1、1工厂供电第三版刘介才主编课后习题解答2014年 8月2第一章 习题解答1-1 试确定图 1-25所示供电系统中的变压器 T1和线路 WL1、WL2 的额定电压？图 1-25 习题 1-1的供电系统解：1.变压器的一次侧额定电压：应与发电机的额定电压相同，即为 10.5。变压器1 的二次侧额定电压应比线路1 末端变压器2 的一次额定电压高 10，即为242。因此变压器1 的额定电压应为 10.5242V。2.线路1 的额定电压：应与变压器2 的一次额定电压相同，即为 220V。3.线路2 的额定电压：应为 35V，因为变压器2 二次侧额定电压为 38.5V，正好比 35V 高 10。1-2 试
2、确定图 1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？图 1-26 习题 1-2的供电系统解：1.发电机的额定电压应比 6V 线路额定电压高，因此发电机的额定电压应为6.3V。2.变压器1 的额定电压：一次额定电压应与发电机的额定电压相同，因此其一次额定电压应为 6V。1 的二次额定电压应比 220/380V线路额定电压高 10，因此其二次额定电压应为 0.4V。因此变压器1 的额定电压应为 60.4V。3.变压器2 的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为 6.3V。2 的二次额定电压应比 110V 电网电压高 10，即其二次额定电压应为 121V。因此
3、变压器2 的额定电压应为 6.3121V。4.变压器3 的额定电压：其一次额定电压应与 110V 线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为 110V。3 的二次额定电压应比 10k电压高 10，即其二次额定电压应为11V。因此变压器3 的额定电压应为 11011V。1-3 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、5% 三个电压分接头，现调在主接头“0”的位置（即 U1 N ）运行。但是白天生产时，低压母线电压只有 360V（额定电压为 380V） ，3而晚上不生产时，低压母线电压又高达 415V。试问此变电所低压母线昼夜
4、电压偏差范围（%）为多少？宜采取哪些改善措施？解：1.变电所低压母线昼夜的电压偏差范围：该变电所白天的电压偏差按式（1-2）计算为： 3608105.26NUV该变电所晚上的电压偏差按式（1-2）计算为：415%9.380NV因此该变电所昼夜的电压偏差范围为-5.26% - +9.21%。2.改善该变电所低压侧电压质量的措施：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 某 10kV 电网，架空线路总长度 40km，电缆线路总长度 23km。试求次中性点不接地的电力系统发生单相接地时的接地
5、电容道路，并判断此系统的中性点需不需要改为经消弧线圈接地。 解：1.该系统发生单相接地时的接地电容电流：按式（1-7）计算为： (35)10(4352)4.1NohcabCUlI A2.判断该系统中性点是否需要改变运行方式：由于 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。CI第二章 习题解答2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有额定电压 380V 的三相电动机 15kW1 台，11kW3 台，7.5kW8 台,4kW15 台,其他更小容量电动机容量共 35kW。试分别用需要系数法和二项式法计算其 、 、 和 。30PQ30SI解：1.用需要系数法计算此机床组电动机的总容量
6、为1537.58415320ekWkWk查附录表 1 中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得 （取.16.dK40.2）, , 因此可求得:cos0.5tan1.73,1） 有功计算负荷按式（2-10）得3030.240.6dPKkW2） 无功计算负荷按式（2-11）得30.1.73.2varQktank3） 视在计算负荷按式（2-12）得304.681.2cos5PkWSVA4）计算电流按式（2-13）得30.3.48NkIU2.用二项式法计算由附录表 1 查得 。0.4,.,5cos0.,tan1.73bcx而设备总容量为 23ePkW台最大容量的设备容量为x5137.51.x kkW
7、1） 有功计算负荷按式（2-21）得300.420.450.6exPbckk2）无功计算负荷按式（2-11）得301.738.r5.66vaQktanWk3）无功计算负荷按式（2-12）得30.10.2cos5PkSVA4）计算电流按式（2-13）得5301.2153.8NSkVAIU2-2 某 380V 线路供电给 1 台 132kW Y 型电动机，其效率 ，功率因数91%。试求该线路的计算负荷 、 、 和 。cos0.930PQ30SI解：此台电动机功率为 ，由于是单台设备，12eKW所以， 30/0.9145Pkwtanta(rcos0.9)7.2varQk30/cos/.6SkVA(0
8、.38)1/3.8)45I KkA2-3 某机械加工车间的 380V 线路上，接有流水作业的金属切削机床组电动机 30 台共85kW(其中较大容量电动机有 11kW1 台，7.5kW3 台，4kW6 台，其他为更小容量电动机)。另外有通风机 3 台，共 5kW；电葫芦 1 个，3kW（ ） 。试分别按需要系数法和二40%项式法确定各组的计算负荷及总的计算负荷 、 、 和 。30PQ3SI解：1.用需要系数法计算1）金属切削机床组： 查附录表 1，取 ，已知 因此0.25,cos.,tan1.73dK85ePkW3(1) 852dePkW30()ta6.varQk30/cos16/094SVA(
9、1)(.8)2./30.8)64.7IkKkA2） 通风机组：查附录表 1，取 ，因此,cs,tan75dK30(2).54ePkW30()tan0.73varQk630(2)/cos4/0.85.SPkVA()(.3)/30.8)7.6I KkVA3）电葫芦组：查附录表 1，取 ， ，,cs.,tan1dK4%因此30().401530.4/250.7dePkWkW30()tan7.98varQ30()/cos/.SkVA()(.8)1.4/30.)1.73IkKkA因此 380V 线路上的总计算负荷为（取 ）095,.7pq30.95(21.34.7)284.6PkWkW768var.0.
10、var39rQ k2304.39.45.9SkVA56.7.8I2.用二项式法计算先求各组的 和ebPxc1）金属切削机床组：查附录表 1，取因此 0.4,.5,os0.5,tan.73,b(1)8.9ekW(1)(1.41)8.75xcPkWkkW30()()()9875)30exbc30(1)tan.varQkk30()/cos/0614SPVA(1).8)./30.8)93.5IkKkA72）通风机组：查附录表 1，取 ，故0.65,.2,cos0.8,tan.75b(2).3ebPkW() .xc30(2)()(2)51.)4.5exckW30()tan4.0738varQPk30(2
11、)/cos/.6SkVA()(.8)5./0.)8.5IkKkA3）电葫芦组：查附录表 1，取 ，故0,2,cos,tan173b(3).6.1ebPkW()2varxc30()(3)()0.86)0.78exckW折算到 时的5%0()P30()30()440 .57.98522k30()tan.981.3varQkW()/cos05/97.SPkVA30()(.)./0.38)2.9IkKA以上各组设备中，附加负荷以 为最大，因此总计算负荷为(1)xc30maxmax230().93250.8)1.754.tn()tn1.973.50.617vr.3var5vr4.695.8eieiPbP
12、kWkQkSkVAI81.需要系数法计算结果列成电力负荷计算表。计算负荷序号设备名称 台数设备容量Pe/KW需要系数Kdcos tanPe/KW Q30/kva S30/(kVA) I30/A1 机床组 30 85 0.25 0.5 1.73 21.3 36.8 42.6 64.72 通风机 3 5 0.8 0.8 0.75 4 3 5 7.63 电葫芦 1 3（=40%）3.75（=40%）0.25（=25% ）0.5 1.73 0.57 0.98 1.14 1.734 34 0.54 25.9 40.85总计取 K =0.95 24.6 38.8 45.9 69.72.二项式法计算结果列成
13、电力负荷计算表。台数 设备容量 计算负荷序号设备名称n 或n/xPe/KWPx/KW二项式系数 b/ccostan Pe/KWQ30/kvaS30/(kVA)I30/A1 机床组 30/5 85 37.5 0.14/0.5 0.5 1.73 30.7 53.1 61.4 93.52 通风机 3 5 0.56/0.25 0.8 0.75 4.5 3.38 5.63 8.553 电葫芦 1 3（=40%）3.75（=40%）0.250.06/0.2（=25%）0.5 1.73 0.985 1.70 1.97 2.994 总计 34 0.54 34.2 55.9 65.5 99.52-4 现有 9
14、台 220V 单相电阻炉，其中 4 台 4kW，3 台 1.5kW, 2 台 2kW。试合理分配上列各电阻炉于 220/380V 的 TN-C 线路上，并计算其计算负荷 、 、 和 。30PQ30SI解：单相电阻炉按其容量尽可能三个相均衡分配，因此 4 台 4kW 的可将 3 台分别接于 A相，B 相和 C 相，另一台接于 A 相，3 台 1.5kW 的可接于 B 相，2 台 2kW 的可接于 C 相。三个相负荷基本平衡，等效三相计算负荷按容量最大的 B 相负荷的 3 倍计算。查附表 1 得 ,因此0.7,cos1,tan0dK304.5.ePkW930Q301.40.cosPkWSVA303
15、0.168NIUk2-5 某 220/380V 线路上，接有如表 2-5 所列的用电设备。试确定该线路的计算负荷 、30P、 和 。30QS30I表 2-5 习题 2-5 的负荷资料设备名称 380V 单头手动弧焊机 220V 电热箱接入相序 AB BC CA A B C设备台数 1 1 2 2 1 1 单台设备容 量21kVA(=65%)17kVA(=100%)10.3kVA(=50%)3kW 6kW 4.5kW解：1.弧焊机各相的计算负荷1）将接于 AB 相间的 1 台 21kVA（ ）换算成 时的有功容量（kW ） 。65%10由附录表 1 查得其 ，因此按式（2-15 ）可得其有功容量
16、为：cos0.3528ABPkVkW2）将接于 BC 相间的 1 台 17kVA（ ）换算成相同 的有功容量（kW） 。其10， 因此其有功容量为：cos0.357.35.9BCkk3）将接于 CA 相间的 2 台 10.3kVA( )换算成 时的有功容量(kW)。0%10其 ，因此其有功容量为：cos0.510.3.5.6CAPkVkW4）弧焊机换算至各相的有功和无功容量：由表 2-3 查得 时的功率换算系cos0.35数，1.27ABCBApp27.30,AIFEN,05qq163ABCqq10因此由式(2-29)式(2-34) 可得各相的有功和无功容量为 :A 相 1.27580.275
17、16.08APkWkW.var3.var45arQkB 相 .997Bkk105.ar165.8ar13arkC 相 .27.274.CPkWkW.var3.9var2arQk5）弧焊机各相的有功和无功计算负荷:查附录表 1 得其 ，因此各相的有功和无功计算负荷为：0.5dKA 相 30.()682.13APkW.(1).4.var0rQkB 相 30.()597.Bk.(1)83ar54rkC 相 30.()41.CPkW.(1).5.2var9rQk2.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：查附录表 1 得 因此0.7,cos1,tan0,dK30.(2)34.2APk
18、W.()Q2）B 相电热箱的有功和无功计算负荷：30.(2).764.2Bk.()3）C 相电热箱的有功和无功计算负荷：30.(2).7453.1CPkW1130.(2)CQ3.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(1)30.(2).14.26.3AAPkWk().()5var051varQB 相 30(1)30.(2)99BBkk().()5.4var05.4varC 相 30(1)30.(2)7318CCPkWk().().9ar.29arQ2）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：30.6.
19、31APk.50var.3rQk23019324.SkVA4.7.8I2-6 有一条长 2km 的 10kV 高压线路供电给两台并列运行的电力变压器。高压线路采用LJ-70 铝绞线，等距水平架设，线距 1m。两台变压器均为 S9-800/10 型， Dyn11 联结，总的计算负荷为 900kW， =4500h。试分别计算此高压线路和电力变压器的maxcos0.86,T功率损耗和年电能损耗。解：1.高压线路的功率损耗和年电能损耗计算1）LJ-70 铝绞线的电阻及其有功功率损耗：查附录表 3 得 。因此总0.48/Rkm电阻。0.48(/)20.96Rkm线路计算电流为 309.41.WI AkV
20、12因此该线路的有功功率损耗按式（2-36）为：23360.4910.5WLPkW2）LJ-70 铝绞线的电抗及其无功功率损耗：由于线路为等距水平架设，线距 ，1am故其线间几何均距 m。查附录表 12 得 km。线路总电抗1av 0.36/X。0.36(/)20.7Xkm因此线路的无功功率损耗按式（2-36）为：2336.40817.WLkvarrQ3）高压线路的年电能损耗计算由 h 和 查图 2-11 得 h。因此按式（2-47 ）可得线路max450Tcos.8的年电能损耗为：kWh=31.5 kWh23.360.4901aWL 3102.变压器的功率损耗和年电能损耗计算1）变压器的有功
21、功率损耗:按式 (2-45)近似计算,其中,故30/cos/.8647SPAkVk30.1.10.5T W2）变压器的无功功率损耗:按式 (2-46)近似计算可得30.5.472.TQSkvar3）变压器的年电能损耗计算:全年的铁损按式(2-50)计算,查附录表 8 得 ，因此1.FeP(1).476024aWkhkW全年的铜损按式(2-51)计算,查附录表 8 得 ,而7.5Cu，因此30/cos9/.130SPkkhVA2(2) 04657.()30968a h由此可得变压器的年电能损耗按式(2-52)计算为:3(1)(2) 11524.510aaWkWkkWhkh2-7 某降压变电所装有
22、一台 Yyn0 联结的 S9-1000/10 型电力变压器，其二次侧（380V）的有功计算负号为 720kW，无功计算负荷为 580kvar。试求此变电所一次侧的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到 0.90，问此变电所低压母线上需装设多少容量的并联电容13器才能满足要求？注：变压器功率损耗按式（ 2-40）和式（ 2-44）计算。解：1.变电所一次侧的计算负荷和功率因数1） 变电所变压器的视在计算负荷和变压器功率损耗:变压器二次侧的视在计算负荷为230.27580924.5SkVAk变压器的负荷率 为： 3/10.925NSVA查附录表 1 的变压器的 01,3,7%,4.KkPwIU按
23、式(2-40) 得2 2073.9510.5TkPWWk按式(2-44) 得2 20%.7410.94.var1kTNIUQSkVA2）变电所一次侧的计算负荷:30.17.53.PkW.8var4r625vark3）变电所一次侧的功率因数:因 30.1625.rtan0.87QkP所以 cos.2.按一次侧 提高到 0.90，二次侧 提高到 0.92 低压侧需装设的并联电容器1 2cos容量计算1）现低压侧的功率因数:因 2580vartan.17kW所以 cos.2）按 提高到 0.92 计算 ,低压侧需装设的并联电容器容量：按式(2-48) 计算为2,30. 2(tant)70(.830.
24、426)7varCQPkk2-8 某厂的有功计算负荷为 4600kW,功率因数为 0.75。现拟在该厂高压配电所 10kV 母线上装设 BWF10.5-40-1 型并联电容器，使功率因数提高到 0.90，问需装设多少个？装设电容器以后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设电容器时的视在计算负荷减少了多少？14解：1.需装设的电容器容量和个数时 , ; 时, 。因此按式（2-cos0.75tan0.82cos0.9tan0.4859）得电容器容量为：,30(t)46(.82.)13CQPkkWvar需装 BWF10.5-30-1 型电容器个数为 : 18/45n2.无功补偿后减少的视在计算负荷无功
25、补偿后的视在计算负荷为:, ,30/cos60/.951SkVAPkW而补偿前的视在计算负荷为:30/4/.763.因此补偿后减少的计算负荷为: ,303061.5102.SkkVA2-9 某车间有一条 380V 线路，供电给表 2-6 所列 5 台交流电动机。试计算该线路的计算电流和尖峰电流。 （提示：计算电流在此可近似地按下式计算： ，式中30NIKI建议取 0.9。 ）K表 2-6 习题 2-9 的负荷资料电 动 机 参 数M1 M2 M3 M4 M5额定电流/A 6.1 20 32.4 10.2 30启动电流/A 34 140 227 66.3 165解：取 ，因此该线路的计算电流为0
26、.9K310.2346.1208()NII A由上表可以看出，M3 的 为最大，因此该线路的尖794NIstA峰电流为：0.91.2306.286.7pkI15第三章 习题解答3-1 有一地区变电站通过一条长 7km 的 10kV 架空线路供电给某工厂变电所，该变电所装有两台并列运行的 Yyn0 联结的 S9-1000 型变压器。已知地区变电站出口断路器为 SN10-I0 型。试用欧姆法计算该工厂变电所 10kV 母线和 380V 母线的短路电流 、(3)kI及短路容量 ，并列出短路计算表。“(3)I（ ）、 、 (3)()shiI、 (3)kS解：1.计算 k-1 点处的短路电流和短路容量（
27、Uc1=10.5kV）1)计算 k-1 短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗： 37.035.1221AMVkSUXC架空线路电抗：X 2=X0l=0.35(/km)7km=2.45绘 k-1 点短路的等效电路如下，计算其总阻抗为： 12k- .37452.8X2）计算 k-1 点短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值： 311()0.5kV2.1A38CKKUIX短路次暂态电流和稳态电流： (3)1 .II16冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：3(3)shi2.5.215kA.48I()sI1 3短路容量： (3)(3)1110.52.9.3KCKSUIkVMVA2）计算 k-
28、2 点的短路电流和短路容量（ Uc1=0.4kV）1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗： 4221 103.5304. AVkSXC架空线路电抗：X 2=X0l =0.35(/km)7 km =21CU2.435.10电力变压器的电抗： 32243 .71045.%NCKSX绘 k-2 点短路的等效电路如下：计算其总阻抗为： 1234(2) 34/7.2105.305.076KXX 2）计算短路电流和短路容量短路电流周期分量有效值： 312 4(2)0.kV30.1kA376CKKUIX 短路次暂态电流和稳态电流： (3) .II冲击电流及第一个周期短路全电流有效值： 3(3)
29、shi1.84.0.1kA5.4I173(3)shI1.09.0.1kA32.8I短路容量： ()(3)240.12.8KCKSUVkAMV短路计算表如下表所示：短 路 电 流 / kA 短路容量 / MVA短路计算点(3)kI (3)I (3)I (3)shi (3)shI (3)kSk-1 2.15 2.15 2.15 5.48 3.85 39.3k-2 30.1 30.1 30.1 55.4 32.8 20.83-2 试用标幺制法重作习题 3-1。解：1.确定基准值取 Sd=100MVA，U d1=UC1=10.5kV，U d2=UC2=0.4kV而 kAVMIcd5013011 kSI
30、cdd 4.222.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：X 1*=100MVA/300MVA=0.332)架空线路电抗标幺值：X 2*=0.357km100MVA/(10.5kV)2=2.233)电力变压器的电抗标幺值：X 3*=X4*= 5.4105.AkVM画出等效电路如下，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： X1*+X2*=0.33+2.23=2.56)(*K2)短路电流周期分量有效值： 3d*(1)5.0kA2.158KII3)其它三相短路电流：18(3)()(3)1 2.5kAKII()shi2.5 .
31、483(3)sI.3I4)短路容量： 3(3)11 10.52.9.3CKKSUIkvAMV4.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：X1*+X2*+X3*/X4*)2(*K=0.33 +2.23+4.5/2=4.812)短路电流周期分量有效值： 3d22*()14kA30.8KKIIX3)其它三相短路电流： (3)()(3)2 0kII()shi1.84.A5.23(3)sI09 37I4)短路容量： 3(3)22 0.420.CKKSUIkvMVA与习题 3-1 的计算结果基本相同。3-3 某变电所 380V 侧母线采用 8010mm2 铝母
32、线，水平平放，两相邻母线轴线间距离为200mm,档距为 0.9m,档数大于 2。该母线上接有一台 500kW同步电动机， 时，cos1。已知该母线三相短路时，由电力系统产生的 。试校94% (3)(3)6.5,7.2kshIAik验此母线的短路动稳定度。解：1.计算 380V母线三相短路时所承受的最大电动力由题可知，380V 母线的短路电流 ；而接于 380V母线的同(3)(3)6.5,7.2kshIAik19步电动机额定电流为：INM=500kW/( 380v10.94)=0.808kA3由于母线上接有大于 100Kw的同步电动机，因此验算母线的短路动稳定度应计入同步电动机反馈电流的影响。查
33、表 3-3得 C=7.8，因此该电动机的反馈电流冲击值为：ishM=CKshM INM=7.810.808 kA =6.3 kA因此母线在三相短路时所受到的最大电动力为F = (ish + ishM)210-7l/a N/A23= (67.2+6.3)1030.910-7/0.2=4190N2.校验母线短路时的动稳定度母线在 F作用时的弯曲力矩为M= F l/10=4190N0.9m/10=377(Nm)母线的截面系数为 w=b2/6=(0.08)20.01/6=1.0710-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为：c=M/W=377NM/1.07 10-5m3=35.2Mpa硬铝母线（L
34、MY）型的 a1=70Mpa所以满足 a1=70Mpac=35.2MPa 的条件。故该母线满足短路动稳定度的要求。3-4 设习题 3-3所述 380V母线的短路保护时间为 0.5s，低压断路器的断路时间为0.05s。试校验该母线的短路热稳定度。解：最小允许截面 Amin=I /cimatI = IK =36.5kA，由附录表 11可得热稳定系数 c=87而其中 tima=tk+0.05s=top+toc+0.05=0.5s+0.05s+0.05s=0.6s因此 Amin=I /c=36.5KA m/（87 ）=325(mm 2)imat6.0mA/s而母线实际截面为 =800mm2 =325m
35、m2，故该母线完全满足短路热稳定度的要求。inA第四章 习题解答204-1 某厂的有功计算负荷为 2500kW，功率因数经补偿后达到 0.91（最大负荷时） 。该厂10kV进线上拟安装一台 SN10-10型少油断路器，其主保护动作时间为 0.9s，断路器断路时间为 0.2s，其 10kV母线上的 =18kA。试选择此少油断路器的规格。(3)kI解：1.额定电流的选取该厂补偿后高压侧的计算电流为 303025017cos.9NPI AU查附录 12 常用高压断路器的技术数据，可初步选取 SN10-10/ 630A。2.断流能力的校验少油户内高压断路 SN10-10/ 630A 的断流能力 小于
36、，不满足要求，kA16kIk18)3(故改选少油户内高压断路 SN10-10/ 1000A，其断流能力 大于 ，满足5.Ak)3(要求。3.短路动稳定度校验 (3)(3)2.5.1845.980shkiIkAk为少油户内高压断路 SN10-10/ 1000A 的动稳定电流标称值，故满足短路动稳kA80定度的要求。4.短路热稳定度校验高压断路 SN10-10/ 1000A 的热稳定电流和时间分别为 31.5kA、2s。因为实际短路时间为保护装置的动作时间和断路器的短路时间之和，即： sttocpk 1.209.所以短路发热假想时间为： tkima 4.356.8)(5.1845.322322 i
37、mat tII故满足短路电流热稳定度的要求。综上所述，选择高压断路器的规格为 SN10-10/ 1000A。4-2 某 10/0.4kV的车间变电所，总计算负荷为 780kVA，其中一、二级负荷为 460kVA。当地年平均气温为 25 C。试初步选择该车间变电所主变压器的台数和容量。21解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。每台变压器容量需满足一下两个条件：（1）S N.T=(0.60.7)780kVA=(468546)kVA，因此初选容量为 500kVA。（2）S N.T460kVA考虑又当地年平均气温较高，又是室内运行，因此初步确定选两台 630 kVA 的变压器并列运行
38、。4-3 某 10/0.4kV的车间变电所，装有一台 S9-1000/10型变压器。现负荷增长，计算负荷达到 1300kVA。问增加一台 S9-315/10型变压器与 S9-1000/10型变压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是哪一台过负荷？ （变压器均为 Yyn0联结）解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗标幺值成反比的，因此先计算其阻抗标幺值。查附录表 8-1 知 S9-315/10 型变压器 T1 的 Uk%=4，S9-1000/10 型变压器 T2 的Uk%=4.5，取 Sd=105kVA，因此:Z*T1= =(4105kVA)(100315kVA)=12.7Nk10
39、%Z*T1= =(4.5105kVA)(1001000kVA)=4.5d由此可计算出两台变压器在负荷达 1300kVA 时各台负担的负荷分别为ST1=1300kVA =340kVA.4712ST2=1300kVA =960kVA5所以，S9-315/10 型变压器 T1 将过负荷 340-315=25kVA，将超过其额定容量100%=7.9%。AkV3152另外，从两台变压器的容量比来看，315kVA:1000kVA=1:3，超过了不允许容量比 1:3。4-4 某 10kV线路上装设有 LQJ-10型电流互感器（A 相和 C相各一个） ，其 0.5级的二次绕组接测量仪表，其中电流表消耗功率 3
40、VA，有功电能表和无功电能表的每一电流线圈均内消耗功率 0.7VA；其 3级的二次绕组接电流继电器，其线圈消耗功率 15VA。电流互感器二次回路接线采用 BV-500-12.5mm2 的铜芯塑料线，互感器至仪表、继电器的接线单向长度为 2m。试检验此电流互感器是否符合要求？（提示：电流互感器 0.5级二次侧接线如图 7-11所示，电流表接在两组电流互感器的公共连接线上，因此该电流表消耗的功率应由两互感器各负担一半。 ）解：查附录表 16 知，LQJ-10 型电流互感器 0.5 级二次绕组的额定二次负荷为 10VA，3 级二次绕组的额定二次负荷为 30VA。而实际上 0.5 级二次绕组连接的二次
41、负荷为2(0.5)320.7.9SVAVA223 级绕组连接的二次负荷为 。2(3)15SVA互感器二次绕组至仪表、继电器的连接线消耗的功率为： 22223() 0.6.5/()WLNLmSIRVA 二次回路接头的接触电阻取为 其消耗功率为：01,XC2(5)XCSAVA因此互感器 0.5 级二次绕组的负荷为:2(0.5)9.62.56.02(0.5)1NSVA符合准确级要求。互感器 3 级二次绕组的负荷为：2() 2(3)118.NSVAVA也符合准确度的要求。第五章 习题解答5-1 试按发热条件选择 220/380V、TN-S 系统中的相线、中性线（N 线）和保护线（PE 线）的截面及穿线
42、的硬塑料管（PC）的内径。已知线路的计算电流为 150A，敷设地点的环境温度为 C，拟用 BLV型铝芯塑料线穿硬塑料管埋地敷设。25解：1.相线截面积的选择查附录表 23-5得 25 C时 5根截面积为 120mm 的 BLV-500型铝芯塑料线穿 PC管的 2允许电流 ，穿管内径为 PC80mm。3016alIAI2.N线截面积的选择按 选择，选 mm 。220.5.60m07A23.PE线截面积的选择按 选择，选 mm 。221PEA PE2因此所选导线和穿线管为： BLV-500-3 120+1 70+PE70）-PC80。5-2 有一条 380V的三相架空线路，配电给 2台 40kW、
43、 、 的电动机。cos0.8.523该线路长 70m，线路的线间几何均距为 0.6m，允许电压损耗为 5%，该地区最热月平均最高气温为 C。试选择该线路的相线和 PEN线的 LJ型铝绞线截面。30解：1.LJ 型铝绞线相线截面积的选择1） 按发热条件选择线路的计算电流为： AUPIN 17985.0342cos30 查附录表 20 LJ型铝绞线的主要技术数据，截面积 的 LJ型铝绞线在气2m温 30的允许载流量 ，大于 ，满足要求。AIal20AI17930所以，按发热条件选择截面积 的 LJ型铝绞线。25m2）按允许电压损耗校验查附录表 3 LJ型铝绞线的主要技术数据，截面积 的 LJ型铝绞
44、线的线250mA路电阻 ，电抗 （线间几何均距为 0.6m） 。kR/6.0kX/3.0%1)(%12NNUUqpR%513.403805. 73.)tan(rcos4706.422 所以，满足允许电压损耗的要求。3）按机械强度条件校验查附录表 18 一般低压架空 LJ型铝绞线线路的最小截面积为 ，与铁路交叉跨216m越档内的架空 LJ型铝绞线线路的最小截面积为 。所选 LJ型铝绞线截面积235，满足机械强度条件的要求。250mA故选择 LJ型铝绞线相线截面积 。20mA2.PE线的 LJ型铝绞线截面积的选择因为 ，所以22350A 250.5.mPE故考虑机械强度条件以后，若为一般低压线路，
45、则选择 LJ型铝绞线 PE线截面积24；若为与铁路交叉跨越档内的线路，则选择 LJ型铝绞线 PE线截面积25mAPE。35-3 试选择一条供电给图 5-36所示两台低损耗配电变压器的 10kV架空线路的 LJ型铝绞线截面。全线截面一致。线路允许电压损耗为 5%。两台变压器的年最大负荷利用小时数均为 4500h， 。当地环境温度为 C。线路的三相导线作水平等距排列，线距cos0.9351m。 （注：变压器的功率损耗可按近似公式计算。 ）图 5-36 习题 5-3的线路解：1.计算线路负荷功率和电流1） 变压器 S9-1000（T1）的功率损耗和负荷功率 KWkVASPN1001.1 var55.
46、q由于 时 ，因此9cos7.sinKkkVAP91001var5.6ar5.q2） 变压器 S9-500（T2）的功率损耗和负荷功率 WkVASN01.02 var255. KqkVAP492r8.3r017.3） 计算线路的负荷电流25AkVWUPIN 80.13459cos3210 注：未计算线路的功率损耗2.按经济电流密度选择导线截面积查教材表 5-8得 LJ型导线在最大负荷利用小时为 4500h时的经济电流密度jec=1.15A/ mm ,因此经济截面即为：22230ec 5.76 /15.8mAjI可初步选 LJ-70型铝绞线。3.校验导向的机械强度查附录表 18得 10kV铝绞线（LJ）的最小允许截面积为 35 mm ，因此选 LJ-70完全满2足机械强度要求。4.校验导线的发热条件查附录表 20得 LJ-70在 35时的电流 Ial=233A I30=88A, 完全满足发热条件要求。5.校验导线的电压损耗查附录表 3得 LJ-70在 50时的 R0=0.45/Km,在线距 aav=1.261m=1.26m 时的X0=0.36/Km。因此线路的电压损耗为：1212NpRqXU120122()(
