1、, 課后答案,第一章 緒論 學(xué)習(xí)供電技術(shù)的目標(biāo):,合理用電，安全用電，節(jié)約用電，高質(zhì)量用電.,供用電技術(shù)和供用電管理.,供電工程師應(yīng)該掌握的:,易于能源形式的轉(zhuǎn)換；能源配置簡便經(jīng)濟；電能可以精確控制，調(diào)節(jié)和測量。,電能的特點：,一.電力系統(tǒng)的基本概念,1.電力系統(tǒng)的構(gòu)成: 由發(fā)電廠，變電所，電力網(wǎng)，電能用戶組成的系統(tǒng)稱電力系統(tǒng)。它包含生產(chǎn)，電壓變換，電能輸配和使用。,2.電力系統(tǒng)的額定電壓 電網(wǎng)的電壓等級是根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展需要,按照技術(shù)經(jīng)濟合理性和制造水平等因素決定的。,3.發(fā)電機的額定電壓和變壓器的二次側(cè)額定電壓為什么要高出負(fù)載的額定電壓? 考慮到線路的電壓損失,為了保證負(fù)荷(變壓器的一次側(cè)或用

2、電設(shè)備)達(dá)到額定電壓,適當(dāng)提高發(fā)電機的額定電壓和變壓器的二次側(cè)額定電壓.,二.電力用戶供電系統(tǒng)的特點和供電質(zhì)量指標(biāo) 1.哪些是決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo)? 2.根據(jù)什么來劃分電力用戶的可靠性要求? 3.影響電壓質(zhì)量的有哪些因素? 電壓偏差,電壓波動與閃變,高次諧波,三相不對稱. 4.頻率偏離標(biāo)稱值的原因是什么?可能影響哪些方面的用電? 主要是電能供需不平衡.頻率偏離標(biāo)稱值可能影響用電設(shè)備的的工 作狀態(tài),產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行.,電壓,頻率,可靠性.,將電力用戶分成一級負(fù)荷(關(guān)鍵),二級負(fù)荷(重要),三級負(fù)荷(一般).,第二章 負(fù)荷計算 計算負(fù)荷的目的意義 確定計算負(fù)荷的系數(shù) 求計

3、算負(fù)荷的方法 功率因數(shù)的確定 功率因數(shù)的改善與節(jié)能,2-1什么是計算負(fù)荷？確定計算負(fù)荷的目的是什么？ 答：通過長期觀察和分析各用電設(shè)備的負(fù)荷曲線，把根據(jù)半小時平均負(fù)荷繪制的負(fù)荷曲線中的最大值P30，Q30，S30等取出來代表干線的實際負(fù)荷，這個負(fù)荷稱計算負(fù)荷。 確定計算負(fù)荷的目的是作為選擇電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面，變壓器容量，開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。 2-2計算負(fù)荷與實際負(fù)荷有何關(guān)系？有何區(qū)別？ 答：計算負(fù)荷是基于實際負(fù)荷，即已知的用電設(shè)備安裝容量并預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。與實際負(fù)荷較接近估算準(zhǔn)確但并非就是實際負(fù)荷。因為計算負(fù)荷根據(jù)半小時平均負(fù)荷繪制的負(fù)荷曲線的最大值P30，Q3

4、0，S30等取出來代表干線的實際負(fù)荷，既接近估算了實際負(fù)荷，但也覆蓋了實際負(fù)荷。,2-3什么是負(fù)荷曲線？負(fù)荷曲線在求計算負(fù)荷時有何作用？ 答：把一組用電設(shè)備每半小時有功功率平均值記錄下來繪制的隨時間變化的曲線稱負(fù)荷曲線。取負(fù)荷曲線規(guī)定半小時平均負(fù)荷值的P30，Q30，S30作為求計算負(fù)荷的參數(shù)，顯然負(fù)荷曲線是求計算負(fù)荷的實驗依據(jù)。 2-4確定計算負(fù)荷的方法有哪幾種？各種方法有何特點？ 答：確定計算負(fù)荷的方法有1。需要系數(shù)法，特點是計算簡便；2。形狀系數(shù)法；特點是主要適用于機械加工企業(yè)的電力負(fù)荷計算 3。利用系數(shù)法，特點是以平均負(fù)荷作為計算依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。4。附加

5、系數(shù)法，,2-5什么是年最大負(fù)荷利用時數(shù)Tmax？什么是年最大負(fù)荷損耗時數(shù)？兩者有何區(qū)別？ 答：假想一個時間，在此時間段內(nèi)電力符合按最大負(fù)荷Pm持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實際消耗的電能稱年最大負(fù)荷利用時數(shù)Tmax。 線路輸送相當(dāng)于最大負(fù)荷的電流Ic在時間內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗恰好等于線路全年實際電能的損耗稱年最大負(fù)荷損耗時數(shù)。 Tmax與是不同的概念，Tmax是指用電時間除了有效消耗也包括無效消耗的電能；是指用電時間僅屬于無效消耗的電能。,2-16年產(chǎn)10000臺拖拉機的工廠，在規(guī)劃工廠用電計劃時，最大負(fù)荷估算為多少Kw？ 答：根據(jù)P11表2-1，1臺拖拉機耗電量為50008000

6、Kw.h。查附錄表Tm=4960h. 最大負(fù)荷估算為:,2-17某機修車間，裝有冷加工機床56臺共260Kw；行車1臺共5.1 Kw；(FC=15%);通風(fēng)機4臺共5Kw;點焊機3臺共10.5Kw,(FC=66%);該車間采用380/220V供電.試確定該車間的計算負(fù)荷(Pc,Qc,Sc,Ic).,解:各設(shè)備的需要系數(shù),同期系數(shù)取0.8.,計算:,2-18某35/10kV總降變電所10kV母線上有下列負(fù)荷: 1#低壓變電所Pc1=850Kw,Qc1=700kvar; 2#低壓變電所Pc2=920Kw,Qc2=760kvar; 3#低壓變電所Pc3=780Kw,Qc3=660kvar; 4#低壓

7、變電所Pc4=880Kw,Qc4=780kvar;試計算該總降變電所的總計 算負(fù)荷(Pc,Qc,Sc,Ic).欲將10kV母線上的功率因數(shù)提高到0.95,通 常應(yīng)選用何種補償裝置進(jìn)行無功補償,并求出補償容量應(yīng)是多少?,解：同期系數(shù)K=1.0,采用靜電電容器集中補償法：,10kV母線上的功率因數(shù):,2-22某架空線路為8.2km,輸電電壓為35KV,導(dǎo)線型號為LJ-95.供電 給某用戶,年耗電量W=14980*103Kw.h線路上的最大負(fù)荷電流 Imax=128A,cos=0.85,試求該線路上的功率損耗及年電能損耗.,最大年利用時數(shù):,解：1.線路上的功率損耗: 查表附錄19導(dǎo)線型號為LJ-9

8、5 R=0.34/km,X=0.378/km (間距2m).,計算負(fù)荷:,電能損耗:,功率損耗:,根據(jù)P53圖2-46:=1600h,2-23某10/0.4kV變電所低壓側(cè)負(fù)荷為Pc=650 Kw, Qc=520kvar; 變壓器型號為SL7-1000/10,若該變電所年最大負(fù)荷利用時數(shù)Tmax=5000h, 試求該變壓器中的功率損耗及年電能損耗.,解：變壓器型號為SL7-1000/10的技術(shù)數(shù)據(jù)查表6. 空載損耗:P0.T=1.8kW ;短路損耗:PCU.NT=11.6 kW ; 短路電壓百分比:Uk%=4.5; 空載電流百分比:I0%=2.5.,功率因數(shù):,負(fù)荷率:,計算容量:,變壓器的有

9、功損耗:,年電能損耗:Tmax=5000h, cos=0.78,查表=3600h.,變壓器的無功損耗:,2-24 某用戶變壓器型號為SL7-1000/10,負(fù)荷為Pav=700KVA, cos=0.75,試求: 1)該變壓器中的功率損耗. 2)如欲將變壓器二次側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)提高到0.95,問通常應(yīng)該采用什么措施進(jìn)行功率因數(shù)補償,并求出其補償容量為多少? 3)如果變壓器全年投入運行350天,年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax= 4500h,問補償后變壓器中的電能損耗減少了多少? 解: (1)變壓器中的功率損耗,查附錄表4： P0.T =1.8KW,PCU.N.T=11.6KW,I0.T%=2.5 ,U

10、k%=4.5,有功功率損耗: 無功功率損耗:,(2)求出其補償容量 通常采用電力電容器作補償.若采用固定補償裝置: (3)補償后變壓器中的電能損耗 補償前:Tmax= 4500h, cos1=0.75,查圖2-46,1=3500h;,補償后: Tmax= 4500h, cos2=0.95,查圖2-46,2=2800h;,補償后變壓器中的電能損耗減少量:,2-25 10KV配電線路,AB段為架空線, BC段為電纜,設(shè)當(dāng)?shù)刈顭嵩路?為40,土壤0.8米深處為25.設(shè)兩臺變壓器均在額定狀態(tài)下運行 (忽略變壓器功率損耗),且負(fù)荷功率因數(shù)相同,試按發(fā)熱條件來選擇 架空線和電纜的截面積. 解: AB段負(fù)荷

11、電流: 選擇LJ鋁絞線25mm2,Ial=109A. BC段負(fù)荷電流: 選擇BLV鋁芯線16mm2,Ial=75A.,2-26 某10KV樹干式架空配電線路供電給三個集中負(fù)荷.干線采用同一截面的LJ型鋁絞線,并要求AD段電壓損失不大于5%,試按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗.,解:初選電抗: X0=0.4/km.,代入原式:,初選截面:,查附表6:選LJ-185:r0=0.17/km.x0=0.313 /km. 選LJ-150:r0=0.21/km.x0=0.319/km. 電壓損失校驗:,按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗: 按AB段:,查附表6,(戶外40) Ial=356A164A 滿足發(fā)熱條件.,2-28 某車間采

12、用兩臺S9-800/10變壓器并列運行,低壓側(cè)采用單母線分段方式,試求在滿足經(jīng)濟運行條件下,單臺運行與兩臺并列運行的臨界容量(kq=0.07).,單臺運行的臨界容量,解:查附表4: P0.T =1.54KW,PCU.N.T =9.9KW, I0.T%=2.5 ,Uk%=4.5,兩臺并列運行的臨界容量,一.計算負(fù)荷的目的意義 1. 什么是計算負(fù)荷?與實際負(fù)荷有何區(qū)別?確定計算負(fù)荷的目的是什么? 根據(jù)已知的系統(tǒng)用電設(shè)備安裝容量確定的,預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷稱計算負(fù)荷. 與實際負(fù)荷不同的是,計算負(fù)荷是一種估計值,實際負(fù)荷投入具有隨機性,計算負(fù)荷具備統(tǒng)計規(guī)律的特性,通常覆蓋了實際負(fù)荷的變化. 計算負(fù)荷

13、的主要目的 就是為了正確選擇系統(tǒng)各級變電所的變壓器容量,各種電氣設(shè)備的型號規(guī)格以及輸電線牌號,截面等提供科學(xué)依據(jù).,2.什么是計算負(fù)荷曲線?在確定計算負(fù)荷的作用是什么? 把一組用電設(shè)備每半小時有功功率平均值記錄下來繪制的隨時間變化的曲線稱負(fù)荷曲線。取負(fù)荷曲線規(guī)定半小時平均負(fù)荷值的P30，Q30，S30作為求計算負(fù)荷的參數(shù)，顯然負(fù)荷曲線的作用是是確定計算負(fù)荷的實驗依據(jù)。 3.有幾種確定計算負(fù)荷的方法? 確定計算負(fù)荷的方法有: 1.需要系數(shù)法，特點是計算簡便； 2.形狀系數(shù)法；特點是主要適用于機械加工企業(yè)的電力負(fù)荷計算 3.利用系數(shù)法，特點是以平均負(fù)荷作為計算依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)

14、荷的關(guān)系。 4.附加系數(shù)法;,2-9年產(chǎn)10000臺拖拉機的工廠，在規(guī)劃工廠用電計劃時，最大負(fù)荷估算為多少Kw？ 答：根據(jù)P15表2-2，生產(chǎn)1臺拖拉機耗電量為50008000Kw.h。按附錄表5,拖拉機工廠計算最大負(fù)荷年利用小時數(shù)為4960h.,4.最大年負(fù)荷利用時數(shù)Tmax與年最大負(fù)荷損耗時數(shù)的區(qū)別和關(guān)系. 假想一個時間，在此時間段內(nèi)電力符合按最大負(fù)荷Pm持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實際消耗的電能稱年最大負(fù)荷利用時數(shù)Tmax。 線路輸送相當(dāng)于最大負(fù)荷的電流Ic在時間內(nèi)產(chǎn)生的電能損耗恰好等于線路全年實際電能的損耗稱年最大負(fù)荷損耗時數(shù)。 Tmax與是不同的概念，Tmax是指用電

15、時間除了有效消耗也包括無效消耗的電能；是指用電時間僅屬于無效消耗的電能。 5.如何確定供電系統(tǒng)的功率因數(shù)? 6.提高功率因數(shù)有哪些措施? 7.有哪些無功功率補償措施?,二.確定計算負(fù)荷的系數(shù)與求計算負(fù)荷的方法 1.借助負(fù)荷曲線,利用計算負(fù)荷的系數(shù)系數(shù) .需要系數(shù)法，(附錄表1) Kd=Pc/PN 特點是公式簡單,計算簡便. .利用系數(shù)法， (附錄表4) Kx=Pav/PN 特點是以平均負(fù)荷作為計算依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。 .形狀系數(shù)法； Kz=Pe/Pav 特點是與單位時間用電量關(guān),容易測定.主要適用于機械加工企業(yè)的電力負(fù)荷計算. .附加系數(shù)法; Kf f=Pm/Pav

16、 特點是簡易程度與用電設(shè)備數(shù)量有關(guān),它考慮到了容量差異較大的計算因素.,二.工廠供電系統(tǒng)功率因數(shù)的確定,改善和節(jié)能 1.如何確定供電系統(tǒng)的功率因數(shù)? 供電系統(tǒng)中常用的功率因數(shù)有:瞬時功率因數(shù),均權(quán)平均功率因數(shù),自然功率因數(shù)。 2.提高功率因數(shù)有哪些措施? .提高自然功率因數(shù):合理選擇電動機容量,減少電動機的空載與輕載運行,保證電動機的檢修質(zhì)量。 功率因數(shù)的人工補償:確定補償容量，選擇補償裝置。 3.有哪些無功功率補償措施? 分3種方式作無功功率補償：個別補償，分組補償，集中補償。 a個別補償：能最大限度的減少無功功率，適用于長期穩(wěn)定運行，無功功率需要量大離開電源距離遠(yuǎn)的場合。 b分組補償：電容

17、器利用率高。 c集中補償：電容器利用率高，便于管理，對節(jié)約總降變電所到用戶配電所的導(dǎo)線截面和金屬消耗有利.,2-11某35/10kV總降變電所10kV母線上有下列負(fù)荷: 1#低壓變電所Pc1=850Kw, Qc1=700kvar; 2#低壓變電所Pc2=920Kw, Qc2=760kvar; 3#低壓變電所Pc31=780Kw, Qc3=660kvar; 4#低壓變電所Pc4=880Kw, Qc4=780kvar; 試計算該總降變電所的總計算負(fù)荷(Pc,Qc,Sc,Ic).欲將10kV母線上的功率因數(shù)提高到0.95,通常應(yīng)選用何種補償裝置進(jìn)行無功補償,并求出補償容量應(yīng)是多少? 解：Pc=Pc1

18、+Pc2+Pc3+Pc4=850+920+780+880=3430kW Qc=Qc1+Qc2+Qc3+Qc4=700+760+660+780=2900Kvar,采用靜電電容器集中補償法： 補償前: 參見P20: 負(fù)荷系數(shù) n= 0.79, n=0.725. 補償后:,2-13某10/0.4kV變電所低壓側(cè)負(fù)荷為Pc=650 Kw, Qc=520kvar; 變壓器型號為SL7-1000/10,若該變電所年最大負(fù)荷利用時數(shù)Tmax=5000h, 試求該變壓器中的功率損耗及年電能損耗. 解：變壓器型號為SL7-1000/10的技術(shù)數(shù)據(jù)查表6. 空載損耗:Pk=1.8kW ;短路損耗:Pe=11.6

19、kW ; 短路電壓百分比:Uk%=4.5; 空載電流百分比:I0%=2.5. 計算容量: 負(fù)荷率:,變壓器的有功損耗: 年電能損耗:,第三章 供電系統(tǒng) 電壓選擇 變壓器數(shù)量與容量 變電所的電氣主接線 高壓配電網(wǎng)的接線方式 高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)線截面選擇,一.電壓選擇 1.線路電壓損失的原因是什么? 線路長,導(dǎo)線截面有限,顧及投資費用,在一定的負(fù)荷電流下必然在線路兩端產(chǎn)生電壓降. 2.設(shè)計常規(guī)線路電壓損失要求是什么? 3.電壓選擇有什么要求? P3637,二.變壓器數(shù)量與容量 1.怎么理解在配電網(wǎng)絡(luò)中變壓器的作用? 變壓器是供電系統(tǒng)的核心,其主要作用是改變電壓作用. 2.變壓器設(shè)置的基本原則是

20、什么? 設(shè)計時應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心. 3.如何合適的選擇變壓器數(shù)量與容量? 從供電性質(zhì),負(fù)荷性質(zhì),用電容量和運行方式進(jìn)行綜合考慮. 還需要考慮過負(fù)荷能力,經(jīng)濟運行.,三.變電所的電氣主接線 1.什么是變電所的電氣主接線? 電能由電源分配給用電戶的主要連接電路.它包括電氣設(shè)備與連接關(guān)系. 2.對變電所的電氣主接線的基本要求是什么? 安全,可靠,靈活,經(jīng)濟. 3.什么叫母線?母線的制式有幾種? 母線就是電源進(jìn)線到各條饋出線的匯集處.由于載流大必須考慮力效應(yīng)和熱效應(yīng)的校驗. 母線的制式有三種:單母線制,分段單母線制,雙單母線制.,四.高壓配電網(wǎng)的接線方式 1.供電系統(tǒng)有幾種接線方式? 放射式:樹干式:環(huán)式: 2.比較它們的特點. 3.各種接線方式的適用對象,五.高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)線截面選擇 1.架空線與電纜有什么區(qū)別? P5961 2.選用架空線與電纜的依據(jù)是什么? 3.怎么計算供電線路的電阻和電抗? 根據(jù)導(dǎo)線性質(zhì),查表獲取. 4.導(dǎo)線的截面選擇方法: 根據(jù)環(huán)境溫度,熱穩(wěn)定,電壓損失導(dǎo)線性質(zhì)