

21、線、環(huán)境溫度30，截面為6mm2時允許載流量25A，大于電動機額定電流為22A，滿足發(fā)熱條件要求，相應地選3根穿管管徑20mm。2?，F(xiàn)選為6mm2，滿足機械強度要求。（4）校驗導線與熔斷器保護的配合因為該熔斷器只作短路保護，且為穿管敷設，所以取因此滿足配合要求。綜上所述，選RT0100型熔斷器，其中。截面為6mm2BLV型鋁芯絕緣線穿直徑20mm的硬塑料管。2 有一條380V線路，其，線路首端的，末端的。試選擇線路首端裝設的DWl6型低壓斷路器，并選擇和整定其瞬時動作的電磁脫扣器，檢驗其靈敏度。（Page165 習題2，參照Page137例6.3）解：（1）脫扣器額定電流及低壓斷路器額定電流的

22、選擇查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，選型號DW16630低壓斷路器，殼架等級電流=630 A，脫扣器額定電流=315 A。（2）瞬時過電流脫扣器動作電流的整定對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型），查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，取瞬時動作整定電流=3=3×315=945A。（3）瞬時過電流脫扣器保護靈敏度的校驗，滿足靈敏度的要求。（5）斷流能力的校驗查附錄表14 DW16型低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，DW16630低壓斷路器的極限分斷能力為30kA（380V），對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型）故，滿足斷流能力的要求。綜

23、上所述，選型號DW16630低壓斷路器，殼架等級電流=630 A，脫扣器額定電流=315 A，瞬時動作脫扣器整定電流=3=945A。3 某10kV線路，采用兩相兩繼電器式接線的去分流跳閘原理的反時限過電流保護裝置，電流互感器的變流比為2005，線路的最大負荷電流（含尖峰電流）為180A，線路首端的三相短路電流有效值為2.8 kA，末端的三相短路電流有效值為1 kA，設系統(tǒng)只有一種運行方式。試整定該線路采用的GL1510型電流繼電器的動作電流和速斷電流倍數(shù)，并檢驗其保護靈敏度。（Page165 習題3）解：由題意得：電流互感器的變流比；線路的最大負荷電流；線路首端的三相短路電流有效值；末端的三相

24、短路電流有效值；兩相兩繼電器式接線的接線系數(shù)；查Page288 附錄表15得GL1510型電流繼電器的返回系數(shù)。（1）過電流保護動作電流的整定由于該線路采用的GL1510型電流繼電器保護，所以取。根據(jù)GL1510型電流繼電器的規(guī)格，動作電流整定為7.5A。（2）過電流保護靈敏度的校驗顯然，滿足靈敏度的要求。（3）電流速斷保護速斷電流的整定由于該線路采用的GL1510型電流繼電器保護，所以取。故，速斷電流倍數(shù)：（4）電流速斷保護靈敏度的校驗顯然，滿足靈敏度的要求。4 現(xiàn)有前后兩級反時限過電流保護，都采用GL15型過電流繼電器，前一級按兩相繼電器式接線，后一級按兩相電流差接線，后一級繼電器的10倍

25、動作電流的動作時間已整定為0.5 s，動作電流整定為9A，前一級繼電器的動作電流已整定為5A，前一級電流互感器的變流比為1005，后一級電流互感器的變流比為755，后一級線路首端的。試整定前一級繼電器的10倍動作電流的動作時間（?。?。（Page165 習題4）解：（1）計算后一級線路首端短路電流反應到后一級繼電器中的電流值（2）計算對后一級繼電器的動作電流的倍數(shù)（3）確定后一級繼電器的實際動作時間由后一級繼電器的10倍動作電流的動作時間已整定為0.5 s和動作電流的倍數(shù)5.13，查附錄43 GL電流繼電器的動作特性曲線，得后一級繼電器的實際動作時間：。（4）計算前一級繼電器的實際動作時間（5）

26、計算后一級線路首端短路電流反應到前一級繼電器中的電流值（6）計算對前一級繼電器的動作電流的倍數(shù)（7）整定前一級繼電器的10倍動作電流的動作時間由前一級繼電器的實際動作時間1.45 s和動作電流的倍數(shù)4，查附錄43 GL電流繼電器的動作特性曲線，得前一級繼電器的10倍動作電流的動作時間：。第8章 電氣照明´7.4m，室內(nèi)高度為3.5m。試進行照明器的選擇和布置。解：由于是繪圖室，所以照明器選擇為YG2-1型簡式熒光燈懸吊安裝?？紤]垂度（燈具離頂棚的距離）0.7m，工作面離地0.8m。故計算高度h=3.5-0.7-0.8=2m。再查Page219表8.7 常用照明器的最大允許距高比，得YG2-1型簡式熒光燈最大允許距高比（S/h）A-A=1.42，（S/h）B-B=1.28。所以A-A向照明器的間距（S）A-A´2=2.84m，B-B向照明器的間距（S）B-B´2=2.56m。由此布置該繪圖室的照明器如下： 由圖可見該繪圖室共布置15盞照明器。2 某裝配車間的面積10m×30m，頂棚離地5m，工作面離地0.8m，采用GCA1型配照燈作為車間照明，距高比，試畫出燈具布置平面圖。解：據(jù)題意，再考慮垂度（燈具離