供配电计算题题库

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4.1、某小批量生产车间380v线路上接有接有金属切削机床共20台（其中，10KW的4台，15KW的8台 ,5kW的8台），车间有380v电焊机2台（每台容量18KVA，?N=65%,，COSΨN=0.5),车间有吊车一台（12KW，?N=25%),试计算此车间的设备容量。

解：①金属切削机床的设备。金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以20台金属切削

机床的总容量为：Pe1=∑Pei=4×10+8×15+8×5=200KW

②电焊机的设备容量。电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到

?=100%，所以2台电焊机的设备容量为： Pe2=2SN

?NCOSΨN=2×18×0.65×0.5=14.5KW

③吊车的设备容量。吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到?=25%，所以1台吊车的容量为：

Pe3=PN

?N?25=PN=12KW

④车间的设备总容量为

Pe=200+14.5+12=226.5KW 4.2、用需要系数法计算第一题。

解:① 金属切削机床组的计算负荷取Kd=0.2 cos?=0.5 tan?=1.73

P30(1)=KdPe=0.2×142=28.4KW

Q30(1)=P30(1)tan?=28.4×1.73=49.1kvar S30(1)=P30(1)?Q30(1)=56.8kVA

22I30(1)=

S30(1)3UN=86.3A

②电焊机组的计算负荷取Kd=0.35 cos?=0.35 tan?=2.68

P30(2)=KdPe=0.35×16.1=5.6KW Q30(2)=P30(2)tan?=5.6×2.68=15.0kvar S30(2)=P30(2)?Q30(2)=16.0kVA

22I30(2)=

S30(2)3UN=24.3A

③吊车机组的计算负荷取Kd=0.15 cos?=0.5 tan?=1.73

P30(3)=KdPe=1.7KW

Q30(3)=P30(3)tan?=2.9kvar S30(3)=P30(3)?Q30(3)=3.4kVA

22I30(3)=

S30(3)3UN=5.2A

④全车间的总计算负荷 K?=0.8

P30=K??Pei=28.6KW

Q30=K??Qei=53.6kvar S30=P30?Q30=60.8kVA

22I30=

S30=92.4A 3UN4.3、一机修车间的380v线路上，接有金属切削机床电动机20台共60KW，其KD1=0.2， COSΨ1=0.5；另接通风机2台共10KW，其KD1=0.8，COSΨ2=0.8；电炉1台5KW，其KD1=0.7， COSΨ3=1.0；试求计算负荷（设同时系数为0.9）。

解：?冷加工电动机。Kd1=0.2，cosΨ1=1.73, tanΨ1=1.73 则 P30.1=KdiPel=0.2×60kw=12kw

Q30.1=P30.1tanΨ1=12kw×1.73=20.8kvar

②通风机。Kd2=0.8，cosΨ2=0.8，tanΨ2=0.75，则 P30.2=Kd2=Pe2=0.8×10kw=8kw Q30.2=P30.2tanΨ2=8kw×0.75=6kvar

③电阻炉。Kd3=0.7，cosΨ3=1.0，tanΨ3=0则 P30.3=Kd3Pe3=0.7×5kw=3.5kw Q30.3=0

④总的计算负荷。

P30=K∑∑P30.i=0.9×（12+8+3.5）kw=21.15kw

Q30=K∑∑Q30.i=0.9×（20.8+6+0）kvar=24.1kvar

S30=P30?Q30?32KVA I30=

22S303?0.38?=48.8A

4.4已知某一班制电器开关制造工厂共有用电设备容量4500kW，试估算该厂的计算负荷。解：取Kd=0.15

cos?=0.75 tan?=0.88

P30=KdPe= 1575 kw

Q30=P30tan?=1396kvar S30=P30?Q30=2022kVA

I30=

S30=3187.7A 3UN4、某厂拟建一降压变电所，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，如在变压器低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量？补偿后工厂变电所所选择变压器的容量有何变化？解：

①补偿前的变压器容量和功率因数。变电所低压侧的视在计算负荷为：

S30(2)=P30(2)?Q30(2)=1031kVA

因次未考虑无功补偿时，主变压器的容量选择为1250kVA 变电所低压侧的功率因数为

22cos?(2)?P30(2)S30(2)=0.63

②无功补偿量。按相关规定，补偿后变电所高压侧的功率因数不应低于0.9，即cos?(1)≥

0.9

在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以在低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于0.9.这里取补偿后低压侧功率因数cos??(2)=0.92.

因此低压侧需要装设的并联电容器容量为：

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

取QC=530kvar。

③补偿后重新选择变压器容量。变电所低压侧的视在计算负荷为：

?(2)=P30(2)?(Q30(2)?QC)2=704kVA S30因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为800kVA。 ④补偿后的工厂功率因数。补偿后变压器的功率损耗为:

2??PT?0.015S30(2)=0.015×704kVA=10.6kW ?(2)=0.06×704kVA=42.2kvar ?QT?0.06S30变电所高压侧的计算负荷为：

?(1)=?PT+P30(2)=661KW P30

?(1)=?QT+(Q30(2)?QC)=312kvar Q30?(1)2?Q30?(1)2=731kVA ?(1)=P30S30补偿后工厂的功率因数为：

?(1)/S30?(1)=0.904＞0.9 cos??=P30满足相关规定要求。 ⑤无功补偿前后的比较。

??SN=450kVA SN由此可见，补偿后主变压器的容量减少了450kVA，不仅减少了投资，而且减少电费的支出，提高了功率因数。

4.9 某工厂供电系统如图4.7所示。已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试求工厂变电所高压110kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

图4.7例4.9的短路计算电路解：①求k-1点的三相短路电流和短路容量（Uc1=10.5kV） a.计算短路电路中各元件的电抗及总阻抗。

电力系统的电抗X1：由附表3查得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量Soc=500MVA，

U2c1(10.5kV)2因此 X1===0.22?

500MVAsoc架空线路的电抗X2：由表4.7得X0=0.35?/km，因此 X2=X0l=0.35（?/km）×5km=1.75?

绘制k-1点短路的等效电路，如图4.8所示，图上标出各元件的序号（分子）和

电抗值（分母），并计算其总阻抗为： X?(k?1)=X1+X2=0.22+1.75=1.97?

b.计算三相短路电流和短路容量。三相短路电流周期分量有效值为：

) Ik(3?1=

10.5kVUc1==3.08kA 3?1.97?3X?(K?1) 三相短路次暂态电流和稳态电流为：

(3)(3)?=I?=IK?1=3.08kA

三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为：

3 ish=2.55I??(3)=2.55×3.08=7.85kA 3 Ish=1.51I??(3)=1.51×3.08=4.65kA

三相短路容量为：

)(3)Sk(3Uc1IK?1=3?1=3?10.5kV?3.08kA=56.0MVA

②求k-2点的三相短路电流和短路容量（Uc2=0.4kV） a.计算短路电路中各元件的电抗及总阻抗。电力系统的电抗X1?：

U2c2(0.4kV)2X1?===3.2×10?4?

soc500MVA?：架空线路的电抗X2

?UC2??0.4kV??3??=X0l?10 X2=0.35（/km）×5km×=2.54×?? ???U?

?10.5kV??C1?

2电力变压器的电抗X3：由附表2得Uk%?5%，因此：

2(0.4kV)2Uk%UCX3=X4≈=0.05×=8×10?3?

1000kVASN绘制k-2点短路的等效电路，如图4.8所示，图上标出各元件的序号（分子）和

电抗值（分母），并计算其总阻抗为：X?(k?2)=X1+X2+X3//X4=6.86×10?3?