电力工程.doc

第一章 概论
1、简述电力系统运行的特点及要求。
答:特点分析:
(1)电能不能大量贮存。对整个系统而言,任一时刻发出的功率与消耗功率相等;
(2)电力系统电磁暂态过程非常短暂。电力设备的动作、电能输送以及运行状态的切换过渡过程都是非常短促的,基本上都是瞬间完成,以毫秒及微秒为单位;
(3)电力系统重要性。国民经济、日常生活密切相关;工业生产是电力大用户。
运行要求:
安全、可靠、优质、高效。
2、简述电力系统中电压分级的原因。
答:由于,当输送功率一定时,越高,越小,导线等载流部分的截面积越小,投资也就越小;但电压越高,对于设备绝缘要求也就越高,变压器、杆塔、断路器等设备的绝缘投资也就越大。综合考虑上述因素,对于一定的输送功率和输送距离总会有一最为合理的线路电压,此时最为经济。从制造角度考虑,为保证生产的系列性和相互兼容性,为统一标准,国家出台法规对电力系统的额定电压进行分级。
3、简述电力系统中性点不接地运行方式下,发生单相接地故障时的特点。
答:
(1)中性点不接地,发生单相接地故障时特征:
a.经故障相流入故障点的电流为正常时本电压等级每相对地总电容电流的3倍;
b.中性点对地电压升高为相电压;
c.非故障相的对地电压升高为线电压;
d.线电压与正常时的相同,依然对称;
(2)中性点经消弧线圈接地,发生单相接地故障时特征:
a.中性点对地电压升高为相电压;
b.非故障相的对地电压升高为线电压;
c.线电压与正常时的相同,依然对称;
d.消弧线圈有消减小了接地电流,允许在单相接地故障时继续运行(2小时),在此时间内查找故障。
4、简述根据用户对供电可靠性的要求不同,电力系统负荷分为级及各自保证供电可靠性的措施。
答:根据用户对供电可靠性的要求不同,分为一级负荷、二级负荷和三级负荷;
一级负荷应由两个独立电源供电。
二级负荷应由两回线路供电,供电变压器亦应有两台。
三级负荷对供电电源没有特殊要求,一般由单回电力线路供电。
5、已知图示系统中线路的额定电压,求发电机和变压器的额定电压。
解:
第二章 电力负荷的计算
1、阐述年最大负荷及最大负荷利用小时数的意义。
答:年最大负荷:全年中最大工作班内,半小时平均功率的最大值;
年最大负荷利用小时数为假想时间,用户以全年最大负荷持续工作运行小时所消耗的电能等于全年实际消耗的电能。用电负荷的均衡性的标志,越大越均衡;
2、阐述计算负荷的意义。
答:计算负荷为等效负荷,即按此负荷持续运行所产生的热效应,与按照实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。
3、简述需要系数法及二项式法确定计算负荷时,各自的使用场合。
答;需要系数法主要适用于设备台数较多、总容量够大、没有特殊的大型用电设备的场合;二项式法更适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。
4、阐述尖峰电流的含义,其与计算电流的区别。
答:
尖峰电流——单台或者多台设备持续1~2 S的短时最大负荷电流,主要是由于大容量电动机的起动、电压波动等原因造成的。
与计算电流的区别:
计算电流——半小时平均电流的最大值;来源于计算负荷;
尖峰电流——持续1~2 S的短时最大负荷电流,尖峰电流比计算电流大得多。
5、简述提高功率因数的主要方法。
答:
(1)提高自然功率因数
①合理选择电动机的规格、型号
②防止电动机空载运行
③保证电动机的检修质量
④合理选择变压器的容量
⑤交流接触器的节电运行
(2)人工补偿功率因数
①并联电容器人工补偿
②同步电动机补偿
③动态无功功率补偿
6、 已知某机修车间的金属切削机床组,有电压为380V的电动机30台,其总的设备容量为120kW。试求其计算负荷。
解 查表中的“小批生产的金属冷加工机床电动机”项,可得Kd=0.16~0.2(取0.18计算),cosφ=0.5,tgφ=1.73。根据公式(2-19)得:
Pc=KdPe=0.18×120=21.6kW
Qc=Pctgφ=21.6×1.73=37.37kvar
Sc=Pc/cosφ=21.6/0.5=43.2kVA
7、一机修车间的380V线路上,接有金属切削机床电动机20台共50kW,其中较大容量电动机有7.5kW2台,4kW2台,2.2kW8台;另接通风机2台共2.4kW;电阻炉1台2kW。试求计算负荷(设同时系数K∑p、K∑q均为0.9)。
解 查表可得
冷加工电动机:Kd1=0.2,cosφ1=0.5,tgφ1=1.73
Pc1= Kd1Pe1=0.2×50=10kW
Qc1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar
通风机:Kd2=0.8,cosφ2=0.8,tgφ2=0.75
Pc2= Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kW
Qc2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar
电阻炉:因只1台,故其计算负荷等于设备容量
Pc3=Pe3=2kW
Qc3=0
8、试用二项式法来确定上题目中的计算负荷。
解 求出各组的平均功率bPe和附加负荷cPx
(1)金属切削机床电动机组
查表,取b1=0.14,c1=0.4,x1=5,cosφ1=0.5,tgφ1=1.73,x=5,则
(bPe∑)1=0.14×50=7kW
(cPx)1=0.4(7.5×2+4×2+2.2×1)=10.08kW
(2)通风机组
查附录表1,取b2=0.65,c2=0.25,cosφ2=0.8,tgφ2=0.75,x2=1,则
(bPe∑)2=0.65×2.4=1.56kW
(cPx)2=0.25×1.2=0.3kW
(3)电阻炉
(bPe∑)3=2kW
(cPx)3=0
显然,三组用电设备中,第一组的附加负荷(cPx)1最大,故总计算负荷为
Pc=∑(bPe∑)i+(cPx)1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW
Qc=∑(bPe∑tgφ)i+(cPx)1tgφ1=(7×1.73+1.56×0.75+0)+10.08×1.73=30.72kvar
8、如某一工厂的计算负荷为2400kW,平均功率因数为0.67。要使其平均功率因数提高到0.9(在10kV侧固定补偿),问需要装设多大容量的并联电容器?如果采用BWF-10.5-40-1型电容器,需装设多少个?
解 tgφav1=tg(arccos0.67)=1.1080
tg φav2=tg(arccos0.9)=0.4843
Qcc=Pav(tgφav1-tgφav2)=0.75×2400×(1.1080-0.4843)=1122.66kvar
n= Qcc /qcN=1122.66/40=28个
考虑三相均衡分配,应装设30个,每相10个,此时并联电容器的实际值为30×40=1200kvar,此时的实际平均功率因数为
满足要求。
9、有一工厂修建10/0.4kV的车间变电所,已知车间变电所低压侧的视在功率