工厂供电_第5版习题答案

④短路容量： S K 1 ( 3 ) 3 U C 1 I K 2 ( 3 ) 3 0 .4 k 4 V k 2 A 2 M 9 A V
3-2 解：
(1)确定基准值
取 Sd=100MV·A，UC1=10.5kV，UC2=0.4Kv
而
Id1
Sd 10M 0V A5.5k0A 3Uc1 31.0 5kV
I''(3)I (3)IK 1(3)9 .3k 2A is（ 3 h ） 2 .5I''5 (3 ) 2 .5 9 5 .3k 2 A 2.7 3 k 7A Is（ 3 h ） 1 .5I''1 (3 ) 1 .5 9 1 .3k 2 A 1.0 4 k 7A
④短路容量： SK 1(3)X * Sd (K 1 )
Id2
Sd 3Uc2
10M 0V A14k4 A 30.4kV
(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
①电力系统的电抗标幺值：X1*=100MV·A/300MV·A=0.3 ②电缆线路电抗标幺值：
X2*=0.08×4km×100MV·A/(10.5kV)2=0.29 ③电力变压器的电抗标幺值：X3*=X4*= 4.510M 0 V A5.625
2.求 k-2 点处的短路电流和短路容量（Uc12=0.4kV） (1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
①电力系统的电抗： X1' U C 120.4kV 2 5.3 3 10 4
S 30 M 0A V
②电缆线路电抗：X2'=X0l
U U
C2 C1
2
=0.08×4Km
0 .4 10 .5
2
"画图"
（2）计算短路电流和短路容量 ①短路电流周期分量有效值：
IK 233X U C 1 (K 2)
0.4kV 4k 2A 31.0 01 15 4 0
②短路次暂态电流和稳态电流： I''(3)I (3)IK 2(3)4k 2A
③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：
is（ h 3 ） 1 .8I''4 (3 ) 1 .8 4k 2 A 7.2 7 k8A Is（ h 3 ） 1 .0I''9 (3 ) 1 .0 4 9k 2 A 4.7 5 k8A
=（40+0.59+4+2.96）×0.9
=42.8（kW）
总的无功计算负荷为：Q30=（Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)+Q30(4)）×K∑q
=（69.2+1.02+3+3.94）×0.95
=77.3（kvar）
视在计算负荷为：S30=
P2 30
Q302
= 42.82 77.32
=84.9 视在电流为：I30=S30/ 3 UN=84.9/(1.732×0.38)=129
2-3 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 P30、Q30、S30 和 I30。 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，
③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：
is（ 3 h ） 2 .5I''5 (3 ) 2 .5 8 5 .7k8 A 2.3 2 k 9A Is（ 3 h ） 1 .5I''1 (3 ) 1 .5 8 1 .7k8 A 1.2 3 k 6A
④短路容量： S K 1 ( 3 ) 3 U C 1 I K 1 ( 3 ) 3 1 . 5 k 0 8 V . 7 k 8 1 A . 6 5 M 8 A 9V
第四章 习题 4-1 某厂的有功计算负荷为 3000kW，功率因素经补偿后达 到 0.92。该厂 6kV 进线上拟安装一台 SN10-10 型高压断路器， 其主保护动作时间为 0.9s，断路器断路时间为 0.2s。该厂高 压配电所 6kV 母线上的 Ik（3）=20k。试选择该高压断路器的 规格。 解：由题意可得，计算容量 S30=P30/cos∅=3000/0.92=3260.87kV
第三章 习题 3-1 解：画出短路计算电路如下：
"画图"
1.求 k-1 点处的短路电流和短路容量（Uc12=10.5kV）
(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗 ①电力系统的电抗： X1UC121.0 5kV 2 0.3 7
S 30M 0V A
②电缆线路电抗：X2=X0l=0.08×4Km=0.32 ③画出等效电路如下，计算其总阻抗为：
= 3 [(77.3+6.3)×103]2×0.9×10-7/0.2 =5447N ⑵校验母线短路时的动稳定度 母线在 F⑶作用时的弯曲力矩为 M= F⑶l/10=5447×0.9/10=490(N·M) 母线的截面系数为 w=b2/6=(0.08)2×0.01/6=1.067×10-5m3 故母线在三相短路时所受到的计算应力为： бc=M/W=490N·M/1.067×10-5m3=45.9×10-7Mpa 硬铝母线（LMY）型的бa1=70Mpa 所以满足бa1=70Mpa≥бc=45.9Mpa 的条件。
=0.32
③电力变压器的电抗：X 3X 4 U 1 K % 0 U S C 0 N 2 2 1 4 .50 0 8 .4 0 20 0 .0 0 9 1 4 0
④画出等效电路如下，计算其总阻抗为：
X(K2) X1'X2'X3 //X4 5.33104 4.65104 0.09104
2 10.015104
I''(3)I (3)IK 2(3)4k 2A
is（ h 3 ） 1 .8I''4 (3 ) 1 .8 4k 2 A 7.2 7 k8A
Is（ h 3 ） 1 .0I''9 (3 ) 1 .0 4 9k 2 A 4.7 5 k8A
④短路容量：
SK 2(3 )X * S d (K 2 )
1M 00 A V 2.3 9 .M 9A V 3 .4025
10080k0VA
画出等效电路如下，
“画图”
（3）计算 k-1 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和
短路容量
①计算总电抗标幺值为： X*(K1) X1*+X2*=0.3+0.29=0.59
②短路电流周期分量有效值：
IK13
Id1 X*(K1)
5.5k 0A 9.3k 2A 0.5 9
③其它三相短路电流：
3-4 设习题所述 380V 母线短路保护动作时间为 0.05s，低压 断路器的短路时间为 0.05s。试校验此母线的短路热稳定度。 解：最小允许截面 Amin=I∞⑶ t ima /c I∞⑶= IK⑶=42kA，由附录表 7 可得 c=87 而 tima=tk+0.05s
=top+toc+0.05 =0.5+0.05+0.05 =0.6s 所以 Amin=I∞⑶ t ima /c=42×103× 0.6 /87=374(mm2) 而实际截面为 A=80×10 mm2=800 mm2 所以满足 A≥Amin 的短路热稳定度要求。
Kd=0.2,cos=0.5,tan=1.73
P30(1)=KdPe=0.2×200kW=40kW
Q30(1)=P30tan=40×1.73kvar=69.2kvar ②对于行车组,Pe=PN N 25 =5.1 15%25% =3.95Kw,Kd=0.15, cos=0.5, tan=1.73
P30(2)= KdPe=0.15×3.95kW=0.59 kW
10 M 0 A V 16 .M 9 A V 0.59
（4）计算 k-2 点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和
短路容量
①计算总电抗标幺值为： X*(K2) X1*+X2*+X3*//X4*=3.4025
②短路电流周期分量有效值：
IK23
Id2 X*(K2)
14k4A4k 2A 3.40 25
③其它三相短路电流：
Q30(2)= P30tan=0.59×1.73=1.02kvar ③对于通风机组, Pe= PN=5 kW, Kd=0.8, cos=0.8, tan=0.75
P30(3)= KdPe=0.8×5Kw=4kW
Q30(3)= P30tan=4×0.75kvar=3kvar
④对于点焊机组, Pe= PN
∴ I30=S30/( 3 UN)=3260.87/( 3 ×6)kV=313.78A 而冲击电流 ish(3)=2.55Ik=2.55×20kA=51kA 又 I∝(3)2tima=(20kA)2×(0.9s+0.2s)=440 由以上计算，并根据我国生产的高压户内少油断路器型式，
初步选用 SN10-10 型。
N 100
=10.5×
65% 100%
=8.47
kW，
Kd=0.35, cos=0.6,
tan=1.33
P30(4)= KdPe=0.35×8.47 kW=2.96kW
Q30(4)= P30tan=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：P30=（P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)）×K∑p
3-3 设习题 3-1 所述工厂变电所 380v 侧母线采用 80×10mm2 的 LMY 铝母线，水平平放，两相相邻母线轴线间距为 200mm， 档距为 0.9m，档数大于 2。该母线上装有一台 500kW 的同 步电动机，cos=1 时，η=94%。试校验此母线的短路动稳