1、1第1章1-1:電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站、電力線路和電力用戶整體。1-2:供配電系統(tǒng)-由主變電站、高壓變電站、配電線路、車間變電站和電氣設(shè)備組成。主降壓變電站是企業(yè)供電的樞紐。將外部電源電壓從35kV降至110kV，降至6-10kV高壓配電電壓，并提供給高壓配電變電站、車間變電站和高壓電氣設(shè)備。高壓配電站集中接收6 10千伏電壓，然后將其分配給變電站和附近車間的高壓電氣設(shè)備。一般來說，負(fù)荷分散、廠區(qū)面積大的大型企業(yè)都設(shè)有高壓配電站。1-3。如何規(guī)定發(fā)電機(jī)、電氣設(shè)備和變壓器的額定電壓？為什么？(1)電氣設(shè)備的額定電壓等于電力線的額定電壓；發(fā)電機(jī)的額定電壓比電源線的額定電壓高5%。變壓器初級(jí)繞組的額

2、定電壓等于發(fā)電機(jī)(升壓變壓器)或電力線(降壓變壓器)的額定電壓；次級(jí)繞組的額定電壓比電力線的額定電壓高10%或5%(取決于視線的電壓等級(jí)或線路長度)。(2)額定電壓是指根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和電力的水平及發(fā)展趨勢(shì)，經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后，由國家確定的能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)效果的電壓?；卮穑弘娔苜|(zhì)量指標(biāo)包括電壓、頻率和供電可靠性。1-5什么是電壓偏移、電壓波動(dòng)和閃爍？如何計(jì)算電壓偏移和電壓波動(dòng)？答：電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度。電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。周期性電壓的突然變化導(dǎo)致光源光通量快速波動(dòng)，從而導(dǎo)致人類視覺的不舒適現(xiàn)象。電壓偏差一般用百分比表示，即 u%=(u-un)/un100

3、電壓波動(dòng)程度用最大電壓與最小電壓之差或其百分比表示，即變壓器1T的額定電壓為U=10.5KV在主要方面；二次側(cè)U=1.1 * 35KV=38.5KV；變壓器2T一次側(cè)額定電壓U=35KV；二次側(cè)U=1.05 * 10KV=10.5KV；變壓器3T一次側(cè)額定電壓u=10kv二次側(cè)U=1.05 * 0.38=0.399KV千伏；千伏；1-9。嘗試確定圖中所示電源系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)g、變壓器2T和3T線1WL和2WL的額定電壓。解決方案：發(fā)電機(jī)G，額定電壓U=1.05U1=10.5KV變壓器2T U1=U=10.5KV U2=1.1*220=242KV，因此額定電壓為10.5/242；變壓器3t u1=2

4、20kv u3=1.05 * 10=10.5kv U2=1.1 * 110=121kv線路1WL額定電壓U=10KV線路2WL額定電壓U=0.38KV 1-10標(biāo)題：嘗試查閱相關(guān)數(shù)據(jù)或在線了解去年中國發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量、年發(fā)電量和年使用量。答：去年，中國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量為4兆瓦，年發(fā)電量為21870兆瓦，年耗電量為21700兆瓦。1-11。當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)A相出現(xiàn)但接地時(shí)，繪制相量圖。答：當(dāng)A相出現(xiàn)但接地時(shí)，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的相量圖如下：3第2章2-1什么是負(fù)載曲線？有哪些種類？與負(fù)載曲線相關(guān)的物理量是什么？答：負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線圖，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。根據(jù)負(fù)荷的不同

5、功率特性，負(fù)荷曲線分為有功負(fù)荷和無功負(fù)荷曲線；根據(jù)不同的時(shí)間單位，劃分日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；根據(jù)不同的負(fù)荷對(duì)象，用戶、車間或某類設(shè)備的負(fù)荷曲線。與負(fù)荷曲線相關(guān)的物理量有：年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)；平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)。2-2年最大負(fù)荷Pmax是指全年最大負(fù)荷下工作班次的最大30分鐘平均功率(為防止意外事故，此類工作班次在最大負(fù)荷的月份至少出現(xiàn)2 3次)，因此，年最大負(fù)荷有時(shí)稱為30分鐘最大負(fù)荷P30。年最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax 指負(fù)荷以年最大負(fù)荷Pmax連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，消耗的電能與全年電力負(fù)荷消耗的實(shí)際電能完全相等，這段時(shí)間即為年最大負(fù)荷利用小時(shí)。平均負(fù)載平均負(fù)載是指電力負(fù)載在一定時(shí)

6、間內(nèi)消耗的平均節(jié)電率。負(fù)載系數(shù)KL負(fù)載系數(shù)是指平均負(fù)載與最大負(fù)負(fù)載的比率。2-3。什么是計(jì)算負(fù)荷？為什么負(fù)荷計(jì)算通常使用30分鐘的最大負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷的意義是什么？答案：計(jì)算載荷是指當(dāng)?shù)刃лd荷通過導(dǎo)向體時(shí)，導(dǎo)體的最高溫升與通過實(shí)際可變載荷時(shí)產(chǎn)生的最高溫升完全相等，稱為計(jì)算載荷。導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間約為(3 4) t，t是加熱時(shí)間常數(shù)。對(duì)于中小截面的導(dǎo)體，t約為10分鐘。因此，30分鐘后將實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的溫升。然而，由于橫截面較大的導(dǎo)體的加熱時(shí)間常數(shù)通常大于10分鐘，因此30分鐘后不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的溫升?？梢钥闯?，計(jì)算的負(fù)載Pc實(shí)際上相當(dāng)于30分鐘的最大負(fù)載基本成本。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算

7、的基本依據(jù)。計(jì)算協(xié)議是否合理將直接影響電氣設(shè)備和電線電纜的選擇。計(jì)算負(fù)荷不能設(shè)得太大，否則所選的電氣設(shè)備和電線電纜會(huì)太大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。計(jì)算的負(fù)荷不能設(shè)置得過小，否則所選電氣設(shè)備和電線電纜將長時(shí)間過載，這將增加功率損耗并導(dǎo)致過熱，導(dǎo)致絕緣子過早老化甚至燒毀。2-4。如何確定每個(gè)工作系統(tǒng)電氣設(shè)備的設(shè)備容量？答：長期工作系統(tǒng)和短期工作系統(tǒng)的設(shè)備容量是設(shè)備的銘牌額定功率，即Pe=PN重復(fù)短期工作系統(tǒng)的設(shè)備容量是指從一定負(fù)荷連續(xù)率下的額定功率轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一負(fù)荷連續(xù)率下的功率。答：所有電氣設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量，它們之間存在比例關(guān)系，因此有必要引入需求系數(shù)的概念，即在公式：Pc=KdP

8、e中，Kd是需求系數(shù)；Pc是計(jì)算負(fù)載；Pe是設(shè)備容量。4形成該系數(shù)的原因是：電氣設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量，它與輸入容量具有平均效率；電氣設(shè)備可能無法滿負(fù)荷運(yùn)行，因此引入符合系數(shù)Kl；電氣設(shè)備本身和配電線路中存在功率損耗，因此引入了線路平均效率；電氣設(shè)備組中的所有設(shè)備可能不會(huì)同時(shí)運(yùn)行，因此引入了同時(shí)系數(shù)，2-6決定了計(jì)算負(fù)荷的估算方法。需求系數(shù)法和二項(xiàng)式法的特點(diǎn)是什么？它們適合哪些場(chǎng)合？答：估算法實(shí)際上是一種指數(shù)法，其特點(diǎn)是方案比較方便，適用于任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段。需求系數(shù)法具有簡便的特點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果更加真實(shí)。然而，各種設(shè)備的需求系數(shù)都是經(jīng)過長期使用后積累起來的，在世界各國得到廣泛應(yīng)用，適用于多

9、組三相電氣設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式法的特點(diǎn)是既考慮了電氣設(shè)備的平均負(fù)荷，又考慮了幾個(gè)最大的電氣設(shè)備引起的附加負(fù)荷，其計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)大于需求系數(shù)法，適用于大容量差電氣設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。2-8在與單相電氣設(shè)備相連的三相線路中，在什么情況下可以將單相設(shè)備和三相設(shè)備結(jié)合起來，按照三相負(fù)荷的計(jì)算方法來計(jì)算和確定負(fù)荷？在什么情況下應(yīng)該進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算？答：單相設(shè)備應(yīng)盡可能均勻地分布在三相上，以保持三相負(fù)載平衡。當(dāng)a:三相線單相設(shè)備總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，可根據(jù)三相負(fù)荷平衡計(jì)算單相設(shè)備。當(dāng)b:三相線單相設(shè)備總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，應(yīng)將單相設(shè)備容量換算成等效三相設(shè)備容量，然后進(jìn)行三相等效計(jì)算。如何簡

10、單地將單相負(fù)載轉(zhuǎn)換成三相負(fù)載。答：負(fù)荷密度法和需求系數(shù)法可用于電氣設(shè)備的配置；該轉(zhuǎn)換如下：(1)當(dāng)單相設(shè)備總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，單相設(shè)備按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。當(dāng)單相設(shè)備總?cè)萘砍^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，應(yīng)以三相設(shè)備的等效容量代替，然后計(jì)算三相設(shè)備的等效負(fù)荷。2-10如何計(jì)算電力變壓器的有功功率和無功功率損耗？哪些損失與負(fù)載無關(guān)？什么損失與負(fù)載有關(guān)？如何根據(jù)簡化公式計(jì)算？解決方案：有功功率損耗=鐵損和銅損=Pfe Pcu有功功率損耗為：PT= PFE PCU= PFE PCU。N (SC/SN) 2 P0 PK (SC/SN) 2無功功率=Q0 Q Q0為變壓器空載時(shí)產(chǎn)生的主磁通電流

11、。無功功率損耗為：Qt=Q0Q=Q0QN(SC/SN)SnI0 %/100 UK %(SC/Sn)2/100PFE和Q0與負(fù)載無關(guān)，Pc簡化公式：PT如何計(jì)算每一個(gè)？每一個(gè)的目的是什么？回答：平均功率因數(shù)是指導(dǎo)某一段時(shí)間的平均功率因數(shù)，也稱為加權(quán)平均功率因數(shù)。最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是指年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)。平均功率因數(shù)計(jì)算公式：輕度用電供電部門可根據(jù)月平均功率因數(shù)調(diào)整用戶電價(jià)。補(bǔ)償容量(1)采用固定補(bǔ)償Qcc=pav (tg av1-tg av2)，其中Qcc為補(bǔ)償容量。Pav為平均有功負(fù)荷，Pav=Pc或Wa/t，Pc為通過負(fù)荷計(jì)算得到的有功計(jì)算負(fù)荷，為有功負(fù)荷系數(shù)，Wa為時(shí)間t內(nèi)消耗的電能

12、；Tgav1是補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角的正切值；Tgav2是補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值；Tg av1-tg av2稱為補(bǔ)償率，可由qc (2)自動(dòng)補(bǔ)償qcc=PC (tg 1-tg 2) 2-15表示。什么是峰值電流？峰值電流計(jì)算有什么用？答：峰值電流是指一個(gè)或多個(gè)電氣設(shè)備在1-2秒內(nèi)的短期最大負(fù)載電流。峰值電流的計(jì)算可以提供所選電氣設(shè)備的模型和對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)。2-16。車間中的380伏線路為以下設(shè)備供電。長期工作設(shè)備包括2臺(tái)7.5千瓦電機(jī)、3臺(tái)4千瓦電機(jī)和10臺(tái)3千瓦電機(jī)；1臺(tái)42kVA電焊機(jī)(額定臨時(shí)負(fù)荷率為60%，額定功率因數(shù)=0.62，額定效率=0.85)，一臺(tái)10噸起重機(jī)(額定功率為

13、39.6千瓦，在臨時(shí)負(fù)荷率為40%的情況下額定功率因數(shù)為0.5%)，并嘗試確定其設(shè)備容量。解決方案：對(duì)于長期工作設(shè)備，其設(shè)備容量為其額定功率，因此長期工作設(shè)備的設(shè)備容量為1=7.52千瓦43千瓦310千瓦=57千瓦。對(duì)于重復(fù)的短期工作設(shè)備，設(shè)備容量為：焊機(jī)：Pe2=0.61/2420.62=20千瓦(下標(biāo)1/2表示0.6根數(shù))；起重機(jī)：Pe3=20.41/239.6kW=50kW(下標(biāo)同上)，因此它們的總設(shè)備容量為：pTotal=pe1pe2pe3=57 20 500解決方案：查找表顯示負(fù)載密度指數(shù)=0.1 kW/m2 s=60m 32m=1920 m2 Pav=s=0.11920=192 k

14、W A:通過估算方法，該車間的平均負(fù)載估計(jì)為192 kW 2-192 kW14車間變電站的計(jì)算負(fù)荷分別為PC1=840千瓦和QC1=680千伏安。Pc2=920 kw，Qc2=750 kvarPc3=850 kw，Qc3=700 kvarPc4=900 kw，Qc4=720 kvar每個(gè)高壓電機(jī)的容量為300千瓦，因此請(qǐng)嘗試計(jì)算總降壓變電站的總計(jì)算負(fù)載(忽略線路損耗)。解答：從問題的含義可以看出，同時(shí)系數(shù)K=0.9KD=0.8b=0.65 c=0.25 cos=0.8 tan=0.75 PC 0=KD PE 1=0.83006=1440 kwqc 0=pc0 tan=14400.75=1080

15、 kvpe=K . C4)=0.9(1440 840 920 850 900)=4455=(44552 35372)？=5688.36冰=硒/(3？Un)=5688.36/(1.736)=548.01A高壓側(cè)pe1=pe0.015 se=4455 0.0155688.36=4540.33 kw高壓側(cè)qe1=qe0.06 se=3537 0.065688.36=3878。=(4540.332 3878.302)？=5971.25 Ice1=Se1/(3？un)=5971.25/(1.7335)=98.62答：總降壓變電站高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷為Pe1=4540.33 kw，Qe1=3878.3 kvar，Se1=5971.25，Ic