第2章习题参考答案

2-1 解释下列名词概念

（1）计算负荷：根据用电设备容量统计计算求出的，用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值

（2）负荷系数：用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值

（3）负荷持续率：表征断续周期工作制设备的工作特征，即一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值

（4）尖峰电流：指持续时间1～2s的短时最大负荷电流，主要是用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

2-2 填空题

（1）断续周期工作制的设备时而工作，时而停歇，如此反复运行，其工作周期一般不超过 10 min； （2）在计算等效三相负荷时，如果既有线间负荷又有相负荷，应先将线间负荷换算为相负荷，然后各相负荷分别相加，选取最大相负荷乘 3 倍作为等效三相负荷。

2-3 单项选择题

（1）必须在用户对无功功率采取补偿措施，不是因为（C）

A．感应电动机约占全部负荷的50％以上，无功功率的数量不能忽视 B．送配电线路和变压器由于传输无功功率将造成电能损失和电压损失 C．电气设备在运行过程中要消耗无功功率 D．发电机多发无功以后，必将影响它的有功出力

（2）将功率因数从0.9提高到1.0所需的补偿容量，与从0.8提高到0.9所需补偿容量相比（B） A．一样多 B．更多些 C．少一些 D．不确定

（3）用电设备台数较多、各台设备容量相差不悬殊时，宜采用(C)，一般用于干线.配变电所的负荷计算

A．二项式法 B．单位面积功率法 C．需要系数法 D．利用系数法

（4）用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时宜采用(A)，一般用于支干线和配电屏(箱)的负荷计算

A．二项式法 B．单位面积功率法 C．需要系数法 D．利用系数法 （5）电焊机的设备功率是指将额定功率换算到负载持续率为(D)时的有功功率。 A．15％ B．25％ C．50％ D．100％

（6）在负荷计算中，单相负荷应均衡分配到三相上，当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的(A)时，全部按三相对称负荷计算

A．15％ B．20％ C．25％ D．30％ （7）无功功率通过线路电阻时（A） A．产生有功功率损耗 B．产生无功功率损耗 C．不产生有功功率损耗

D．既不产生有功功率损耗也不产生无功功率损耗

2-4 多项选择题

（1）关于计算负荷,正确的说法有（BCD） A．计算负荷的大小即设备容量之和

B．计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷 C．计算负荷可认为就是半小时最大负荷 D．计算负荷和实际变动负荷的最高温升是等值的 （2）有关需要系数的正确说法（BD）

A．断续周期工作，或者连续运行但负荷不稳定的用电设备，需要系数相对较大 B．连续稳定运行的用电设备，需要系数相对较大 C．连续稳定运行的用电设备，需要系数相对较小

D．断续周期工作，或者连续运行但负荷不稳定的用电设备，需要系数相对较小 （3）提高功率因数对用户供配电系统的好处（ACD）

A．减小线路电压损失 B．减小用电设备电流 C．减小线路电能损耗 D．减小变压器容量 （4）设备组负荷计算需要系数法, 影响需要系数大小的因素（ABCD） A．设备效率和线路损耗 B．设备操作工技能水平 C．设备台数 D．设备组工作性质

2-5 判断题

（1）无功功率是因为用电设备不需要这一部分功率而得名（×）

（2）从充分发挥供电设备的能力和提高供电效率来说，希望负荷系数越高、越趋近于1越好（√） （3）如果新用户的功率因数未达到规定，供电局可以拒绝接电（√）

2-6 回答下列问题

（1）负荷计算的目的与意义？

答：用户的用电设备品种繁多，数量大，工作情况复杂，实际用电负荷或所需电量，并不是用电设备容量的简单相加。如何根据用电设备资料正确估计计算负荷，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电气设备和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但仍难准确确定计算负荷大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能力求接近实际。

（2）提高功率因数有哪些积极意义？怎样提高功率因数？

答：提高功率因数将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆。 提高功率因数方法：并联电容器

（3）什么叫尖峰电流?尖峰电流的计算有什么用处?

答：尖峰电流指持续时间1～2s的短时最大负荷电流，主要是用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

2-7 计算题

（1）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。

os??0.5，解：查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得Kd=0.16～0.2（取0.2），ctan??1.73。因此可求得

有功计算负荷 P30=0.2×120kW=24kW 无功计算负荷 Q30=24kW×1.73=41.52kvar 视在计算负荷 S30=24kW/0.5=48kVA

计算电流 I30?48kVA/(3?0.38kV)?72.93A

（2）某机械制造厂机修车间380V低压母线上引出的配电干线向下述设备供电：①冷加工机床：7.5kW 4台，4kW 6台 。②通风机：4.5 kW 3台。③水泵：2.8kW 2台。试确定各组和总的计算负荷（用需要系数法），结果用电力负荷计算表列出。

解：先求各组的计算负荷

（1）冷加工机床组设备总容量：Pe(1)??7.5?4?4?6?kW?54kW

查附录表1，取Kd?0.2，cos??0.5，tan??1.73，故

P30(1)?0.2?54kW?10.8kW， Q30(1)?10.8kW?1.73?18.684kva r（2）通风机组。查附录表1，取Kd?0.8，cos??0.8，tan??0.75，故 P30(2)?0.8?3?4.5kW?10.8kW， Q30(2)?10.8kW?0.75?8.1kvar

（3）水泵炉。查附录表1，取Kd?0.7，cos??0.8，tan??0.75，故 P30(3)?0.7?2?2.8kW?3.92kW，Q30(3)?3.92kW?0.75?2.94kvar 因此总计算负荷为（K?p?0.95，K?q?0.97）

P30?0.95?(10.8?10.8?3.92)kW?24.244kW

Q30?0.97?(18.684?8.1?2.94)kvar?28.832kvar S30?24.2442?28.8322kV?A?37.67kVA

（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50kW，其中较大容量电动机有7.5kW 2台，4kW 2台，2.2kW 8台；另接通风机2台共2.4kW；电阻炉1台2kW。试用二项式法求计算负荷。

解：1）机床组。由附录表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，cos??0.5，tan??1.73。 x台最大容量的设备容量为：Px?P5?7.5kW?2?4kW?2?2.2kW?1?25.2kW 有功计算负荷为：P30?0.14?50kW?0.4?25.2kW?7kW?10.08kW 无功计算负荷为：Q30?(7kW?10.08kW)?1.73?12.11kvar?17.44kvar 2）通风机组。由附录表1查得b=0.65，c=0.25，x=5，cos??0.8，tan??0.75。 x台最大容量的设备容量为：Px?P5?Pe?2.4kW

有功计算负荷为：P30?0.65?2.4kW?0.25?2.4kW?1.56kW?0.6kW 无功计算负荷为：Q30??1.56kW?0.6kW??0.75?1.17kvar?0.45kvar 3）电阻炉组。由附录表1查得b=0.7，c=0.3，x=2，cos??0.95，tan??0.33。 x台最大容量的设备容量为：Px?P2?Pe?2kW

有功计算负荷为：P30?0.7?2kW?0.3?2kW?1.4kW?0.6kW

无功计算负荷为：Q30??1.4kW?0.6kW??0.33?0.46kvar?0.20kvar 由以上结果知，机床组的附加负荷最大，因此车间总计算负荷：

P30??(bPe)i?(cPx)max??7?1.56?1.4?kW?10.08kW?20.04kW Q30??(bP12.11?1.17?1.4?kvar?17.44kvar?32.12kvar etan?)i?(cPx)maxtan?max??S30?20.042?32.122kV?A?37.86kVA

I30?37.86kVA/(3?0.38kV)?57.52A

（4）某用户最大负荷月的有功用电量为75000kWh，无功用电量为69000kvarh，该用户为两班制生产。问该用户的月平均功率因数是多少?欲将功率团数提高到0.90，问需要装设电容器组的总容量应当是多少? 解：cos??WpW?W2p2q?7500075000?6900022?0.74

用户为两班制生产，即每日生产16h，每月计30个工作日，每月生产16×30=480 h。 最大负荷月的有功用电量为75000kW.h，即

P30?Pmax?Wa/Tmax?则所需无功补偿

75000kW.h?156.25kW

480hQC?P30(tan??tan?')?15.625??tanarccos0.74?tanarccos0.90??68.75kvar

（5）某厂拟建一降压变电所，装设一台10／0.4kV的低损耗变压器。已求出变电所低压侧有功计算负荷为540kW，无功计算负荷为730kvar。遵照规定，其高压侧功率因数不得低于0.9， 问此变电所需在低压侧补偿多少无功功率？

解：1）补偿前的变压器的容量和功率因数。变电所低压侧的视在计算负荷为

S30(2)?5402?7302kVA?908.02kVA

变电所低压侧功率因数为：cos?(2)?540/908.02?0.60 按SN.T?S30(2)条件选择主变容量，应选为1000kVA。

2）无功补偿容量。按规定，变电所高压侧功率因数应为0.90以上，即cos?(1)?0.90。考虑到变压器的无功功率损耗?QT远大于有功功率损耗?PT，一般?QT?(4～5)?PT，因此在变压器低压侧补偿时，要使变电所高压侧功率因数达到0.90以上，低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，这里取

cos?(?2)?0.92。

低压侧需装设的并联电容器容量为

QC?540?(tanarccos0.60?tanarccos0.92)kvar?490kvar

查附录表7，选择自愈式低压并联电容器BSMJ0.4-20-3，台数n?490/20?24.5，取n?25，则

实际补偿容量为

QC?25?20kvar?500kvar

3）补偿后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

'S305402?(730?500)2kVA?587kVA (2)?因此无功补偿后主变压器容量可选为630kVA（参考附录表8）。 变压器功率消耗为

'?PS30kVA?8.81kW T?0.015(2)?0.015?587