《现代供电技术》王福忠版课后习题答案(2)

《煤矿供电技术》课后答案（部分）

数值比较完整和准确，为供电设计创造了很好的条件。

这种方法的缺点：

需用系数法没有考虑大容量电动机对整个计算负荷Pca、Qca的影响，尤其是当总用电设备较少时，影响更大。

需用系数法适用于备用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组。 二项系数法的优点：不仅考虑了用电设备组的平均最大负荷，而且还考虑了容量最大的少数用电设备运行时对总计算负荷的额外影响。

缺点：二项式计算系数b、c和X的值缺乏足够的理论根据。而且，目前这方面的数据较少，因而，使其应用受到一定的局限。

二项系数法比较适合于确定用电设备台数较少，而其容量差别又较大的用电设备组的负荷计算。如机械加工企业、煤矿井下综采工作面等。

（注：二项系数法在计算计算负荷Pca时，并未像需用系数法一样通过需用系数乘以平均功率来表示计算负荷，而是考虑了企业内X台最大容量的电动机在某一生产时间内较密集地处于高负荷运行状态时所产生的“尖峰负荷”效应。如果已知X台最大容量的电动机总容量为是计算

PxPx，则可以由下式表示：，而

Pca?bPN??cPx，b，c均可由书中表2-4查得，最主要的

Px可由公式Px?x1Pmax1?x2Pmax2?...?xnPmaxn来表示，其中?xi?x，说一

个例外情况按二项系数法确定计算负荷时，如果设备总台数少于表2-7中规定的最大容量设备台数的2倍时，则其最大容量设备台数X也宜相应减少。建议取X?n/2，则按“四舍五入”取整规则。如果用电设备组只有1～2台用电设备，就可以认为

Pca?PN。）

2-6什么叫最大负荷损耗小时?它与最大负荷利用小时的区别在哪里?两者又有什么联系?

最大负荷损耗小时的物理意义是：假想供电线路按年半小时最大负荷

Pca持续运行?小

时，在?时间内损耗的电能恰好等于实际变化负荷在指定时间T内损耗的电能。

最大负荷损耗小时单以线路损耗作为研究对象，最大负荷利用小时则以整个供电系统作为研究对象；但是二者都是假想时间，均是先假定一个恒定功率，以该恒定功率工作时间?后所消耗的电能，等效为指定时间T内消耗的实际电能。而?即为该假想时间。（只是最大负荷损耗小时研究的只是线路损耗，最大负荷利用小时研究的是整个线路消耗。） 2-7 什么叫平均功率因数和瞬时功率因数?各有什么用途?

平均功率因数指某一规定时间内功率因数的平均值，也称加权平均功率因数。我国电业部门每月向企业收取电费，就规定电费要按每月平均功率因数的高低来调整。最为电能质量

cos??的一个重要标志。（平均功率因数按下式计算：

AP22AP?AQ?1A1?(Q)2AP 式中

AP——某一时间内消耗的有功电能，kW·h；

AQ——某一时间内消耗的无功电能，kvar·h。）

瞬时功率因数是瞬时值，指在某一时刻的功率因数。即该时刻有功功率占视在功率的百

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分数。

瞬时功率因数只用来了解和分析工厂或设备在生产过程中无功功率变化情况，以便采取适当的补偿措施。

2-8进行无功补偿，提高功率因数对电力系统有哪些好处？对企业本身又有哪些好处？ 提高功率因数对电力系统有如下益处：（1）提高电力系统的供电能力（2）降低网络中的功率损耗

提高功率因数对企业供电系统有如下益处：（1）减少网络中的电压损失，提高供电质量，使网络末端企业用电设备的电压质量提高；（4）降低电能成本 2-9 电力变压器的有功功率损耗包括哪两部分?如何确定?与负荷各有什么关系?

有功功率损耗可由两部分组成：

其一是空载损耗，又称铁损。它是变压器主磁通在铁芯中产生的有功损耗。

因为变压器主磁通仅与外施电压有关，当外施电压U和频率f恒定时，铁损是常数（在变压器出厂时已经给定），与负荷大小无关。可以通过变压器空载试验确定铁损。

另一部分是短路损耗，又称铜耗。它是变压器负荷电流在一次线圈和二次线圈电阻中产生的有功损耗，其值与负荷电流的平方成正比。可以通过变压器短路试验确定铜耗。

?PT??P0??PK(SCa2)??P0??2?PkSN

2-10 有一进行大批生产的机械加工车间，其金属切削机床的电动机容量共800kW，

Qca、通风机容量共56kW，供电电压380V，试分别确定各组用电设备和车间的计算负荷Pca、

Sca和Ica。

解 采用需用系数法

1）金属切削机床组（大批生产金属冷加工机床）

查表2－2，可取Kd = 0.2, cos φ = 0.5, tan φ = 1.73 Pca(1) = 0.2×800 kW = 160 kW Qca(1) = 160 kW×1.73 = 276.8 kvar

Sca(1)?Pca(1)/0.5?320kVAIca(1)?Sca(1)3UN?320?486.2A(注意单位）3?0.38

2）. 通风机组

查表2－2 ，可取Kd = 0.8, cos φ= 0.8, tan φ= 0.75 Pca(2) = 0.8×56 kW = 44.8kW Qca(2) = 44.8 kW×0.75 = 33.6 kvar

Sca(2)?Pca(2)/0.8?56kVAIca(2)?Sca(2)3UN?56?85.086A3?0.38

3）查表2－3，取Ksi=0.9（取热加工车间）

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P160?44.8)?184.32kWca?Ksi?Pca(i)?0.9(i?122Qca?Ksi?Qca(i)?0.9(276.8?33.6)?279.36kvari?12222Sca?PAca?Qca?184.32?279.36?334.69kVIca?Sca334.69??508.52A3UN3?0.38

2-11 有一机修车间，拥有冷加工机床52台，共200kW；行车1台，5.1kW(?=15%)；通风机4台，共5kW；点焊机3台，共10.5kW(?=65%)。车间采用三相四线制供电。试确定车间的计算负荷Pca、Qca、Sca和Ica。

解：1）冷加工机组 Kd=0.2 cos φ =0.5 tan φ =1.73 Pca(1)=200×0.2=40kW Qca(1)=40×1.73=69.2kvar 2）行车 Kd=0.15 cos φ =0.5 tan φ =1.73 换算到ε=25%

P??5.1?0.15Kd=0.59kW ?3.95kW Pca（2）=P?×

0.25Qca（2）=0.59×1.73=1.02kvar

2）通风机组 Kd=0.8 cos φ =0.8 tan φ =0.75 Pca（3）=5×0.8=4kW Qca（3）=4×0.75=3kvar 点焊机组 Kd=0.35 cos φ =0.6 tan φ =1.33 换算到ε=100%

P??10.5?0.65Kd=2.96kW ?8.47kW Pca（4）=P?×

1Qca（4）=2.96×1.33=3.94kvar 取Ksi=0.9 Pca=0.9×（40+0.59+4+2.96）=42.795kW Qca=0.9×（69.2+1.02+3+3.94）=69.444kvar

22Sca?Pca?Qca?81.6kVA

车间采用三相四线制 UN=380V

Ica?Sca3UN?81.6?123.9A

3?0.382-12 有一380V的三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机有：7.5kW 1台；4kW 3台；3kWl2台。试分别用需要系数法和二项系数法确定计算负荷Pca、Qca、Sca和Ica。并比较两种方法的计算结果，说明两种方法各适用什么场合？

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解

（一）需用系数法：

PN??7.5?1?4?3?3?12?55.5kW

查表2-2 Kd=0.2 cos φ =0.5 tan φ =1.73 Pca=55.5×0.2=11.1kW Qca=11.1×1.73≈19.2kvar

22Sca?Pca?Qca?22.2kVA

Ica?Sca3UN?22.2?33.7A

3?0.38（二）二项系数法：

查表2-3 b=0.14 c=0.4 X=5 cos φ =0.5 tan φ =1.73 Px=7.5+4×3+3=22.5kW Pca=55.5×0.14+22.5×0.4=16.77kW Qca=Pca·tan φ =16.77×1.73≈29.0kvar

22Sca?Pca?Qca?33.5kVA

Ica?Sca3UN?33.5?50.9A

3?0.38需用系数法：

公式简单，计算方便，采用范围最广。 二项式法：

当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和干线的计算负荷时采用。

2-13 有一条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，以几何间距1.25m架设2km，已知：R0?0.46?/km,X0?0.358?/km。两台电力变压器均为SL7-800／10型，总的计算负荷900kW，如cos??0.86,Tmax?4500h。试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。

解：

高压线路：

Sca?Pca/cos??900/0.86?1046.5kVA2ca2N2SP?U?R?10?3S?U2ca2NR0?L?10?31046.5?0.46?2?10?3?10.076kW210Sca2Sca2?3Q?X?10?X0?L?10?322UNUN?31046.52??0.358?2?10102年电能损耗AP??7.84kvar查图2－6可得，??3000hP???10.076?3000?3?104kWh

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变压器：

PT?0.015Sca?0.015?1046.5?15.7kWQT?0.06Sca?0.06?1046.5?62.79kvar?AT??P0?8760??Pk?(Sca?2)??（Sca?为单台变压器计算负荷）SN其中?P0＝1.54kW,?Pk?9.9kW(根据变压器型号可以查得）,Sca??1046.5?523.25kVA2Sca?2故单台变压器?AT??P0?8760??Pk?()??SN＝1.54?8760＋9.9?（＝12705.59kWh

2-14 某厂的有功计算负荷为2400kW，功率因数为0.65，打算在变电所10kV母线上集中补偿，使功率因数提高到0.9。试计算所需电容器的总容量？电容器组的电容值应是多大？补偿后的视在计算容量为多少？

解：

523.252）?3000800两台变压器?AT?＝2?AT＝25411.18kWhcos?1?0.65,cos?2?0.9?1?49.458,?2?25.8421)补偿容量　QC?Pav(tg?1?tg?2)??Pca(tg?1?tg?2)?0.75?2400?(1.169?0.484)?0.75?1644?1233kvar2)?联结QC?3ULIL?10?3?3UL?3UL2?C?10?3C?QC1233?1000?F?13.09?10?3F2?32?33UL??103?10000?314?10UL?3?10?3XL

3)补偿后P2400Sca?ca??2666.7kVAcos?20.9第三章 第四章

3-1 无限大与有限电源容量系统有何区别?对于短路暂态过程有何不同? 无限大容量电源： 1.电源内阻抗为0。

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