第一章 习 题
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。 解：UTI =6.3KV；UT2 =121KV；WL1额定电压110KV；WL2额定电压35KV
1－2电力系统如图1－6所示，WL2、WL3、WL4为近距离配送线，试确定发电机和所有变压器的额定电压。
解：发电机UG ＝10.5KV；
变压器 T1：UTI =10.5KV， UT2 =38.5KV；
T2：UTI =35KV，UT2 =6.3KV；
T3：UTI =10KV，UT2 =400/230V or 0.4/0.23KV
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＝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，对于机床：Kd1 ＝0.14～0.16；tanφ＝1.73；cosφ＝0.5；
对于通风机：Kd2 ＝0.75~0.85；tanφ＝1.17；cosφ＝0.65；
Pc1 =Kd1PN1 =0.14～0.16×1600kW＝224～256KW
QC1= Pc1 tanφ＝224～256× 1.73＝387.52～442.88Kvar
Sc＝Pc1/ cosφ=448～512KVA
PT=格氏试剂 Kd2PN2 =0.75~0.85×200 kW=150~170 KW
QT= PT tanφ＝150~170×1.17=175.5~198.9Kvar或者QT=sqt(ST2- PT2)=175.4~198.8Kvar
ST＝PT/ cosφ=230.77~261.54KVA
Pc＝Pc1+ PT = 374～426 KW
Qc＝QC1+ QT = 563.02～641.78kvar
Sc＝sqt(Qc2 + Pc2) ＝ 675.92～770.3KVA
Ic＝Sc/[stq(3)*U] ＝ 1027.0～1170.35A
2－2 三相供电线路额定电压为380V，供电负荷有30台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为80kW，＝0.7；试用需要系数法确定其计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解：查表2－1 Kd＝0.14～0.16；＝0.7 ；tanφ＝1.02
让科技引领中国可持续发展Pc =KdPN =0.14～0.16×80＝11.2～12.8KW
QC= Pc tanφ＝(11.2～12.8)×1.02＝11.42～13.06kvar
Sc＝Pc/ cosφ=11.2～12.8KW/0.7＝16.0～18.29 KVA
Ic ＝Sc/[stq(3)*U] ＝24.3～27.79A
2－3 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，＝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。
2－4 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：
pvod
变压器二次侧计算负荷为：
故负荷率，因此变压器有功损耗为：
变压器的无功损耗为：
此时总计算负荷为：
功率因数为：
如要功率因数达到0.90，此时
补偿电容器的容量为：
补偿后该厂的视在计算负荷为：
2－5 某高压电器开关制造车间共有用电设备5840kW。试估计该厂的视在功率计算负荷，查表试选出合适的变压器容量。
3－1 试按发热条件选择220/380V、TN－C系统中的相线和PEN线截面及穿线钢管直径。己知线路的计算电流为120A，安装地点的环境温度为25℃。拟用BV型铜芯塑料线穿PVC管埋地敷设。 解：TN-C系统中相线和PEN线穿钢管是四根单芯BV型铜芯塑料线，安装环境温度为25oC时，需要线路电流大于计算电流120A，查表得当管径为70mm，导线截面为70mm2时，线路电流。
3－2 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：，，，，
①按发热条件选择导线截面
查表2-1得当LJ型导线时，在环境温度35oC时的允许载流大于实际电流
2查表得LJ-50铝绞线，当间几何间距为0.6m时
则线路电压损失为：
所选导线满足电压损失要求
3－3 某工厂的几个车间由10kV架空线路供电，导线采用LJ型铝绞线，成三角形布置，线间几何均距为1m，允许电压损失百分数％＝5，各干线的截面相同，各车间的负荷及各段线路长度如图3－32所示。试选择架空线路的导线截面，敷设环境温度不大于40℃。
解：整个线路各干线的截面相同，对架空线初取
则线路电压的电抗损失为：
线路电压的电阻损失为：
又∵和
∴有
若选取LJ-70铝绞线，查表得，
①按电压损失检验
电压损失百分数为
所以LJ-70铝绞线满足电压损失要求
②按发热条件进行检验
导线输送最大负荷电流为
查表得LJ-70型铝绞线在40oC条件下载流量为215A，大于导线最大负荷电流，题中未给出空气中最高温度，但相差不大，所以LJ-70型铝绞线满足发热条件。
3－4. 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。
解：题中为LJ-35型铝绞线，查表得，
由两点的视在功率可得有功和无功功率分别为：
线路电压损失为
3－5. 某两端供电线路如图3－34所示，已知A、B两个电源的电压。干线AB的型号和截面是LJ－95铝绞线，架空敷设的线路，其导线的几何均距为1m。网络的额定电压＝10kV。各段干线间的距离及各支点的负荷如图所示。已知c点的负荷为＝3380＋j2210kVA；d点支线的负荷为＝3900＋j3000kVA。试求电力网中的功率分布以及其最大的电压损失。
因为 干线AB型号截面相同，阻抗相等
所以
Cd段干线中的功率为
这样求得了各段干线上的功率，并可知其有功功率和无功功率的分界点在d点，所以d点的电位最低，若将d点将电网拆开，可分为两个单端供电线路。
Ad线路电压损失为：
所选截面的电压损失超过了允许值，要换截面。
1初选
解得
选取LJ-150铝绞线，
此时Ad线路电压损失为
满足电压损耗要求
2检验发热条件
查表得LJ-150导线在40oC条件下载流量为356A，大于导线最大负荷电流，满足发热条件。
4－1一台电抗器，其电抗％＝4（=0.3kA；＝6kV）。试根据下列基准条件求出电抗器电抗的标么值：
（1）＝1000MVA和＝6.3kV；（2）＝1000MVA和＝3.15kV。
解：
4－2 发电机F1和F2具有相同的额定电压，其容量分别为S和nS。如果这两台发电机的电
抗标么值（分别以它们的额定条件为基值）是相等的，问这两台发电机电抗的欧姆数比值是多少？
解：有
此时，，
∴
4－3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＝15 MVA， ud％＝10.5，110/6.6kV。
试按下列基准值进行计算：＝100MVA
解：基准容量为：
图4－2008扣篮大赛31 习题4－3
基准电压为：T1基准阻抗标幺值为：
T2 T3基准阻抗标幺值为：
LGJ-185的基准阻抗标幺值为：
系统最小阻抗值为：
4－4 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：＝6.3kV, =0.3kA, ％=4。线路电阻忽略不计。
解：①设定基准容量为：
②基准电压为：
③基准电流为：
④计算供电系统各元件阻抗的标幺值
架空线：
变压器：
电抗器：
电缆：
⑤求电源点至短路点的总阻抗
点短路：
点短路：
⑥求点短路电流的周期分量，冲击电流及有效值
S=369
⑦求点短路电流的周期分量，冲击电流及有效值
S=62.86
4－5 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：选取
K-1和K-2处短路的基准电压为：
基准电流：
计算各段阻抗标么值：
电源：
变压器：
电缆1：
电缆2：（此部分的计算同学有分歧，出于数值上的近似考虑，此处均认为是正确的）
或者
计算短路点为止的总阻抗：
K-1点：
K-2点：或者72.9
计算短路电流：
K-1点：
K-2点：由于用电设备是感应电动机，故需要判断是否需要考虑其对短路电流的影响。
不考虑感应电动机的影响时：或者1.98KA
响应冲击电流：或者3.64KA
感应电动机的短路冲击电流：
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