建筑电气期末复习资料
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i 1
无功功率 Qc K q Qci (kvar)
i 1
n
2 2 视在功率 S C PC QC (kVA)
计算电流
IC
SC 3Ur
(A)
例题 2-2：已知条件同例题 2-1。 当有功功率同时系数 K∑p=9.0；无功功率同时系数 K∑q =9.5 时。试求：车间总的计算负荷（Pc、Qc、Sc、Ic） 解：通过上题的计算，已求出 (1)机床组：Pc1= 19.60KW Qc1=33.91Kvar (2)通风机组：Pc2= 4.00KW Qc2=3.00Kvar PC1 K X 1 Pe1 0.20 98 19.60 (3)电炉组:Pc3 =8.00 KW Qc3=0.00Kvar QC1 PC1 tg1 19.60 1.72 33.91 (4)行车组:Pc4=3.47 KW Qc4=2.60Kvar (5)电焊机组：Pc5= 2.96KW Qc5=3.94 Kvar =0.90（19.6+4+8+3.47+2.96） =34.23 KW =0.9（33.91+3+0+2.60+3.94） 第 3 页 共 10 页 =41.23 Kvar
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2 S C PC2 QC 31.10 2 41.23 2 51.64
IC
SC 3Ur
78.46 （A） 3 0.38
57.74
（Kva）
2.5 尖峰电流： 尖峰电流是指单台或多台用电设备持续 1～2s 的短时最大负荷电流,尖峰电流 一般出现在电动机起动过程中。 2.6 无功补偿措施 （1）提高自然功率因素。 1) 正确选择变压器容量 2) 正确选择变压台数，可以切除季节性负荷用的变压器 3) 减少供电线路感抗 4) 有条件时尽量采用同步电动机 （2）采用店里电容器补偿 1）一般采用在变电所低压侧集中补偿方式 2）当设备的武功计算负荷大于 100Kvar 时，可在设备附近就地补偿 例题 2-5 某用户最大负荷月的有功用电量为 75000kWh，无功用电量为 69000kvarh，该用户 为两班制生产。问该用户的月平均功率因数是多少?欲将功率团数提高到 0.90，问需要装设 电容器组的总容量应当是多少? 解： cos
QC P30 (tan tan ' ) 15.625 tan arccos 0.74 tan arccos 0.90 68.75k var
例题 2-6 见书上 P34 作业题： （2.10）某机械制造厂机修车间 0.38kV 低压母线上引出的配电干线向下述设备供电：①冷 加工机床：7.5kW 4 台，4kW 6 台 。②通风机：4.5 kW 3 台。③水泵：2.8kW 2 台。试确定 各组和总的计算负荷（用需要系数法），结果用电力负荷计算表列出。 解：先求各组的计算负荷 （1）冷加工机床组设备总容量： Pe (1) 7.5 4 4 6 kW 54kW 查附录表 1，取 K d 0.2 ， cos 0.5 ， tan 1.73 ，故
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P30 (3) 0.7 2 2.8kW 3.92kW ， Q30 (3) 3.92kW 0.75 2.94k var 因此总计算负荷为（ K p 0.95 ， K q 0.97 ） P30 0.95 (10.8 10.8 3.92)kW 24.244kW Q30 0.97 (18.684 8.1 2.94)k var 28.832k var S 30 24.244 2 28.832 2 kV A 37.67 kVA
（2.11）某厂拟建一降压变电所，装设一台 10／0.4kV 的低损耗变压器。已求出变电所低压 侧有功计算 负荷为 540kW，无功计算负荷为 730kvar。遵照规定，其高压侧功率因数不得 低于 0.9， 问此变电所需 在低压侧补偿多少无功功率？ 解：
Wp W W
2 p 2 q
75000 75000 2 69000 2
0.74
用户为两班制生产，即每日生产 16h，每月计 30 个工作日，每月生产 16×30=480 h。 最大负荷月的有功用电量为 75000kW.h，即
P30 Pmax Wa / Tmax
则所需无功补偿
75000kW .h 156.25kW 480h
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一、填空（16 分） 二、选择题（10 小题，一共 20 分） ①防雷 ②无功补偿 ③负荷计算 三、问答题（4 小题，一共 20 分） 四、计算题（3 小题，一共 34 分） 五、判断题（8-10 分） 考点： 1 导线电缆截面的选择原则和方法 2 高压断路器，高压隔离开关的特点 3 变配电所所址选择应考虑的条件 4 计算负荷的目的和意义 5 导线和电缆的选择应该满足哪些基本条件 6 低压配电系统中 M、PE、PN 功能 7 供配电系统中常用的过流保护装置 8 总降压配电所的总接线形式 9 最大利用负荷小时数，年最大负荷，年平均负荷 10 如何提高电网功率因素
第一章
1.1 用电设备、发电机、变压器的额定电压分析： （l）用电设备的额定电压： 电气设备的额定电压等级与电网额定电压等级相对应。 （2）发电机：发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出 5%，用于补偿电网上的电 压损失。 （3）变压器：变压器的额定电压分为一次和二次绕组。 对于一次绕组， 1）当变压器接于电网时额定电压与电网一致； 2）当变压器接于发电机输出端则其额定电压应与发电机额定电压相同。 对于二次绕组， 额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失（按 5%计），变压器二次绕组 额定电压应比电网额定电压高 5%； 当二次侧输电距离较长时， 还应考虑到线路电压损失 （按 5%计），此时二次绕组额定电压应比电网额定电压高 l0%。 1.2 用电设备端子的电压偏差表（P4） （1）电动机为±５％。 （2）照明：在一般工作场所为±5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上 述要求时，可为＋5%、－10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为＋5%、－10%。 （3）其它用电设备当无特殊规定时为±5%。 1.3 供电质量:主要由电能质量和供电可靠性两大指标来衡量。 电能质量:指标包括电压、波形和频率的质量 供电可靠性:是指供电企业对用户的供电连续性。
第二章
2.1 负荷计算的主要内容 （1）求计算负荷：即正常工作时的实际最大负荷。 目的选择各级电压供电网络、变压器容量、电气设备的型号等；保证使其在通过正常工作电 流时不至于过热而损坏。（选择设备） （2）求尖峰电流：目的用于计算电压波动、电压损失，选择熔断器和保护元件等。（校验 设备） （3）求平均负荷：目的计算全厂的电能需要量、电能损耗以及选择无功补偿容量等。（节 能措施） 2.2 长期连续工作制，中τ为发热常数，30min 后达到稳定的值。 2.3 按需要系数法确定计算负荷 K K 1）需要系数法—需要系数 Kd L eW 1 1)用电设备组的计算负荷及计算电流 Pc K X Pe (kW) 有功功率 Q PC tg (kvar) 无功功率 C 2 2 QC 视在功率 S C PC (kVA) SC I C 计算电流 (A) 3Ur Pe---- 用电设备组的设备功率 kW KX -----需要系数，见表 2-1 ~ 2-5 tgφ----- 用电设备组的功率因数角的正切值 Ur----- 用电设备额定电压（线电压）kV 例题 2-1：已知小型冷加工机床车间 0.38kV 系统，拥有设备如下： （1）机床 35 台总计 98.00KW； （Kx1=0.20 cosφ1=0.5 0 tgφ1=1.73） （2）通风机 4 台总计 5.00KW； （Kx2=0.80 cosφ2=0.80 tgφ2=0.75） （3）电炉 4 台总计 10.00KW； （Kx3=0.80 cosφ3=1.00 tgφ3=0.00） （4）行车 2 台总计 5.60KW；（Kx4=0.80 cosφ4=0.80 tgφ4=0.75 ε4=15%） （5）电焊机 3 台总计 17.50KVA；（Kx5=0.35 cosφ5=0.60 tgφ5=1. 33 ε5 =65%） 试求：每组负荷的计算负荷（Pc、Qc、Sc、Ic）？
P30 (1) 0.2 54kW 10.8kW ， Q30 (1) 10.8kW 1.73 18.684k var （2）通风机组。查附录表 1，取 K d 0.8 ， cos 0.8 ， tan 0.75 ，故 P30 ( 2 ) 0.8 3 4.5kW 10.8kW ， Q30 ( 2 ) 10.8kW 0.75 8.1k var （3）水泵炉。查附录表 1，取 K d 0.7 ， cos 0.8 ， tan 0.75 ，故
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解：（1）机床组为连续工作制设备,故 PC1 K X 1 Pe1 0.20 98 19.60 (kW) QC1 PC1 tg1 19.60 1.72 33.91 (kvar) 2 2 2 S C1 PC21 QC 1 19.60 33.91 39.17 (kVA) S C1 39.17 I C1 59.12 (A)
3 Ur 3 0.38
（2）通风机组为连续工作制设备,故 PC 2 K X 2 Pe2 0.80 5 4.00
QC 2 PC 2 tg2 4.00 0.75 3.00
(kW) (kvar) I 7 . 60 S C 2 5.00 (kVA) (A) C2 （3）电炉组为连续工作制设备,故 PC 3 K X 3 Pe3 0.8 10 8.00 (Kw) QC3 P 3 8.000.00 0.00 C3 tg (Kvar) S C 3 8.00 (kVA) I C 3 12.15 (A) （4）行车组的设备功率为统一换算到负载持续率ε =25%时的有功功率： Pe4 2 Pr4 4 2 5.6 15% 4.34 (Kw) PC 4 K X 4 Pe4 0.80 4.34 3.47 (Kvar) QC 4 PC 4 tg4 3.64 0.75 2.60 (Kvar) S C 4 4.34 (kVA) I C 4 6.59 (A) （5）电焊机组的设备功率为统一换算到负载持续率ε =100%时的有功功率： Pe5 Sr5 5 cos 5 17.5 65% 0.60 8.47 (kW) QC 5 PC 5 tg5 2.96 1.33 3.94 (kvar) S C 5 4.93 (kVA) I C 5 7.49 (A) 2.4 多组用电设备组的计算负荷 n 有功功率 Pc K p Pci (kW)
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1.4 等级负荷： 1) 符合下列情况之一时，应为一级负荷： 2) 符合下列情况之一时，应为二级负荷： 3) 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。 1.5 常用的应急电源有下列几种： 1) 独立于正常电源的发电机组。 2) 供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路 3) 蓄电池（包括大容量 UPS 或 EPS 不间断电源）。
无功功率 Qc K q Qci (kvar)
i 1
n
2 2 视在功率 S C PC QC (kVA)
计算电流
IC
SC 3Ur
(A)
例题 2-2：已知条件同例题 2-1。 当有功功率同时系数 K∑p=9.0；无功功率同时系数 K∑q =9.5 时。试求：车间总的计算负荷（Pc、Qc、Sc、Ic） 解：通过上题的计算，已求出 (1)机床组：Pc1= 19.60KW Qc1=33.91Kvar (2)通风机组：Pc2= 4.00KW Qc2=3.00Kvar PC1 K X 1 Pe1 0.20 98 19.60 (3)电炉组:Pc3 =8.00 KW Qc3=0.00Kvar QC1 PC1 tg1 19.60 1.72 33.91 (4)行车组:Pc4=3.47 KW Qc4=2.60Kvar (5)电焊机组：Pc5= 2.96KW Qc5=3.94 Kvar =0.90（19.6+4+8+3.47+2.96） =34.23 KW =0.9（33.91+3+0+2.60+3.94） 第 3 页 共 10 页 =41.23 Kvar
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2 S C PC2 QC 31.10 2 41.23 2 51.64
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78.46 （A） 3 0.38
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（Kva）
2.5 尖峰电流： 尖峰电流是指单台或多台用电设备持续 1～2s 的短时最大负荷电流,尖峰电流 一般出现在电动机起动过程中。 2.6 无功补偿措施 （1）提高自然功率因素。 1) 正确选择变压器容量 2) 正确选择变压台数，可以切除季节性负荷用的变压器 3) 减少供电线路感抗 4) 有条件时尽量采用同步电动机 （2）采用店里电容器补偿 1）一般采用在变电所低压侧集中补偿方式 2）当设备的武功计算负荷大于 100Kvar 时，可在设备附近就地补偿 例题 2-5 某用户最大负荷月的有功用电量为 75000kWh，无功用电量为 69000kvarh，该用户 为两班制生产。问该用户的月平均功率因数是多少?欲将功率团数提高到 0.90，问需要装设 电容器组的总容量应当是多少? 解： cos
QC P30 (tan tan ' ) 15.625 tan arccos 0.74 tan arccos 0.90 68.75k var
例题 2-6 见书上 P34 作业题： （2.10）某机械制造厂机修车间 0.38kV 低压母线上引出的配电干线向下述设备供电：①冷 加工机床：7.5kW 4 台，4kW 6 台 。②通风机：4.5 kW 3 台。③水泵：2.8kW 2 台。试确定 各组和总的计算负荷（用需要系数法），结果用电力负荷计算表列出。 解：先求各组的计算负荷 （1）冷加工机床组设备总容量： Pe (1) 7.5 4 4 6 kW 54kW 查附录表 1，取 K d 0.2 ， cos 0.5 ， tan 1.73 ，故
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P30 (3) 0.7 2 2.8kW 3.92kW ， Q30 (3) 3.92kW 0.75 2.94k var 因此总计算负荷为（ K p 0.95 ， K q 0.97 ） P30 0.95 (10.8 10.8 3.92)kW 24.244kW Q30 0.97 (18.684 8.1 2.94)k var 28.832k var S 30 24.244 2 28.832 2 kV A 37.67 kVA
（2.11）某厂拟建一降压变电所，装设一台 10／0.4kV 的低损耗变压器。已求出变电所低压 侧有功计算 负荷为 540kW，无功计算负荷为 730kvar。遵照规定，其高压侧功率因数不得 低于 0.9， 问此变电所需 在低压侧补偿多少无功功率？ 解：
Wp W W
2 p 2 q
75000 75000 2 69000 2
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用户为两班制生产，即每日生产 16h，每月计 30 个工作日，每月生产 16×30=480 h。 最大负荷月的有功用电量为 75000kW.h，即
P30 Pmax Wa / Tmax
则所需无功补偿
75000kW .h 156.25kW 480h
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一、填空（16 分） 二、选择题（10 小题，一共 20 分） ①防雷 ②无功补偿 ③负荷计算 三、问答题（4 小题，一共 20 分） 四、计算题（3 小题，一共 34 分） 五、判断题（8-10 分） 考点： 1 导线电缆截面的选择原则和方法 2 高压断路器，高压隔离开关的特点 3 变配电所所址选择应考虑的条件 4 计算负荷的目的和意义 5 导线和电缆的选择应该满足哪些基本条件 6 低压配电系统中 M、PE、PN 功能 7 供配电系统中常用的过流保护装置 8 总降压配电所的总接线形式 9 最大利用负荷小时数，年最大负荷，年平均负荷 10 如何提高电网功率因素
第一章
1.1 用电设备、发电机、变压器的额定电压分析： （l）用电设备的额定电压： 电气设备的额定电压等级与电网额定电压等级相对应。 （2）发电机：发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出 5%，用于补偿电网上的电 压损失。 （3）变压器：变压器的额定电压分为一次和二次绕组。 对于一次绕组， 1）当变压器接于电网时额定电压与电网一致； 2）当变压器接于发电机输出端则其额定电压应与发电机额定电压相同。 对于二次绕组， 额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失（按 5%计），变压器二次绕组 额定电压应比电网额定电压高 5%； 当二次侧输电距离较长时， 还应考虑到线路电压损失 （按 5%计），此时二次绕组额定电压应比电网额定电压高 l0%。 1.2 用电设备端子的电压偏差表（P4） （1）电动机为±５％。 （2）照明：在一般工作场所为±5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上 述要求时，可为＋5%、－10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为＋5%、－10%。 （3）其它用电设备当无特殊规定时为±5%。 1.3 供电质量:主要由电能质量和供电可靠性两大指标来衡量。 电能质量:指标包括电压、波形和频率的质量 供电可靠性:是指供电企业对用户的供电连续性。
第二章
2.1 负荷计算的主要内容 （1）求计算负荷：即正常工作时的实际最大负荷。 目的选择各级电压供电网络、变压器容量、电气设备的型号等；保证使其在通过正常工作电 流时不至于过热而损坏。（选择设备） （2）求尖峰电流：目的用于计算电压波动、电压损失，选择熔断器和保护元件等。（校验 设备） （3）求平均负荷：目的计算全厂的电能需要量、电能损耗以及选择无功补偿容量等。（节 能措施） 2.2 长期连续工作制，中τ为发热常数，30min 后达到稳定的值。 2.3 按需要系数法确定计算负荷 K K 1）需要系数法—需要系数 Kd L eW 1 1)用电设备组的计算负荷及计算电流 Pc K X Pe (kW) 有功功率 Q PC tg (kvar) 无功功率 C 2 2 QC 视在功率 S C PC (kVA) SC I C 计算电流 (A) 3Ur Pe---- 用电设备组的设备功率 kW KX -----需要系数，见表 2-1 ~ 2-5 tgφ----- 用电设备组的功率因数角的正切值 Ur----- 用电设备额定电压（线电压）kV 例题 2-1：已知小型冷加工机床车间 0.38kV 系统，拥有设备如下： （1）机床 35 台总计 98.00KW； （Kx1=0.20 cosφ1=0.5 0 tgφ1=1.73） （2）通风机 4 台总计 5.00KW； （Kx2=0.80 cosφ2=0.80 tgφ2=0.75） （3）电炉 4 台总计 10.00KW； （Kx3=0.80 cosφ3=1.00 tgφ3=0.00） （4）行车 2 台总计 5.60KW；（Kx4=0.80 cosφ4=0.80 tgφ4=0.75 ε4=15%） （5）电焊机 3 台总计 17.50KVA；（Kx5=0.35 cosφ5=0.60 tgφ5=1. 33 ε5 =65%） 试求：每组负荷的计算负荷（Pc、Qc、Sc、Ic）？
P30 (1) 0.2 54kW 10.8kW ， Q30 (1) 10.8kW 1.73 18.684k var （2）通风机组。查附录表 1，取 K d 0.8 ， cos 0.8 ， tan 0.75 ，故 P30 ( 2 ) 0.8 3 4.5kW 10.8kW ， Q30 ( 2 ) 10.8kW 0.75 8.1k var （3）水泵炉。查附录表 1，取 K d 0.7 ， cos 0.8 ， tan 0.75 ，故
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解：（1）机床组为连续工作制设备,故 PC1 K X 1 Pe1 0.20 98 19.60 (kW) QC1 PC1 tg1 19.60 1.72 33.91 (kvar) 2 2 2 S C1 PC21 QC 1 19.60 33.91 39.17 (kVA) S C1 39.17 I C1 59.12 (A)
3 Ur 3 0.38
（2）通风机组为连续工作制设备,故 PC 2 K X 2 Pe2 0.80 5 4.00
QC 2 PC 2 tg2 4.00 0.75 3.00
(kW) (kvar) I 7 . 60 S C 2 5.00 (kVA) (A) C2 （3）电炉组为连续工作制设备,故 PC 3 K X 3 Pe3 0.8 10 8.00 (Kw) QC3 P 3 8.000.00 0.00 C3 tg (Kvar) S C 3 8.00 (kVA) I C 3 12.15 (A) （4）行车组的设备功率为统一换算到负载持续率ε =25%时的有功功率： Pe4 2 Pr4 4 2 5.6 15% 4.34 (Kw) PC 4 K X 4 Pe4 0.80 4.34 3.47 (Kvar) QC 4 PC 4 tg4 3.64 0.75 2.60 (Kvar) S C 4 4.34 (kVA) I C 4 6.59 (A) （5）电焊机组的设备功率为统一换算到负载持续率ε =100%时的有功功率： Pe5 Sr5 5 cos 5 17.5 65% 0.60 8.47 (kW) QC 5 PC 5 tg5 2.96 1.33 3.94 (kvar) S C 5 4.93 (kVA) I C 5 7.49 (A) 2.4 多组用电设备组的计算负荷 n 有功功率 Pc K p Pci (kW)
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1.4 等级负荷： 1) 符合下列情况之一时，应为一级负荷： 2) 符合下列情况之一时，应为二级负荷： 3) 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。 1.5 常用的应急电源有下列几种： 1) 独立于正常电源的发电机组。 2) 供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路 3) 蓄电池（包括大容量 UPS 或 EPS 不间断电源）。