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1、负荷计算及无功补偿课后习题一、单选题1 .车间某三相配电系统中，每相均接入一盏交流220V2kW碘鸨灯，同时在A相和B相间接入一个交流380V、2kW的全阻性负载，清计算等效三相负荷，下列哪一项数值是正确的？(A)5kW(B)6kW(C)9kW(D)IOkW答案：C解答过程:依据工业与民用供配电设计手册)(第四版)P20,P21o首先将相间负荷转为相负荷。由题中全阻性负载可知功率因数为1,查表L6T,则：Pu=Puv.p(uv)u+Pwu.p(vu)u=20.5=IkWPv=Puv,p(uv)u+Pvw.p(vw)V=20.5=IkWPw=Pvw.p(vw)w+Pwu.P(wu)w=OkW其次
2、将各相负荷分别相加，取最大相负荷的3倍作为等效三相负荷。则：(2+1)3=9kW2 .假设某车间变电所设置一台100.4kV.63OkVA变压器。其空载有功损耗1.5kW、满载有功损耗6.8kWo0.4kV侧计算视在功率为520kVA,功率因数为0.95,问变电所IOkV侧计算无功功率为那项？(A)183kvar(B)185.6kvar(C)198kvar(D)188.24kvar答案：【D】解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P30式(LlO-6)。0.4kV侧计算无功功率：Qo.4=Scsin=52OO.312=162.24kvar变压器无功功率损耗：Qr=O.O5Sc=O.O
3、5520=26kvarIOkV侧计算有功功率：QlO=Qo+Qt=162.2426=188.24kvar解析：本题给出的空载有功损耗L5kW、满载有功损耗68kW是干扰项，题中未给出空载无功损耗、满载无功损耗，则可用概略计算公式计算。3 .假设某车间变电所设置一台SCII-20/0.4kV、63OkVA变压器。0.4kV侧计算视在功率为560kVA,功率因数为0.95,问变电所20kV侧计算有功功率为那项？(A)593kW(B)506kW(C)503kW(D)538.1kW答案：D解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P30式(LlO-3)；P154表343。0.4kV侧计算有功功率
4、：尸I=SCCoS=5600.95=532kW变压器有功功率损耗：PT=P0+PK(SS)2=l.38+5.97(560630)2=6.1kW20kV侧计算有功功率:P20=P0.4+APT=532+6.1=538.1kW解析：实际设计工作中，APO和PK均由变压器产品样本或手册中查出，本题PO和PK可由配四P154表3.4-3中查出。4 .某机加工车间，设一台动力配电箱Dl为下表中用电设备供电，其2台等容量的交流电焊机接在不同相间，其用电负荷及有关参数如下：设备名称数量单位设备组总容量电压(V)利用系数cos交流电焊机n=65%2台32kVA单相3800.50.5恒温电热箱1台20kW三相3
5、800.81采用利用系数法计算该动力配电箱的有功功率？A48.69kwB45.69KWC45.25KWD42.25KW答案：【D】解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P19用电设备有效台数小于4时，短时或周期工作制设备，交流电焊机实际台数W3,K)取1.15,恒温电热箱1台3台，属于连续工作设备，K1=Io电焊机设备功率：Pel=S而cos=(322)050.5=6.45kw换算三相负荷，接在不同相间，Pe=3Pel=36.45=19.35kwP19式1.5T0Pc=I.15X19.35+1X20=42.25kw5 .已知某三相四线380/220V配电箱接有如下负荷：三相IOkW,
6、A相0.36kW,B相0.2kW,C相0.8kW,试用简化法求出该配电箱的等效三相负荷应为下列哪项数值？(A)2.4kW(B)10kW(C)11.36kW(D)12.4kW答案：C解答过程：工业与民用供配电设计手册第四版P19单相负荷：0.36+0.2+0.8=1.36kW57%答案：B解答过程：依据钢铁企业电力设计手册上P291“最低损失率大体发生在负载系数BQ补偿后的视在功率：Sc=Pc2+(Qc-Qcl)2=390.12+(408.89-280)2=410.84kVA择选变压器容量为：鬻:(684.74821.68)kV,取80OkVA050.6800变压器负载率：8=4=嚅5居SN80
7、0解析：本题关键是要清楚变压器最低损失率发生在负载率0.50.6左右。变压器负载率的计算公式要掌握。节能一节变压器的计算公式不少，二次侧功率因数，负载率，有功损耗、无功损耗等务必掌握。10.假设该企业负荷中有电弧炉5台，其中60OkVAXI台，500kVAX2台，400kV2台，请计算电弧炉负荷的计算容量Sc为下列哪些数值？(A)2400kVA(B)2446kVA(C)2880kVA(D)2833kV答案：B)解答过程：依据工业与民用配电设计手册(第四版)P23,式(L7-3)(1.7-5)及表1.7-1查表L7T,总台数n=5台，nl=3台，n2=2台负荷计算：Pc=L2X0.85(600X
8、1+500X2)+0.66X0,9(4002)=2107.2(kW)Qc=L2X0.527X(600l+5002)+0.66X0.436X(400X2)=1241.631(kvar)Sc=2107.22+1241.6312-2445.8kV2446(kVA)三、案例题题1-8某机加工车间，设一台动力配电箱Dl为下表中用电设备供电，其2台等容量的交流电焊机接在同一相间，其用电负荷及有关参数如下表：设备名称数量单位设备组总容量电压(V)利用系数cos交流电焊机n=65%2台32kVA单相3800.50.5恒温电热箱8台4.5kW三相3800.81该动力配电箱DI安装于用电设备组附近，由车间低压变配
9、电室供电，设计人员拟选用YJV型绝缘电线为该动力配电箱供电，电缆穿管敷设，环境温度按35考虑(假定该电缆仅按发热条件选择即可满足供电要求)。请回答下列电气设计过程中的问题，并列出解答过程。1 .求两台电焊机等效三相负荷为多少？(A)22.34kW(B)38.7kW(C)19.35kW(D)11.17kW答案：【A】解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P20式164二台电焊机设备功率：Pel=2S、病cos=2(322)650.5=26.45=12.9kw换算三相负荷，接在同一相间：Peq=3Pel=312.9=22.3妹W2 .该配电箱Dl所带负荷最大负荷班的用电设备组平均有功功率
10、和无功功率为多少？(A)39.97kW19.35kvar(B)38.475kW19.35kvar(C)39.97kW、16.76kvar(D)38.475kW、16.76kvar答案：A解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P15式1.51、1.5-21)恒温电热箱：Pe2=84.5=36kW,Pav2=KuXPe2=0.836=28.8kW,Qav2=Pavltan=28.8O=Okvar2)交流电焊机：Pavl=KuPeq=0.5X2234=11.17kW,Qavl=Pavltan=11.171.732=19.35kvar3)合计：Pav=Pavl+Pav2=11.1728.8=
11、39.97kW,Qav=Qavl+Qav2=19.35+0=19.35kvar3 .求全利用平均系数Kut?(A)0.5(B)0.6(C)0.7(D)0.8答案：【C】解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P16式1.5-3Kut=等-28.8+11.1768520.7Pe36+22.344 .求用电设备有效台数neq?(A)12(B)11.7(C)10(D)11答案：A解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P16式L5-4lq=(%PS)2iPei2(36+12.9)84.52+26.452=9.75;取10台5 .采用利用系数法计算车间动力配电箱Dl的用电负荷的有功功率
12、?(A)46.37kW(B)44.37kW(C)43.17kW(D)45.67kW答案：A解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P16P18式1.5-6已知Pav=39.97kW,Qav=19.35kvar,Sav=Pv2+Qav2=39.97z+19.352=44.41kVA查配四表l5-20.5hlh2h最大系数Km为1.16/1.11/1.08,则对应SC的值为51.52/49.3/47.96。则最大计算电流IC=嬴与急=78.33根据配四P831表9.3-16,按发热条件可选YJV-425mm2电线。由配四P16可知较小截面导体(W3X35mm2的绝缘线和电缆)采用0.5h最
13、大系数，故Km=I.16。车间用电负荷的有功功率Pc=KmPav=L1639.97=46.37kW6 .采用需要系数法计算车间动力配电箱Dl用电负荷的有功功率？(A)43kW(B)45.8kW(C)46.2kW(D)43.7kW答案：B解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P19表1.5-3可知，利用系数0.5对应需要系数0.6,利用系数0.8对应需要系数0.850.9,1)恒温电热箱：Pe2=84.5=36kW,Pc2=KdPe2=(0.850.9)X36=(30.632.4)kW,2)交流电焊机：Pcl=KuXPeq=O.622.34=13.4kW,3)合计：Pc=Pel+Pc2
14、=13.4+(30.632.4)=(4445.8)kW只有B选项在PC范围内，故选B7 .该车间生产线局部改造，增加一台交流电焊机(Se=I6kVA,EN=65%,cos=0.5)0设计人员将该交流电焊机接至原有动力配电箱Dl备用回路上。改造后动力配电箱Dl所带负荷最大负荷班的用电设备组最小平均有功功率和无功功率为多少？(A)39.97kW、16.76kvar(B)38.475kW16.76kvar(C)39.97kW19.35kvar(D)38.475kW、19.35kvar答案：B解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P20式164；P15式1.5-1、1.5-21)一台电焊机设
15、备功率：Pel=S、病cos=(322)050.5=6.45kw2)三台电焊机接至不同相间，其等效三相负荷最小；Peq=3Pel=36.45=19.35kw3)恒温电热箱：Pe2=84.5=36kW；Pav2=KuPe2=0.836=28.8kW；Qav2=Pavltan=28.8O=Okvar:4)交流电焊机：Pavl=KuPeq=0.51935=9.675kW;Qavl=PavlXtan=9.6751.732=16.76kvar;5)合计：Pav=Pavl+Pav2=9.675+28.8=38.475kW,Qav=Qavl+Qav2=16.76+0=16.76kvar8.该车间生产线局部改
16、造，增加一台交流电焊机(Se=I6kVA,EN=65%,cos=0.5)o设计人员将该交流电焊机接至原有动力配电箱Dl备用回路上。为动力配电箱Dl供电的电缆为YJV-4X25mm2电线(利旧)，改造后动力配电箱DI所带负荷最大负荷班的用电设备组平均有功功率Pav=38.5kW,无功功率QaV=I6.8kvar0若全利用平均系数KUt=O.7,用电设备有效台数neq=ll0求采用利用系数法计算车间动力配电箱Dl的用电负荷的有功功率？(计算结果保留两位小数)(A)44.47kW(B)44.66kW(C)44.28kW(D)45.67kW答案：【A】解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)P
17、16可知较小截面导体(W3X35mm2的绝缘线和电缆)采用0.5h最大系数查配四表1.52,Kut=0.7,neq=10台的0.5h最大系数Km为1.16；neq=12台的0.5h最大系数Km为1.15。采用档间插入法计算neq=ll台的0.5h最大系数Km=LI5、4g=1.155车间用电负荷的有功功率PC=KmXPaV=Ll55X38.5=44.4675kW44.47kW解析：(1) .该题主要是考核单相设备的变换及其利用系数法计算(2)单相380V是不是三相负荷，需先将单相设备(单相线负荷)等效为三相设备；(3) ,再求平均利用系数和有效台数；(4) .根据平均利用系数和有效台数查表的最
18、大系数，按公式计算即可；(5) .的计算中，将单相220V设备和单相380V设备看做是孤立的，分别计算其等效三相负荷再相加(不用考虑既有220V又有380V设备)。(6) .84.5KW是一个设备组。(7) .如果2台交流电焊机不在同一相上(但是相等)，则Pe电焊机=3Puv=6.45X3=19.35kW,可以看出，此时的功率没有在一个相上的三相等效功率大。9-12题某机加工车间采用利用系数法计算负荷如下表所示，请回答下列问题。利用系数法负荷计算表用电波普鼠设&功率kW)znK.cus平均负罚单若切事X侑数EP0kWkvr)F(kW)Q(k)s15%Pet,转换为等效三相负荷。，总利用系数Ku
19、t配四P16式(1.5-3)oKut=PvPe:设备有效台数Fled配四P16式(1.5-4),通用公式：neq=(1PeO21Pe2:简化计算式Pemaxm=-Pemtx1）当n24台时，且mW3：neq=n（实际台数）2)当m3和KUt0.2时：Fleq=*,且neqO-SxPemax实用简化法1）略去最小一档（EPemiTlW5虹Pe）设备2）对最大一挡（最大一台设备和功率不小于其一半的设备）.直接用精确式计算，3）对其余mW3的档，已每档的平均设备功率和实际台数代入精确式。查出最大系数KmMed、KUtKm或修正：Kmtl+:配四P16表（1.5-2）计算负荷Pc、Qc配四P18式(1
20、.5-6).(1.5-7)l)Pc=KmPav；2)Qc-KmQav题13T6某城市一家企业的办公大楼和生产车间的负荷数据分别见下列各小题,请分别回答以下问题。13、该企业办公大楼的负荷数据如下表所示，若有功功率同时系数取0.9,无功功率同时系数取0.95O则该办公大楼计算负荷的视在功率约为下列哪项数值？用电设备组单台设备额定功率（KW）套数/台数需要系数costan备注每户用电8KV2000.50.90.48空调5050.70.80.75通常用三台，最热月可能全用生活水泵3030.70.80.75两台工作，一台备用电梯5030.50.61.33其中消防电梯一台应急照明220110.90.48
21、其中正常点燃为180KW电采暖2030.40.90.48秋冬过度季时启用UPSIOOKVA10.90.80.75单位为KVA)1342kV(B)1362kV(C)1469kV(D)149IkVA答案：B解答过程:依据工业与民用供配电设计手册(第四版)PlO式(1.4-1)(1.4-5),负荷统计如下表:用电设备组设备功率Pe(KW)需要系数costan计算功率Pc(KW)Qc(kvar)Sc(KVA)每户用电14400.50.90.48720345.6空调2500.70.80.75175131.25生活水泵600.70.80.754231.5电梯1500.50.61.337599.75应急照明
22、18010.90.4818086.4UPS800.90.80.757254合计21701264748.5乘以同时系数Kp=0.9,Kq=0.95计算结果1137.6711.0751341.55【考点】负荷统计时注意：用电设备组的设备功率统计时不包括备用设备，因此水泵统计两台；建筑物的总设备功率统计时剔除不同时使用负荷，因此夏季空调和秋冬过渡季采暖取大者，而消防电梯正常时也使用均计入负荷统计，应急照明平时点亮部分计入负荷统计。理解负荷统计的实际意义在于“采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择导体或电器的依据。14.若该企业办公大楼的补偿前的计算负荷为PC=II30kW、Qc=7IOkva
23、r,如果要求平均功率因数补偿到0.9,请计算补偿前的平均功率因数(年平均负荷系数=0.75,8=0.8)和需要补偿的容量应为下列哪组数值？(A)0.81、175.12kvar(B)0.85、100.54kvar(C)0.83、157.6kvar(D)0.84、130.7kvar答案C解答过程：依据工业与民用供配电设计手册第四版P37式1.11-7计算：补偿前：tanlQcvPc=0.8710/0.751130=0.67；cosl=cos(arctan.67)=0.83补偿后：tan2=tan(arccos0.9)=0.484Qc=vPc(tanl-tan2)=0.751130(0.67-0.4
24、84)=157.6kvar15、该企业现拟建检修车间，车间内设10/0.4kV车间变电所，变电所设变压器一台，车间内用电设备参数如下表。假设变电所低压侧无功补偿容量为60kVar,用需要系数法计算的该车间变电所0.4kV侧总计算负荷(视在功率)与下列哪个数值最接近？(车间用电负荷的同时系数取0.9,除交流电焊机外的其余单相负荷按平均分配到三相考虑)。设备组名称单位数量:设备组总容量电压需要系数cos/tan小批量金属加工机床台1560KW3800.50.7/1.02恒温电热箱台334.5KW2200.81.0/0交流电焊机5=65%台132KV单相3800.50.5/1.73泵、风机台620K
25、W3800.80.8/0.75起重机5=40%240KW3800.250.5/1.73照明702200.90.9/0.48(A)127kVA(B)130kVA(C)143kVA(D)196kVA答案：B解答过程：依据工业与民用配电设计手册(第四版)P5式(1.2-1)、PlO式(1.4-1)(1.4-6)及P41表1.12-2,全厂负荷计算及无功功率补偿计算示例1)台交流电焊机单相设备功率：Pe=SNcos=32050.5=12.9(kW)吊车设备功率：Pe=PN市=24004=50.6kw2)判断是否等效三相负荷：12.9(60+4.53+20+50.6+70)100%=6.02%15%,不
26、等效。3）负荷统计如下表:设备组名称设备功率Pe（KW）需要系数costan计算功率Pc(KW)Qc(kvar)Sc(KVA)小批量金属加工机床600.50.7/1.023030.6恒温电热箱13.50.81.0/010.80交流电焊机q=65%12.90.50.5/1.736.4511.16泵、风机200.80.8/0.751612起重机加=40%50.60.250.5/1.7312.6521.88照明700.90.9/0.486330.24合计227138.9105.9乘以同时系数Kgp=0.9KfQ=O.9无功补偿容量-60计算结果125.0135.31129.916、若该企业家属楼内某
27、栋住宅楼第10层共有9户，每户的建筑面积在95135而不等，功率因数为0.85,住宅建筑用电负荷需要系数如下表所示（系数按下限取值），则该层楼9户的三相计算电流约为下列哪项数值？按单相配电计算时所连接的基本户数按三相配电计算时所连接的基本户数需要系数13390.9-14812240.650.991227360.50.65132439720.450.525124753000.4-0.451252593756000.30.42603007809000.260.3住宅建筑负荷系数(A)92.78A(B)187.7A(C)199.43A(D)86.87A答案：【D】解答过程：依据住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011,第3.3.1条、表3.3.1及第6.2.7条及其条文说明（同层为9户的三相电流计算）1）.表3.3.1,根据题意每套建筑面积95135m2的住宅用电量为6kW；需要系数查表为092）三相计算电流:IjS二P3NK3U3C0s69o,9_8687(a)30.380.8S【考点】本题考点为住宅部分的负荷计算。9户时每户应采用三相电源供电：若为8户则每户可采用单相电源供电。
