工厂供配电技术习题2
周乐挺 高教版
思考题与习题2
2-1工厂常用的用电设备有哪几类？各类设备有何工作特点？P10-11
答：工厂常用的用电设备根据其用途和特点，大致可以分成四类：生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电热设备；照明设备。 1生产加工机械的拖动设备
生产加工机械的拖动设备又可分为机床设备和起重运输设备两种。
这些设备的主要动力，一般都由多台电动机供给，特点是：工作方式大都属于长期连续工作方式，设备的容量可以从几千瓦到几十千瓦，单台设备的功率因数在0.8以上。 2．电焊和电镀设备
电焊设备也是工厂中的常见用电设备，常见的电焊机有电弧焊机和电阻焊机。 电焊机的工作特点是：
(1)工作方式呈定的周期性，工作时间和停歇时间相互交替。
(2)功率较高，380 V单台电焊机功率可达400 kV〃A，三相电焊机功率最大的可达1000KV〃A。 (3)功率因数低，电弧焊机的功率因数为0. 3 -0. 35，电阻焊机的功率因数为0 .4-0. 85。 (4)工作地点不稳定，经常移动。 电镀设备的工作特点是： (1)工作方式为
长期连续工作。
(2)采用直流电源供电，需要晶闸管整流设备。
(3)容量较大，功率从几十千瓦到几百千瓦，功率因数较低，为0.4-0.62。 3．电热设备工作特点是：
(l)工作方式为长期连续工作方式。 (2）电力装置属一级、二级或三级负荷。 (3)功率因数都较高，可接近l。 4照明设备的工作特点是： (1)工作方式属长期连续工作方式。
(2)除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外，其他类型的照明设备，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯和钨卤化物灯的功率因数均较小。
(3)照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。 (4)照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在l0%左右。 2-2工厂用电设备的工作制是如何划分的？P12 答：工厂用电设备的工作制分为以下三类。 l.连续工作制
这类工作制的设备在恒定负荷下运行，其运行时间长到足以使之达到热平衡状态，如通风机、水泵、空气压缩机、电机发电机组、电炉和照明灯等，机床主电机一般也是连续运行的。 2.短时工作制
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这类工作制的设备在恒定负荷下运行的时间短，而停歇的时间较长，如机床上的某些辅助电动机、控制闸门的电动机等。 3.断续周期工作制
这类设备周期性地工作一停歇工作，如此反复运作，而工作周期一般不超过l0min，如电焊机、起重机械。 断续周期丁作制的设备可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表征工作特性。 负荷持续率为一个T作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用s表示，即负荷持续率：ε= /T=t/（t+t0）T：工作周期，t：工作周期内的工作时间，t0：工作周期内的停歇时间。
标准负荷持续率：εN,如ε≠εN，设备容量与负荷持续率的平方根成正比： 2-3什么叫计算负荷？正确确定计算负荷有何意义？P14
答：计算负荷是指通过负荷的统计计算确定的、用来按发热条件选择供配电系统Pe PN中各元件（包括设备和线路等）的一种负荷值。通常采用“半小时（30分钟）
N
最大负荷”作为计算负荷，与年最大负荷相当。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆等以计算负荷持续运行时其发热温度不会超过正常允许值。正确确定计算负荷可合理选定导线的截面和开关电器的容量，防止导线的截面和开关电器的容量不足引起的过热危险、设备绝缘老化过早损坏又避免投资的浪费。
2-4计算负荷确定是否合理，直接影响( C )的选择是否经济合理：P14 A.电器 B.导线、电缆 C.电器和导线电缆 D.开关 E.熔断器
2-5下列关于计算负荷的说法：①通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统各元件的负荷值，称为计算负荷；②计算负荷也可认为就是半小时最大负荷值；③计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定是否正确、合理，直接影响到电器
和导线的选择是否经济合理；④我国目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。其中说法正确的是( D )。P14
A.②③④ B.①③④ C.①②③ D.①②③④ 2 -6设备的总容量是否就是计算负荷？P14
答：不是。计算负荷还要考虑需要系数和同时系数等因数。 2 -7确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点？P14-15
答：需要系数法P30=Kd〃Pe。需要系数Kd是考虑了以下四种情况而取的系数： (l)用电设备组的设备实际上不一定都同时运行。 (2)运行的设备也不太可能都满负荷。 (3)设备本身有功率损耗。
(4)配电线路也有功率损耗。
需要系数法比较适用于用电设备台数比较多，而单台设备容量相差不大的情况。
二项式法的基本公式是：P30= bPe+ cPx。二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时设备总容量Pe的平均功率bPe，而且考虑了少数（x台）最大容量设备Px投入运行时产生的附加负荷cPx
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对总计算负荷的额外影响，（B、c为二项式系数。）所以二项式法比较适于设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷。
2 -8什么叫无功功率补偿？这对电力系统有何好处，P18
答：一般情况下，由于工厂生产所需大量动力负荷都是感性负荷，例如感应电动机、电焊机、电弧炉等，使得功率因数偏低，因此需采用无功功率补偿措施来提高功率因数。由
P 3UICO S，在功率P和额定电压U不变的情况下，提高功率因数cosφ可降低电流I，由功率损耗公式P=I2R，在R不变时，降低电流I就可降低供电系统的电能损耗和电压损耗；可选用稍小一些容量的电气元件，如电力变压器、开关设备和较小截面的导线，从而减少投资和节约有色金属。
2 -9并联电容器进行无功补偿时，无功补偿的依据是( D )。P18
A.瞬时功率因数 B.平均功率因数 C.最大负荷时的功率因数 D.以上都不是 2 -10我国供电企业每月向工厂收取电费，就规定电费要按月( B )高低进行调整，以鼓励用户积极设法提高功率因数。P18
A.瞬时功率因数 B.平均功率因数 C.最大负荷时的功率因数 D.以上都不是 2 -11按规定变电所高压侧cosφ≥0 9，若采用低压侧补偿，则低压侧cosφ一般为( C )。P19 A.0.85≤cosφ≤0.9 B. 0.9≤cosφ∞≤0.91 C. cosφ0. 91 D cosφ≥0 .9 2-12工厂变配电所一般分成几个室？它们各自的耐火等级是多少？P21、229
答：工厂变配电所一般分成3～5个室：变压器室、高压配电室、低压配电室、[电容器室、值班室。] 高压配电室不低于二级，低压配电室不低于三级。
2-13 一个大批量生产的机械加工车间，拥有380 V金属切削机床50台，总容量为650 kW．试确定此车间的计算负荷。P17
解：已知：Pe=650kw，查附表2-1：Kd=0.25，cosΦ=0.5，tanΦ=1.73。 P30= Kd×Pe=0.25×650=162.5 kw，Q30= P30×tanΦ=162.5×1.73=281kvar， S30= P30 /cosΦ= 162.5/0.5=325kVA， 2 -14 一机修车间，有冷加工机床20台，设
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S*****
494.4A1.73 0.38U备总容量为150
kw。电焊机5台，共15. 5 kw(暂载率为65%)、通风机4台，共4.8 kW。车问采用380 V/220 V线路供电，试确定该车间的计算负荷。P10-11
解：加工机床：Pe1=150 kw，查附表2-1得（下同）Kd=0.2，tanΦ=1.73， P30机= Kd×Pe=0.2×150=30 kw，Q30机= P30×tanΦ=30×1.73=51.9kvar， 电焊机：Pe2=15.5 kw，Kd=0.35，tanΦ=1.33，
P30焊= Kd×Pe=0.35×15.5=5.425 kw，Q30焊= P30×tanΦ=5.42×1.33=7.2kvar， 通风机：Pe3=4.8 kw，Kd=0.8，tanΦ=0.75，
P30通= Kd×Pe=0.8×4.8=3.84 kw，Q30通= P30×tanΦ=3.84×0.75=2.9kvar，
P30= P30机+ P30焊+ P30通=30+5.42+3.84=39.27 kw，Q30= Q30机+ Q30焊+ Q30通=51.9+7.2+2.9=62 kvar，
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S30 P30 Q30 .32 622 73.4KVA，
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S3073.4
111.6A
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2 -15某380 V/220 V供电线路，给大批量生产的冷加工机床电动机供电。总容量为120 kW，其中较大容量的电动机有：7.5 kW2台、5.5kW2台、4 kW5台，其余为较小容量的电动机．试用需要系数法和二项式去分别计算其计算负荷。P10-11
解：一、需要系数法：Pe1=120 kw，查附表2-1得Kd=0.25，cosΦ=0.5，tanΦ=1.73， P30 = Kd×Pe=0.25×120=30kw，Q30 = P30×tanΦ=30×1.73=51.9=52kvar， S30 = P30/ cosΦ=30/0.5=60KVA，
二、二项式法：查附表2-1得b=0.14，c=0.5，S30 = P30/ cosΦ=32/0.5=KVA，
有功负荷。P10-11
解：查附表2-1得Kd=0.2，Pe= 7.5×3=22.5kw，P30= Kd×Pe=0.2×22.5=4.5 kw，
2 -17某机修车间380 V线路上，接通风机2台共3 kW．电阻炉l台2 kW，求该线路的有功计算负荷。P10-11
解：通风机：Pe通=3kw，Kd=0.8，tanΦ=0.75，P30通= Kd×Pe=0.8×3=2.4 kw， 电阻炉：Pe阻=2kw，Kd=0.7，tanΦ=0，P30阻= Kd×Pe=0.7×2=1.4kw， 该线路有功计算负荷P30 = P30通+P30阻=2.4+1.4=3.8kw。
2 -18有一380 V三相线路，给35台小批生产的冷加工机床电动机供电，总容量为85 kW，求其有功计算负荷(Kd=0.2，cosφ=0. 5，tanφ=1.73）。P10-11 解：Pe=85kw，P30=Kd×Pe=0.2×85=17kw，
2-19某大批生产的机械加工车间，拥有通风机容量共56 kw，线路电压380 V，试计算其无功计算负荷（Kd=0. 8，cosφ=0. 8，tanφ=0.75）。P10-11 解：通风机：Pe=56kw，
P30=Kd×Pe=0.8×56=44.8kw，Q30通= P30×tanΦ=44.8×0.75=33.6kvar，
2-20某电路开关厂共有用电设备5840 kW，试汁算该厂的有功计算负荷（Kd=0.35，cosφ=0. 75，Tmax=3400h）。P10-11
解：P30=Kd×Pe=0.35×5840=2044kw，
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S3060
91.26 91A1.73 0.383U
x=5，
Px =7.5×2+5.5×2+4.5=30.5kw，P30 = bPe+ cPx=0.14×120+0.5×30.5=32kw
I30
S30
91.26 97.4A3U1.73 0.38
2 - 16已知某机修车问的金属切削机床组，拥有380 V、7.5 kW的三相电动机3台，试计算其
