工厂供配电系统计算题

、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=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=86.3A

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=24.3A

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=5.2A

④全车间的总计算负荷 ∑K =

30P =∑K ei P ∑=

30Q =∑K ei Q ∑=

30S =2

30230Q P +=

30I =N U S 330=92.4A 、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×=6kvar

③电阻炉。K d3=，cos Ψ3=，tanΨ3=0则

=K d3P e3=×5kw=

=0

④总的计算负荷。

P 30=K ∑∑=×（12+8+）kw=

Q 30=K ∑∑=×（+6+0）kvar=

S 30==+230230Q P 32KVA

I 30==⨯38.0330

S =48.8A

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 kw

30Q =30P tan ϕ=1396kvar

30S =2

30230Q P +=2098kVA

30I =N

U S 330=3187.7A 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(30

S '=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(30

S '=×704kVA= ≈∆T Q )2(30

S '=×704kVA= 变电所高压侧的计算负荷为：

)1(30P '=T P ∆+)2(30P =661KW

)1(30

Q '=T Q ∆+)()2(30C Q Q -=312kvar )1(30

S '=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 N

S 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 =oc

c 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 =+=Ω

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：

)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 ''=×=