《工廠供電》試題庫第二章.doc

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第二章 工廠電力負(fù)荷及其計算 二、判斷題 1、所有醫(yī)院都屬于一類負(fù)荷。（ ）答案： 2、高校屬于三類負(fù)荷。（ ）答案： 3、電力負(fù)荷的計算是按其發(fā)熱10分鐘的穩(wěn)定值考慮的。（ ）答案： 4、年最大負(fù)荷Pmax就是計算負(fù)荷P30。（ ）答案： 5、普遍用二項式法計算負(fù)荷比用需用系數(shù)法更接近實際電力負(fù)荷。（ ）答案： 6、當(dāng)有大容量設(shè)備且其臺數(shù)少時用二項式法比用需用系數(shù)法計算負(fù)荷更接近實際電力負(fù)荷。（ ）答案： 7、單相負(fù)荷的計算，是將各相分別求出之后，取全部之和。（ ）答案： 8、沒有變壓器的小型工廠或農(nóng)村在繳納的電費中沒有基本電費。（ ）答案： 9、對工廠變電所高壓側(cè)的功率因素cosj必須大于0.9。（ ）答案： 10、尖峰電流Ipk是考慮設(shè)備工作持續(xù)時間為5s的短時最大負(fù)荷電流。（ ）答案： 11、電力負(fù)荷是指電力系統(tǒng)中所有用電設(shè)備消耗的有功功率的總和。（ ）答案： 12、有多臺電動機的配電線路的尖峰電流，其大小取決于多臺電動機的起動電流。 ( ) 答案： 三、單選題 1、對一類負(fù)荷的供電要求是 。 A）至少兩個獨立電源 B）兩回輸送線路 C）一條輸送線 D）沒有要求 答案：A 2、對二類負(fù)荷的供電要求是 。 A）至少兩個獨立電源 B）兩回輸送線路 C）一條輸送線 D）沒有要求 答案：B 3、對三類負(fù)荷的供電要求是 。 A）至少兩個獨立電源 B）兩回輸送線路 C）一條輸送線 D）沒有要求 答案：D 4、一般照明屬于 工作制的設(shè)備。 A）連續(xù) B）短時 C）斷續(xù)周期 D）所有 答案：A 5、控制水庫閘門的電動機屬于 工作制的設(shè)備。 A）連續(xù) B）短時 C）斷續(xù)周期 D）所有 答案：B 5、電焊機屬于 工作制的設(shè)備。 A）連續(xù) B）短時 C）斷續(xù)周期 D）所有 答案：C 6、短時工作制與斷續(xù)周期工作制的設(shè)備區(qū)別是其工作時停歇時間超過 min。 A）30 B）20 C）10 D）5 答案：C 6、電力負(fù)荷的計算是按其發(fā)熱 min的穩(wěn)定值考慮的。 A）30 B）20 C）10 D）5 答案：A 7、下列 工作制的設(shè)備在進行計算負(fù)荷時，其容量需要按公式的換算。 A）連續(xù) B）短時 C）斷續(xù)周期 D）所有 答案：C 8、對于二類負(fù)荷，當(dāng)采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受 二級負(fù)荷。 A）全部 B）一半 C）1/3 D）2/3 答案：A 9、對于二類負(fù)荷，當(dāng)采用電纜線路時，必須采用 供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級負(fù)荷。 A）兩根電纜分別 B）兩根電纜并列 C）三根電纜分別 D）三根電纜分別 答案：B 10、對電力負(fù)荷的計算電接近實際的是 法。 A）需要系數(shù) B）二項式 C）利用系數(shù) D）標(biāo)么值 答案：C 11、單相負(fù)荷的是計算，是將各相分別求出之后，取 。 A）全部之和 B）其中較小值乘3 C）其中較大值乘3 D）平均值乘3 答案：C 12、尖峰電流Ipk是指持續(xù)時間 的短時最大負(fù)荷電流。 A）10min以內(nèi) B）10~30min C）10s以內(nèi) D）1~3s 答案：D 13、工廠供電系統(tǒng)裝電容器進行無功補償，是依據(jù) 的高低來調(diào)整。 A）瞬時功率因數(shù) B）月平均功率因數(shù) C）年平均功率因數(shù) D）最大負(fù)荷時的功率因數(shù) 答案：D 14、中斷 的供電，將造成人身死亡，或者將在政治上、經(jīng)濟上造成重本損失。 A）一級負(fù)荷 B）二級負(fù)荷 C）三級負(fù)荷 D）四級負(fù)荷 答案：A 15、當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)少而功率相差懸殊時，用 計算的結(jié)果往往偏小，故此法不適用于低壓線路的計算，只適用于計算變、配電所的負(fù)荷。 A）需用系數(shù)法 B）二項式法 C）利用系數(shù)法 D）任何方法 答案：A 16、為了正確選擇供電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面、配電裝置和變壓器容量，必須確定用電單位一個假想的負(fù)荷，這個負(fù)荷稱之為 ，或者又叫 。 A）實際負(fù)荷 B）尖峰負(fù)荷 C）平均負(fù)荷 D）計算負(fù)荷 E）需要負(fù)荷 F）最大平均負(fù)荷 答案：D，F(xiàn) 四、名詞解釋 1、電力負(fù)荷 答：電力負(fù)荷一是指耗用電能的用電設(shè)備和用戶，另一是指用電設(shè)備或用戶耗用的功率和電流大小。 2、計算負(fù)荷 答案：計算負(fù)荷是通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。 3、“兩部電費制” 答：“兩部電費制”一部分電基本電費，按所裝用的主變壓器容量來計費，另一部分電電能電費，按每月實際耗用的電能kWh來計算電費。 4、負(fù)荷系數(shù) 答：負(fù)荷系數(shù)又稱為負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷Pav與其最大負(fù)荷Pmax的比值。 5、最大負(fù)荷利用小時Tmax 答：最大負(fù)荷利用小時Tmax是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax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。 6、年最大負(fù)荷Pmax 答：年度最大負(fù)荷Pmax是全年中負(fù)荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時的平均功率，又叫半小時最大負(fù)荷P30。 五、問答題 1、電力負(fù)荷按重要程度分哪幾級?各級負(fù)荷對供電電源有什么要求? 答：一級負(fù)荷：中斷供電將造成人員傷亡或在政治上經(jīng)濟上造成重大損失者，以及特別重要的負(fù)荷。雙電源供電，必要時增設(shè)應(yīng)急電源。 二級負(fù)荷：是斷供電，在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者。雙電源供電，當(dāng)負(fù)荷較小時可以專線供電。 三級負(fù)荷：不屬于一、二級的負(fù)荷。對供電電源無特殊要求。 2、工廠用電設(shè)備按其工作制分哪幾類?什么叫負(fù)荷持續(xù)率?它表征哪類設(shè)備的工作特性? 答：工作制分三類：（1）連續(xù)工作制，（2）斷續(xù)周期工作制，（3） 短時工作制 負(fù)荷持續(xù)率：負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，負(fù)荷持續(xù)率表征斷續(xù)周期工作制的設(shè)備的工作特性。 3、確定計算負(fù)荷的需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點？各適用于哪些場合？ 答：計算負(fù)荷的方法 ：需要系數(shù)法 ：確定計算負(fù)荷的基本方法，常用。二項式法：設(shè)備臺數(shù)少，容量差別懸殊時采用。 4、并聯(lián)補償電容器采用三角形結(jié)線和星形結(jié)線各有何優(yōu)缺點？高壓電容器組宜接成什么結(jié)線？低壓電容器組宜接成什么結(jié)線？ 答：并聯(lián)補償電容器采用三角形結(jié)線容量大，任一電容器斷線后，三相線路仍得到補償；但任一電容器擊穿短路后，將發(fā)生三相線路兩相短路，有可能引起電容器爆炸。并聯(lián)補償電容器采用星形結(jié)線容量小，任一電容器斷線后，斷線相失去補償；但任一電容器擊穿短路后，短路電流僅為正常工作電流的三倍。高壓電容器組宜接成星形結(jié)線，低壓電容器組宜接成三角形結(jié)線。 六、計算題 1、已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用需要系數(shù)法求其計算負(fù)荷。 解：此機床組電動機的總?cè)萘繛? 查附錄表1得 Kd =0.16~0.2 (取0.2)， 有功計算負(fù)荷 無功計算負(fù)荷 視在計算負(fù)荷 計算電流 2、某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW（其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺），通風(fēng)機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試用需要系數(shù)法確定此線路上的計算負(fù)荷。 解：先求各組的計算負(fù)荷 金屬切削機床組 查附錄表1，取Kd=0.2， P30（1）=0.250=10kW Q30（1）=101.73=17.3kvar 通風(fēng)機組 Kd=0.8， P30（2）=0.83=2.4 kW Q30（2）=2.40.75=1.8 kvar 電阻爐 Kd=0.7， P30（3）=0.72=1.4 kW Q30（3）=0 因此總的計算負(fù)荷為（取K∑p=0.95，K∑q=0.97） P30=0.95（10+2.4+1.4）=13.1 kW Q30=0.97（17.3+1.8+0）=18.5 kvar S30= I30= 在實際工程設(shè)計說明中，常采用計算表格的形式，如表所示。 序 號 用電設(shè)備組 名稱 臺數(shù)n 容量 需要系數(shù) Kd cos tan 計算負(fù)荷 1 金屬切削機床 20 50 O.2 0.5 1.73 10 17.3 2 通風(fēng)機 2 3 O.8 0.8 0.75 2.4 1.8 3 電阻爐 1 2 0.7 1 0 1.4 0 23 55 13.8 19.1 車間總計 取 K∑p=0.95 K∑q=0.97 13.1 18.5 22.7 34.5 3、已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5kw3臺，4kw8臺，3kw17臺，1.5kw10臺。試用二項式法來確定機床組的計算負(fù)荷。 解：由附錄表1查得。 設(shè)備總?cè)萘繛? Pe=120.5kW。 x臺最大容量的設(shè)備容量為 Px=P5=7.5kW3+4kW2=30.5kW 有功計算負(fù)荷為 P30=0.14120.5Kw+0.430.5Kw=29.1Kw 無功計算負(fù)荷為 Q30=29.1Kw1.73=50.3kvar 視在計算負(fù)荷為 計算電流為 4、某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW（其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4Kw3臺，2.2Kw7臺），通風(fēng)機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試用二項式法來確定機修車間380V線路的計算負(fù)荷。 解：先求各組的和 （1） 金屬切削機床組 由附錄表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，=0.5，=1.73， =0.1450kw=7kW =0.4（7.5kw1+4kw3+2.2kw1）=8.68kw （2） 通風(fēng)機組 查附錄表1得b=0.65，c=0.25，x=5，=0.8，=0.75， =0.653kw=1.95kw =0.253kw=0.75kw （3） 電阻爐 查附錄表1得b=0.7，c=0，x=0，=1，=0，故 =0.72kw=1.4kw =0 以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以為最大，因此總計算負(fù)荷為 P30=（7+1.95+1.4）+8.68 =19kw Q30= （717.3+1.950.75+0 ）+8.681.73 =28.6kvar S30= I30= 從計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得比較多，這也更為合理。 按一般工程設(shè)計說明書要求，以上計算可列成下表所示電力負(fù)荷計算表。 序 號 用電設(shè)備組名稱 設(shè)備臺數(shù) 容量 二項式系數(shù) tan 計算負(fù)荷 總臺 數(shù) 最大容量臺數(shù) b c l 切削機床 20 5 50 21.7 O.14 0.4 0.5 1.73 7+ 8.68 12.1+15.0 2 通風(fēng)機 2 5 3 3 0.65 O．25 0.8 O.75 1.95+0.75 1.46+0.56 3 電阻爐 1 O 2 O 0.7 0 1 0 1.4 0 總計 23 55 19 28.6 34.3 52.1 5、如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。另有380V單相對地焊機4臺，其中2臺14kW（ε=100%）接于AB相間，1臺20kw（ε=100%）接于BC相間，1臺30kW（ε=60%）接于CA相間。試求此線路的計算負(fù)荷。 解：（1）電熱干燥箱的各相計算負(fù)荷 查附錄表1得Kd =0.7，=1，=0。計算其有功計算負(fù)荷： A相 P30.A（1）=Kd=0.7210kw=14kw B相 P30.B（1）=Kd=0.7130kw=21kw C相 P30.C（1）=Kd=0.7120kw=14kw （2）焊機的各相計算負(fù)荷 先將接于CA相間的30kw（ε=60%）換算至ε=100%的容量，即 查附錄表1得；再由表2—3查得時的功率換算系數(shù)。因此對焊機換算到各相的有功和無功設(shè)備容量為 A相 B相 C相 各相的有功和無功計算負(fù)荷為 A相 B相 C相 （3）各相總的有功和無功計算負(fù)荷 A相 B相 C相 （4） 總的等效三相計算負(fù)荷 因B相的有功計算負(fù)荷最大，故取B相計算等效三相計算負(fù)荷，由此可得 6、某廠壓變電所裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計算負(fù)荷為650kW，無功計算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè))的功率因數(shù)不低于0.9，如在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進行補償時，需裝設(shè)多少補償容量?并問補償前后工廠變電所所選主變壓器容量有何變化? 解：(1) 補償前的變壓器容量和功率因數(shù) 變壓器低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為 主變壓器容量選擇條件為≥，因此未進行無功補償時，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA(參看附錄表5)。 這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos(2)=650／1031＝0.63 (2) 無功補償容量 按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos≥0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗△QＴ遠(yuǎn)大于其有功功率損耗△PＴ，一般△QＴ＝(4～5)△PＴ，因此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，取cos′＝0.92。 低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為： Qc=650(tanarccos0.63－tanarccosO.92)kvar=525kvar 取 QＣ=530kvar (3) 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為 kVA=704kVA 因此主變壓器容量可改選為800kVA，比補償前容量減少450kVA。 變壓器的功率損耗為 △≈0.015=0.015 x 704kVA=10.6kW △≈0.06=0.06704kVA=42.2kvar 變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為 =650kW+10.6KW＝661kW =(800—530)kvar+42.2kvar=312kvar 　kVA＝731kVA 補償后工廠的功率因數(shù)為 cos=／=661／731＝0.904 7、有一380V三相線路，供電給下表所示4臺電動機。試計算該線路的尖峰電流。 參 數(shù) 電 動 機 M1 M2 M3 M4 額定電流／A 起動電流／A 5.8 40.6 5 35 35.8 197 27.6 193.2 解：電動機M4的=193.2A-27.6A=165.6A為最大，線路的尖峰電流為： =0.9（5.8+5+35.8）A+193.2A=235A 8、某廠的有功計算負(fù)荷為2400kW，功率因數(shù)為0.65。現(xiàn)擬在工廠變電所l0kV母線上裝設(shè)BWF10.5-30-1型并聯(lián)電容器，使功率因數(shù)提高到0.90。問需裝設(shè)多少個并聯(lián)電容器？裝設(shè)并聯(lián)電容后該廠的視在計算負(fù)荷為多少？比未裝設(shè)前視在計算負(fù)荷減少了多少？ 解：QC=ΔqcP30 =1728 kvar，n= QC/qc=57 則需裝設(shè)BWF10.5-30-1型電容器57個。補償后工廠的視在計算負(fù)荷 S30＝2638kVA比補償前減少1054kVA。 9、某裝配車間380V線路，供電給三臺吊車電動機，其中1臺7.5kW（ε=60%），2臺3kW（ε=15%），試求其計算負(fù)荷。 解：按規(guī)定，吊車電動機容量要統(tǒng)一換算到ε=25%，因此三臺吊車電動機總?cè)萘繛椋? Pe=7.5kW2 +3 kW22 =16.3 kW 查附錄表得Kd=0.1~0.15（取Kd=0.15），cosφ=0.5，tanφ=1.73 。因此可得： 有功計算負(fù)荷 P30=0.1516.3 Kw=2.45 kW 無功計算負(fù)荷 Q30=2.45 kW1.73=4.24 kvar 視在計算負(fù)荷 S30= 4.9 kVA 計算電流 I30= 7.44A 10、在工廠供電系統(tǒng)中，為了提高功率因數(shù)所采用的補償措施是什么？某變電所低壓側(cè)有功計算負(fù)荷P30=810kW，無功計算負(fù)荷Q30=540kvar，其中一、二級負(fù)荷P30（Ⅰ+Ⅱ）=540kW，Q30（Ⅰ+Ⅱ）=350 kvar。試選擇：變壓器的臺數(shù)和容量。若把低壓側(cè)功率因數(shù)提高到0.9，應(yīng)裝設(shè)BW0.4-14-1的電容器多少個？ 解：在工廠供電系統(tǒng)中，為了提高功率因數(shù)所采用的補償措施是裝設(shè)并聯(lián)電容器。 根據(jù)變電所有一、二級負(fù)荷的情況，確定選兩臺主變壓器。而每臺變壓器容量 S30= =973.5kVA S30（Ⅰ+Ⅱ）= =643.5kVA SN.T 0.6 S30=0.6973.5kVA=584.1 kVA 且 SN.T S30（Ⅰ+Ⅱ）= 643.5kVA 因此初步確定選兩臺800 kVA的主變壓器。 變電所低壓側(cè)功率因數(shù)為： cosφ= =0.832 要使低壓側(cè)功率因數(shù)為0.832提高到0.9，可求得低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為： QC=810[tan(arccos0.832)－tan(arccos0.9)]kvar=147.7 kvar n= QC/qC=147.714=10.6（個） n應(yīng)為3的倍數(shù)，故應(yīng)裝設(shè)BW0.4-14-1的電容器12個。 11、有一機修車間，擁有冷加工機床52臺，共200kW；行車1臺、共5.1kW（eN=15%）；通風(fēng)機2臺、共5kW；點焊機3臺、共10.5kW（eN=65％）。車間采用220/380V三相四線制（TN-C系統(tǒng)）供電。試確定車間的計算負(fù)荷P30、Q30、S30和I30。 解：① 對于冷加工機床，Pe=200kW，Kd=0.2,cosf=0.5,tanf=1.73 P30(1)=KdPe=0.2200kW=40kW Q30(1)=P30tanf=401.73kvar=69.2kvar ② 對于行車組：,Pe=PN=5.1=3.95Kw Kd=0.15，cosf=0.5， tanf=1.73 P30(2)= KdPe=0.153.95kW=0.59 kW Q30(2)= P30tanf=0.591.73=1.02kvar ③ 對于通風(fēng)機組：Pe= PN=5 kW，Kd=0.8，cosf=0.8，tanf=0.75 P30(3)= KdPe=0.85Kw=4kW Q30(3)= P30tanf=40.75kvar=3kvar ④ 對于點焊機組, Pe= PN =10.5=8.47 kW Kd=0.35， cosf=0.6，tanf=1.33 P30(4)= KdPe=0.358.47 kW=2.96kW Q30(4)= P30tanf=3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系數(shù) K∑p=0.9，K∑q=0.95 總的有功計算負(fù)荷為：P30=（P30(1)+P30(2)+P30(3)+P30(4)）K∑p =（40+0.59+4+2.96）0.9 =42.8（KW） 總的無功計算負(fù)荷為：Q30=（Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)+Q30(4)）K∑q =（69.2+1.02+3+3.94）0.95 =77.3（kvar） 視在計算負(fù)荷為：S30= = =84.9 （KVA） 視在電流為：I30=S30/UN=84.9/(1.7320.38)=129 （A） 12、有一380v三相線路，供電給35臺小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，總?cè)萘繛?5kW，其中較大容量的電動機有7.5kW，4kW3臺，3kW12臺。試分別用需要系數(shù)法和二項式法確定其計算負(fù)荷P30、Q30、S30和I30。 解：㈠ 需要系數(shù)法 對于小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，取Kd=0.2，cosf=0.5，tanf=1.73 P30=KdPe=0.285kW=17kW Q30=P30tanf=171.73kvar=29.4kvar S30= P30/ cosf=17/0.5kvA=34 kvA I30= S30/UN=34/(1.7320.38)A=51.7A ㈡ 二項式法 取b=0.14,c=0.4 PX=P16=（7.543+312）kW=22.5kW P30=KdPe=bPe+cPX =(0.1485+0.422.5)kW=20.9kW Q30=P30tanf=20.91.73kvar=36.2kvar S30= P30/ cosf=20.9/0.5 kvA=41.8 kvA I30= S30/UN=41.8/(1.730.38)=63.8A