《工厂供电》试题库(第二章)

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精品 第二章 工厂电力负荷及其计算

二、判断题

1、所有医院都属于一类负荷。（ ）答案：

2、高校属于三类负荷。（ ）答案：

3、电力负荷的计算是按其发热10分钟的稳定值考虑的。（ ）答案：

4、年最大负荷P max 就是计算负荷P 30。（ ）答案：

5、普遍用二项式法计算负荷比用需用系数法更接近实际电力负荷。（ ）答案：

6、当有大容量设备且其台数少时用二项式法比用需用系数法计算负荷更接近实际电力负荷。（ ）答案：

7、单相负荷的计算，是将各相分别求出之后，取全部之和。（ ）答案：

8、没有变压器的小型工厂或农村在缴纳的电费中没有基本电费。（ ）答案：

9、对工厂变电所高压侧的功率因素cos 必须大于0.9。（ ）答案：

10、尖峰电流I pk 是考虑设备工作持续时间为5s 的短时最大负荷电流。（ ）答案：

11、电力负荷是指电力系统中所有用电设备消耗的有功功率的总和。（ ）答案：

12、有多台电动机的配电线路的尖峰电流，其大小取决于多台电动机的起动电流。 ( ) 答案：

三、单选题

1、对一类负荷的供电要求是 。

A ）至少两个独立电源

B ）两回输送线路

C ）一条输送线

D ）没有要求 答案：A

2、对二类负荷的供电要求是 。

A ）至少两个独立电源

B ）两回输送线路

C ）一条输送线

D ）没有要求 答案：B

3、对三类负荷的供电要求是 。

A ）至少两个独立电源

B ）两回输送线路

C ）一条输送线

D ）没有要求 答案：D

4、一般照明属于 工作制的设备。

A ）连续

B ）短时

C ）断续周期

D ）所有

答案：A

5、控制水库闸门的电动机属于 工作制的设备。

A ）连续

B ）短时

C ）断续周期

D ）所有

答案：B

5、电焊机属于 工作制的设备。

A ）连续

B ）短时

C ）断续周期

D ）所有

答案：C

6、短时工作制与断续周期工作制的设备区别是其工作时停歇时间超过 min 。

A ）30

B ）20

C ）10

D ）5

答案：C

6、电力负荷的计算是按其发热 min 的稳定值考虑的。

A ）30

B ）20

C ）10

D ）5

答案：A

7、下列 工作制的设备在进行计算负荷时，其容量需要按εε/N N

e P P =公

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式的换算。

A）连续B）短时C）断续周期D）所有

答案：C

8、对于二类负荷，当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受二级负荷。

A）全部B）一半C）1/3 D）2/3

答案：A

9、对于二类负荷，当采用电缆线路时，必须采用供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。

A）两根电缆分别B）两根电缆并列C）三根电缆分别D）三根电缆分别答案：B

10、对电力负荷的计算电接近实际的是法。

A）需要系数B）二项式C）利用系数D）标么值

答案：C

11、单相负荷的是计算，是将各相分别求出之后，取。

A）全部之和B）其中较小值乘3 C）其中较大值乘3 D）平均值乘3答案：C

12、尖峰电流I pk是指持续时间的短时最大负荷电流。

A）10min以内B）10~30min C）10s以内D）1~3s

答案：D

13、工厂供电系统装电容器进行无功补偿，是依据的高低来调整。

A）瞬时功率因数B）月平均功率因数

C）年平均功率因数D）最大负荷时的功率因数

答案：D

14、中断的供电，将造成人身死亡，或者将在政治上、经济上造成重本损失。

A）一级负荷B）二级负荷C）三级负荷D）四级负荷

答案：A

15、当用电设备台数少而功率相差悬殊时，用计算的结果往往偏小，故此法不适用于低压线路的计算，只适用于计算变、配电所的负荷。

A）需用系数法B）二项式法C）利用系数法D）任何方法

答案：A

16、为了正确选择供电系统的导线截面、配电装置和变压器容量，必须确定用电单位一个假想的负荷，这个负荷称之为，或者又叫。

A）实际负荷B）尖峰负荷C）平均负荷D）计算负荷

E）需要负荷F）最大平均负荷

答案：D，F

四、名词解释

1、电力负荷

答：电力负荷一是指耗用电能的用电设备和用户，另一是指用电设备或用户耗用的功率和电流大小。

2、计算负荷

答案：计算负荷是通过负荷的统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件

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精品 的负荷值。

3、“两部电费制”

答：“两部电费制”一部分电基本电费，按所装用的主变压器容量来计费，另一部分电电能电费，按每月实际耗用的电能kWh 来计算电费。

4、负荷系数

答：负荷系数又称为负荷率，它是用电负荷的平均负荷P av 与其最大负荷P max 的比值。

5、最大负荷利用小时T max

答：最大负荷利用小时T max 是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P max 持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。

6、年最大负荷P max

答：年度最大负荷P max 是全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，又叫半小时最大负荷P 30。

五、问答题

1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求?

答：一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。双电源供电，必要时增设应急电源。

二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。

三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。

2、工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性? 答：工作制分三类：（1）连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制 负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。

%100?=T t ε

3、确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点？各适用于哪些场合？

答：计算负荷的方法 ：需要系数法 ：确定计算负荷的基本方法，常用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。

4、并联补偿电容器采用三角形结线和星形结线各有何优缺点？高压电容器组宜接成什么结线？低压电容器组宜接成什么结线？

答：并联补偿电容器采用三角形结线容量大，任一电容器断线后，三相线路仍得到补偿；但任一电容器击穿短路后，将发生三相线路两相短路，有可能引起电容器爆炸。并联补偿电容器采用星形结线容量小，任一电容器断线后，断线相失去补偿；但任一电容器击穿短路后，短路电流仅为正常工作电流的三倍。高压电容器组宜接成星形结线，低压电容器组宜接成三角形结线。

六、计算题

1、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V 的三相电动机7.5kw3台，4kw8台，3kw17台，1.5kw10台。试用需要系数法求其计算负荷。

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精品 解：此机床组电动机的总容量为

105.11738435.7?+?+?+?=kW kW kW kW P e kW 5.120=

查附录表1得 K d =0.16~0.2 (取0.2)，73.1tan ,5.0cos ==??

有功计算负荷 kW kW P 1.245.1202.030=?=

无功计算负荷 var 7.4173.11.2430k kW Q =?=

视在计算负荷 A kV kW S ?==

2.485.01.2430 计算电流 A kV A kV I 2.7338.032.4830=??=

2、某机修车间380V 线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW （其中较大容量电动机有7.5kW1台，4Kw3台，2.2Kw7台），通风机2台共3kW ，电阻炉1台2kW 。试用需要系数法确定此线路上的计算负荷。

解：先求各组的计算负荷

金属切削机床组

查附录表1，取K d =0.2，73.1tan ,5.0cos ==??

P 30（1）=0.2×50=10kW

Q 30（1）=10×1.73=17.3kvar

通风机组

K d =0.8，75.0tan ,8.0cos ==??

P 30（2）=0.8×3=2.4 kW

Q 30（2）=2.4×0.75=1.8 kvar

电阻炉

K d =0.7，0tan ,1cos ==??

P 30（3）=0.7×2=1.4 kW

Q 30（3）=0

因此总的计算负荷为（取K ∑p =0.95，K ∑q =0.97）

P 30=0.95×（10+2.4+1.4）=13.1 kW

Q 30=0.97×（17.3+1.8+0）=18.5 kvar

S 30=A kV A kV ?=?+7.225.181.1322

I 30=A kV A

kV 5.3438.037.22=??

在实际工程设计说明中，常采用计算表格的形式，如表所示。

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3、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V 的三相电动机7.5kw3台，4kw8台，3kw17台，1.5kw10台。试用二项式法来确定机床组的计算负荷。

解：由附录表1查得73.1tan ,5.0cos ,5,4.0,14.0=====??x c b 。 设备总容量为 P e =120.5kW 。

x 台最大容量的设备容量为 P x =P 5=7.5kW ×3+4kW ×2=30.5kW 有功计算负荷为

P 30=0.14×120.5Kw+0.4×30.5Kw=29.1Kw

无功计算负荷为

Q 30=29.1Kw ×1.73=50.3kvar

视在计算负荷为 A kV kW

S ?==

2.585.01.2930 计算电流为

A kV

A kV I 4.8838.032.5830=??=

4、某机修车间380V 线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW （其中较大容量电动机有7.5kW1台，4Kw3台，2.2Kw7台），通风机2台共3kW ，电阻炉1台2kW 。试用二项式法来确定机修车间380V 线路的计算负荷。

解：先求各组的e bP 和x cP

（1） 金属切削机床组

由附录表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，?cos =0.5，?tan =1.73，

)1(e bP =0.14×50kw=7kW

)1(x cP =0.4（7.5kw ×1+4kw ×3+2.2kw ×1）=8.68kw

（2） 通风机组

查附录表1得b=0.65，c=0.25，x=5，?cos =0.8，?tan =0.75，

)2(e bP =0.65×3kw=1.95kw

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)2(x cP =0.25×3kw=0.75kw

（3） 电阻炉

查附录表1得b=0.7，c=0，x=0，?cos =1，?tan =0，故

)3(e bP =0.7×2kw=1.4kw

)3(x cP =0

以上各组设备中，附加负荷以)1(x cP 为最大，因此总计算负荷为 P 30=（7+1.95+1.4）+8.68 =19kw

Q 30= （7×17.3+1.95×0.75+0 ）+8.68×1.73 =28.6kvar S 30=A kV A kV ?=?+3.346.281922 I 30=

A kV

A kV 1.5238.033.34=??

从计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果大得比较多，这也更为合理。

按一般工程设计说明书要求，以上计算可列成下表所示电力负荷计算表。

5、如图所示220/380V 三相四线制线路上，接有220V 单相电热干燥箱4台，其中2台10kW 接于A 相，1台30kW 接于B 相，1台20kW 接于C 相。另有380V 单相对地焊机4台，其中2台14kW （ε=100%）接于AB 相间，1台20kw （ε=100%）接于BC 相间，1台30kW （ε=60%）接于CA 相间。试求此线路的计算负荷。

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解：（1）电热干燥箱的各相计算负荷

查附录表1得K d =0.7，?cos =1，?tan =0。计算其有功计算负荷： A 相 P 30.A （1）=K d A e P .=0.7×2×10kw=14kw

B 相 P 30.B （1）=K d B e P .=0.7×1×30kw=21kw

C 相 P 30.C （1）=K d C e P .=0.7×1×20kw=14kw

（2）焊机的各相计算负荷

先将接于CA 相间的30kw （ε=60%）换算至ε=100%的容量，即

kW KW P CA 23306.0=?= 查附录表1得02.1tan ,7.0cos ,35.0===??d K ；再由表2—3查得7.0cos =?时的功率换算系数

,8.0===---C CA B BC A AB p p p ,2.0===---A CA C BC B AB p p p ,22.0===---C CA B BC A AB q q q 8.0===---A CA C BC B AB q q q 。因此对焊机换算到各相的有功和无功设备容量为 A 相 kW kW kW P A 27232.01428.0=?+??=

var 6.24var 238.0var 14222.0k k k Q A =?+??=

B 相 kW kW kW P B 6.211422.0208.0=??+?=

var 8.26var 1428.0var 2022.0k k k Q B =??+?=

C 相 kW kW kW P C 4.22202.0238.0=?+?=

var 1.21var 208.0var 2322.0k k k Q C =?+?=

各相的有功和无功计算负荷为

A 相 kW kW P A 45.92735.0)2(.30=?=

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精品 var 61.8var 6.2435.0)2(.30k k Q A =?=

B 相 kW kW P B 56.76.2135.0)2(.30=?=

var 38.9var 8.2635.0)2(.30k k Q B =?=

C 相 kW kW P C 84.74.2235.0)2(.30=?=

var 39.7var 1.2135.0)2(..30k k Q C =?=

（3）各相总的有功和无功计算负荷

A 相 kW kW kW P P P A A A 5.2345.914)2(.30)1(.30.30=+=+=

var 61.8)2(.30.30k Q Q A A ==

B 相 kW kW kW P P P B B B 6.2856.721)2(.30)1(.30.30=+=+=

var 38.9)2(.30.30k Q Q B B ==

C 相 kW kW kW P P P C C C 8.2184.714)2(.30)1(.30.30=+=+=

var 39.7)2(.30.30k Q Q C C ==

（4） 总的等效三相计算负荷

因B 相的有功计算负荷最大，故取B 相计算等效三相计算负荷，由此可得

kW kW P P B 8.856.2833.3030=?==

var 1.28var 38.933.3030k k Q Q B =?==

A kV A kV Q P S ?=?+=+=3.901.288.852*********

A kV A kV U S I N 13738.033.90330

30=??==

6、某厂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，如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有何变化?

解：(1) 补偿前的变压器容量和功率因数

变压器低压侧的视在计算负荷为

A kV A kV S ?=?+=103180065022)2(30

主变压器容量选择条件为T N S ?≥)2(30S ，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选

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为1250kV·A(参看附录表5)。

这时变电所低压侧的功率因数为：cos ?(2)=650／1031＝0.63 (2) 无功补偿容量

按规定，变电所高压侧的cos ?≥0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗△Q Ｔ远大于其有功功率损耗△P Ｔ，一般△Q Ｔ＝(4～5)△P Ｔ，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90，取cos ?′＝0.92。 低压侧需装设的并联电容器容量为：

Qc=650×(tanarccos0.63－tanarccosO.92)kvar=525kvar

取 Q Ｃ=530kvar

(3) 补偿后的变压器容量和功率因数 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为

22)2(30

)530800(650-+='S kV·A=704kV·A

因此主变压器容量可改选为800kV·A，比补偿前容量减少450kV·A。 变压器的功率损耗为

△T P ≈0.015)2(30S =0.015 x 704kV·A=10.6kW △T Q ≈0.06)2(30S =0.06×704kV·A=42.2kvar 变电所高压侧的计算负荷为

)1(30

P '=650kW+10.6KW ＝661kW )1(30

Q '=(800—530)kvar+42.2kvar=312kvar 22)1(30

312661+='S kV·A＝731kV·A 补偿后工厂的功率因数为

cos ?'=)1(30

P '／)1(30S '=661／731＝0.904

解：电动机M4的N st I I -=193.2A-27.6A=165.6A 为最大，线路的尖峰电流为： pk I =0.9×（5.8+5+35.8）A+193.2A=235A

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8、某厂的有功计算负荷为2400kW ，功率因数为0.65。现拟在工厂变电所l0kV 母线上装设BWF10.5-30-1型并联电容器，使功率因数提高到0.90。问需装设多少个并联电容器？装设并联电容后该厂的视在计算负荷为多少？比未装设前视在计算负荷减少了多少？

解：Q C =ΔqcP30 =1728 kvar，n= Q C /qc=57

则需装设BWF10.5-30-1型电容器57个。补偿后工厂的视在计算负荷

S 30＝2638kV·A 比补偿前减少1054kV·A。

9、某装配车间380V 线路，供电给三台吊车电动机，其中1台7.5kW （ε=60%），2台3kW （ε=15%），试求其计算负荷。

解：按规定，吊车电动机容量要统一换算到ε=25%，因此三台吊车电动机总容量为： Pe=7.5kW×2 +3 kW×2×2 =16.3 kW

查附录表得Kd=0.1~0.15（取Kd=0.15），cosφ=0.5，tanφ=1.73 。因此可得：

有功计算负荷 P 30=0.15×16.3 Kw=2.45 kW

无功计算负荷 Q 30=2.45 kW×1.73=4.24 kvar

视在计算负荷 S 30= 4.9 kVA

计算电流 I 30= 7.44A

10、在工厂供电系统中，为了提高功率因数所采用的补偿措施是什么？某变电所低压侧有功计算负荷P 30=810kW ，无功计算负荷Q 30=540kvar ，其中一、二级负荷P 30（Ⅰ+Ⅱ）=540kW ，Q 30（Ⅰ+Ⅱ）=350 kvar 。试选择：变压器的台数和容量。若把低压侧功率因数提高到0.9，应装设BW0.4-14-1的电容器多少个？

解：在工厂供电系统中，为了提高功率因数所采用的补偿措施是装设并联电容器。 根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。而每台变压器容量

S 30= =973.5kVA

S 30（Ⅰ+Ⅱ）= =643.5kVA

SN.T 0.6 S 30=0.6×973.5kVA=584.1 kVA

且 SN.T S 30（Ⅰ+Ⅱ）= 643.5kVA

因此初步确定选两台800 kVA 的主变压器。

变电所低压侧功率因数为：

cosφ= =0.832

要使低压侧功率因数为0.832提高到0.9，可求得低压侧需装设的并联电容器容量为： Q C =810×[tan(arcc os0.832)－tan(arccos0.9)]kvar=147.7 kvar

n= Q C /q C =147.7÷14=10.6（个）

n 应为3的倍数，故应装设BW0.4-14-1的电容器12个。

11、有一机修车间，拥有冷加工机床52台，共200kW ；行车1台、共5.1kW （N =15%）；通风机2台、共5kW ；点焊机3台、共10.5kW （N =65％）。车间采用220/380V 三相四线制（TN-C 系统）供电。试确定车间的计算负荷P 30、Q 30、S 30和I 30。

解：① 对于冷加工机床，P e =200kW ，K d =0.2,cos =0.5,tan =1.73

P 30(1)=K d P e =0.2×200kW=40kW

Q 30(1)=P 30tan =40×1.73kvar=69.2kvar

② 对于行车组：,P e =P N 25εεN =5.1%25%15=3.95Kw

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精品 K d =0.15，cos =0.5， tan =1.73

P 30(2)= K d P e =0.15×3.95kW=0.59 kW

Q 30(2)= P 30tan =0.59×1.73=1.02kvar

③ 对于通风机组：P e = P N =5 kW ，K d =0.8，cos =0.8，tan =0.75

P 30(3)= K d P e =0.8×5Kw=4kW

Q 30(3)= P 30tan =4×0.75kvar=3kvar

④ 对于点焊机组, P e = P N 100N εε=10.5×%100%65=8.47 kW K d =0.35， cos =0.6，tan =1.33

P 30(4)= K d P e =0.35×8.47 kW=2.96kW

Q 30(4)= P 30tan =3.94 kvar=3.94 kvar

取需要系数 K ∑p =0.9，K ∑q =0.95

总的有功计算负荷为：P 30=（P 30(1)+P30(2)+P 30(3)+P 30(4)）×K ∑p

=（40+0.59+4+2.96）×0.9

=42.8（KW ）

总的无功计算负荷为：Q 30=（Q 30(1)+Q 30(2)+Q 30(3)+Q 30(4)）×K ∑q

=（69.2+1.02+3+3.94）×0.95

=77.3（kvar ）

视在计算负荷为：S 30=223030Q P +

=223.778.42+

=84.9 （KVA ）

视在电流为：I 30=S 30/3U N =84.9/(1.732×0.38)=129 （A ）

12、有一380v 三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW ，其中较大容量的电动机有7.5kW ，4kW3台，3kW12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷P 30、Q 30、S 30和I 30。

解：㈠ 需要系数法

对于小批生产的冷加工机床电动机，取Kd=0.2，cos =0.5，tan =1.73

P 30=KdPe=0.2×85kW=17kW

Q 30=P 30t anf=17×1.73kvar=29.4kvar

S 30= P 30/ cos =17/0.5kv·A=34 kv·A

I 30= S 30/3UN=34/(1.732×0.38)A=51.7A

㈡ 二项式法

取b=0.14,c=0.4

P X =P16=（7.5×4×3+3×12）kW=22.5kW

P 30=K d Pe=bPe+cPX =(0.14×85+0.4×22.5)kW=20.9kW

Q 30=P 30tanf=20.9×1.73kvar=36.2kvar

S 30= P 30/ cos =20.9/0.5 kv·A=41.8 kv·A

I 30= S 30/3UN=41.8/(1.73×0.38)=63.8A

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