供配电计算题题库

、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 ，ɛN =65%,，COS ΨN =,车间有吊车一台（12KW ，ɛN =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：P e1=∑Pei=4×10+8×15+8×5=200KW②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ɛ=100%，所以2台电焊机的设备容量为：P e2=2S N COSΨN=2×18××= 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ɛ=25%，所以1台吊车的容量为：P e3=P N =P N=12KW ④车间的设备总容量为Pe=200++12=、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= φcos = tan ϕ=)1(30P =d K e P =×142=)1(30Q =)1(30P tan ϕ=×=)1(30S =2)1(302)1(30Q P +=)1(30I =N U S 3)1(30=②电焊机组的计算负荷 取Kd= φcos = tan ϕ=)2(30P =d K e P =×=)2(30Q =)2(30P tan ϕ=×=)2(30S =2)2(302)2(30Q P +=)2(30I =N U S 3)2(30=③吊车机组的计算负荷 取Kd= φcos = tan ϕ=)3(30P =d K e P =)3(30Q =)3(30P tan ϕ=)3(30S =2)3(302)3(30Q P +=)3(30I =N U S 3)3(30=④全车间的总计算负荷 ∑K =30P =∑K ei P ∑=30Q =∑K ei Q ∑=30S =230230Q P +=30I =N U S 330= 、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K D1=，COS Ψ1=；另接通风机2台共10KW ， 其K D1=，COS Ψ2=；电炉1台5KW ， 其K D1=，COS Ψ3=；试求计算负荷（设同时系数为）。

解：冷加工电动机。

K d1=，cosΨ1=, tanΨ1= 则=K di P el =×60kw=12kw=Ψ1=12kw×=②通风机。

K d2=，cos Ψ2=，tanΨ2=，则=K d2=P e2=×10kw=8kw=Ψ2=8kw×=6kvar③电阻炉。

K d3=，cos Ψ3=，tanΨ3=0则=K d3P e3=×5kw==0④总的计算负荷。

P 30=K ∑∑=×（12+8+）kw=Q 30=K ∑∑=×（+6+0）kvar=S 30==+230230Q P 32KVAI 30==⨯38.0330S =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= φcos = tan ϕ=30P =d K e P = 1575 kw30Q =30P tan ϕ=1396kvar30S =230230Q P +=2098kVA30I =NU S 330= 4、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，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：)2(30S =2)2(302)2(30Q P +=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 =)2(cos ϕ)2(30)2(30S P =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，即)1(cos ϕ≥ 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.这里取补偿后低压侧功率因数)2(cos 'ϕ=.因此低压侧需要装设的并联电容器容量为：C Q =650×（）kvar=525kvar取C Q =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(30S '=2)2(302)2(30)(C Q Q P -+=704kVA 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: ≈∆T P )2(30S '=×704kVA= ≈∆T Q )2(30S '=×704kVA= 变电所高压侧的计算负荷为：)1(30P '=T P ∆+)2(30P =661KW)1(30Q '=T Q ∆+)()2(30C Q Q -=312kvar )1(30S '=2)1(302)1(30Q P '+'=731kVA 补偿后工厂的功率因数为：'ϕcos =)1(30P '/)1(30S '=＞满足相关规定要求。

⑤无功补偿前后的比较。

N NS S -'=450kVA 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。

某工厂供电系统如图所示。

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 例的短路计算电路解：①求k-1点的三相短路电流和短路容量（1c U =）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1X ：由附表3查得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量oc S =500MVA ，因此 1X =occ s U 12=MVA kV 500)5.10(2=Ω 架空线路的电抗2X ： 由表得0X =Ωkm ，因此2X =0X l=（Ω/km ）×5km=Ω绘制k-1点短路的等效电路，如图所示，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：)1(-∑k X =1X +2X =+=Ωb.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：)3(1-k I =)1(13-∑K c X U =Ω⨯97.135.10kV = 三相短路次暂态电流和稳态电流为：Ω=)3(∞I =)3(1-K I =三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为：3sh i =)3(I ''=×=3sh I =)3(I ''=×=三相短路容量为：)3(1-k S =)3(113-K c I U =kA kV 08.35.103⨯⨯=②求k-2点的三相短路电流和短路容量（2c U =）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1X '：1X '=oc c s U 22=MVAkV 500)4.0(2=×410-Ω 架空线路的电抗2X '： 2X '=0X l 212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛C C U U =（Ω/km ）×5km ×25.104.0⎪⎭⎫ ⎝⎛kV kV =×310-Ω 电力变压器的电抗3X ： 由附表2得=%k U 5%，因此：3X =4X ≈NC k S U U 2%=×kVA kV 1000)4.0(2=8×310-Ω 绘制k-2点短路的等效电路，如图所示，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：)2(-∑k X =1X +2X +3X 4X 310-Ω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：32-k I =)2(23-∑K c X U =Ω⨯⨯-31086.634.0kV = 三相短路次暂态电流和稳态电流为：)3(I ''=)3(∞I =)3(1-K I =三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为：3sh i =)3(I ''=×=3sh I =)3(I ''=×=三相短路容量为：)3(2-k S =)3(113-K c I U =kA kV 7.334.03⨯⨯= 在工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如表所示。

表 例的短路计算表例 试用标幺值法计算例所示工厂供电系统中k-1点和k-2点的三相短路电流和短路容量。

解：①确定基准值。

取d S =100MVA ，1c U = 2c U =而1d I =13C d U S =kV MVA 5.103100⨯= 2d I =23C d U S =kV MVA 4.03100⨯=144kA ② 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值。

a.电力系统的电抗标幺值。

由附表3查得 oc S =500MVA ，，因此*1X =oc d S S =MVAMVA 500100= b.架空线路的电抗标幺值。

由表查得0X =Ωkm ，因此*2X =20Cd U S l X =（Ω/km ）×5km ×2)5.10(100kV MVA = c.电力变压器的电抗标幺值。

由附表2得=%k U 5%，因此*3X =*4X =Nd k S S U %= 绘制短路等效电路图如图所示，图上标出各元件序号和电抗标幺值，并标明短路计算点。

图 例的短路等效电路图（标幺值法）③计算k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量。

a. 总阻抗标幺值为：*)1(-∑k X =*1X +*2X =+=b. 三相短路电流周期分量有效值为：)3(1-k I =*)1(1-∑k d X I =79.150.5kA = c.其他三相短路电流为：)3(I ''=)3(∞I =)3(1-K I =3sh i =)3(I ''=×=3sh I =)3(I ''=×=d.三相短路容量为：)3(1-k S =*1-K d X S =79.1100MVA = ④ 计算k-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量。