供电技术课后答案

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课程内容的总结,第一章 绪论,学习供电技术的目标:,合理用电，安全用电，节约用电，高质量用电.,供用电技术和供用电管理.,供电工程师应该掌握的:,易于能源形式的转换；能源配置简便经济；电能可以精确控制，调节和测量,。,电能的特点：,一.,电力系统的基本概念,1.电力系统的构成:,由发电厂，变电所，电力网，电能用户组成的系统称电力系统。它包含生产，电压变换，电能输配和使用。,2.电力系统的额定电压,电网的电压等级是根据经济发展需要,按照技术经济合理性和制造水平等因素决定的。,3,.,发电机的额定电压和变压器的二次侧额定电压为什么要高出负载的额定电压?,考虑到线路的电压损失,为了保证负荷(,变压器的一次侧或用电设备,)达到额定,电压,适当提高发电机的额定电压和变压器的二次侧额定电压.,二.电力用户供电系统的特点和供电质量指标,1.哪些是决定供电质量的主要指标?,2.根据什么来划分电力用户的可靠性要求?,3.影响电压质量的有哪些因素?,电压偏差,电压波动与闪变,高次谐波,三相不对称.,4.频率偏离标称值的原因是什么?可能影响哪些方面的用电?,主要是电能供需不平衡.频率偏离标称值可能影响用电设备的的工,作状态,产品的产量和质量,影响电力系统的稳定运行.,电压,频率,可靠性.,将电力用户分成一级负荷(关键),二级负荷(重要),三级负荷(一般).,第二章,负荷计算,计算负荷的目的意义,确定计算负荷的系数,求计算负荷的方法,功率因数的确定,功率因数的改善与节能,2-1什么是计算负荷？确定计算负荷的目的是什么？,答：通过长期观察和分析各用电设备的负荷曲线，把根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线中的最大值P30，Q30，S30等取出来代表干线的实际负荷，这个负荷称计算负荷。,确定计算负荷的目的是作为选择电力系统供电线路的导线截面，变压器容量，开关电器及互感器等的额定参数的依据。,2-2计算负荷与实际负荷有何关系？有何区别？,答：计算负荷是基于实际负荷，即已知的用电设备安装容量并预期不变的最大假想负荷。与实际负荷较接近估算准确但并非就是实际负荷。因为计算负荷根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线的最大值P30，Q30，S30等取出来代表干线的实际负荷，既接近估算了实际负荷，但也覆盖了实际负荷。,2-3什么是负荷曲线？负荷曲线在求计算负荷时有何作用？,答：把一组用电设备每半小时有功功率平均值记录下来绘制的随时间变化的曲线称负荷曲线。取负荷曲线规定半小时平均负荷值的P30，Q30，S30作为求计算负荷的参数，显然负荷曲线是求计算负荷的实验依据。,2-4确定计算负荷的方法有哪几种？各种方法有何特点？,答：确定计算负荷的方法有1。需要系数法，特点是计算简便；2。形状系数法；特点是主要适用于机械加工企业的电力负荷计算 3。利用系数法，特点是以平均负荷作为计算依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。4。附加系数法，,2-5什么是年最大负荷利用时数Tmax？什么是年最大负荷损耗时数,？两者有何区别？,答：假想一个时间，在此时间段内电力符合按最大负荷Pm持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能称年最大负荷利用时数Tmax。,线路输送相当于最大负荷的电流Ic在,时间内产生的电能损耗恰好等于线路全年实际电能的损耗称年最大负荷损耗时数,。,Tmax与,是不同的概念，Tmax是指用电时间除了有效消耗也包括无效消耗的电能；,是指用电时间仅属于无效消耗的电能。,2-16年产10000台拖拉机的工厂，在规划工厂用电计划时，最大负荷估算为多少Kw？,答：根据P11表2-1，1台拖拉机耗电量为5000,8000Kw.h。查附录表Tm=4960h.,最大负荷估算为:,2-17某机修车间，装有冷加工机床56台共260Kw；行车1台共5.1 Kw；(FC=15%);通风机4台共5Kw;点焊机3台共10.5Kw,(FC=66%);该车间采用380/220V供电.试确定该车间的计算负荷(Pc,Qc,Sc,Ic).,Kd,cos,tg,冷加工机,0.16,0.5,1.73,行车,0.15,0.5,1.73,通风机,0.85,0.85,0.62,点焊机,0.35,0.6,1.33,解:各设备的需要系数,同期系数取0.8.,计算:,2-18某35/10kV总降变电所10kV母线上有下列负荷:,1#低压变电所Pc,1,=850Kw,Qc,1,=700kvar;,2#低压变电所Pc,2,=920Kw,Qc,2,=760kvar;,3#低压变电所Pc,3,=780Kw,Qc,3,=660kvar;,4#低压变电所Pc,4,=880Kw,Qc,4,=780kvar;试计算该总降变电所的总计,算负荷(Pc,Qc,Sc,Ic).欲将10kV母线上的功率因数提高到0.95,通,常应选用何种补偿装置进行无功补偿,并求出补偿容量应是多少?,解：同期系数K,=1.0,采用静电电容器集中补偿法：,10kV母线上的功率因数:,2-22某架空线路为8.2km,输电电压为35KV,导线型号为LJ-95.供电,给某用户,年耗电量W=14980*10,3,Kw.h线路上的最大负荷电流,I,max,=128A,cos,=0.85,试求该线路上的功率损耗及年电能损耗.,最大年利用时数:,解：1.线路上的功率损耗:,查表附录19导线型号为LJ-95 R=0.34,/km,X=0.378,/km (间距2m).,计算负荷:,电能损耗:,功率损耗:,根据P53图2-46:=1600h,2-23某10/0.4kV变电所低压侧负荷为Pc=650 Kw, Qc=520kvar; 变压器型号为SL,7,-1000/10,若该变电所年最大负荷利用时数Tmax=5000h, 试求该变压器中的功率损耗及年电能损耗.,解：变压器型号为SL,7,-1000/10的技术数据查表6.,空载损耗:,P,0.T,=1.8kW ;短路损耗:,P,CU.NT,=11.6 kW ;,短路电压百分比:,U,k,%=4.5; 空载电流百分比:I,0,%=2.5.,功率因数:,负荷率:,计算容量:,变压器的有功损耗:,年电能损耗:Tmax=5000h,cos,=0.78,查表=3600h.,变压器的无功损耗,:,2-24 某用户变压器型号为SL,7,-1000/10,负荷为Pav=700KVA,cos,=0.75,试求:,1)该,变压器中的功率损耗.,2)如欲将变压器二次侧负荷功率因数提高到0.95,问通常应该采用什么措施进行功率因数补偿,并求出其补偿容量为多少?,3)如果变压器全年投入运行350天,年最大负荷利用小时数Tmax=,4500h,问补偿后变压器中的电能损耗减少了多少?,解,:,(1),变压器中的功率损耗,查附录表4：,P,0.T,=1.8KW,P,CU.N.T,=11.6KW,I,0.T,%=2.5 ,U,k,%=4.5,有功功率损耗:,无功功率损耗:,(2)求出其补偿容量,通常采用电力电容器作补偿.若采用固定补偿装置:,(3)补偿后变压器中的电能损耗,补偿前:,Tmax= 4500h, cos,1=0.75,查图2-46,1,=3500h;,补偿后:,T,max,= 4500h, cos,2,=0.95,查图2-46,2,=2800h;,补偿后变压器中的电能损耗减少量:,2-25 10KV配电线路,AB段为架空线, BC段为电缆,设当地最热月份,为40,土壤0.8米深处为25.设两台变压器均在额定状态下运行,(忽略变压器功率损耗),且负荷功率因数相同,试按发热条件来选择,架空线和电缆的截面积.,解,:,AB段负荷电流:,选择LJ铝绞线25mm,2,I,al,=109A.,BC段负荷电流:,选择BLV铝芯线16mm,2,I,al,=75A.,2-26 某10KV树干式架空配电线路供电给三个集中负荷.干线采用同一截面的LJ型铝绞线,并要求AD段电压损失不大于5%,试按发热条件进行校验.,解,:初选电抗:,X0=0.4,/km.,代入原式:,初选截面,:,查附表6:选LJ-185:r,0,=0.17,/km.x,0,=0.313,/km.,选LJ-150:r,0,=0.21,/km.x,0,=0.319,/km.,电压损失校验:,按发热条件进行校验:,按AB段:,查附表6,(户外40),Ial=356A164A 满足发热条件.,2-28 某车间采用两台S9-800/10变压器并列运行,低压侧采用单母线分段方式,试求在满足经济运行条件下,单台运行与两台并列运行的临界容量(kq=0.07).,单台运行的临界容量,解,:,查附表,4:,P0.T =1.54KW,P,CU.N.T,=9.9KW, I,0.T,%=2.5 ,U,k,%=4.5,两台并列运行的临界容量,一.,计算负荷的目的意义,1. 什么是计算负荷?与实际负荷有何区别?确定计算负荷的目的是什么?,根据已知的系统用电设备安装容量确定的,预期不变的最大假想负荷称,计算负荷,.,与实际负荷不同的是,计算负荷是一种估计值,实际负荷投入具有随机性,计算负荷具备统计规律的特性,通常覆盖了实际负荷的变化.,计算负荷的主要目的,就是为了正确选择系统各级变电所的变压器容量,各种电气设备的型号规格以及输电线牌号,截面等提供科学依据.,2.什么是计算负荷曲线?在确定计算负荷的作用是什么?,把一组用电设备每半小时有功功率平均值记录下来绘制的随时间变化的曲线称负荷曲线。取负荷曲线规定半小时平均负荷值的P30，Q30，S30作为求计算负荷的参数，显然负荷曲线的作用是是确定计算负荷的实验依据。,3.有几种确定计算负荷的方法?,确定计算负荷的方法有:,1.需要系数法,，特点是计算简便；,2.形状系数法,；特点是主要适用于机械加工企业的电力负荷计算,3.利用系数,法，特点是以平均负荷作为计算依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。,4.附加系数法,;,2-9年产10000台拖拉机的工厂，在规划工厂用电计划时，最大负荷估算为多少Kw？,答：根据P15表2-2，生产1台拖拉机耗电量为5000,8000Kw.h。按附录表5,拖拉机工厂计算最大负荷年利用小时数为4960h.,4.最大年负荷利用时数Tmax与年最大负荷损耗时数,的区别和关系.,假想一个时间，在此时间段内电力符合按最大负荷Pm持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能称年最大负荷利用时数Tmax。,线路输送相当于最大负荷的电流Ic在,时间内产生的电能损耗恰好等于线路全年实际电能的损耗称年最大负荷损耗时数,。,Tmax与,是不同的概念，Tmax是指用电时间除了有效消耗也包括无效消耗的电能；,是指用电时间仅属于无效消耗的电能。,5.如何确定供电系统的功率因数?,6.提高功率因数有哪些措施?,7.有哪些无功功率补偿措施?,二.确定计算负荷的系数与求计算负荷的方法,1.,借助负荷曲线,利用计算负荷的系数系数,.需要系数法,，(附录表1),K,d,=P,c,/P,N,特点是公式简单,计算简便.,.利用系数法,， (附录表4),K,x,=P,av,/P,N,特点是以平均负荷作为计算依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。,.形状系数法,；,K,z,=P,e,/P,av,特点是与单位时间用电量关,容易测定.主要适用于机械加工企业的电力负荷计算.,.附加系数法,;,K,f f,=P,m,/P,av,特点是简易程度与用电设备数量有关,它考虑到了容量差异较大的计算因素.,二.工厂供电系统功率因数的确定,改善和节能,1.如何确定供电系统的功率因数?,供电系统中常用的功率因数有:瞬时功率因数,均权平均功率因数,自然功率因数。,2.提高功率因数有哪些措施?,.提高自然功率因数:合理选择电动机容量,减少电动机的空载与轻载运行,保证电动机的检修质量。,功率因数的人工补偿:确定补偿容量，选择补偿装置。,3.有哪些无功功率补偿措施?,分3种方式作无功功率补偿：个别补偿，分组补偿，集中补偿。,a,个别补偿,：能最大限度的减少无功功率，适用于长期稳定运行，无功功率需要量大离开电源距离远的场合。,b,分组补偿,：电容器利用率高。,c,集中补偿,：电容器利用率高，便于管理，对节约总降变电所到用户配电所的导线截面,和金属消耗有利.,2-11某35/10kV总降变电所10kV母线上有下列负荷:,1#低压变电所P,c1,=850Kw, Q,c1,=700kvar;,2#低压变电所P,c2,=920Kw, Q,c2,=760kvar;,3#低压变电所P,c31,=780Kw, Q,c3,=660kvar;,4#低压变电所P,c4,=880Kw, Q,c4,=780kvar;,试计算该总降变电所的总计算负荷(Pc,Qc,Sc,Ic).欲将10kV母线上的功率因数提高到0.95,通常应选用何种补偿装置进行无功补偿,并求出补偿容量应是多少?,解：Pc=Pc1+Pc2+Pc3+Pc4=850+920+780+880=3430kW,Qc=Qc1+Qc2+Qc3+Qc4=700+760+660+780=2900Kvar,采用静电电容器集中补偿法：,补偿前:,参见P20: 负荷系数,n,= 0.79,n,=0.725.,补偿后:,2-13某10/0.4kV变电所低压侧负荷为Pc=650 Kw, Qc=520kvar; 变压器型号为SL,7,-1000/10,若该变电所年最大负荷利用时数Tmax=5000h, 试求该变压器中的功率损耗及年电能损耗.,解：变压器型号为SL7-1000/10的技术数据查表6.,空载损耗:,Pk=1.8kW ;短路损耗:,Pe=11.6 kW ;,短路电压百分比:,U,k,%=4.5; 空载电流百分比:I,0,%=2.5.,计算容量:,负荷率:,变压器的有功损耗:,年电能损耗:,第三章 供电系统,电压选择,变压器数量与容量,变电所的电气主接线,高压配电网的接线方式,高低压配电网的结构与导线截面选择,一.,电压选择,1.线路电压损失的原因是什么?,线路长,导线截面有限,顾及投资费用,在一定的负荷电流下必然在线路两端产生电压降.,2.设计常规线路电压损失要求是什么?,3.,电压选择有,什么,要求?,P3637,二.变压器数量与容量,1.怎么理解在配电网络中变压器的作用?,变压器是供电系统的核心,其主要作用是改变电压作用.,2.变压器设置的基本原则,是什么?,设计时应尽可能接近负荷中心.,3.如何合适的选择变压器数量与容量?,从供电性质,负荷性质,用电容量和运行方式进行综合考虑.,还需要考虑过负荷能力,经济运行.,三.变电所的电气主接线,1.,什么是,变电所的电气主接线,?,电能由电源分配给用电户的主要连接电路.它包括电气设备与连接关系.,2.对变电所的电气主接线的基本要求,是什么?,安全,可靠,灵活,经济.,3.,什么叫母线?母线的制式有几种?,母线就是电源进线到各条馈出线的汇集处.由于载流大必须考虑力效应和热效应的校验.,母线的制式有三种:单,母线,制,分段单,母线,制,双单,母线,制.,四.高压配电网的接线方式,1.供电系统有几种接线方式?,放射式:树干式:环式:,2.比较它们的特点.,3.各种接线方式的适用对象,五.高低压配电网的结构与导线截面选择,1.架空线与电缆有,什么,区别?,P59,61,2.选用架空线与电缆的依据是,什么,?,3.怎么计算供电线路的电阻和电抗?,根据导线性质,查表获取.,4.导线的截面选择方法:,根据环境温度,热稳定,电压损失导线性质等作合理选择,3-9 下图所示为10kV配电线路，AB段为架空线，BC段为电缆,设当地最热月份气温为40,C ,土壤0.8m深处为25,C。设两台变压器均在额定状态下运行（忽略变压器功率损耗），且负荷功率因数相同，试按发热条件来选择它们的截面。,解：,AB段为架空线，其负荷为1750KVA，,载流量为:,参照附录表9取TJ型裸铜绞线,户外,气温为40,C载流量为I,al,=105A,则截面为16mm,2,。选取LJ型裸铝绞线,户外,气温为40,C载流量为I,al,=109A,则截面为25mm,2,BC段为电缆，其负荷为750 KVA，,载流量为:,参照附录表15取铝芯纸绝缘电缆地埋敷设15,C,三芯载流量为55A,则截面为6mm,2 。,修正：,符合要求。,3-10 某车间采用两台SL,7,-800/10变压器并列运行，低压侧采用单母线分段方式，试求在满足经济运行条件下，单台运行与两台并列运行的临界容量（kq=0.07）。,解：查阅附表6,SL,7,-800/10变压器(,低压侧为0.4kV,),单台运行时:,两台并列运行时:,3-11某10kV树干式架空配电线路供电给三个集中负荷,其参数如图3-43所示,干线采用同一截面LJ型铝绞线,并要求AD段电压损失不大于5%,试按电压损失要求选择导线截面,并按发热条件进行校验。,解：,其中:,初取x,0,=0.4,/km,则:,选取LJ-150铝绞线,查附表19:r,0,= 0.21,/km ,x,0,=0.319,/km,将参数代入上式:,最大负荷AB段:,查附表9:在LJ-150导线在,40C,条件下载流量,356A, 大于导线最大负荷电流,满足发热条件.,