4.1、某小批量生产车间380v 线路上接有接有金属切削机床共20台（其中，10KW 的4台， 15KW 的8台 ,5kW 的8台），车间有380v 电焊机2台（每台容量18KVA ，ɛN =65%,，COS ΨN =0.5),车间有吊车一台（12KW ，ɛN =25%),试计算此车间的设备容量。

解：①金属切削机床的设备。

金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以20台金属切削机床的总容量为：P e1=∑Pei=4×10+8×15+8×5=200KW②电焊机的设备容量。

电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到ɛ=100%，所以2台电焊机的设备容量为： P e2=2S NNεCOS ΨN =2×18×65.0×0.5=14.5KW③吊车的设备容量。

吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到ɛ=25%，所以1台吊车的容量为：P e3=P N25εεN =P N =12KW④车间的设备总容量为 Pe=200+14.5+12=226.5KW 4.2、用需要系数法计算第一题。

解:① 金属切削机床组的计算负荷 取Kd=0.2 φcos =0.5 tan ϕ=1.73)1(30P =d K e P =0.2×142=28.4KW)1(30Q =)1(30P tan ϕ=28.4×1.73=49.1kvar )1(30S =2)1(302)1(30Q P +=56.8kVA)1(30I =NU S 3)1(30=86.3A②电焊机组的计算负荷 取Kd=0.35 φcos =0.35 tan ϕ=2.68)2(30P =d K e P =0.35×16.1=5.6KW )2(30Q =)2(30P tan ϕ=5.6×2.68=15.0kvar )2(30S =2)2(302)2(30Q P +=16.0kVA)2(30I =NU S 3)2(30=24.3A③吊车机组的计算负荷 取Kd=0.15 φcos =0.5 tan ϕ=1.73P =K P =1.7KW)3(30)3(30)3(30S =2)3(302)3(30Q P +=3.4kVA)3(30I =NU S 3)3(30=5.2A④全车间的总计算负荷 ∑K =0.830P =∑K ei P ∑=28.6KW30Q =∑K ei Q ∑=53.6kvar 30S =230230Q P +=60.8kVA 30I =NU S 330=92.4A 4.3、一机修车间的380v 线路上，接有金属切削机床电动机20台共60KW ，其K D1=0.2， COS Ψ1=0.5；另接通风机2台共10KW ， 其K D1=0.8，COS Ψ2=0.8；电炉1台5KW ， 其K D1=0.7， COS Ψ3=1.0；试求计算负荷（设同时系数为0.9）。

解： 冷加工电动机。

K d1=0.2，cos Ψ1=1.73, tanΨ1=1.73 则 P 30.1=K di P el =0.2×60kw=12kwQ 30.1=P 30.1tanΨ1=12kw×1.73=20.8kvar②通风机。

K d2=0.8，cos Ψ2=0.8，tanΨ2=0.75，则 P 30.2=K d2=P e2=0.8×10kw=8kwQ 30.2=P 30.2tanΨ2=8kw×0.75=6kvar③电阻炉。

K d3=0.7，cos Ψ3=1.0，tanΨ3=0则 P 30.3=K d3P e3=0.7×5kw=3.5kw Q 30.3=0④总的计算负荷。

P 30=K ∑∑P30.i=0.9×（12+8+3.5）kw=21.15kwQ 30=K ∑∑Q 30.i =0.9×（20.8+6+0）kvar=24.1kvarS 30==+230230Q P 32KVA I 30==⨯38.0330S =48.8A4.4已知某一班制电器开关制造工厂共有用电设备容量4500kW ，试估算该厂的计算负荷。

解：取Kd=0.15 φcos =0.75 tan ϕ=0.88P =K P = 1575 kw303030S =230230Q P +=2098kVA30I =NU S 330=3187.7A 4、某厂拟建一降压变电所，装设一台主变压器。

已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW,无功计算负荷为800kvar 。

为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于0.9，如在变压器低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量？补偿后工厂变电所所选择变压器的容量有何变化？ 解：①补偿前的变压器容量和功率因数。

变电所低压侧的视在计算负荷为：)2(30S =2)2(302)2(30Q P +=1031kVA因次未考虑无功补偿时，主变压器的容量选择为1250kVA 变电所低压侧的功率因数为=)2(cos ϕ)2(30)2(30S P =0.63②无功补偿量。

按相关规定，补偿后变电所高压侧的功率因数不应低于0.9，即)1(cos ϕ≥0.9在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以在低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于0.9.这里取补偿后低压侧功率因数)2(cos 'ϕ=0.92.因此低压侧需要装设的并联电容器容量为：C Q =650×（tanarccos0.63-tanarccos0.92）kvar=525kvar 取C Q =530kvar 。

③补偿后重新选择变压器容量。

变电所低压侧的视在计算负荷为：)2(30S '=2)2(302)2(30)(C Q Q P -+=704kVA 因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为800kVA 。

④补偿后的工厂功率因数。

补偿后变压器的功率损耗为:≈∆T P 0.015)2(30S '=0.015×704kVA=10.6kW ≈∆T Q 0.06)2(30S '=0.06×704kVA=42.2kvar 变电所高压侧的计算负荷为：P '=P ∆+P =661KW)1(30Q '=T Q ∆+)()2(30C Q Q -=312kvar )1(30S '=2)1(302)1(30Q P '+'=731kVA 补偿后工厂的功率因数为：'ϕcos =)1(30P '/)1(30S '=0.904＞0.9 满足相关规定要求。

⑤无功补偿前后的比较。

N NS S -'=450kVA 由此可见，补偿后主变压器的容量减少了450kVA ，不仅减少了投资，而且减少电费的支出，提高了功率因数。

4.9 某工厂供电系统如图4.7所示。

已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。

试求工厂变电所高压110kV 母线上k-1点短路和低压380V 母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

图4.7 例4.9的短路计算电路 解：①求k-1点的三相短路电流和短路容量（1c U =10.5kV ） a.计算短路电路中各元件的电抗及总阻抗。

电力系统的电抗1X ：由附表3查得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量oc S =500MVA ，因此 1X =occ s U 12=MVA kV 500)5.10(2=0.22Ω架空线路的电抗2X ： 由表4.7得0X =0.35Ω/km ，因此 2X =0X l=0.35（Ω/km ）×5km=1.75Ω绘制k-1点短路的等效电路，如图4.8所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总阻抗为： X =X +X =0.22+1.75=1.97Ωb.计算三相短路电流和短路容量。

三相短路电流周期分量有效值为：)3(1-k I =)1(13-∑K c X U =Ω⨯97.135.10kV =3.08kA 三相短路次暂态电流和稳态电流为：Ω=)3(∞I =)3(1-K I =3.08kA三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为：3sh i =2.55)3(I ''=2.55×3.08=7.85kA 3sh I =1.51)3(I ''=1.51×3.08=4.65kA三相短路容量为：)3(1-k S =)3(113-K c I U =kA kV 08.35.103⨯⨯=56.0MVA ②求k-2点的三相短路电流和短路容量（2c U =0.4kV ） a.计算短路电路中各元件的电抗及总阻抗。

电力系统的电抗1X '：1X '=oc c s U 22=MVAkV 500)4.0(2=3.2×410-Ω架空线路的电抗2X '： 2X '=0X l 212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛C C U U =0.35（Ω/km ）×5km ×25.104.0⎪⎭⎫ ⎝⎛kV kV =2.54×310-Ω 电力变压器的电抗3X ： 由附表2得=%k U 5%，因此：3X =4X ≈NCk S U U 2%=0.05×kVA kV 1000)4.0(2=8×310-Ω绘制k-2点短路的等效电路，如图4.8所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总阻抗为： )2(-∑k X =1X +2X +3X //4X =6.86×310-Ω图4.8 例4.9的短路等效电路图（欧姆法）b.计算三相短路电流和短路容量。

三相短路电流周期分量有效值为： 32-k I =)2(23-∑K c X U =Ω⨯⨯-31086.634.0kV =33.7kA 三相短路次暂态电流和稳态电流为：)3(I ''=)3(∞I =)3(1-K I =33.7kA三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为：3sh i =1.84)3(I ''=1.84×3.08=62.0kA 3sh I =1.09)3(I ''=1.09×3.08=36.7kA三相短路容量为：)3(2-k S =)3(113-K c I U =kA kV 7.334.03⨯⨯=23.3MVA 在工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如表4.8所示。

表4.8 例4.9的短路计算表例4.10 试用标幺值法计算例4.9所示工厂供电系统中k-1点和k-2点的三相短路电流和短路容量。

短路计算点 三相短路电流（k A ）三相短路容量（MVA ）(3)kI ''(3)I(3)I ∞(3)shi (3)shI(3)kS K-1 3.08 3.08 3.08 7.85 4.65 56.0 K-233.733.733.762.036.723.3解：①确定基准值。