第一章1-1试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。

图1-23 习题1-1的供电系统解：如果变压器的二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%，一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，于是：因为2220/38.5T NU=kV所以121220WL T NU U==kV;()22238.535110% 1.1T NWLUU===+kV同理：1110.5T N GNU U==kV;()121110% 1.1220242T N WLU U=+=⨯=kV，110.5/242T NU=kV。

1-2 试确定图1-24所示供电系统中发电机和各变压器的额定电压？GT1T2T310KV6KV电网电网35KV图1-24 习题1-2的供电系统解：如果变压器的二次侧接低压线路，则其二次侧电压高于线路电压5%，二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%；一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，发电机的额定电压高于线路额定电压的5%。

则有：发电机额定电压：()15%1010.5GNU=+⨯=kV；变压器T1的额定电压：1110.5T N GNU U==kV；()12110%3538.5T NU=+⨯=kV；110.5/38.5T NU=kV；变压器T 2的额定电压：2135T N U =kV ；()2215%6 6.3T N U =+⨯=kV ；235/6.3T N U =kV ；变压器T 3的额定电压：3110T N U =kV ；()3215%3800.4T N U V =+⨯=kV ；310/0.4T N U =kV ；第二章2-1某大批生产的机械加工车间，拥有金属切削机床电动机容量共800kW ，通风机容量共56kW ，线路电压为380V 。

试分别确定各组和车间的计算负荷30P 、30Q 、30S 和30I 。

解：（1）金属切削机床组的计算负荷：查附录表1：0.2d K =，cos 0.5ϕ=，tan 1.73ϕ=则()3010.2800160P kW =⨯= ()()301301tan 160 1.73276.8Q P kVar ϕ==⨯= ()()301301160320cos 0.5P S kVA ϕ=== ()301486.2S I A ===（2）通风机组的计算负荷：查附录表1：0.8d K =，cos 0.8ϕ=，tan 0.75ϕ=则()3020.85644.8P kW =⨯= ()()302302tan 44.80.7533.6Q P kVar ϕ==⨯= ()()30230244.856cos 0.8P S kVA ϕ=== ()30285.1S I A ===取同时系数0.9PK=∑，0.95QK=∑，于是车间的总计算负荷为：()()()()303013020.916044.8184.3P P KP P kW =⨯+=⨯+=∑()()()()303013020.95276.833.6294.9QQ KQ Q kVar =⨯+=⨯+=∑30347.8S kVA ===30528.4I A ===各个参数如下表：2-3有一380V 三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW ，其中较大容量的电动机有7.5kW 1台，4kW 3台，3kW 12台。

试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷30P 、30Q 、30S 和30I 。

解：1、采用需要系数法查附录表1：0.2d K =，cos 0.5ϕ=，tan 1.73ϕ=则300.88517P kW =⨯=3030tan 17 1.7329.4Q P kVar ϕ==⨯=30301734cos 0.5P S kVA ϕ=== 3051.7I A === 2、采用二项式法查附录表1：0.14b =，0.4c =，5x =，cos 0.5ϕ=，tan 1.73ϕ=则（1）x 台最大容量的设备容量为57.51433122.5x P P kW ==⨯+⨯+⨯=有功计算负荷为：300.14850.422.511.9920.9e x P bP cP kW '=+=⨯+⨯=+=； 无功计算负荷为：3030tan 20.9 1.7336.2Q P kVar ϕ''==⨯=； 视在计算负荷为：303020.941.8cos 0.5P S kVA ϕ''===；计算电流为：3063.5I A ''=== 两种方法的计算结果如下表：2-6某厂变电所装有一台630kV A 变压器，其二次侧(380V)的有功计算负荷为420kW ，无功计算负荷为350kvar 。

试求此变电所一次侧（10kV ）的计算负荷及其功率因数。

如果功率因数未达到0.9，问此变电所低压母线上应装设多大并联电容器的容量才能达到要求?解：补偿前的视在计算负荷：()302546.7S kVA === 则变压器有功损耗损耗：300.010.01546.7 5.5T P S kW ∆≈=⨯≈; 变压器无功损耗损耗：300.050.05546.727.3T Q S kVar ∆≈=⨯≈; 于是，考虑变压器损耗之后的变压器一次侧母线的计算负荷为：()()301302420 5.5425.5T P P P kW =+∆=+=; ()()30130235027.3377.3T Q Q Q kVar =+∆=+=()301568.7S kVA === ()30132.8S I A ===功率因数为：()()3011301425.5cos 0.750.9568.7P S ϕ===<，不满足要求，故需要进行无功补偿。

为使一次侧达到()1cos ϕ达到0.9，则二次侧的()2cos ϕ'要达到0.92，于是取()2cos 0.92ϕ'=，此时二次侧的功率因数为()()()3022302420cos 0.77546.7P S ϕ===。

则补偿的无功功率为：()()()[]30222tan tan 420tan cos0.77tan cos0.92170C Q P arc arc kVarϕϕ⎡⎤'=-=⨯-≈⎣⎦注：这里需校验2-8某厂的有功计算负荷为2400kW ，功率因数为0.65。

现拟在工厂变电所10kV 母线上装设BWF10.5-30-1型并联电容器，使功率因数提高到0.9。

问需装设多少个并联电容器？装设了并联电容器以后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设前视在计算负荷减少了多少？解：（1）并联电容器的个数：有题意可知，在10kv 高压侧进行补偿，补偿前的功率因数为cos 0.65ϕ=，补偿以后的功率因数为cos 0.9ϕ'=，于是有：[][]30tan tan 2400tan cos0.65tan cos0.92400(1.170.48)1656C Q P arc arc kVarϕϕ'=-=⨯-=⨯-≈165655.230C c Q n q ===，为了三相平衡，取57n = （2）无功补偿以后的视在计算负荷：补偿之前的无功计算负荷为：3030tan 2400 1.172808Q P kVar ϕ==⨯=并联56个电容器以后，补偿的无功功率为：57301710CQ kVar '=⨯= 补偿后的无功计算负荷为：3030280817101098C Q Q Q kVar ''=-=-=则补偿后的视在计算负荷为：302639S kVA '=== 补偿以后的功率因数为：30302400cos 0.9090.912639P S ϕ''===≈'满足要求 （3）补偿前后的视在计算负荷差值：补偿之前的视在计算负荷为：303024003692cos 0.65P S kVA ϕ=== 补偿前后的视在计算负荷差值为：303030369226521040S S S kVA '∆=-=-=第三章3-1 有一地区变电站通过一条长4km 的10kV 电缆线路供电给某厂装有两台并列运行的S9-800型（Yyn0联结）电力变压器的变电所。

地区变电站出口断路器的断流容量为300MV A 。

试用欧姆法求该厂变电所10kV 高压母线上和380V 低压母线上的短路电流(3)k I 、"(3)I 、(3)I ∞、(3)sh i 、(3)sh I 和短路容量(3)k S ，并列出短路计算表。

解：根据题意得计算电流如下所示：（Yyn0）1、求k-1点的三相短路电流和短路容量（U c 1= 10.5 kv ） (1)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗 1)电力系统的电抗：有题意可知，300oc S MV A =则2211(10.5)0.3670.37300c oc U kV X S MVA===Ω≈Ω2)电缆线路的电抗：由表3-1查得X 0=0.08Ω/km,因此200.08(/)40.32X X l km km ==Ω⨯=Ω 3)绘k-1点短路的等效电路如下图所示，然后计算电路的总电抗：(1)120.370.320.69k X X X ∑-=+=Ω+Ω=Ω(2).计算三相短路电流和短路容量1) k-1三相短路电流周期分量有效值：(3)18.79k I kA -===2).三相短路次暂态电流和稳态电流有效值："(3)(3)(3)18.79k II I kA ∞-===3).三相短路冲击电流及其有效值：(3)"(3)(3)"(3)2.55 2.558.7922.411.51 1.518.7913.27sh shi I kA kAIIkA kA==⨯===⨯=4).三相短路容量：(3)(3)11110.58.79159.85k c k S I kV kA MV A --=⨯=2. 求k-2点的短路电流和短路容量（U c2= 0.4kV ） (1) 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1).电力系统的电抗：22'421(0.4) 5.310300c oc U kV X S MVA-===⨯Ω2). 电缆线路的电抗：22'422010.40.08(/)4 4.641010.5c c U kV X X l km km U kV -⎛⎫⎛⎫==Ω⨯⨯=⨯Ω ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3). 电力变压器的电抗：由附录表5查得U k ％＝4.5，因此()22632340.4% 4.5910910100100800k c N kV U U X X k S kVA--=≈=⨯=⨯Ω=⨯Ω4) 绘k-2点短路的等效电路如下图所示3910-⨯Ω计算其总电抗：''''34(2)123412343443//9105.310 4.6410 5.48102k X X X X X X X X X X X ∑-----=++=+++⨯Ω=⨯Ω+⨯Ω+=⨯Ω(2) 计算三相短路电流和短路容量1) 三相短路电流周期分量有效值：(3)242.14k I kA -=== 2)三相短路次暂态电流和稳态电流："(3)(3)(3)242.14k I I I kA ∞-===3)三相短路冲击电流及其有效值：(3)"(3)(3)"(3)1.84 1.8442.1477.541.09 1.0942.1445.93sh shi I kA kAIIkA kA==⨯===⨯=4)三相短路容量：(3)(3)2220.442.1425.2k c k S I kV kA MVA --==⨯=在供电工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如下表所示：3-2 使用标幺值法重做题3-2。