自动控制原理及其应用部分习题解答
第 一 章
1－12 电力系统接线如下图所示，试写出线路及各变压器高、低压绕组的额定电压。 题1－12附图 【解答】 1. 线路额定电压
G至变压器T1、变压器T3两段：6.3/1.05=6（kV）； 。 T3出线段：0.4/1.05=0.38（kV）2. 变压器额定电压(高压绕组/低压绕组)
T1：6.3/242（kV）( 6.0×1.05=6.3、220×1.1=242)；
T2：220/38.5（kV）( 220×1.0=220、35.0×1.1=38.5)； T3：6.3/0.4（kV）( 6.0×1.05=6.3、0.38×1.05=0.4)。
1－13 电力系统接线如下图所示，试写出发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压。 题1－13附图
【解答】解法参见题1－12的解答： 1.发电机G:10.5（kV）；
2.变压器T1:10.5/242(Kv)、T2：220/121/38.5(Kv)、T3：35/10.5(Kv)、T4：220/121kV。
1－14 某有载调压变压器的电压为110±8×1.25％/11kV，按最大和最小负荷时计算出的变压器低压侧归算到高压侧的电压侧分别为107 kV和108 kV。若变压器低压侧最大和最小负荷时要求的电压分别为10.5kV和10kV，试选择其分接头。 【解答】 由题意，得
最大负荷时选择最接近U1Tmax的分接头为：110+2×1.25＝112.5kV； 最小负荷时选择最接近U1Tmin的分接头为：110+7×1.25＝118.75kV；
拟选的分接头都在变压器的分接头范围内。按所选分接头计算低压母线的实际电压如下：
所以，所选有载调压变压器的分接头：最大负荷时选择2档，最小负荷时选择7档，能够满足调压要求。 1－15 某大厦主变压器装机容量为3000kV·A，直接启动的异步电动机为75kW，请估算柴油发电机选多大为宜？
【解答】 按两种方式分别试选。 ① 10%～20%的中值15%为： 3000×15%=450（kV·A）（参见本章1.6.3⑵②）；
② 直接启动按允许降压20%时，最小倍率为5.5/ kW（参见本章表1-10）： 75×5.6=412.5（kV·A）
即选450 kW（柴油发电机多以kW计）为宜。 第 二 章
2－15 某机修车间有如下三相380V动力设备：铣床电机30台，5.5 kW /台；车床电机15台,3 kW /台;磨床电机10台，4 kW /台。试按需要系数法求其计算负荷。 【解答】 分析：本题考查需要系数法计算同一类设备的计算负荷。 1．机修车间总装机功率 由题意为：
．查需要系数
。
查需要系数表，得‘小批生产的金属冷加工机床电动机’项需要系数为取
，
，
：
3．计算负荷 由式(2-11)：
由式(2-12)：
由式(2-13)：
又因P，故计算电流为：
、U＝0.38kV（对于星形接法，U为线电压、I为线电流）
2－16 某生产车间有如下三相380V动力设备，鼓风机2台共30kW，电阻炉4台共12kW，金属切削机床电动机20台共60 kW。试按需要系数法求其P30、Q30、S30和I30。 【解答】 分析：本题考查用需要系数法计算多组设备的计算负荷。 1．先求各组设备的计算负荷 ① 通风机组
查需要系数表，得‘通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机’项，得：需要系数为 P30（1）
（1） ② 电阻炉组
查需要系数表，得‘实验室用小型电热设备，电阻炉，干燥箱等’项，得需要系数为
、功率因数、。解得： P30（2）（2）
③ 金属切削机床组
查需要系数表，得‘小批生产的金属冷加工机床电动机’项，得需要系数为
，取
、
、
。解得： 12(kW)
（3）
（3）
（2）
，取
、
、
。解得：
（1）
P30（3）
2．求总计算负荷 取
．求总计算电流
、
。
∴总计算电流
2－17 某厂一车间以0.38KV供电，内有机床用电动机110台共395kW，电热设备20台共50kW，通风机10台共35kW，起重机3台共14kW。在以上用电设备中，单台容量不小
于其中最大1台用电设备容量一半的台数：15kW1台、14kW2台、10kW2台。试按利用系数法计算Pc、Qc、Sc和Ic。
【解答】 本题考查利用系数法计算负荷。计算结果如下表所示（过程略）： 2－18 某化学实验室安装有4台220V单相加热器，其中2台1.5kW，2台2kW，试合理分配这些设备相序，并计算负荷的P30、Q30、S30和I30。 【解答】 本题考查单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法。 1．单相负荷分配
尽量使各相负荷平衡，分配如下： A相：2台1.5kW加热器； B相：1台2kW加热器； C相：1台2kW加热器； 2．查需要系数表 得电加热设备需要系数为（A） Q30（A） B相： P30（B） Q30（B） C相： P30（C） Q30（C）
3．计算等效三相负荷
A相负荷最大，故计算等效三相负荷取A相按式（2-37）： P（A） A)
，功率因数
，
； A相： P30
2－19 某380/220V交流线路上，装有下表所列用电设备。试按需要系数法确定改线路的
P30、Q30、S30和I30。
【解答】 分析：本题考查用需要系数法计算多组、多相、多工作制设备的计算负荷，从而确定低压母线计算负荷。
1．先求各组设备的计算负荷 ① 混凝土搅拌机组 取需要系数为 P30（1） Q30（1） ② 砂浆搅拌机组 取需要系数为 P30（2） Q30（2） ③ 皮带输送机组 取需要系数为 P30（3） Q30（3） ④ 起重机组 按式(2-4)
取需要系数为 P30（4） P30（4） ⑤ 电焊机组 按式(2-3)
式中铭牌容量
式中铭牌容量
，
。解得:
，
。解得:
，
。解得:
，
。解得: