《工厂供电》第六版习题解答(不全)

高专《工厂供电》习题解答
刘介才编
前言
本习题解答是应采用本人编《工厂供电》高专教材的部分任课教师的要求、并在出版社有关编辑的大力支持下编写的，供教师教学和批改学生作业时参考。

由于习题中涉及的一些技术参数大多有一定的选取范围，而从技术图表上查得的数据也不可能绝对精确,因此习题解答应着重注意其解题的方法步骤，而答案不一定是唯一的，仅供参考。

本习题解答不宜在学生中传播，以免有的学生盲目抄袭，影响其独立完成作业、培养解决技术问题的能力。

如有错误和不当之处，欢迎批评指正。

目录
第一章工厂供电概论习题解答---——-————--——-—-----—-————----—-——-—--———-——-
第三章工厂的电力负荷及其计算习题解答--—-—------—-—--——-——-—-———————
第四章短路电流计算及变配电所电气设备选择习题解答——--—-——--——-
第五章工厂电力线路及其选择计算习题解答———-———--——--——-—--——--——-—-—-
第六章工厂供电系统的过电流保护习题解答--——----————————--—--——--—-———
第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置习题解答—----———-——----—-—
第八章防雷、接地及电气安全习题解答--——--—---——--—--—-—-———-—-——
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第九章节约用电、计划用电及供电系统的运行维护习题解答—-—---——-
第一章工厂供电概论习题解答
１－１解：变压器Ｔ1的一次侧额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为10。

5kV。

变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷL1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242kV。

故变压器Ｔ1的额定电压应为10.5／242kV。

线路WL1的额定电压应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220kV。

线路ＷL2的额定电压应为35kV，因为变压器T2二次侧额定电压为38.5kV，正好比35kV高１０%。

１－２解：发电机Ｇ的额定电压应比6ｋＶ线路额定电压高５%，因此发电机Ｇ的额定电压应为6.3ｋＶ。

变压器Ｔ１的一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，故其一次额定电压应为6。

3ｋＶ。

Ｔ１的二次额定电压应比35ｋＶ线路额定电压高１０%，故其二次额定电压应为38。

5ｋＶ。

因此变压器Ｔ１的额定电压应为6。

3／38。

5ｋＶ.
变压器Ｔ２的一次额定电压应与35ｋＶ线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为35kV。

Ｔ２的二次额定电压应比10kV电网电压高１０％，即其二次额定电压应为11kV。

因此变压器Ｔ２的额定电压应为35／11kV.
变压器Ｔ３的一次额定电压应与6kV线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为6kV。

Ｔ３的二次额定电压应比220／380Ｖ电压高５%，即其二次额定线电压应为0.4kV。

因此变压器T 3的额定电压应为 6 / 0.4kV。

１－３ 解：该变电所白天的电压偏差按式（1—4）计算为：
360380%100% 5.26%380V V U V
-∆=⨯=- 该变电所晚上的电压偏差按式(1-4)计算为：
410380%100%7.89%380V V U V
-∆=⨯=+ 因此该变电所昼夜的电压偏差范围为—5.26％+7.89%。

为了改善该变电所的电压质量，该变电所主变压器的主接头宜切换至“-5%”的位置运行，而晚上则宜切除主变压器，投入低压联络线，由临近车间变电所供电.
1-4 解：该系统的接地电容电流按式(1—3）计算为：10(403525)26.1350
C I A A ⨯+⨯== 由于C I <30A,因此该系统不必改为中性点经消弧线圈接地的运行方式。

第三章 工厂的电力负荷及其计算 习题
解答
3—1 解:（一）机床组计算负荷:查附表8得
d K =0.180.25（取
0.2）,cos 0.5,tan 1.73,ϕϕ==因此
30.10.2800160P kW kW =⨯=
30.1160 1.73277var Q kW k =⨯=
30.1320S kVA ==
30.1486I A == （二)通风机组计算负荷：查附表8得0.70.8d K =(取0.8）,cos 0.8,tan 0.75,ϕϕ==因此
30.20.85644.8P kW kW =⨯=
30.244.80.7533.6var Q kW k =⨯=
30.256S kVA ==
30.285I A == (三)车间总的计算负荷:取0.9,0.95,P Q K K ∑∑==因此
30.0.9(16044.8)184P kW kW ∑=⨯+=
30.0.95(27733.6)var 295var Q k k ∑=⨯+=
30.348S kVA ∑==
30.529I A ∑== 负荷计算表见书末习题3-1参考答案所列，此略。

3-2 解：(一）机床组的计算负荷:查附表8,得0.160.2d K =（取0.2）,cos 0.5,tan 1.73ϕϕ==,因此
30.12000.240P kW kW =⨯=
30.140 1.7369.2var Q kW k =⨯=
（二）起重机的计算负荷:查附表8,得起重机在25%ε=时的0.10.15d K =（取0.15),cos 0.5,tan 1.73ϕϕ==。

而起重机在15%ε=时的容量为5.1kW,故由式(3—16）得25%ε=时的容量为
2 5.1 3.95e P kW kW =⨯=
因此其计算负荷为:
30.20.15 3.950.59P kW kW =⨯=
30.20.59 1.73 1.02var Q lW k =⨯=
(三)通风机组的计算负荷:查附表8得0.70.8d K =(取0。

8），cos 0.8,tan 0.75ϕϕ==,因此
30.30.854P kW kW =⨯=
30.340.753var Q kW k =⨯=
(四）点焊机组的计算负荷：查附表8得点焊机在100%ε=时的0.35,cos 0.6,tan 1.33d K ϕϕ===。

而点焊机在65%ε=时的容量为10．5kW 。

故由式（3-11）得100%ε=时的容量为:
10.58.47e P kW kW ==
因此其计算负荷为：
30.40.358.47 2.96P kW kW =⨯=
30.4 2.96 1.33 3.94var Q kW k =⨯=
(五)车间总的计算负荷：取0.9,0.95p q K K ∑∑==，因此
3009400594296733P kW kW ⋅∑=⋅⨯+⋅++⋅=⋅（）
300956921023394733var Q k ⋅∑=⋅⨯⋅+⋅++⋅=⋅（）
30849S kVA ⋅∑==⋅
30129I A ⋅∑== 负荷计算表如书末习题3-2参考答案所列,此略。

3—3 解：（一）用需要系数法计算
查附表8得小批生产的金属冷加工机床电动机组的需要系数为0.160.2d K =（取0。

2),cos 0.5,tan 1.73ϕϕ==。

因此
300.28517P kW kW =⨯=
3017 1.7329.4var Q kW k =⨯=
3034S kVA ==
3051.7I A == （二)用二项式法计算
查附表8得二项式系数0.140.4b c ==，，最大容量设备台数5,cos 0.5,tan 1.73n ϕϕ===。

因此
300.14850.47.5433120.9P kW kW kW kW kW =⨯+⨯+⨯+⨯=（） 3020.9 1.7336.2var Q kW k =⨯=
3041.8S kVA ==
3063.5I A == 负荷计算表如书末习题3-3参考答案所列,此略.
3—4 解：单相加热器按其容量尽可能三个相均衡分配，因此一相装3台1kW 的，另两相各装1台3kW 的。

等效三相计算负荷按3kW 的3倍计算。

查附表8得0.7,cos 1,tan 0,d K ϕϕ===因此
300.733 6.3P kW kW =⨯⨯=
300Q =
3030 6.3S P kVA ==
309.57I A == 3—5解：(一）弧焊机各相的计算负荷
1．将接于AB 相间的1台21kVA （65%ε=）换算成100%ε=时的有功容量（kW ）。

由附表8查得其cos 0.35ϕ=，因此按式(3—1 5)可得其有功容量为：
210.35 5.88AB P kVA kW =⨯=
2．将接于BC 相间的1台17kVA （100%ε=）换算成相同ε的有功容量（kW ）.其cos 0.35ϕ=，因此其有功容量为:
170.35 5.95BC P kVA kW =⨯=
3．将接于CA 相间的2台10.3kVA(50%ε=）换算成100%ε=时的有功容量（kW ）.其cos 0.35ϕ=，因此其有功容量为：
210.30.35 5.16CA P kVA kW =⨯⨯=
4．弧焊机换算至各相的有功和无功容量：由表3—3查得cos 0.35ϕ=时的功率换算系数 1.27AB A BC B CA C p p p ---===，AB B BC C CA A p p p ---===-0.27
， 1.05AB A BC B CA C q q q ---===， 1.63AB B BC C CA A q q q ---===,因此由式（3-28）式（3—33）可得各相的有功和无功容量为：
A 相 1.27 5.880.27 5.16 6.08A P kW kW kW =⨯-⨯=
1.05 5.88var 1.63 5.16var 14.58var A Q k k k =⨯+⨯=
B 相 1.27 5.950.27 5.88 5.97B P kW kW kW =⨯-⨯=
1.05 5.95var 1.63 5.88var 15.83var B Q k k k =⨯+⨯=
C 相 1.27 5.160.27 5.95 4.95C P kW kW kW =⨯-⨯=
1.05 5.16var 1.63 5.95var 15.12var C Q k k k =⨯+⨯=
5。

弧焊机各相的有功和无功计算负荷：
查附表8得其0.35d K =，因此各相的有功和无功计算负荷为： A 相 30.(1)0.35 6.08 2.13A P kW kW =⨯=
30.(1)0.3514.58var 5.10var A Q k k =⨯=
B 相 30.(1)0.35 5.97 2.09B P kW kW =⨯=
30.(1)0.3515.83var 5.54var B Q k k =⨯=
C 相 30.(1)0.35 4.95 1.73C P kW kW =⨯=
30.(1)0.3515.12var 5.29var C Q k k =⨯=
（二)电热箱各相的计算负荷
1．A 相电热箱的有功和无功计算负荷：
查附表8得0.7,cos 1,tan 0,d K ϕϕ===因此
30.(2)0.723 4.2A P kW kW =⨯⨯=
30.(2)0A Q =
2．B 相电热箱的有功和无功计算负荷：
30.(2)0.76 4.2B P kW kW =⨯=
30.(2)0B Q =
3．C 相电热箱的有功和无功计算负荷：
30.(2)0.7 4.5 3.15C P kW kW =⨯=
30.(2)0C Q =
(三）线路上总的计算负荷
1．各相总的有功和无功计算负荷：
A 相 30.30.(1)30.(2) 2.13 4.2 6.33A A A P P P kW kW kW =+=+=
30.30.(1)30.(2) 5.10var 0 5.10var A A A Q Q Q k k =+=+=
B 相 30.30.(1)30.(2) 2.09 4.2 6.29B B B P P P kW kW kW =+=+=
30.30.(1)30.(2) 5.54var 0 5.54var B B B Q Q Q k k =+=++
C 相 30.30.(1)30.(2) 1.73 3.15 4.88C C C P P P kW kW kW =+=+=
30.30.(1)30.(2) 5.29var 0 5.29var C C C Q Q Q k k =+=+=
2．总的等效三相计算负荷：由以上计算结果看出，A 相的有功计算负荷最大，因此取A 相来计算总的等效三相计算负荷：
3030.33 6.3319A P P kW kW ==⨯=
3030.33 5.10var 15.3var A Q Q k k ==⨯=
3024.5S kVA ==
3037.2I A == 3—6 解：(一)变电所一次侧（10kV ）的计算负荷和功率因数
1。

变电所变压器的功率损耗：变压器二次侧的计算负荷为
30.2546.7S kVA ==
按式（3-37)得 0.01546.7 5.467T P kW kW ∆≈⨯=
按式(3—38）得 0.05546.7var 27.34var T Q k k ∆≈⨯=
2。

变电所一次侧的计算负荷：
30.1420 5.467425.5P kW kW kW =+=
30.1350var 27.34var 377var Q k k k =+=
3.变电所一次侧的功率因数：
因 30.1130.1377var tan 0.885425.5Q k P kW
ϕ=== 故 1cos 0.75ϕ=
(二)按一次侧（10kV ）1cos ϕ提高到0。

90,低压侧(380V ）需装设的
并联电容器容量计算
1。

现低压侧的功率因数:
因 2350var tan 0.833420k kW
ϕ==
故 2cos 0.77ϕ=
2.按2cos ϕ提高到0。

92计算，低压侧需装设的并联电容器容量：按式
(3-42）计算为
30.221(tan tan )420(0.8330.426)170C Q P kW kVA ϕϕ=-=⨯-= 3-7解:（一）估算该厂的计算负荷
查附表9,得0.35,cos 0.75,tan 0.88,d K ϕϕ===因此 300.3558402044P kW kW =⨯= 3020440.881799var Q kW k =⨯= 3020442725S kW kVA ==
(二）计算该厂的年有功电能消耗量 一班制取年工作小时a T =2000h ，年平均有功负荷系数0.75,α=年平均无功负荷系数0.8β=,由此可得年有功电能消耗量
.p a W =0.75⨯2044kW ⨯2000h=3066⨯310kW.h 年无功电能消耗量
3.0.81799var 2000287810var q a W k h k h =⨯⨯=⨯⋅ 3—8 解:(一)需装设的电容器容量和个数 cos 0.65ϕ=时,tan 1.17ϕ=;cos 0.9ϕ=时，tan 0.48ϕ=.因此按式（3-42）得电容器容量为：
,30(tan tan )2400(1.170.48)1656C Q P kW ϕϕ=-=-=kvar 需装BWF10.5—30—1型电容器个数为: 1656/3056n == 考虑到单相电容器在三相电路中平均分配,,选取n =57.
(二）无功补偿后减少的视在计算负荷
无功补偿后的无功计算负荷为：
'303030tan 2400 1.175730var 1098var
C C
Q Q Q P Q kVA k k ϕ=-=-=⨯-⨯=
无功补偿后的视在计算负荷为：
'30
2639S kVA === 而补偿前的视在计算负荷为：
3030/cos 2400/0.653692S P kW ϕ===kVA 因此补偿后减少的计算负荷为：
'
303030369226391053S S S kVA kVA kVA ∆=-=-=
3-9 解； 由上表可以看出，M 2的st N I I -=227A —32。

4A=194。

6A 为最大，因此该线路的尖峰电流为：
0.9(10.230 6.120)227pk I A A =⨯++++=287A 而该线路的计算电流为：
300.9(10.232.430 6.120)I =⨯++++A= 88。

2A
第四章 短路电流计算及变配电所
电气设备选择 习题解答
4-1 解：(一）绘短路计算电路图如下: (附图3）
（二）计算k —1点的三相短路电路中各元件的电抗及三相短路电流和短路电流(1c U =10。

5kV ）
1.电力系统的电抗：
22
11(10.5)0.367300c oc U kV X S MVA
===Ω
2．电缆线路的电抗：查表4-1得00.08/X =Ωkm,因此 20.08(/)40.32X km km =Ω⨯=Ω 3．绘1k -点短路的等效电路图如下：
4．短路电路总电抗:
(1)0.3670.320.687k X ∑-=Ω+Ω=Ω 5
．1k -点的三相短路电路和短路容量：
（1）三相短路电流周期分量有效值： (3)18.82k I -=
==kA （2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值:
''(3)(3)
(3)!8.82k I I I ∞-===kA
（3）三相短路冲击电流：
(3)''(3)2.55 2.558.82sh i I ==⨯=22。

5kA
（4）第一个周期三相短路全电流有效值:
(3)''(3)1.51 1.51
8.82sh I I =
=⨯kA=13.3kA
(5)三相短路容量：
(3)(3)11110.58.82160k c k S I kV kA --⨯=MVA
(三）计算2k -点的三相短路电路中各元件的电抗及三相短路电流和短路容量（20.4c U =kV ）
1．电力系统的电抗：
22'421
(0.4) 5.3310300c oc U kV X S MVA
-===⨯Ω
2．电缆线路的电抗： '22
422010.4(
)0.08(/)4() 4.641010.5c c U kV X X l km km U kV
-==Ω⨯⨯=⨯Ω 3．电力变压器的电抗：查附表1得% 4.5,Z U =因此
2
232
34% 4.5(0.4)910100100800k C N U U kV X X S kVA
-==⋅=⨯=⨯Ω
4．绘2k -点短路的等效电路图如下：
5．短路电路总电抗:
4
''
444(2)123/2 5.3310 4.641045105510k X X X X ----∑-=++=⨯Ω+⨯Ω+⨯Ω=⨯Ω
6．2k -点的三相短路电流和短路容量： (1）三相短路电流周期分量有效值： (3)242k I -=
=kA （2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：
''(3)(3)
(3)242k I I I ∞-===kA
（3）三相短路冲击电流：
(3)(3)21.84 1.844277.3sh k i I kA -==⨯=kA
(4)第一个周期三相短路全电流有效值：
(3)(3)21.09 1.094245.8sh k I I kA
-==⨯=
kA
（5）三相短路容量：
(2)(3)2220.44229.1k c k S I kV kA --⨯=MVA
短路计算表如附录习题4-1参考答案所列，此略。

4-2 试用标幺制法重作习题4-1。

解:(一）确定基准值
取100d S =MVA ，1110.5d c U U ==kV ，220.4d c U U ==kV,而
1 5.50d I =
=
=
kA
2144d I =
=
=kA
（二)计算短路电路中各元件的电抗标幺值 1．电力系统的电抗标幺值 *11000.333300d oc S MVA X S MVA
=
== 2．电缆线路的电抗标幺值：
*
2
2
1000.08(/)40.29(10.5)
MVA
X km km kV =Ω⨯⨯= 3．电力变压器的电抗标幺值：查附表1得% 4.5,Z U =因此
**34
4.51001000
5.625100800kVA
X X kVA
⨯==⨯= （三）绘短路等效电路图如下:
（四)求1k -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．总电抗标幺值：
***
(1)120.3330.290.623k X X X ∑-=+=+=
2．三相短路电流周期分量有效值： (3)1
1*
(1)
5.500.8280.623
d k k I kA
I X -∑-=
=
=kA 3．三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：
''(3)(3)(3)
1(1)18.828k k k I I I -∞--===kA
4．三相短路冲击电流:
(3)(1) 2.558.82822.5sh k i kA -=⨯=kA
5．第一个周期三相短路全电流有效值:
(3)(1) 1.518.82813.5sh k I kA -=⨯=kA
6．三相短路容量： (3)1*
(1)
1001610.623
d
k k S MVA
S X -∑-=
=
=MVA (五）求2k -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．总电抗标幺值：
****
(2)123/20.3330.29 5.625/2 3.435k X X X X ∑-=++=++=
2。

三相短路电流周期分量有效值: (3)2
2*
(2)
144423.435
d k k I kA
I X -∑-=
=
=kA 3．三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：
''(3)(3)(3)
2(2)242k k k I I I -∞--===kA
4．三相短路冲击电流：
(3)(3)(2)21.84 1.844277.3sh k k i I kA --==⨯=kA
5．第一个周期三相短路全电流有效值：
(3)(3)(2)21.09 1.094245.8sh k k I I kA --==⨯=kA
6．三相短路容量： (3)2*
(2)
10029.13.435
d
k k S MVA
S X -∑-=
=
=MVA 4—3 解：（一）计算380V 母线三相短路时所受的最大电动力
由习题4—1知，380V 母线的短路电流(3)(3)
42,77.3k sh I kA i kA ==；
而接于380V 母线的同步电动机的额定电流为
.0.808N M I =
=kA
由于(3).0.010.01420.42N M k I I kA >=⨯=kA ，因此需计入该电动机的反馈冲击电流。

该电动机的反馈冲击电流为
..7.87.80.808 6.30sh M N M
i I
kA ==⨯=kA
因此380V 母线在三相短路时所受的最大电动力
(3)(3)272272.0.9)10/(77.3 6.30)10/5447
0.2sh sh M l m F i i N A kA kA N A a m
--=+⋅⨯=+⨯⨯=N （二)校验母线短路时的动稳定度
380V 母线在(3)F 作用时的弯曲力矩:
(3)54470.94901010
F l N m
M ⨯===N ⋅m 该母线的截面系数：
2253(0.08)0.01 1.071066
b h m m W m -⨯===⨯ 因此该母线在三相短路时受到的计算应力为 653490.45.8101.0710
c M N m W m
σ-=
==⨯⨯Pa=45.8MPa 而LMY 型母线的允许应力为70MPa>45.8MPa,故该母线满足短路动稳定度的要求。

4—4
解：已知(3)
(3)42k I I ∞==kA,并由附表13查得
287,C mm =0.50.050.050.6ima t s s s s =++=。

因此该母线的最小热稳定截面为：
min 42374A kA ==mm 2
而母线实际截面为802210800mm mm ⨯=，因此该母线满足短路热稳定度的要求.
解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器，每台容量满足以下两个条件：
（1） .30(0.60.7)(0.60.7)780(468546)N T S S kVA ==⨯=kVA （2） .30(12)460N T S S +≥=kVA
因此初步确定选两台变压器，每台变压器容量为630kVA 。

4—6 解：该厂补偿后的计算电流为
30314I =
=
= A
因此根据附录表3中SN10—10型断路器规格,可初步选SN10-10I 型，其630N I =A 。

查附录表3得SN10—10I 型断路器的开断电流16oc I =kA ，动稳
定电流峰值max 40i =kA 。

其(3)(3)
max 20, 2.552051oc k sh I I kA i i kA kA <=<=⨯=,不满足要
求， 因此改选SN10-10II 型断路器，其选择校验结果如下表所列,完全合格。

故高压断路器规格选为SN10—10II/1000—500型.
第五章工厂电力线路及其选择计算 习题解答
5—1 解：查附录表19-2得25C 时4根BLV —500型铝芯塑料线穿钢管（SC ）时,相线截面为952mm 的允许电流30160150al I A I A >=，穿线钢管内径为70mm 。

PEN 线截面按0.5PEN A A ϕ≥选为502mm .
因此所选导线和穿线钢管为： BLV —500-（3⨯95+1⨯50）-SC 70. 5—2 解：查附录表19—5得25C 时5根BLV-500型铝芯塑料线穿硬塑料管（PC)时，相线截面为1202mm 的允许电流30160150al I A I A =>=.5根线穿管（PC)直径为80mm 。

其N 线截面按0.5N A A ϕ≥，选为702mm 。

其PE 线截面按0.5PE A A ϕ≥，也选为702mm 。

因此所选结果为 BLV —500—(3120⨯+1⨯70+PE70)—PC 80。

5—3解: （一)按发热条件选择导线截面积 线路的计算电流为
30179I =
= A
查附录表16得30C 时架空敷设的相线为LJ-50时，其允许电流
202al I =A 30179I >=A ，满足发热条件要求.而其PEN 线截面不小于相线截面的
50％，因此PEN 线采用LJ-25。

（二)校验导线的机械强度
查附录表14，得380V 架空铝绞线的最小允许截面积为162mm ，因此采
用LJ —3⨯50+25的架空线路满足机械强度要求。

（三）校验线路的电压损耗
由附录表12查得：LJ-50的每相电阻00.66/,R km =Ω线间几何均距为600mm 时,LJ-50的每相电抗00.33/X km =Ω。

线路全长70l =m 。

又cos 0.8ϕ=时，
tan 0.75ϕ=。

因此24080,tan 800.7560p kW kW q p kW ϕ=⨯==⋅=⨯=kW.由此可求得
线路的电压损耗为
800.66(/)7060var 0.33(/)7013.4380kW km m k km m
U V
⨯Ω⨯+⨯Ω⨯∆=
=V
13.4%100% 3.5%%5%380al V
U U V
∆=
⨯=<∆= 由此可见，采用LJ-3⨯50+1⨯25的四根架空导线完全满足允许电压损耗的要求。

5-4 解：（一）计算线路的负荷功率和电流 1. 变压器S9—1000（T1）的功率损耗和负荷功率 1.10.010.01100010N p S kVA ∆≈=⨯=kW 1.10.050.05100050N q S kVA ∆≈=⨯=kvar 由于cos 0.9ϕ=时sin 0.0175ϕ=，因此 110000.910910p kVA kW =⨯+=kW 110000.017550var 67.5var q kVA k k =⨯+= 2. 变压器S9-500(T2)的功率损耗和负荷功率 25000.95455p kVA kW kW =⨯+= 25000.017525var 33.8var q kVA k k =⨯+= 3. 计算线路的负荷电流
3088I ≈
== A
(二)按经济电流密度选择导线截面
查表5—3得LJ 型导线在年最大负荷利用小时为4500h 时的经济电流密度21.15/ec j A mm =。

因此该线路导线的经济截面为 302
8876.51.15/ec ec I A A j A mm
=
==mm 2
可初步选LJ-70型铝绞线. （三）校验导线的机械强度
查附录表14,知10kV 铝绞线（LJ ）的最小允许截面为 22min 3570A mm A mm =<= 因此选lj —70完全满足机械强度要求。

（四）校验导线的发热条件
查附录表16得LJ —70在35C 时的 3023388al I A I A =>=。

满足发热条件要求。

（五）校验线路的电压损耗
查附录表12，得LJ-70在50C 时，00.45/R km =Ω;在线距
1.26 1.261 1.26av a a m m ==⨯=时,00.36/x km =Ω.因此线路的电压损耗为
11221122(9102455 2.5)0.45(67.5233.8 2.5)0.36
16810
N p R p R q X q X U V V
U +++⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯∆=
== 168%100% 1.68%5%10000al V
U U V
∆=
⨯=<∆= 也满足电压损耗的要求，选LJ-70是正确的。

5-5 解：（一）按发热条件选择导线截面 线路的计算电流为
3091.5I =
= A
查附录表19-1得30C 时明敷的BLX —500型导线截面为25mm 2时的
al I =102A 3091.5I >=A,即选择导线为BLX-500—3⨯25。

(二）校验导线的机械强度
查附录表15，知室内明敷或穿管的绝缘铝线的最小允许截面均为
2.5mm 2.现导线截面为25mm 2，完全满足机械强度要求.
（三）校验线路的电压损耗
由于16台4kW 电动机均匀分布在30m 长的线路上,因此可按
16⨯4kW=64kW 负荷集中在线路长50m —15m=35m 的末端来计算其线路的电压
损耗. 由附录表12查得BLX-500-3⨯25导线的电阻0 1.31/R km =Ω（按导线温
度50C 计），00.251/X km =Ω(按线距100mm 计）。

而线路的有功功率64p =kW ，
线路的无功功率640.5736.5q kW =⨯=kvar 。

因此线路的电压损耗为
(64 1.31/36.5var 0.251/)35380N pR qX kW km k km m U U V
+⨯Ω+⨯Ω⨯∆===8.57V 8.57%100% 2.26%%5%380al V U U V ∆=
⨯=<∆= 完全满足允许电压损耗的要求.
第六章 工厂供电系统的过电流保护 习题解答
6-1 解：（一)熔断器及其熔体额定电流的选择
熔体额定电流需满足下列两个条件：
（1) .3022N FE I I ≥= A
(2） .0.314042N FE pk I KI A ≥=⨯= A
查附录表5,选 .50N FE I =A ，.100N FU I =A ，即选 RT0—100/50型熔断器。

熔断器断流能力的校验：
查附录表5，得其 50oc I =kA ''(3)(3)16k I I >==kA 。

满足要求.
（二)配电线路导线截面及穿线塑料管内径的选择
查附录表19-5，30C 时三根单芯线穿塑料管内径6mm 的BLV —500型导线的302522al I A I A =>=。

塑料管（PC)内径为20mm.即选择的导线和穿线管型号规格为 BLV —500—1⨯6mm 2—PC 20mm 。

6-2 解：（一)低压断路器的选择
查附录表6得，DW16-630型断路器过电流脱扣器,选其
.30315280N OR I A I A =>=。

而脱扣电流整定为.N OR I 的3倍，即
(0)3315945 1.35600810op rel pk I A A K I A A =⨯=>=⨯=
（二）断路器过电流保护灵敏度的检验 .min .min 2500 2.65 1.3945k p p op I A S S I A
===>= 满足保护灵敏度的要求。

6—3
解：（一)GL15/10型电流继电器动作电流的整定
由.max 180, 1.3,0.8,200/540L rel re i I A K K K A A =====，可得 .max 1.311807.30.840
rel w op L re i K K I I A K K ⨯==⨯=⨯ A 因此动作电流整定为8A 。

（二)速断电流的整定
由(3).max 21, 1.5,1
,200/540k k rel w i I I kA K K K A A -======，可得速断电流为 .max 1.51100037.540
rel w qb k i K K I I A K ⨯==⨯= A 因此速断电流倍数为：
37.5 4.58qb
qb op I A K I A
=== (三)保护灵敏度的检验
（1）过电流保护灵敏度的检验
由(2)(3).min 20.866k k I I -=0.8661000866,1
,200/540,8,w i op A A K K I A =⨯===== 可得过电流保护灵敏度为 (2).min 1866 2.7 1.5408w k p i op K I A S K I A
⨯===>⨯ 满足保护灵敏度要求。

(2)速断电流保护灵敏度的检验
由(2)(3)10.8660.86628002425,1
,k k w I I A A K -==⨯==40,37.5,i qb K I A ==可得速断保护灵敏度为 (2)12425 1.6 1.54037.5w k p i qb K I A S K I A
⨯===>⨯ 但2,p S <因此只能说基本满足速断保护灵敏度的要求.
6—4 解:(一)后一级继电器KA2在(3)400k I =A 时通过的电流及动作电流倍数
通过的电流：
(2)46k KA I =
= A 动作电流倍数: 24659A n A
=≈ （二）KA2继电器在(3)400k I =A 时的实际动作时间
查附录表20的动作特性曲线,在25n =及10倍动作电流动作时间20.5t =s
时，实际动作时间'20.6t ≈s 。

（三）前一级继电器KA1的实际动作时间
按0.7t ∆=s 计，KA1的实际动作时间'10.60.7 1.3t s s =+=s 。

（四）KA1在(3)400k I =A 时通过的电流及动作电流倍数
通过的电流： (1)40020100/5
k KA A I =
= A 动作电流倍数： 12045A n A == （五）前一级继电器KA1的10倍动作电流动作时限
按实际动作时间'1 1.3t =s 和动作电流倍数14n =去查附录表20曲线,得其10倍动作电流动作时限应为0.8t ≈s ，即前一级继电器的10倍动作电流动作时限应整定为0.8s 。

6—5
解:（一）高压配电线首端GL —15型电流继电器动作电流的整定 变压器一次额定电流：
1.57.7N T I =
= A 通过高压配电线的最大负荷电流：
.max 1.2257.7115.4L N T I I A ==⨯= A
取 1.3,1,0.8,160/532rel w re i K K K K =====，因此 (2).max 1.31115.4 5.860.832rel w op L re i K K I I A K K ⨯==⨯=⨯ A 故GL-15/10型继电器动作电流整定为6A 。

（二）该继电器的10倍动作电流动作时限的整定
在2k -短路时继电器的实际动作时间 1.50.70.8t s s =-=s 。

按
'(3)22(2)850(0.4/10.5) 5.46k op I A n I A
-⨯===和0.8t =s 查附录表20，其10倍动作电流动作时限应整定为1.1s 。

但该继电器作为终端保护继电器,按通常规定，其动作时间可整定为0.5s 。

（三）该继电器速断电流的整定
取 1.5,1,160/532,rel w i K K K ====而
(3).max 20.4/10.522.30.4/10.50.85850k k I I kA kA -=⨯=⨯==A ，因此速断电流 .max 1.518504032
rel w qb k i K K I I A K ⨯==⨯= A 速断电流倍数 (2)40 6.76qb
op I A n I A
=== （四）过电流保护的灵敏系数
取1,160/532,w i K K ===而(2)(3).min 20.866(0.4/10.5)0.866850736k k I I A -=⨯=⨯=A ，
6op I =A ，因此 1736 3.8 1.5326p A S A
⨯==>⨯ 满足过电流保护灵敏度要求.
（五）电流速断保护灵敏度的检验
取1,160/532,w i K K ===而(2)(3)10.8660.86628602477k k I I A -==⨯=A ，
40qb I =A ，因此 12477 1.9223240p A S A
⨯==≈⨯ 基本满足电流速断保护灵敏度的要求。

第七章 工厂供电系统的二次回路和
自动装置 习题解答
7-1 解:将端子代号直接标注在图b 上.PA1:1标X:1；PA1:2标PJR:1； PA2：1标X ：2；PA2：2标PJR ：6; PA3：1标X ：3； PA3：2标PJR ：8； PJR:1标PA1：2； PJR ：2标X ：5； PJR ：3标PJR:8; PJR ：4标X ：7; PJR ：6标PA2：2; PJR ：7标X ：9； PJR ：8标PJR ：3和PA3:2；X ：1标PA1：1；
X ：2标PA2：2; X:3标PA3：1; X:4 与X ：3并联后接地； X ：5标PJR ：2； X ：7标PJR:4; X ：9标PJR:7。

第八章 防雷、接地与电气安全 习题解答
8-1解：查表8—1得二类防雷建筑物的滚球半径为45m,而
50 2.5,10x h m m h m =+=，因此可求得建筑物屋顶水平面上的保护半径为：
16.115x r m m ==>
因此该烟囱上的避雷针能保护这一建筑物。

8—2 解：(一）需补充的人工接地电阻值
查附录表23可知,630kVA 的配电变压器低压中性点的接地电阻值要求不大于4Ω，因此需补充的人工接地电阻值为 1246124E R Ω⨯Ω==ΩΩ-Ω
（二)每根直径50mm 、长2。

5m 的钢管垂直打入地下的接地电阻值 (1)100.402.5E m R m
Ω==Ω （三)确定接地钢管数及接地布置方案
根据(1)/E E R R =40/6 ≈7，可初步考虑用8根上述钢管打入地下，用40mm ⨯4mm 的扁钢连接,围成一圈，管间距离5m.
(四)接地装置的短路热稳定度校验
由式(8—23)可求得满足短路热稳定度的连接扁钢最小允许截面积:
22min 33A mm === 现在连接扁钢的截面积为22404160A mm mm =⨯=min A >，因此满足短路热稳
定度的要求。

第九章 节约用电、计划用电及供电系统的
运行维护 习题解答
9—1 解：查附录表1得S9—1000/10型变压器（Yyn0联结)的有关技术数据:
01700P ∆=W ，10300k P ∆=W ，0%0.7,%% 4.5Z k I U U ===.
因此由式（9—2)得 00%0.710007100100
N I Q S kVA ∆≈
=⨯=kvar 由式(9—3）得 % 4.5100045100100k N N U Q S kVA ∆≈=⨯=kvar 取0.1q K =，由此由式(9—4）可得变压器的经济负荷：
1000ec S S kVA ===400kVA 因此变压器的经济负荷率为： 4000.41000ec kVA K kVA =
= 9-2 解:查附表1-1得S9-630/10型变压器的
01300,5800,k P W P W ∆=∆=0%3,%5,Z I U ==而 0363018.9var 18900var 100
Q kVA k ∆=
⨯== 563031.5var 31500var 100N Q kVA k ∆=⨯== 因此按式（9-4）可求得变压器的经济负荷为：
.630376ec T S kVA kVA == 由于变电所负荷520kVA 大于经济负荷376kVA ，因此以两台变压器并列运行比较经济合理.
9-3 解：（一）选择电流互感器的电流比
并联电容器采用Y 联时一次侧的电流为：
.31.2N C I == A 由于电流互感器一次电流一般应为.N C I 的 1.52倍，因此电流互感器的
电流比宜选为75/5A.
（二）整定GL15型电流继电器的动作电流 按式(9—11）计算其动作电流，取 2.5,1,75/515.rel w i K K K ====因此
. 2.5131.2 5.215
rel w op N C i K K I I A K ⨯=⋅=⨯= A 故继电器的动作电流整定为5A 。