1、第二章 工厂电力负荷及其计算二、判断题1、所有医院都属于一类负荷。 （ ）答案：2、高校属于三类负荷。 （ ）答案：3、电力负荷的计算是按其发热 10 分钟的稳定值考虑的。 （ ）答案：4、年最大负荷 Pmax 就是计算负荷 P30。 （ ）答案：5、普遍用二项式法计算负荷比用需用系数法更接近实际电力负荷。 （ ）答案：6、当有大容量设备且其台数少时用二项式法比用需用系数法计算负荷更接近实际电力负荷。 （ ）答案：7、单相负荷的计算，是将各相分别求出之后，取全部之和。 （ ）答案：8、没有变压器的小型工厂或农村在缴纳的电费中没有基本电费。 （ ）答案：9、对工厂变电所高压侧的功率因素 cos必
2、须大于 0.9。 （ ）答案：10、尖峰电流 Ipk 是考虑设备工作持续时间为 5s 的短时最大负荷电流。 （ ）答案：11、电力负荷是指电力系统中所有用电设备消耗的有功功率的总和。（ ）答案：12、有多台电动机的配电线路的尖峰电流，其大小取决于多台电动机的起动电流。 ( ) 答案：三、单选题1、对一类负荷的供电要求是 。A）至少两个独立电源 B）两回输送线路 C）一条输送线 D）没有要求答案：A2、对二类负荷的供电要求是 。A）至少两个独立电源 B）两回输送线路 C）一条输送线 D）没有要求答案：B3、对三类负荷的供电要求是 。A）至少两个独立电源 B）两回输送线路 C）一条输送线 D）没有
3、要求答案：D4、一般照明属于 工作制的设备。A）连续 B）短时 C）断续周期 D）所有答案：A5、控制水库闸门的电动机属于 工作制的设备。A）连续 B）短时 C）断续周期 D）所有答案：B5、电焊机属于 工作制的设备。A）连续 B）短时 C）断续周期 D）所有答案：C6、短时工作制与断续周期工作制的设备区别是其工作时停歇时间超过 min。A）30 B）20 C）10 D）5答案：C6、电力负荷的计算是按其发热 min 的稳定值考虑的。A）30 B）20 C）10 D）5答案：A7、下列 工作制的设备在进行计算负荷时，其容量需要按 公/NeP式的换算。A）连续 B）短时 C）断续周期 D）所有答
4、案：C8、对于二类负荷，当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受 二级负荷。A）全部 B）一半 C）1/3 D）2/3答案：A9、对于二类负荷，当采用电缆线路时，必须采用 供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。A）两根电缆分别 B）两根电缆并列 C）三根电缆分别 D）三根电缆分别答案：B10、对电力负荷的计算电接近实际的是 法。A）需要系数 B）二项式 C）利用系数 D）标么值答案：C11、单相负荷的是计算，是将各相分别求出之后，取 。A）全部之和 B）其中较小值乘 3 C）其中较大值乘 3 D）平均值乘 3答案：C12、尖峰电流 Ipk 是指持续时间 的短时最大负荷电流。A
5、）10min 以内 B）1030min C）10s 以内 D）13s答案：D13、工厂供电系统装电容器进行无功补偿，是依据 的高低来调整。A）瞬时功率因数 B）月平均功率因数C）年平均功率因数 D）最大负荷时的功率因数答案：D14、中断 的供电，将造成人身死亡，或者将在政治上、经济上造成重本损失。A）一级负荷 B）二级负荷 C）三级负荷 D）四级负荷答案：A15、当用电设备台数少而功率相差悬殊时，用 计算的结果往往偏小，故此法不适用于低压线路的计算，只适用于计算变、配电所的负荷。A）需用系数法 B）二项式法 C）利用系数法 D）任何方法答案：A16、为了正确选择供电系统的导线截面、配电装置和变
6、压器容量，必须确定用电单位一个假想的负荷，这个负荷称之为 ，或者又叫 。A）实际负荷 B）尖峰负荷 C）平均负荷 D）计算负荷E）需要负荷 F）最大平均负荷答案：D，F四、名词解释1、电力负荷答：电力负荷一是指耗用电能的用电设备和用户，另一是指用电设备或用户耗用的功率和电流大小。2、计算负荷答案：计算负荷是通过负荷的统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。3、 “两部电费制”答：“两部电费制”一部分电基本电费，按所装用的主变压器容量来计费，另一部分电电能电费，按每月实际耗用的电能 kWh 来计算电费。4、负荷系数答：负荷系数又称为负荷率，它是用电负荷的平均负荷 Pav 与其
7、最大负荷 Pmax 的比值。5、最大负荷利用小时 Tmax答：最大负荷利用小时 Tmax 是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax 持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。6、年最大负荷 Pmax答：年度最大负荷 Pmax 是全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，又叫半小时最大负荷 P30。五、问答题1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求?答：一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。双电源供电，必要时增设应急电源。二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电，当
8、负荷较小时可以专线供电。三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。2、工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性?答：工作制分三类：（1）连续工作制， （2）断续周期工作制， （3） 短时工作制 负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。%10Tt3、确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点？各适用于哪些场合？答：计算负荷的方法 ：需要系数法 ：确定计算负荷的基本方法，常用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。4、并联补偿电容器采用三角形结线和星形结线各有何优缺点？高
9、压电容器组宜接成什么结线？低压电容器组宜接成什么结线？答：并联补偿电容器采用三角形结线容量大，任一电容器断线后，三相线路仍得到补偿；但任一电容器击穿短路后，将发生三相线路两相短路，有可能引起电容器爆炸。并联补偿电容器采用星形结线容量小，任一电容器断线后，断线相失去补偿；但任一电容器击穿短路后，短路电流仅为正常工作电流的三倍。高压电容器组宜接成星形结线，低压电容器组宜接成三角形结线。六、计算题1、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有 380V 的三相电动机 7.5kw3 台，4kw8 台，3kw17 台，1.5kw10 台。试用需要系数法求其计算负荷。解：此机床组电动机的总容量为 105.173
10、8435.7 kWkWkPe k5.2查附录表 1 得 Kd =0.160.2 (取 0.2)， 3.tan,.0cos有功计算负荷 k1.245.12.03无功计算负荷 var7.3.4kQ视在计算负荷 AkVWS2.85.03计算电流 I.73.432、某机修车间 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 7.5kW1 台，4Kw3 台，2.2Kw7 台） ，通风机 2 台共 3kW，电阻炉 1 台 2kW。试用需要系数法确定此线路上的计算负荷。解：先求各组的计算负荷金属切削机床组查附录表 1，取 Kd=0.2， 73.1tan,5.0cosP3
11、0（1） =0.250=10kW Q30（1） =101.73=17.3kvar通风机组Kd=0.8， 75.0tan,8.cosP30（2） =0.83=2.4 kW Q30（2） =2.40.75=1.8 kvar电阻炉Kd=0.7， 0tan,1cosP30（3） =0.72=1.4 kW Q30（3） =0因此总的计算负荷为（取 K p=0.95，K q =0.97）P30=0.95（10+2.4+1.4 ）=13.1 kWQ30=0.97（17.3+1.8+0）=18.5 kvarS30= AkVk7.25.18.32I30= VA.4.07在实际工程设计说明中，常采用计算表格的形式
12、，如表所示。容量 计算负荷序号用电设备组名称台数n kWPe需要系数Kdcostan kWp30var30QAkVS30I1 金属切削机床 20 50 O.2 0.5 1.73 10 17.32 通风机 2 3 O.8 0.8 0.75 2.4 1.83 电阻炉 1 2 0.7 1 0 1.4 023 55 13.8 19.1车间总计 取 K p=0.95 K q=0.97 13.1 18.5 22.7 34.53、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有 380V 的三相电动机 7.5kw3 台，4kw8 台，3kw17 台，1.5kw10 台。试用二项式法来确定机床组的计算负荷。解：由附录表
13、1 查得 。73.1tan,5.0cos,4.0,. xcb设备总容量为 Pe=120.5kW。x 台最大容量的设备容量为 Px=P5=7.5kW3+4kW2=30.5kW有功计算负荷为P30=0.14120.5Kw+0.430.5Kw=29.1Kw无功计算负荷为Q30=29.1Kw1.73=50.3kvar视在计算负荷为AkVWS2.58.01293计算电流为 kI4.8.304、某机修车间 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 7.5kW1 台，4Kw3 台，2.2Kw7 台） ，通风机 2 台共 3kW，电阻炉 1 台 2kW。试用二项式法
14、来确定机修车间 380V 线路的计算负荷。解：先求各组的 和ebPxc（1） 金属切削机床组由附录表 1 查得 b=0.14，c=0.4，x=5， =0.5， =1.73，costan=0.1450kw=7kW)1(eb=0.4（7.5kw 1+4kw3+2.2kw1）=8.68kw)1(xcP（2） 通风机组查附录表 1 得 b=0.65，c=0.25，x=5， =0.8， =0.75，costan=0.653kw=1.95kw)2(ebP=0.253kw=0.75kw)(xc（3） 电阻炉查附录表 1 得 b=0.7，c=0，x=0， =1， =0，故costan=0.72kw=1.4kw
15、)3(ebP=0)(xc以上各组设备中，附加负荷以 为最大，因此总计算负荷为)1(xcP30=（7+1.95+1.4 ）+8.68 =19kwQ30= （717.3+1.950.75+0 ）+8.681.73 =28.6kvarS30= AkVk3.46.2819I30= 1.52.034从计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果大得比较多，这也更为合理。按一般工程设计说明书要求，以上计算可列成下表所示电力负荷计算表。设备台数 容量 二项式系数 计算负荷序号用电设备组名称 总台 数 最大容量台数 kWPexb costan kWp30varQAkVS30I30l 切削机床
16、 20 5 50 21.7 O.14 0.4 0.5 1.73 7+8.68 12.1+15.02 通风机 2 5 3 3 0.65 O25 0.8 O.75 1.95+0.75 1.46+0.563 电阻炉 1 O 2 O 0.7 0 1 0 1.4 0总计 23 55 19 28.6 34.3 52.15、如图所示 220/380V 三相四线制线路上，接有 220V 单相电热干燥箱 4 台，其中 2台 10kW 接于 A 相，1 台 30kW 接于 B 相，1 台 20kW 接于 C 相。另有 380V 单相对地焊机 4 台，其中 2 台 14kW（=100%）接于 AB 相间，1 台 2
17、0kw（=100%）接于 BC 相间，1 台 30kW（=60%）接于 CA 相间。试求此线路的计算负荷。解：（1）电热干燥箱的各相计算负荷查附录表 1 得 Kd =0.7， =1， =0。计算其有功计算负荷：costanA 相 P30.A（1） =Kd =0.7210kw=14kwAe.B 相 P30.B（1） =Kd =0.7130kw=21kwB.C 相 P30.C（1） =Kd =0.7120kw=14kwCe.（2）焊机的各相计算负荷先将接于 CA 相间的 30kw（=60%）换算至 =100%的容量，即kWKCA2306.查附录表 1 得 ；再由表 23 查得 时的0.1tan,7
18、.cos,5d 7.0cos功率换算系数 ,8.0CABABpp ,.0ACBAp。因此对焊机换算到各相的有,2.0CABqq 8.CBq功和无功设备容量为A 相 kWkWPA 273.148. var6.4ar8.0var2.0QB 相 kkB .21.8.var8.6r48.0var2.0C 相 kWkWPC.2.38.var1.r08.var2.0Q各相的有功和无功计算负荷为A 相 kPA45.9735.)2(.30var61.8r.2435.0)2(.3 kQAB 相 WkPB5.7.1.)(.var38.9r.2635.0)2(.3 kC 相 kC4.7.)(. var39.r1.2
19、35.0)2(.3 kQ（3）各相总的有功和无功计算负荷A 相 kWPPAA 5.234.)2(.30)1(.30. var68)(. kB 相 kBB 6.285.721)(.30)1(.30.var89)2(. kQC 相 kWPPCC 8.214.71)(.30)1(.30. var97)2(. k（4） 总的等效三相计算负荷因 B 相的有功计算负荷最大，故取 B 相计算等效三相计算负荷，由此可得 kWPB8.56.23.03var1.r.9.QAkVkS 3.90.28.523030 AkVUIN137.96、某厂压变电所装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为 650kW，无
20、功计算负荷为 800kvar。为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于 0.9，如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电所所选主变压器容量有何变化? 解：(1) 补偿前的变压器容量和功率因数变压器低压侧的视在计算负荷为AkVkS10380652)2(30主变压器容量选择条件为 ，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选TNS)2(为 1250kVA(参看附录表 5)。这时变电所低压侧的功率因数为：cos (2)=6501031 0.63(2) 无功补偿容量按规定，变电所高压侧的 cos 0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗Q 远大于其有功功率损耗P
21、，一般Q (45) P ，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于 0.90，取 cos 0.92。低压侧需装设的并联电容器容量为：Qc=650(tanarccos0.63tanarccosO.92)kvar=525kvar取 Q=530kvar(3) 补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为kVA=704kVA22)2(30 )5308(65S因此主变压器容量可改选为 800kVA，比补偿前容量减少 450kVA。变压器的功率损耗为 0.015 =0.015 x 704kVA=10.6kWTP)2(30S 0.06 =0.06704kVA=42.
22、2kvarQ)(变电所高压侧的计算负荷为=650kW+10.6KW 661kW)1(30P=(800530)kvar+42.2kvar=312kvar)(kVA731kVA2)1(30316S补偿后工厂的功率因数为cos = =6617310.904)1(30P)(S7、有一 380V 三相线路，供电给下表所示 4 台电动机。试计算该线路的尖峰电流。电 动 机参 数M1 M2 M3 M4额定电流 ANI起动电流 Ast5.840.653535.819727.6193.2解：电动机 M4 的 =193.2A-27.6A=165.6A 为最大，线路的尖峰电流为：NstI=0.9（5.8+5+35.
23、8）A+193.2A=235ApkI8、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 l0kV 母线上装设 BWF10.5-30-1 型并联电容器，使功率因数提高到 0.90。问需装设多少个并联电容器？装设并联电容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：Q C=qcP30 =1728 kvar，n= Q C/qc=57则需装设 BWF10.5-30-1 型电容器 57 个。补偿后工厂的视在计算负荷S302638kVA 比补偿前减少 1054kVA。9、某装配车间 380V 线路，供电给三台吊车电动机，其中 1 台 7.5kW（=60%）
24、，2 台3kW（=15%） ，试求其计算负荷。解：按规定，吊车电动机容量要统一换算到 =25%，因此三台吊车电动机总容量为：Pe=7.5kW2 +3 kW22 =16.3 kW查附录表得 Kd=0.10.15（取 Kd=0.15） ，cos=0.5 ，tan=1.73 。因此可得：有功计算负荷 P 30=0.1516.3 Kw=2.45 kW无功计算负荷 Q 30=2.45 kW1.73=4.24 kvar视在计算负荷 S 30= 4.9 kVA计算电流 I 30= 7.44A10、在工厂供电系统中，为了提高功率因数所采用的补偿措施是什么？某变电所低压侧有功计算负荷 P30=810kW，无功计
25、算负荷 Q30=540kvar，其中一、二级负荷 P30（+）=540kW，Q 30（+） =350 kvar。试选择：变压器的台数和容量。若把低压侧功率因数提高到 0.9，应装设 BW0.4-14-1 的电容器多少个？解：在工厂供电系统中，为了提高功率因数所采用的补偿措施是装设并联电容器。根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。而每台变压器容量S30= =973.5kVAS30（+ ） = =643.5kVASN.T 0.6 S30=0.6973.5kVA=584.1 kVA且 SN.T S 30（ +） = 643.5kVA因此初步确定选两台 800 kVA 的主变压器。变电所
26、低压侧功率因数为：cos= =0.832要使低压侧功率因数为 0.832 提高到 0.9，可求得低压侧需装设的并联电容器容量为：QC=810tan(arccos0.832) tan(arccos0.9)kvar=147.7 kvarn= QC/qC=147.714=10.6（个）n 应为 3 的倍数，故应装设 BW0.4-14-1 的电容器 12 个。11、有一机修车间，拥有冷加工机床 52 台，共 200kW；行车 1 台、共 5.1kW（ N=15%）；通风机 2 台、共 5kW；点焊机 3 台、共 10.5kW（ N=65）。车间采用 220/380V 三相四线制（TN-C 系统）供电。试确定车间的计算负荷 P30、Q 30、S 30 和 I30。解： 对于冷加工机床，P e=200kW，K d=0.2,cos=0.5,tan=1.73P30(1)=KdPe=0.2200kW=40kWQ30(1)=P30tan=401.73kvar=69.2kvar 对于行车组：,P e=PN =5.1 =3.95Kw25%51Kd=0.15，cos=0.5， tan=1.73P30(2)= KdPe=0.153.95kW=0.59 kW
