工厂供电第二章课后计算题

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。

解：此机床组电动机的总容量为

Pe?7.5kW?3?4kW?8?3kW?17?1.5kW?10?120.5kW

查附录表1得 Kd =0.16~0.2 (取0.2)，cos??0.5,tan??1.73 有功计算负荷 P30?0.2?120.5kW?24.1kW 无功计算负荷 Q30?24.1kW?1.73?41.7kvar 视在计算负荷 S30?计算电流 I30?

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 （1） 金属切削机床组

查附录表1，取Kd=0.2，cos??0.5,tan??1.73

P30（1）=0.2×50=10kW

Q30（1）=10×1.73=17.3kvar

（2） 通风机组

Kd=0.8，cos??0.8,tan??0.75 P30（2）=0.8×3=2.4 kW

Q30（2）=2.4×0.75=1.8 kvar

（3） 电阻炉

Kd=0.7，cos??1,tan??0 P30（3）=0.7×2=1.4 kW

Q30（3）=0

因此总的计算负荷为（取K∑p=0.95，K∑q=0.97）

P30=0.95×（10+2.4+1.4）=13.1 kW Q30=0.97×（17.3+1.8+0）=18.5 kvar

S30=13.12?18.52kV?A?22.7kV?A I30=

24.1kW?48.2kV?A 0.548.2kV?A3?0.38kV?73.2A

22.7kV?A3?0.38kV?34.5A

在实际工程设计说明中，常采用计算表格的形式，如表所示。

序 号 Pe Kd kW1 金属切削机床 20 50 O.2 2 3 通风机 电阻炉 车间总计 2 1 23 3 2 55 O.8 0.7 用电设备组 台数名称 n 容量 需要系cos?数 0.5 0.8 1 tan? 1.73 0.75 0 计算负荷 p30 kW10 2.4 1.4 13.8 13.1 Q30S30I 30 AkvarkV?A 17.3 1.8 0 19.1 18.5 取 K∑p=0.95 K∑q=0.97 22.7 34.5

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b?0.14,c?0.4,x?5,cos??0.5,tan??1.73。 设备总容量为 Pe=120.5kW。

x台最大容量的设备容量为 Px=P5=7.5kW×3+4kW×2=30.5kW 有功计算负荷为

P30=0.14×120.5Kw+0.4×30.5Kw=29.1Kw

无功计算负荷为

Q30=29.1Kw×1.73=50.3kvar

视在计算负荷为 S30?计算电流为

29.1kW?58.2kV?A 0.558.2kV?A3?0.38kVI30?

?88.4A

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bPe和cPx

（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，

bPe(1)=0.14×50kw=7kW

cPx(1)=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，

bPe(2)=0.65×3kw=1.95kw

cPx(2)=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

bPe(3)=0.7×2kw=1.4kw cPx(3)=0

以上各组设备中，附加负荷以cPx(1)为最大，因此总计算负荷为 P30=（7+1.95+1.4）+8.68 =19kw

Q30= （7×17.3+1.95×0.75+0 ）+8.68×1.73 =28.6kvar S30=192?28.62kV?A?34.3kV?A I30=

34.3kV?A3?0.38kV?52.1A

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。 用电设备序 组名称 设备台数 二项式系容量 数 cos? tan? 计算负荷 号 x总台 最大容Pe kW数 量台数 kW Pb c p30QS 30 30 kWkvarkV?A7+ 12.1+8.68 15.0 1.95+1.46+0.75 0.56 1.4 19 0 I30 Al 切削机床 20 5 2 通风机 3 电阻炉 总计

2 1 23 5 O 50 21.7 O．14 0.4 0.5 1.73 3 2 55 3 0.65 O．25 0.8 O.75 O 0.7 0 1 0 52.1 28.6 34.3 第二章—2

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。

解：（1）电热干燥箱的各相计算负荷

查附录表1得Kd =0.7，cos?=1，tan?=0。计算其有功计算负荷： A相 P30.A（1）=KdPe.A=0.7×2×10kw=14kw B相 P30.B（1）=KdPe.B=0.7×1×30kw=21kw C相 P30.C（1）=KdPe.C=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 PCA?0.6?30KW?23kW

查附录表1得Kd?0.35,cos??0.7,tan??1.02；再由表2—3查得cos??0.7时的功率换算系数

pAB?A?pBC?B?pCA?C?0.8,pAB?B?pBC?C?pCA?A?0.2,qAB?A?qBC?B?qCA?C?0.22,qAB?B?qBC?C?qCA?A?0.8。因此对焊机换算到各相的有功和无功设备容量为

A相 PA?0.8?2?14kW?0.2?23kW?27kW QA?0.22?2?14kvar?0.8?23kvar?24.6kvar B相 PB?0.8?20kW?0.2?2?14kW?21.6kW QB?0.22?20kvar?0.8?2?14kvar?26.8kvar C相 PC?0.8?23kW?0.2?20kW?22.4kW QC?0.22?23kvar?0.8?20kvar?21.1kvar

各相的有功和无功计算负荷为

A相 P30.A(2)?0.35?27kW?9.45kW Q30.A(2)?0.35?24.6kvar?8.61kvar

B相 P30.B(2)?0.35?21.6kW?7.56kW Q30.B(2)?0.35?26.8kvar?9.38kvar C相 P30.C(2)?0.35?22.4kW?7.84kW Q30..C(2)?0.35?21.1kvar?7.39kvar （3）各相总的有功和无功计算负荷

A相 P30.A?P30.A(1)?P30.A(2)?14kW?9.45kW?23.5kW Q30.A?Q30.A(2)?8.61kvar

B相 P30.B?P30.B(1)?P30.B(2)?21kW?7.56kW?28.6kW Q30.B?Q30.B(2)?9.38kvar

C相 P30.C?P30.C(1)?P30.C(2)?14kW?7.84kW?21.8kW Q30.C?Q30.C(2)?7.39kvar

（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

P30?3P30.B?3?28.6kW?85.8kW Q30?3Q30.B?3?9.38kvar?28.1kvar

22S30?P30?Q30?85.82?28.12kV?A?90.3kV?A

I30?S303UN?90.3kV?A3?0.38kV?137A

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

S30(2)?6502?8002kV?A?1031kV?A

主变压器容量选择条件为SN?T≥S30(2)，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为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△QＴ远大于其有功功率损耗△PＴ，一般△QＴ＝(4～5)△PＴ，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 QＣ=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

?(2)? S306502?(800?530)2kV·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

△PT≈0.015S30(2)=0.015 x 704kV·A=10.6kW △QT≈0.06S30(2)=0.06×704kV·A=42.2kvar 变电所高压侧的计算负荷为

?(1)=650kW+10.6KW＝661kW P30?(1)=(800—530)kvar+42.2kvar=312kvar Q30?(1)?6612?3122kV·A＝731kV·A S30 补偿后工厂的功率因数为

?(1)=661／731＝0.904 ?(1)／S30 cos??=P30

7、有一380V三相线路，供电给下表所示4台电动机。试计算该线路的尖峰电流。

参 数 额定电流IN／A 起动电流Ist／A

解：电动机M4的Ist?IN=193.2A-27.6A=165.6A为最大，线路的尖峰电流为： Ipk =0.9×(5.8+5+35.8)A+193.2A=235A

M1 5.8 40.6 电 动 机 M2 5 35 M3 35.8 197 M4 27.6 193.2

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