供配电实用技术离线作业答案.docx
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供配电实用技术离线作业答案
浙江大学远程教育学院
《供配电实用技术》课程作业(必做)
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第一章
1-1电力系统如图1-5所示,使确定变压器T1的一、二次绕组的额定电压,线路WL1、WL2的额定电压。
110KV/38.5KV
解:
UTI=6.3KV;UT2=121KV;WL1额定电压110KV;WL2额定电压35KV
第二章
2-1、某重型机械厂机械加工车间,拥有金属切削机床电动机容量共1600kW,
通风机容量共200kW其cos=0.65,线路电压为380V。
试分别确定车间的计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解:
查表2-1,Kd=0.14~0.16;tanφ=1.73;cosφ=0.5;
Pc1=Kd1PN1=0.14~0.16×1600kW=224~256KW
QC1=Pc1tanφ=224~256×1.73=387.52~442.88Kvar
Sc=Pc1/cosφ=448~512KVA
由于通风机容量200kW且cos=0.65;Kd=0.75~0.85则
Pc2=0.75~0.85*200=150~170KW
QC2=Pc2tanφ=150~170KW*1.169=175.35~198.73Kvar
Pc=Pc1+Pc2=374~426KW
2-2、某10KV高压线路,采用LJ-70铝绞线给两台电力变压器供电,高压线路线长2km,线间几何均距(Dav)为1m。
两台电力变压器均为S9-800/10型,总有功计算负荷为1000kW,cos=0.86,Tmax=4500h。
试分别计算高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。
2-3、某厂变电所装有一台S9-630/6型电力变压器,其二次侧(UN=380V)的有功计算负荷为420kW,无功计算负荷为350kvar。
试求变电所6KV侧的计算负荷及功率因数。
如功率因数cos未达到0.90,试求出并联补偿电容器的容量?
补偿后该厂的视在计算负荷为多少?
解:
查表得:
Δpk=1.2kW
ΔpN=6.2kW
Ud%=4.5
Ik%=0.9
变压器二次侧计算负荷为:
P30=420kW
Q30=350kvar
S30=P302+Q302=546.7kVA
故负荷率300.868,因此变压器有功损耗为:
SN630
PTPkPN21.24.675.87kW
变压器的无功损耗为:
此时总计算负荷为:
P3'0P30PT4205.87425.87kW
Q3'0Q30QT35027.07377.07kvar
S3'0(P3'0)2(Q3'0)2568.78kVA
功率因数为:
P3'0425.87
cos'3'00.7490.9
S3'0568.78
tan'0.885
如要功率因数达到0.90,此时tanstan(cos10.9)0.484
补偿电容器的容量为:
QcP30(tan'tans)425.87(0.8850.484)170.77kvar
补偿后该厂的视在计算负荷为:
S3''0P30473.2kVA
300.9
第三章
3-1、380V的三相架空线路,配电给2台40kW(cos=0.8,=0.85)的电动机,该线路长70m,线间几何均距为0.6m,允许电压损耗为5%,该地区月最高平均气温为35℃。
试选择该线路的相线和PE线的LJ型铝绞线截面。
解:
n2,P40kW,cos0.8,0.85,tan0.75
SP158.83kVAcos
I176.92A
3UN
①按发热条件选择导线截面
2
查表2-1得当LJ型导线s50mm2时,在环境温度35oC时的允许载流Ial189A大于实际电流
I178.92A
②查表得LJ-50铝绞线,当间几何间距为0.6m时
r00.64/km
x00.323/km
%则线路电压损失为:
u2(r0lp'x0lq')
10UN2
%32403240
2(0.64701030.32370103tan)
100.3820.850.85
4.03%5%
所选导线满足电压损失要求
3-2、由地面变电站架设一条10kV架空线路向两个矿井供电,导线采用LJ型铝绞线,成三角形布置,导线几何均距为1m,线路长度及各矿井的负荷如图3-33所示,各段干线的截面为35mm2,试计算线路的电压损失。
4-2、在习题图4-31中电路中,试决定k点短路时短路电流电路的综合电抗电路中各元件参数如下:
变压器T1:
S=31.5MVA,ud%=10.5,10.5/121kV;变压器T3=T2:
S=15MVA,ud%=10.5,110/6.6kV。
试按下列基准值进行计算:
Sjz=100MVA
T2
T2
图4-31习题4-2
T1基准阻抗标幺值为:
4-3、如图4-32电路中,三相短路发生在k-1或k-2点。
试计算这两种情况下的短路冲击电流(ic)及短路电流的最大有效值(Ic)。
求解时假设Kc=1.8。
变压器T的参数:
S=30MVA,ud%=7.5;电抗器的参数:
ULN=
图4-32习题4-3
④计算供电系统各元件阻抗的标幺值
架空线:
X1*01l1USavj120.44011105020.12
⑤求电源点至短路点的总阻抗
k1点短路:
XX1X20.37
1
k2(3)点短路:
X*X*X3*X4*1.69
⑥求k1(3)点短路电流的周期分量,冲击电流及有效值
⑦求k2(3)点短路电流的周期分量,冲击电流及有效值
Ic(32)1.51Iz(32)8.18kASk(32)*10059.2MVA
X21.69
4-4、如图4-33中的高、低压线路均采用三芯铜电缆。
已知变压器高压侧断路器的遮断容量为Sdn=50MVA,其他参数如图所示。
直接与低压母线联接的感应电动机的额定电流IN=100A(各电机额定电流之总和)。
试求k-1点和k-2点短路时的Ik。
解:
①由题知变压器高压侧断路器的遮断容量为Sdn=50MVA,所以设定基准容量为:
Sj50MVA(当
1)
电源标幺值给出时,设容量基准值与电源相同,电源标幺值为
②基准电压为:
UjUav6.3kV
③相应基准电流为:
4计算供电系统各元件阻抗的标幺值:
1)电源标幺阻抗:
XS1
2)
线路标幺阻抗:
r0=0.54Ω/KM,x00.08Ω/KM
3)变压器标幺阻抗:
4)低压线路标幺阻抗:
X00.0035Ω/KM和变压器标幺阻抗相比可以忽略
5
短路电流:
4-5、供电系统如图4—34所示,试求图中k1、k2点发生三相短路时的短路参数
可分别设Skmax250MVA为基准和
图4-34习题4-5
解:
由题知电源最大、最小短路容量已知,相应标幺阻抗未给出
Skmin198MVA为基准容量。
则电源:
Skmax250MVA
Skmin198MVA,XN2
N1
1000.4
250
1000.51
198
架空线:
*Sj100
X201l120.4520.15
2011Uav12372
电抗器:
变压器:
X3*1u0d0%SSNjT170.50110000.75
⑦求k2点短路参数:
⑤求最大运行方式下电源点至短路点的总阻抗
k1(3)点短路:
X*X*NS1X2*X3*0.40.150.751.3
1
k2(3)点短路:
X*X*X4*X5*1.31.160.162.62
2145
⑥求k1点短路参数:
(3)Sj100
Sk(32)*j39.68MVA
k2X*22.62
⑧最小运行方式下k2点的两相短路电流Ik
(2)
X*0.510.150.751.160.162.73
(3)
Iz3
Ij9.163.36kA
2.73
X*3
Ik
(2)
2Iz323.362.91kA
4-6、某供电系统如图4-35所示,图中各条线路参数均相同,若要求k点发生三相短路时最大冲击电流不超过20kA,试问:
1)能否将母联开关QF闭合长期并联运行?
2)最多允许几根电缆并联运行?
图4-35习题4-6
第五章
3)画出过电流保护与速断保护配合原
5-1、某供电系统如图5-31所示,1)若在QF处设置定时限过电流保护,电流互感器采用非全星形结线,变流比为100/5,tj=1.2s,试求其保护整定值。
2)若在QF处设置电流速断保护,试进行整定计算,并说明变压器低压侧母线发生三相短路,其速断保护是否动作?
为什么?
理接线示意图。
解:
选DL型电流继电器,10kV供电线路电流互感器可用非全星形联接
①设定基准容量为:
Sj1200MVA
计算供电系统各元件阻抗的标幺值:
②设定基准容量为:
Sj2150MVA
计算供电系统各元件阻抗的标幺值:
*150
电源:
Skmin150MVA,XNmin11
kminNmin1150
*Sj150
电缆:
Xm*in101l1j20.41.220.65
min1011Uav1210.52
变压器:
Xm*in2ud%Sj41506
min2100SNT1001
③最大运行方式下末端和首端的短路电流计算:
首端:
X*1XN*max1
④最小运行方式下末端和首端的短路电流计算:
末端:
X*2X*1Xm*in11.65Ik(31)min81.2.655kA5kA
首端:
X*1XN*min1Ik(32)min8.25kA8.25kA
11
⑤过电流保护整定计算:
由电流互感器变流比为150/5得KstMIc150A,KTA150/530
保护动作一次侧电流为:
IopKkKstMIc1.2150211.7A6
opKrec0.85
继电器1KA、2KA的动作电流为:
IopkKKTkAxIop123101.767.05A,取7A
要求tQ1s,则假定变压器380V侧空气断路器动作时限0.2s,变压器定时限过电流保护动作0.4s,
保护灵敏度为:
KsIk1min0.86651020.45
sIop211.76
6速断保护装置动作电流整定计算如下:
一次动作电流(选用DL型)IopKkIk(13)max1.255.887.35kA
K1
继电器2KA的动作电流
IopkkxIop7.35245A
opkKTAop30
速断保护的灵敏度检验
5-2、某车间变压器容量800kVA,电压比6/0.4kV,变压器一次侧三相短路电流Ik(36)kV=9167A,二次侧三相短路归算到6kV的短路电流Ik(30).'4kV=1250A,干线末端单相短路归算到6kV侧的短路电流Ik(10).'4kV=160A,比该处两相短路电流Ik
(2)要
小,干线末端单相短路电流Ik(10).4kV=2400A,变压器一次侧最大计算负荷为Icmax
=120A。
求该变压器的保护装置整定值。
解:
过电流保护整定:
继电器采用DL系列
Iop=KkKst.m*Ic/Kre=1.2*1.5*120/0.85=254.12A
选用300/5A电流互感器Kta=300、5=60
Iop.k=Kkx*Iop/Kta=1*254.12/60=4.235A,取4A
速断保护整定:
Iop=1.25*9167=11458.75A
Iop.k=Kkx*Iop/Kta=1*11458.75/60=190.979,取190A
过负荷保护整定:
Iop.k=Kk*Int、KtaKfh=1.05*133.3/0.85*60=2.75A,取2.5A
Int=800/6=133.3A
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