技师计算画图题已排版.docx

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技师计算画图题已排版

四、计算题

1某对称三相电路的负载作星形连接时线电压为380V，负载阻抗为电阻10Ω及电抗15Ω，求负载的相电流为多少?

解：

Uph=U1／

=380／

=220（V）

每相阻抗Z为

Z=R＋jX=10＋j15=18／56.3°

每相电流有效值IDh为

Iph=Uph/Z=220/18=12.2（A）

答：

每相电流有效值为12.02A。

2如图D-12所示，为一基10kV电杆，每相导线重量为500kg，水平排列，相间距离均为500mm，试求撑铁受力大小，若撑铁采用L40×4的角钢，A3钢的允许应力[σ]=157MPa，问强度是否合格

图D-12

答：

强度合格。

（0.5分）

解：

起重架的受力如图D-12（b）所示：

（1）求拉杆BC的轴力NBC

∑mA（F）=0，NBCsin45°×2－P×2=0

NBC=P／cos45°=20／cos45°=28.3（kN）

（2）计算拉杆的各种应力，与许用应力比较。

根据计算，两根角钢的面积A=608（mm2）

δBC=NBC／A=28300／（6.08×10－4）=46.5（N／mm2）=46.5Mpa＜[δ]

答：

经校核该杆BC满足要求。

3、某10kV专线线路长15km，最大负载为3000kVA，最大负载利用小时数Tmax=4400，导线单位长度的电阻为R0=0.16，求每年消耗在导线上的电能?

解：

∵S=

UI

∴I=S／（

U）=3000／（

×10）=173.2（A）

R=R0L=0.16×15=2.4（Ω）

∴ΔW=3I2RTmax=3×173.20×2.4×4400=950344（kW·h）

答：

一年消耗在导线上的电能为950344kW·h（度）。

4、某10kV线路所采用的P－15T型绝缘子，其泄漏距离不小于300mm。

求其最大泄漏比距是多少?

解：

S=λ/Ue=300/10=30（mm/kV）=3cm/kV

答：

最大泄漏比距为3cm/kV。

5、一条长50km,的35kV配电线路，双回路，采用LGJ－95导线，水平排列，线间距离为4m。

试求线路参数（电阻率为31.5Ω·mm2/km，导线直径为13.87mm）。

解：

每一回路1km的电阻、电抗和电纳为R0=ρ/S=31.5/95=0.33（Ω/km）

X0=0.1445tg（Dav/r）＋0.0157

=0.1445tg[1.26×400／（1.387/2）]＋0.0157

=0.429（Ω/km）

B0=[7.58/tg（Dav/r）]×10－6

=[7.58/tg（1.26×400/（1.387/2））]×10－6=2.65×10－6（S/km）

R=R0l/2=0.33×50/2=8.25（Ω）

X=X0l/2=0.429×50/2=10.7（Ω）

Qc=U2B=352×2.65×10－4=0.33（Mvar）

答：

双回路的电阻、电抗、电纳和电容的功率分别为：

R=2512、X=10.712、Qc=0.33Mvar。

6、某变电站至1OkV开关站采用LGJ－240架空线路输送电能，架空线长度为3km，单位长度电阻为R0=0．15Ω／km，单位长度电抗X0为0．3412／km，变电站母线电压为10．5kV，要求开关站母线电压不低于10kV，试求cos

=0.95时，该开关站最大能送出多少容量的负载?

（IGL－240导线在40℃室外温度时载流量为494A）

解：

（1）Δu=10.5－10=0.5（kv）

（2）设最大容量为s

则P=COS

S=0.95S，Q=Ssin

=0.31（S）

（3）R=R0L=0.15×3=O.45（Ω）X=X0L=0.34×3=1.02（Ω）

（4）∵ΔU=（PR＋QX）/＞0.5

∴（0.95S×0.45＋0.31S×1.02）/10＞0.5

∴S＜6.72（MVA）

（5）校验载流量∵S=

UIcos

∴I=S/

Ucos

=6.729×（103/

）×10×0.95=408（A）

答：

LGJ240导线在40C室外温度时载流量为494＞408，所以最大能送出6．72MVA。

7、图D－13为电源变压器，一次绕组为1000匝，接220V电压。

它有两个二次绕组，一个电压为35V，接若干灯泡共消耗功率7W；另一个电压为12V，也接人若干灯泡共消耗功率5W。

试问此时一次电流为多少?

两个二次绕组的匝数各为多少?

解：

电源变压器可作为理想变压器处理。

绕组2、1间的匝数比等于电压比，即

N21=n1/n2=U2/U1=36/220=9/55

则绕组2的匝数

n2=n1N21=1000×9/55=164（匝）

同理，绕组3、1间的匝数比为N31，即

N31=n3/n1=U3/U1=12/220=3/55

则绕组3的匝数

n3=n1N31=1000×3/55=55（匝）

理想变压器一次取得的功率（电源供给）等于二次负载消耗的功率，即

P1=P2＋P3=5＋7=12（w）

一次电流I1可根据功率计算公式求得

I1=P1/U1=12/220=0.0545（A）=54.5mA

答：

一次电流为54.5mA，两个二次绕组的匝数各为164匝和55匝。

8、某线路在丘陵地带有一悬点不等高档距，已知档距为250m，悬点高差为24m，安全系数K=2.5，最大应力发生在最低温，σm=125MPa，最低温时导线比载g=34.047×10－30N／m·mm2，试求最低温时两悬点应力。

解：

高悬点应力

低悬点应力

答：

两悬点的应力为：

高悬点应力126.057MPa，低悬点应力125.24MPa。

9、一个负载为星形连接的对称三相电路，电源为380V，每相负载Zr=（8＋j6）Ω，求：

（1）正常情况下负载的相电压及电流；

（2）假设C相负载短路时，其余两相的相电压及电流；

（3）假设C相负载断线时，其余两相的相电压及电流。

解:

（1）正常情况下UA=UB=Uc=380/

=220（V）IA=IB=IC=220/

=22（A）

（2）C相负载短路时UA=UB=220

=380（V）IB=IC=380/

=38（A）

（3）C相负载断线时UA=UB=－220/

90.5（V）

IB=IC=380/（

＋

）=19（A）

答：

（1）正常情况下相电压为UA=UB=UC=220V，相电流为IA=IB=IC=22A；

（2）C相负载短路时，UA=UB=380V，IB=IC=38A；

（3）C相负载断线时，UA=UB=190.5V，，IB=IC=19A。

10、.如图D-14所示，已知用经纬仪从O点测得一条10kV线路与一条公路交跨在路面投影点C塔尺上的读数上丝为1.85m，中丝为1.50m，下丝为1.15m，垂直角为0°；又测得10kV线路下导线垂直角

=5°，试求导线到公路路面的净空高度P是否满足要求？

图D-14

答案:

解：

（1）平距D=k（上丝下丝）cos2

=100×（1.851.15）×cos20°

=100×0.7×1=70（m）分）

（2）净空高度P=Dtan

+中丝

=70×tan5°+1.50

=70×0.0875+1.50

=7.625（m）＞7m（最小安全距离）

答：

导线到公路路面的净空高度满足交跨要求。

11、某35kV架空线路通过第Ⅱ气象区，导线为LGJ-150/25型，导线计算截面积A=173.11mm2，外径d=17.1mm，计算质量G=601.0kg/km，最大风速铆=30m/s。

风速不均匀系数αF=0.75；试求导线在最大风速时的综合比载。

解：

（1）计算自重比载

g1=（9.807G/A）×10－3=（9.807×601/173.11）×10－3=34.023×10－3（N/m·mm2）

（2）最大风速时的比载

g4（0,30）=0.613αFCd（v/A）×10－3

=0.613×0.75×1.1×17.1×（302/173.1）×10－3

=44.924×10－3（N/mm2）

（3）风速为30m/s时的综合比载

答：

导线在最大风速时的综合比载为56.354×10－3（N/（m·mm2）。

12、已知一单相容量S1=100kVA；电压6000/230V；短路电抗Xd1=0.029Ω，另一台变压器容量S2=320kVA；电压6000/227V；短路电抗Xd2=0.0083Ω。

试求当这两台变压器并联运行时的空载平衡电流和空载电流分别占这两台变压器额定电流的百分比（不计绕组电阻）。

解：

两台变压器电压偏差为ΔU=230—227=3V，不计绕组电阻时的平衡电流为

IP=3/（0.029＋0.0083）=80.43（A）

（1）1OOkVA的变压器二次侧电流为

Ie2=S1/U1=100×103/230=434.8（A）

平衡电流

/

=（80.43/434.8）×100=18.5％

（2）320kVA的变压器二次侧电流为

=

/

=320×103/227=1410（A）

平衡电流

占额定电流

的百分比为

/

=（80.43/1410）×100=5.7％

答：

平衡电流

为80.43A，100kVA变压器占额定电流

的18.5％，320kVA变压器占额定电流百分比为5.7％。

13、有一门型电杆，如图D－15所示，杆高18m，避雷线横担重200N，导线横担重560N，叉梁每根重100N（4根），电杆重量115N/m，试计算杆塔重心。

解：

因门型杆的两根电杆对称，在计算时可按一半考虑，电杆重量集中在杆段中部，则

∑M=100×18＋280×16＋100×14＋100×10＋[（115×18）×18/2]

=1800＋4480＋1400＋1000＋18630

=27310（Nm）

∑M=100＋280＋100×2＋2070=2650

H0=∑M/∑g0=27310/2650=10.3（m）

答：

该杆塔的重心在离杆根10.3m处。

14、已知某线路耐张段，导线型号为LGJ－185，悬挂点等高，代表档距为50m。

计算弧垂为0.8m，采用减少弧垂法补偿导线的塑性伸长。

现在档距为60m的距内进行弧垂观测。

求弧垂为多少应停止紧线?

解：

f1=（L／L0）2f0=（60／50）2×0.8=1.15（m）

因为钢芯铝绞线弧垂减少百分数为12％

∴f=f1（1－12％）=1.15×0.88=1.01（m）

答：

弧垂为1.O1m时应停止紧线。

15、如图13-16（a）所示为35kV线路直线杆塔头部布置图，现已知上横担自重为157N，安装情况下垂直力∑G1为11445N，横担采用A3钢，[σ]=157MPa，试选择上横担的吊杆直径。

解：

受力图如图D-16（b）所示，由∑py=0得

N1sinα－（∑G1＋157/2）=0

N1=（11445＋157/2）×2.16/1.0=24890.76（N）

吊杆所需截面面积为A≥N1/[σ]=24890.76/157=158.54（mm2）

答：

根据以上计算结果可选用φ16的A3圆钢，因为Aφ16=201mm2＞158.54mm2，故选用φ16的A3圆钢为构造上的最低要求。

16、.有一根LGJ120/25导线，单位长度重量为526.6kg/km，计算直径d=15.74mm，计算截面积A=146.73mm2。

在冰雪天最大覆冰厚度达50mm，试分别求出导线自重比载g1，冰重比载g2及垂直总比载g3。

答案:

解：

（1）自重比载

=35.195×103［N/（m·mm2）］

（1.5分）

（2）冰重比载

=621.154×103［N/（m·mm2）］（2分）

（3）垂直总比载

=656.349×103［N/（m·mm2）］（1.5分）

答：

三种比载分别为35.195×103，621.154×103，656.349×103N/（m·mm2）。

17、已知某输电线路的导线型号是LGJ-95/20型，计算直径为13.87mm，自重比载为g1=35.187×10－3N/（m·mm2），导线振动的下限风速vn=O.5m/s；上限风速vm=4.0m/s，已知导线最高气温时应力68.55MPa，导线最低气温时应力99.45MPa，求防振锤的安装距离。

解：

b=（λm/2）（λn/2）/[（λm/2）＋（λn/2）]=11.548×0.959/（11.548＋0.959）=0.89（m）

答：

防振锤的安装距离为0.89m。

18、某35kV配电线路，在运行中发现某档距中新架设由一条10kV配电线路穿越，如图D－17所示，用绝缘绳测得交叉跨越点得垂直距离d=3.5m，测量时的气温为10℃，在有关设计资料中查得t1=10℃时的该应力为σ1=80MPa，自重比载g1=34.047×10－3N（m·mm2），问最高温t2=40℃交叉跨越距离是否满足要求，这时的应力为σ2=60MPa（该档距A、B两悬点等高）。

解：

测量时的导线弧垂

f1x=（g/2σ1）lala=[34.047×10－3/（2×80）]×90×180=3.45（m）

最高气温时的导线弧垂为

f1x=（g/2σ2）lala=[34.047×10－3/（2×60）]×90×180=4.60（m）

弧垂增量为

Δf=f2x－f1x=4.60－3.45=1.15（m）

最高气温时的交叉跨越距离

d0=d－Δf=3.5—1.15=2.35（m）

答：

根据规程规定[d]=3.Om，现d0＜[d]，所以交叉跨越距离不够，需采取措施，如将10kV线路降低或改道。

19、如图D－18用钢丝绳起吊电杆，安全系数K=4.5，动荷系数K1=1.3，不均衡系数K2取1.0，电杆的质量为Q=1500kg，试算可否用破断拉力Td=68kN的钢丝绳起吊。

解：

钢丝绳所受拉力为

T=K1K2（9.8Q/m）（1/cosα）

=（1.3×1.2×1/cos30°）×（9.8×1500/2）

=13240N

钢丝绳的安全拉力

Trel=Td/k=68/4.5=15.1（kN）=15100N

T=13240N

答：

可以用破断拉力等于68kN钢丝绳起吊。

20.一个对称三相星形连接负载，每相阻抗均为（40+j30），由三相四线制电路供电，电源电压分别为uA=311sin314t（V）、uB=311sin（314t120°）（V）、uC=311sin（314t+120°）（V）。

试求：

（1）正常情况下负载的相电压、相电流、零线电流；

（2）假设C相负载断开时，其余两相的相电压、相电流、零线电流。

答案:

解：

（1）正常情况时

a.

（V）

b.

（A）

c.因为三相对称，相互夹角为120°，所以零线电流

（2）C相负载断开时，其余两相不变

即：

a.

（V）

b.

（A）

c.因为

与

差120°，所以零线电流

（A）

答：

正常情况下相电压是220V，相电流是4.4A，零线电流为0；C相断开时，相电压是220V，相电流4.4A，零线电流是4.4A。

五、绘图题

La2E3061补全图E-61（a）中的缺线。

答：

如图E-61（b）所示。

Lb2E2062画出输电线路∏型等值电路图。

答：

如图E-62所示。

Lb2E3063画出10kV配电变压器分接线图。

答：

如图E-63所示。

Lc2E3064试画出电阻、电感、电容串联电路与其相量图。

答：

如图E-64所示。

Ld2E3065画出变压器短路试验接线图。

答：

如图E-65所示。

Je2E2066根据图E-66所示，指出图为何物，说出标号名称。

答：

根据图E-66所示可知，此物为导线压接钳的手动油泵部分，1－挂钩；2－油标尺；3－操纵杆；4－放油螺杆；5－泵体；6－高压力软管。

Je2E3067根据图E-67所示的铁塔吊装现场布置图，请识别采用了什么吊装法并说出标号所指的物名。

答案:

答：

根据图E-67所示可知，该图是内拉线抱杆单吊法的现场布置图。

1—内拉线抱杆；2—牵引绳；3—上拉线；4—下托绳；5—调节器（双钩）；6—平衡滑车（单门）；7—腰滑车（单门）；8—起吊绑扎钢绳；9—调整绳；10—U型环；11—绞磨；12—底滑车；13—朝地滑车。

Je2E4068画出平视法观察弧垂示意图。

答：

如图E-68所示。

Je2E5069根据图E-69所示，请说出SN10－3000真空断路器所指的构件名称。

答案:

答：

根据图E-69所示可知，1—外壳；2—静触头；3—屏蔽罩；4—可伐环；5—波纹管屏蔽罩；6—动触头；7—静导电杆；8—动触杆；9—调节调整螺钉。

Jf2E3070画出三相感应电动机接触器联锁正反转控制电路图。

答：

见图E-70所示。