第一章 习 题
1-1 电力系统如图1－5所示，使确定变压器T1的一、二次绕组的额定电压，线路WL1、
WL2的额定电压。
T2T16.3KV WL1WL2G
110KV/38.5KV
图1－5 习题1－1
解：UTI =6.3KV；UT2 =121KV；WL1额定电压110KV；WL2额定电压35KV
1－2电力系统如图1－6所示，WL2、WL3、WL4为近距离配送线，试确定发电机和所有变压器的额定电压。
T2T1
35KV6KVG
WL1WL2
T3
220V/380V10KV WL4WL3 图1－6 习题1－2
解：发电机UG ＝10.5KV；
变压器 T1：UTI =10.5KV， UT2 =38.5KV； T2：UTI =35KV，UT2 =6.3KV；
T3：UTI =10KV，UT2 =400/230V or 0.4/0.23KV
2－1 某重型机械厂机械加工车间，拥有金属切削机床电动机容量共1600kW，通风机容量共200kW其cos?＝0.65，线路电压为380V。试分别确定车间的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。 解：查表2－1，对于机床：Kd1 ＝0.14～0.16；tanφ＝1.73；cosφ＝0.5； 对于通风机：Kd2 ＝0.75~0.85；tanφ＝1.17；cosφ＝0.65；
Pc1 =Kd1PN1 =0.14～0.16×1600kW＝224～256KW
QC1= Pc1 tanφ＝224～256× 1.73＝387.52～442.88Kvar Sc＝Pc1/ cosφ=448～512KVA
PT= Kd2PN2 =0.75~0.85×200 kW=150~170 KW
22
QT= PT tanφ＝150~170×1.17=175.5~198.9Kvar或者QT=sqt(ST- PT)=175.4~198.8Kvar ST＝PT/ cosφ=230.77~261.54KVA Pc＝Pc1+ PT = 374～426 KW
Qc＝QC1+ QT = 563.02～641.78kvar
2 2
Sc＝sqt(Qc+ Pc) ＝ 675.92～770.3KVA Ic＝Sc/[stq(3)*U] ＝ 1027.0～1170.35A
2－2 三相供电线路额定电压为380V，供电负荷有30台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为80kW，cos?＝0.7；试用需要系数法确定其计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解：查表2－1 Kd＝0.14～0.16；cos?＝0.7 ；tanφ＝1.02
Pc =KdPN =0.14～0.16×80＝11.2～12.8KW
QC= Pc tanφ＝(11.2～12.8)×1.02＝11.42～13.06kvar Sc＝Pc/ cosφ=11.2～12.8KW/0.7＝16.0～18.29 KVA Ic ＝Sc/[stq(3)*U] ＝24.3～27.79A
2－3 某10KV高压线路，采用LJ－70铝绞线给两台电力变压器供电，高压线路线长2km，线间几何均距(Dav)为1m。两台电力变压器均为S9－800/10型，总有功计算负荷为1000kW，cos?＝0.86，Tmax＝4500h。试分别计算高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。
2－4 某厂变电所装有一台S9－630/6型电力变压器，其二次侧（UN=380V）的有功计算负荷为420kW，无功计算负荷为350kvar。试求变电所6KV侧的计算负荷及功率因数。如功率因数cos?未达到0.90，试求出并联补偿电容器的容量？补偿后该厂的视在计算负荷为多少？ 解：查表得：
?Δpk=1.2kW?Δp=6.2kW?N ?U%=4.5?d??Ik%=0.9变压器二次侧计算负荷为：
P30=420kWQ30=350kvarS30=P302+Q302=546.7kVA故负荷率??
S30546.7??0.868，因此变压器有功损耗为： SN630?PT??Pk??PN?2?1.2?4.67?5.87kW
变压器的无功损耗为：
?QT??Qk??QN?2?此时总计算负荷为：
Ik%SNUd%SN20.9?6304.5?630????()(0.868)2?27.07kvar100100100100'P30?P30??PT?420?5.87?425.87kW 'Q30?Q30??QT?350?27.07?377.07kvar
''2'2S30?(P30)?(Q30)?568.78kVA
功率因数为：
'P30425.87cos?'?'??0.749?0.9
S30568.78tan?'?0.885
?1如要功率因数达到0.90，此时tan?s?tan(cos0.9)?0.484
补偿电容器的容量为：
Qc?P30(tan?'?tan?s)?425.87(0.885?0.484)?170.77kvar
补偿后该厂的视在计算负荷为：
'P30S??473.2kVA
0.9''30
2－5 某高压电器开关制造车间共有用电设备5840kW。试估计该厂的视在功率计算负荷，查表试选出合适的变压器容量。
3－1 试按发热条件选择220/380V、TN－C系统中的相线和PEN线截面及穿线钢管直径。己知线路的计算电流为120A，安装地点的环境温度为25℃。拟用BV型铜芯塑料线穿PVC管埋地敷设。
解：TN-C系统中相线和PEN线穿钢管是四根单芯BV型铜芯塑料线，安装环境温度为25oC时，需要线路电流大于计算电流120A，查表得当管径为70mm，导线截面为70mm2时，线路电流I=161A>I30=120A。
3－2 380V的三相架空线路，配电给2台40kW（cos?＝0.8，?＝0.85）的电动机，该线路长70m，线间几何均距为0.6m，允许电压损耗为5％，该地区月最高平均气温为35℃。试选择该线路的相线和PE线的LJ型铝绞线截面。
解：n?2，P?40kW，cos??0.8，??0.85，tan??0.75
Q?P?Ptan??35.3kvar
S?1?58.83kVA
?cos?2S?176.92A 3UNI?①按发热条件选择导线截面
查表2-1得当LJ型导线s?50mm时，在环境温度35oC时的允许载流Ial?189A大于实际电流I?178.92A
② 查表得LJ-50铝绞线，当间几何间距为0.6m时
2?r0?0.64?/km ?x?0.323?/km?0则线路电压损失为：
?u? ?%(r0?l?p'?x0?l?q')10UN2
%2?402?40?3?3(0.64?70?10??0.323?70?10?tan?)
10?0.3820.850.85 ?4.03%?5 %所选导线满足电压损失要求
3－3 某工厂的几个车间由10kV架空线路供电，导线采用LJ型铝绞线，成三角形布置，线间几何均距为1m，允许电压损失百分数?U％＝5，各干线的截面相同，各车间的负荷及各段线路长度如图3－32所示。试选择架空线路的导线截面，敷设环境温度不大于40℃。 解：整个线路各干线的截面相同，对架空线初取x0?0.4?/km 则线路电压的电抗损失为：
?Uxl?x0(q1l1?q2(l1?l2)?q3(l1?l2?l3))
UN?0.4?(800?1.5?600?(1.5?0.5)?600?(1.5?0.5?0.5))?156V
10线路电压的电阻损失为：
?Url?5%UN??Uxl?500?156?344V
又∵?Url?r0(p1l1?p2(l1?l2)?p3(l1?l2?l3))?和r0?
UNs
∴有
s??(p1l1?p2(l1?l2)?p3(l1?l2?l3))?Url?UN?31.7(1000?1.5?800?2?1000?2.5)?51.6mm2
344?10若选取LJ-70铝绞线，查表得r0?0.46?/km，x0?0.344?/km ①按电压损失检验
?U?1[r0(p1?l1?p2?(l1?l2)?p3?(l1?l2?l3))?x0(q1?l1?q2?(l1?l2)?q3?(l1?l2?l3))]UN
?392V
电压损失百分数为
?U?100%?u??3.92%?5%
1000UN所以LJ-70铝绞线满足电压损失要求 ②按发热条件进行检验 导线输送最大负荷电流为
1.5Km800+j600kw,kvar0.5Km0.5Km1000+j800kw,kvar1000+j600kw,kvarI?(p1?p2?p3)2?(q1?q2?q3)23UN
图3－32习题3－3
?(1000?800?1000)2?(800?600?600)23?10
?199A
查表得LJ-70型铝绞线在40oC条件下载流量为215A，大于导线最大负荷电流，题中未给出空气中最高温度，但相差不大，所以LJ-70型铝绞线满足发热条件。
3－4. 由地面变电站架设一条10kV架空线路向两个矿井供电，导线采用LJ型铝绞线，成三角形布置，导线几何均距为1m，线路长度及各矿井的负荷如图3－33所示，各段干线的截面为35mm2，试计算线路的电压损失。
解：题中为LJ-35型铝绞线，查表得r0?0.92?/km，
500m地面电站1000mx0?0.365?/km
由两点的视在功率可得有功和无功功率分别为：
井下11000kvACOSψ＝0.8井下2600kvACOSψ＝0.9??p1?1000?0.8?800kW ?2??q1?1000?1?0.8?600kvar??p2?600?0.9?540kW ?2??q2?600?1?0.9?262kvar线路电压损失为
图3－33习题3－4
?u?%(r0(p1?l1?p2?(l1?l2))?x0(q1?l1?q2?(l1?l2))) 10UN2
供配电技术习题解 - 答
