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
2
220/38.5
T N
U=kV
所以
121
220
WL T N
U U
==kV;
()
22
2
38.5
35
110% 1.1
T N
WL
U
U===
+
kV
同理：
11
10.5
T N GN
U U
==kV;()
121
110% 1.1220242
T N WL
U U
=+=⨯=kV，1
10.5/242
T N
U=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？
G
T1T2
T3
10KV
6KV电网
220V/380V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%1010.5
GN
U=+⨯=kV；
变压器T1的额定电压：
11
10.5
T N GN
U U
==kV；()
12
110%3538.5
T N
U=+⨯=kV；
1
10.5/38.5
T N
U=kV；
变压器T2的额定电压：
21
35
T N
U=kV；()
22
15%6 6.3
T N
U=+⨯=kV；
2
35/6.3
T N
U=kV；
变压器T3的额定电压：
31
10
T N
U=kV；()
32
15%3800.4
T N
U V
=+⨯=kV；
3
10/0.4
T 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==⨯= ()()301301160
320cos 0.5
P S kVA ϕ==
= ()301486.2330.38
N
S I A U =
=
=⨯
（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==⨯= ()()30230244.8
56cos 0.8
P S kVA ϕ==
= ()30285.1330.38
N
S I A U =
=
=⨯
取同时系数0.9P
K
=∑，0.95Q
K
=∑，于是车间的总计算负荷为：
()()()
()303013020.916044.8184.3P P K
P P kW =⨯+=⨯+=∑
()()()()30301
302
0.95276.833.6294.9Q
Q K
Q Q kVar =⨯+=⨯+=∑
22
22303030184.3294.9347.8S P Q kVA =+=+=
3030528.4330.38
N I A U =
==⨯
各个参数如下表： 设备 名称 设备容量P e /kW 需要系数
K d cos ϕ
tan ϕ
计算负荷
P 30/kW
Q 30/kva r
S 30/kVA I 30 / A 切削机床 800 0.2 0.5 1.73 160 276.8 320 486.2 通风机 56
0.8
0.8
0.75
44.8 33.6 56 85.1 车间 0.9P
K
=∑，0.95Q
K
=∑
184.3
294.9
347.8
528.4
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==⨯=
303017
34cos 0.5
P S kVA ϕ=
== 303051.7330.38
N I A U =
==⨯ 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：30
30tan 20.9 1.7336.2Q P kVar ϕ''==⨯=； 视在计算负荷为：3030
20.9
41.8cos 0.5
P S kVA ϕ''===；
计算电流为：3030
63.5330.38
N I A U '===⨯ 计算
方法
计算系数 cos ϕ tan ϕ
计算负荷 K d 或b/c P 30/kW Q 30/kva r S 30/kVA I 30 / A 需要系
数法 0.2 0.5 1.73 17 29.4 34 51.7
二项
式法 0.14/0.4 0.5 1.73 20.9 36.2 41.8 63.5
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：()()
()2222
30230
2302420350546.7S P Q 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 =+∆=+=
()()()2222
30130
1301425.5377.3568.7S P Q kVA =+=+=
()30130132.8330.38
N
S I A U =
=
=⨯
功率因数为：()()
3011301425.5
cos 0.750.9568.7
P 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()()()
3022302420
cos 0.77546.7
P S ϕ=
=
=。

则补偿的无功功率为：
()()()[]30222tan tan 420tan cos0.77tan cos0.92170C Q P arc arc kVar
ϕϕ⎡⎤'=-=⨯-≈⎣⎦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。