电力工程基础答案
第一章第一章 1-2电能生产的主要特点是什么对电力系统有哪些要求 答:电能生产的主要特点是:电能不能大量存储;过渡过程十分短暂;与国民经济各部门和人 民日常生活的关系极为密切。 对电力系统的基本要求是:保证供电的可靠性;保证良好的电能质量;为用户提供充足的电能; 提高电力系统运行的经济性。 1-4衡量电能质量的主要指标有哪些简述它们对电力系统的主要影响。 答:衡量电能质量的主要指标有:频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波(波形畸 变率) 、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。 对电力系统的主要影响(略) 。 1-7为什么我国规定 110kV 以上的高压电网和 380/220V 的低压电网要采用大电流接地系统各 有什么优点 答:大电流接地系统发生单相接地时中性点电位仍为零,非故障相对地电压不会升高,仍为相 电压,因此电气设备的绝缘水平只需按电网的相电压考虑,故可以降低工程造价。所以我国 110kV 及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式。 而在 380/220V 系统中采用中性点直接接地 方式,主要是考虑人身安全问题,一旦发生单相接地故障,可以迅速跳开自动开关或烧断熔断丝, 将故障部分切除。 1-8试确定图 1-12 所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。 图 1-12习题 1-8 附图 答:发电机 G: ;变压器 T1:242kV;变压器 T2:10/;变压器 T3:220/;变压器 T4:220/121 /; 变压器 T5:35/ kV 第二章 2-9某工厂车间 380V 线路上接有冷加工机床 50 台,共 200kW;吊车 3 台,共(15%) ; 通风机 8 台,每台 3 kW;电焊变压器 4 台,每台 22kVA( 65%,cos N 0.5) ;空压机 1 台, 55kW。试确定该车间的计算负荷。 解:该车间的计算负荷如下表所示。 电力负荷计算表 设备容量/kW 序 用电设备名称 号 台数 铭牌值 冷加工机床 吊车 通风机 电焊变压器 空压机 小计 负荷总计 (K0.9) 50 3 8 4 1 66 200 24 88 55 换算值 200 24 55 计算负荷 K d costan P30/kW Q30/kva r S30/kVA 160 I30/A 1 2 3 4 5 32 2-12某电力用户 10kV 母线的有功计算负荷为 1200kW,自然功率因数为,现要求提高到,试 问需装设多少无功补偿容量如果用—40—1W 型电容器, 问需装设多少个装设以后该厂的视在计算负 荷为多少比未装设时的视在计算负荷减少了多少 解: (1)需装设的型并联电容器容量及个数 Q C 1200[tan(arccos0.65) tan(arccos0.9)] 822kvar n Q C 822 20.55取n 21 q C 40 则实际补偿容量为:Q C 21 40 840kvar (2) 无功补偿前后视在负荷的变化 补偿前:Q 30 P 30 tan1200 tan(arccos 0.65) 1403kvar S 30 P 30 1200 1846kVA cos0.65 2P 30 (Q 30 Q C )212002 (1403 840)2 1325.5kVA 补偿后:S 30 1846 1325.5 520.5kVA 补偿后视在负荷减少了:S 30 S 30 2-13某降压变电所装有一台 Y,yn0 联结的 S9—800/10 型电力变压器,其二次侧(380V)的有 功计算负荷为 520kW,无功计算负荷为 430kvar,试求此变电所一次侧的计算负荷和功率因数。 如果 功率因数未达到,问应在此变电所低压母线上装多大并联电容器容量才能达到要求 解: (1)变压器一次侧的计算负荷和功率因数 查附录表 A-1 可知,S9-800/10型(Yyn0)变压器的技术数据为: P 0 1.4kW,Pk 7.5kW,I 0% 0.8 ,U k % 4.5 S 30 (2) 5202 4302 674 .76kVA cos (2) P 30 (2) S 30 (2) 520 0.77 674 .76 则变压器的功率损耗为: 674.76 0.843 800 P T P 0 2P k 1.4 0.84327.5 6.73kW Q T S N 800 (I 0 % 2U k %) (0.8 0.8432 4.5) 32kvar 100100 变压器高压侧的计算负荷为: P 30 (1) P 30 (2) P T 520 6.73 526 .73kW Q 30(1) Q 30(2) Q T 430 32 462kvar S 30(1) 526.732 4622 700.6kVA cos (1) P 30 (1) S 30 (1) 526 .73 0.75 700 .6 (2)确定无功补偿容量。由于要求变压器高压侧的功率因数cos (1) ≥,在变压器低压侧进行 2) 0.92,则低压侧需装设的补偿容量为:补偿时,取低压侧补偿后的功率因数cos ( QC 520[tan(arccos0.77) tan(arccos0.92)] 209.4kvar 取QC 210kvar 第三章第三章 3-7某变电所装有一台 S9—3150/35 型的三相双绕组变压器,额定电压为35/ kV,试求变压器 的阻抗及导纳参数,并作出其等效电路。 解:查附录表 A-2 可知,S9-3150/35 型变压器的技术数据为: P 0 3.8kW,P k 24.3kW,I 0 % 0.7,U k % 7 210U NUk %103527 X T 27.2 S N 3150 (3 j27.2) G T P 0 3.8 3361010 3.110S 22U N 35 (3.1 j18)106S B T I 0 %S N 0.73150 55510101.810S 22U N 35 对应的等效电路如右图所示。 3-10一条 10kV 线路向两个用户供电,允许电压损失为5%,环境温度为 30℃,其他参数如图 3-26 所示,若用相同截面的LJ 型架空线路,试按允许电压损失选择其导线截面,并按发热条件和机 械强度进行校验。 解: (1)按允许电压损失选择导线截面: 设x1=Ω/km,则U al 5 10103V 500V 100 0.4600 4 300 9 U r 204V 10 U a U al U r 500 204 296V A 80045009 mm2 81.29mm2 0.03210296 图 3-26习题 3-10 附图 选 LJ-95 型铝绞线。 (2