1、1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線。最后按要求寫出設(shè)主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。 第一章第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) 1.2 設(shè)計(jì)

2、依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 1.2.1 工廠總平面圖工廠總平面圖 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4200h4200h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表如表1.11.1所示。所示。 1.2.2 工廠負(fù)荷工廠負(fù)荷 由于生產(chǎn)性質(zhì)或使用場合的不同，不同用戶或同一用戶內(nèi)的不同設(shè)由于生產(chǎn)性質(zhì)或使用場合的不同，不同用戶或同一用戶內(nèi)的不同設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求是不同的?？煽啃约锤鶕?jù)用電

3、負(fù)荷的性質(zhì)和突然備對(duì)供電可靠性的要求是不同的。可靠性即根據(jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)和突然中斷其供電在政治或經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度對(duì)用電設(shè)備提出的不中斷其供電在政治或經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度對(duì)用電設(shè)備提出的不允許中斷供電的要求。供電電源首先應(yīng)滿足用電負(fù)荷的特定要求。允許中斷供電的要求。供電電源首先應(yīng)滿足用電負(fù)荷的特定要求。1 1負(fù)荷等級(jí)負(fù)荷等級(jí) 按照用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，即中斷供電對(duì)人身生命、按照用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，即中斷供電對(duì)人身生命、生產(chǎn)安全造成的危害及對(duì)經(jīng)濟(jì)影響的程度，用電負(fù)荷分為下列三級(jí)：生產(chǎn)安全造成的危害及對(duì)經(jīng)濟(jì)影響的程度，用電負(fù)荷分為下列三級(jí)： (1) (1)一級(jí)負(fù)荷（關(guān)鍵

4、負(fù)荷）一級(jí)負(fù)荷（關(guān)鍵負(fù)荷） 突然停電將關(guān)乎人身生命安全，或突然停電將關(guān)乎人身生命安全，或在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，或在政治上造成重大不良影響者。在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，或在政治上造成重大不良影響者。 (2) (2)二級(jí)負(fù)荷（重要負(fù)荷）二級(jí)負(fù)荷（重要負(fù)荷） 突然停電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損突然停電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，或在政治上造成不良影響者。失，或在政治上造成不良影響者。 (3)(3)三級(jí)負(fù)荷（一般負(fù)荷）三級(jí)負(fù)荷（一般負(fù)荷） 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。 可靠性可靠性 這類負(fù)荷在供電突然中斷時(shí)這類負(fù)荷在供電突然中斷時(shí)將造成人身傷亡的危險(xiǎn)，或?qū)⒃斐扇松韨龅奈ｋU(xiǎn)，或造成重大設(shè)備損壞且

5、難以修造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大復(fù)，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大損失。損失。 一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。而對(duì)特別重要的關(guān)鍵負(fù)荷，而對(duì)特別重要的關(guān)鍵負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 這類負(fù)荷如果突然斷電，將這類負(fù)荷如果突然斷電，將造成生產(chǎn)設(shè)備局部破壞，或造成生產(chǎn)設(shè)備局部破壞，或生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，工廠內(nèi)部運(yùn)輸停頓，出現(xiàn)大工廠內(nèi)部運(yùn)輸停頓，出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn)，因而在量廢品或大量減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟(jì)上造成一定損失。經(jīng)濟(jì)上造成一定損失。 重要負(fù)荷應(yīng)由兩回路供電，重要負(fù)荷應(yīng)由

6、兩回路供電，兩個(gè)回路應(yīng)盡可能引自不同兩個(gè)回路應(yīng)盡可能引自不同的變壓器或母線段。的變壓器或母線段。 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的電不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的電能用戶均屬于一般負(fù)荷。能用戶均屬于一般負(fù)荷。對(duì)供電無特殊要求，允許較對(duì)供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可采用單回路長時(shí)間停電，可采用單回路供電。供電。 對(duì)可靠性的要求不同劃分對(duì)可靠性的要求不同劃分 供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，應(yīng)根據(jù)負(fù)供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷等級(jí)來保證供電系統(tǒng)的可靠性。荷等級(jí)來保證供電系統(tǒng)的可靠性。3 3、可靠性、可靠性 這類負(fù)荷在供電突然中斷時(shí)這類負(fù)荷在供電突然中斷時(shí)將造成人身傷亡的危險(xiǎn)，或?qū)⒃斐扇松?/p>

7、傷亡的危險(xiǎn)，或造成重大設(shè)備損壞且難以修造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大復(fù)，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大損失。損失。 一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。而對(duì)特別重要的關(guān)鍵負(fù)荷，而對(duì)特別重要的關(guān)鍵負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 這類負(fù)荷如果突然斷電，將這類負(fù)荷如果突然斷電，將造成生產(chǎn)設(shè)備局部破壞，或造成生產(chǎn)設(shè)備局部破壞，或生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，工廠內(nèi)部運(yùn)輸停頓，出現(xiàn)大工廠內(nèi)部運(yùn)輸停頓，出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn)，因而在量廢品或大量減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟(jì)上造成一定損失。經(jīng)濟(jì)上造成一定損失。 重要

8、負(fù)荷應(yīng)由兩回路供電，重要負(fù)荷應(yīng)由兩回路供電，兩個(gè)回路應(yīng)盡可能引自不同兩個(gè)回路應(yīng)盡可能引自不同的變壓器或母線段。的變壓器或母線段。 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的電不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的電能用戶均屬于一般負(fù)荷。能用戶均屬于一般負(fù)荷。 對(duì)供電無特殊要求，允許較對(duì)供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可采用單回路長時(shí)間停電，可采用單回路供電。供電。 對(duì)可靠性的要求不同劃分對(duì)可靠性的要求不同劃分 供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，應(yīng)根據(jù)負(fù)供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷等級(jí)來保證供電系統(tǒng)的可靠性。荷等級(jí)來保證供電系統(tǒng)的可靠性。 1.2.2 工廠負(fù)荷工廠負(fù)荷 供電系統(tǒng)要能夠可靠地正常運(yùn)行，就必須正確

9、地選擇供電系統(tǒng)要能夠可靠地正常運(yùn)行，就必須正確地選擇系統(tǒng)中的所有元件，包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線電系統(tǒng)中的所有元件，包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線電纜等。纜等。 所選元件除應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要所選元件除應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的是要滿足負(fù)荷電流的要求，因此有必要對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)的是要滿足負(fù)荷電流的要求，因此有必要對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇供通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。 2.1 計(jì)算負(fù)荷的

10、確定計(jì)算負(fù)荷的確定第二章第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。 如果計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜選如果計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜選得過大，造成浪費(fèi)。得過大，造成浪費(fèi)。 如果計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電氣設(shè)備處于過負(fù)荷如果計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電氣設(shè)備處于過負(fù)荷下運(yùn)行，不只是增加了電能損耗，更危險(xiǎn)的是產(chǎn)生過熱，下運(yùn)行，不只是增加了電能損耗，更危險(xiǎn)的是產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀，引發(fā)火災(zāi)！導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀，引發(fā)火災(zāi)！ 根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如以計(jì)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣

11、設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如以計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。 （1 1）基本公式）基本公式 有功計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷 需要系數(shù)需要系數(shù)cdNPK P:dK用電設(shè)備組的設(shè)備容量用電設(shè)備組的設(shè)備容量:NP1 1用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷cPcctanQP22cccSPQccN3SIU無功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流計(jì)算電流 有功計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷 cdNPK P式中式中UN 為用電設(shè)備組的額定電壓。為用電設(shè)備組的額定電壓。解：此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛榻猓捍藱C(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛椴楦奖聿楦奖? 2中中“金屬冷加工機(jī)

12、床電動(dòng)機(jī)金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)項(xiàng)例例2-1 已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW 3臺(tái)臺(tái), ,4kW 8臺(tái)臺(tái), ,3kW 17臺(tái)臺(tái), ,1.5kW 10臺(tái)。臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。試求其計(jì)算負(fù)荷。7.5kW34kW83kW171.5kW10120.5kWNP 得得0.14 0.16dK （取（取0.160.16）tan1.73cos0.5因此可求得因此可求得: : 無功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流計(jì)算電流 0.16 120.5kW19.28kWcP 19.28

13、 1.7333.35kvarcQ 2219.2833.3538.56kVAcS 38.5658.66A30.38cI K2 2多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷cc. jPKPcc. jQKQ22cccSPQc. jPc. jQ總的有功計(jì)算負(fù)荷總的有功計(jì)算負(fù)荷 總的無功計(jì)算負(fù)荷總的無功計(jì)算負(fù)荷 同期系數(shù)同期系數(shù)各組設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷之和各組設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷之和 各組設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷之和各組設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷之和 總的視在計(jì)算負(fù)荷總的視在計(jì)算負(fù)荷 總的計(jì)算電流總的計(jì)算電流 cc3NSIU 例例2-2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW(其中較大容量電動(dòng)

14、機(jī)有7.5kW1臺(tái), 4kW3臺(tái),2.2 kW7臺(tái)), 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW, 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。d0.2cos0.5tan1.73K，c.10.2 5010kWPc.110 1.73 17.3kvarQ解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷查附錄表1，取故(1). 金屬切削機(jī)床組查附錄表1，取故(2). 通風(fēng)機(jī)組d0.8cos0.8tan0.75K，c.20.8 3 2.4kWP c.22.4 0.75 1.8kvarQ 查附錄表1，取故(3).電阻爐d0.7cos1tan0K，c.30.721.4kWPc.30Q故因此380V線路上的總計(jì)算負(fù)荷為 （取 ） 0.950.97pqKK

15、，c0.95 (102.4 1.4)13.1kWP c0.97 (17.3 1.8)18.5kvarQ 22c13.118.522.7kVAS c22.734.5A30.38I 34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計(jì)01.4010.721電阻爐50.80.832通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床1計(jì) 算 負(fù) 荷 需要系數(shù)容量 臺(tái)數(shù)n設(shè)備名稱 序號(hào)e/kWPdKcostanc/kWPc/kvarQc/kVASc/AIpq0.950.97KK，表表2-1 例例2-2 的電力負(fù)荷計(jì)算表的電力負(fù)荷計(jì)算表（按需要系數(shù)法） 在供電工程

16、設(shè)計(jì)說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計(jì)算表格的形式，如表2-1所示。1 1工廠的功率因數(shù)分類和計(jì)算工廠的功率因數(shù)分類和計(jì)算 瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)總功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值 UIP3cos P 功率表測出的三相有功功率讀數(shù)；U電壓表測出的線電壓讀數(shù)；I 電流表測出的線電流讀數(shù)。 指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值功率因數(shù)的平均值 指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷

17、）的功率因數(shù)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù) 22cosqPPWWWWP有功電度表讀數(shù)；Wq無功電度表讀數(shù)。 3030cosSP P30工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。 指用電設(shè)備或工廠在沒有安指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù) 指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)補(bǔ)償后的功率因數(shù) 2.2 無功功率補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償 3030cosSP規(guī)定：規(guī)定：最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 100kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上；以上； 其他電力用戶功率因數(shù)為其他電力用戶功率

18、因數(shù)為0.85以上。以上。 高壓高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90.9以上，以上，其他用戶其他用戶功率因數(shù)功率因數(shù)應(yīng)在應(yīng)在0.850.85以上。以上。 人工補(bǔ)償無功功率人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)2 2功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高為補(bǔ)償前的功率因數(shù)角；為補(bǔ)償前的功率因數(shù)角； 無功補(bǔ)償裝置容量為無功補(bǔ)償裝置容量為)tan(tan303030PQQQC:為補(bǔ)償后的功率因數(shù)角；為補(bǔ)償后的功率因數(shù)角； :30P為用戶需用的有功功率。為用戶需用的有

19、功功率。 圖2-12 功率因數(shù)的提高與無功功率、視在功率的變化3 3補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 總的無功計(jì)算負(fù)荷為總的無功計(jì)算負(fù)荷為CQQQ3030:30P為用戶需用的有功功率；為用戶需用的有功功率； 補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷230302)2(30)(CQQPS:30Q為補(bǔ)償前的無功功率；為補(bǔ)償前的無功功率； :CQ為無功補(bǔ)償裝置容量。為無功補(bǔ)償裝置容量。 圖2-12 功率因數(shù)的提高與無功功率、視在功率的變化4 4補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 ipPKP).2(30)1(30:pK工廠的計(jì)算負(fù)荷工廠的計(jì)算負(fù)荷 有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)有

20、功負(fù)荷同時(shí)系數(shù):).2(30iP所有高壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和所有高壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和:).2(30iP高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷5 5工廠的計(jì)算負(fù)荷工廠的計(jì)算負(fù)荷:)3(30P車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷)3(301)2(30PPPPTWL高壓配電線路的功率損耗高壓配電線路的功率損耗:1WLP:TP變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗 ipPKP).4(30)3(30:).4(30iP所有低壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和所有低壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和:TP變壓器的有功功率損耗變壓器的有功功率損耗3001. 0SPT:TQ變壓器的無功功率損耗變壓器的無功功率損耗3

21、005. 0SQT:30S變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷 例例 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為812.2kW，無功計(jì)算負(fù)荷為，無功計(jì)算負(fù)荷為727.6kvar。為。為了使工廠的功率因數(shù)不低于了使工廠的功率因數(shù)不低于0.9，如在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電，如在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量？補(bǔ)償前后變電所所選容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量？補(bǔ)償前后變電所所選擇的變壓器容量有何變化？擇的變壓器容量有何變化？解：解：1 1）補(bǔ)償前的變壓器容量和

22、功率因數(shù)）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為2230(2)30(2)30(2)22812.2727.61090kV ASPQ主變壓器容量選擇條件為主變壓器容量選擇條件為這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選擇為因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選擇為N.T30(2)1090kV ASS1250kV.A30(2)30(2)812.2cos0.751090PS 按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的coscos 0.90.9，2 2）無功補(bǔ)償容量）無功補(bǔ)償容量 考慮到變壓器本身的無功功

23、率損耗遠(yuǎn)大于其有功功率損耗，考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠(yuǎn)大于其有功功率損耗， 因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)略高于略高于0.900.90，)2(3001. 0SPT)2(3005. 0SQT取取: :92. 0cos)2( 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.75提高到提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為的并聯(lián)電容器容量為30(2)(tantan)812.2 (tanarccos0.75tanarccos0.92)370kvarCQP 參照參照P34 P34 圖圖2-62-6，選，選PGJ

24、1PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為器為BW0.4-14-3BW0.4-14-3型，采用其方案型，采用其方案1 1（主屏）（主屏）1 1臺(tái)與方案臺(tái)與方案3 3（輔（輔屏）屏）4 4臺(tái)相組合臺(tái)相組合 ?？偣踩萘繛榭偣踩萘繛?=84 5420kvarCQ3 3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后補(bǔ)償后380V380V低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為2230(2)30(2)30(2)22812.2(727.6420)868.5kV ASPQ補(bǔ)償后補(bǔ)償后380V380V側(cè)的功率因數(shù)為側(cè)的功率因數(shù)為30(1)(1)30(1)812.

25、2cos0.935868.5PS 變壓器的功率損耗為變壓器的功率損耗為30(2)0.010.01 868.58.7kWTPS30(2)0.050.05 868.543.4kvarTQS補(bǔ)償后補(bǔ)償后10kV10kV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為30(1)30(2)812.28.7820.9kWTPPP 30(1)30(2)(727.6420)43.4351kvarTQQQ222230(1)30(1)30(1)820.9351892.8kV ASPQ主變壓器容量選擇條件為主變壓器容量選擇條件為因此進(jìn)行無功補(bǔ)償后，主變壓器容量應(yīng)選擇為因此進(jìn)行無功補(bǔ)償后，主變壓器容量應(yīng)選擇為N.T30(1)892.8k

26、V ASS1000kV.A補(bǔ)償后補(bǔ)償后10kV10kV側(cè)的功率因數(shù)為側(cè)的功率因數(shù)為30(1)(1)30(1)820.9cos0.92892.8PS 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.90.9）要求。）要求。補(bǔ)償后補(bǔ)償后10kV10kV側(cè)的功率因數(shù)為側(cè)的功率因數(shù)為30(1)(1)30(1)820.9cos0.92892.8PS 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.90.9）要求。）要求。主變壓器容量選擇條件為主變壓器容量選擇條件為因此進(jìn)行無功補(bǔ)償后，主變壓器容量應(yīng)選擇為因此進(jìn)行無功補(bǔ)償后，主變壓器容量應(yīng)選擇為N.T30(1)892.8kV ASS1000kV.A第三章第

27、三章 變電所位置與型式的選擇變電所位置與型式的選擇3.1 變配電所所址選擇的一般原則變配電所所址選擇的一般原則(1). (1). 盡量靠近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓盡量靠近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。損耗和有色金屬消耗量。 (2). (2). 進(jìn)出線方便，特別是要考慮便于架空進(jìn)出線。進(jìn)出線方便，特別是要考慮便于架空進(jìn)出線。 (3). (3). 靠近電源側(cè)，特別是在選擇工廠總變配電所所址時(shí)要靠近電源側(cè)，特別是在選擇工廠總變配電所所址時(shí)要考慮這一點(diǎn)?？紤]這一點(diǎn)。(6). (6). 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所；當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性

28、氣體的場所；當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。不應(yīng)設(shè)在污源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 (4). (4). 設(shè)備運(yùn)輸方便，以便運(yùn)輸電力變壓器和高低壓開關(guān)柜設(shè)備運(yùn)輸方便，以便運(yùn)輸電力變壓器和高低壓開關(guān)柜等大型設(shè)備。等大型設(shè)備。(5). (5). 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場所。不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場所。(7). (7). 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。不宜與上述場所相貼鄰。 (8). (8). 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)

29、境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合GB50058-1992GB50058-1992爆炸和火災(zāi)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。的規(guī)定。 (9). (9). 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 工廠或車間的負(fù)荷中心，可用下面所講的負(fù)荷指示圖或工廠或車間的負(fù)荷中心，可用下面所講的負(fù)荷指示圖或負(fù)荷矩計(jì)算法近似地確定。負(fù)荷矩計(jì)算法近似地確定。設(shè)有負(fù)荷設(shè)有負(fù)荷P P1 1 、P P2 2 和和P P3 3（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），

30、分布如圖（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖所示。所示。 它們在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為它們在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為P P1 1( (x x1 1,y ,y1 1) )、 P P2 2 ( (x x2 2,y ,y2 2) )、 P P3 3 ( (x x3 3,y ,y3 3) )?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷現(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷 的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)P P（x,yx,y）處，）處， 因此可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為因此可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為()iiPxxP()iiP yyPP3.2 負(fù)荷中心的確定負(fù)荷中心的確定3.2.1 負(fù)荷指示圖負(fù)荷指示圖 負(fù)荷指示圖是將電力負(fù)負(fù)荷指示圖是將電力負(fù)荷按一定比例（例如以荷

31、按一定比例（例如以1mm2面積代表面積代表0.5kW等）用負(fù)荷圓等）用負(fù)荷圓的形式標(biāo)示在工廠或車間的的形式標(biāo)示在工廠或車間的平面圖上。平面圖上。3.2 負(fù)荷中心的確定負(fù)荷中心的確定3.2.1 負(fù)荷指示圖負(fù)荷指示圖 負(fù)荷圓的半徑負(fù)荷圓的半徑r，由車間（建，由車間（建筑）的計(jì)算負(fù)荷筑）的計(jì)算負(fù)荷 P30 = Kr 2 得得30PrK式中式中 K為負(fù)荷圓的比例（為負(fù)荷圓的比例（kw / mm2）。）。 通過負(fù)荷指示圖可以直觀和概略地確定工廠的負(fù)荷中心，通過負(fù)荷指示圖可以直觀和概略地確定工廠的負(fù)荷中心，再結(jié)合選擇變配電所所址的其他條件全面考慮，最后確定變再結(jié)合選擇變配電所所址的其他條件全面考慮，最后確

32、定變配電所所址。配電所所址。設(shè)有負(fù)荷設(shè)有負(fù)荷P P1 1 、P P2 2 和和P P3 3（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖所示。所示。 它們在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為它們在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為P P1 1( (x x1 1,y ,y1 1) )、 P P2 2 ( (x x2 2,y ,y2 2) )、 P P3 3 ( (x x3 3,y ,y3 3) )?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷現(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷 的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)P P（x,yx,y）處，）處， 因此可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為因此可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為()iiPxxP()iiP yyPP3.2.2 按負(fù)荷

33、矩法確定負(fù)荷中心按負(fù)荷矩法確定負(fù)荷中心 工廠變電所工廠變電所第四章第四章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇變電所主變壓器及主接線方案的選擇 4.1變電所主變壓器的選擇變電所主變壓器的選擇 （1 1）滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷）滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中，宜選擇兩臺(tái)主變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較合的變電所中，宜選擇兩臺(tái)主變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，主變壓器也可選擇多于兩臺(tái)。三級(jí)負(fù)荷一般選擇一理時(shí)，主變壓器也可選擇多于兩臺(tái)。三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，如果負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。臺(tái)主變壓器，如果負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。 4.1.1

34、 4.1.1 電力變壓器臺(tái)數(shù)的選擇電力變壓器臺(tái)數(shù)的選擇（2 2）負(fù)荷變化較大時(shí)，宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可）負(fù)荷變化較大時(shí)，宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可考慮采用兩臺(tái)主變壓器。考慮采用兩臺(tái)主變壓器。（3 3）降壓變電所與系統(tǒng)相連的主變壓器選擇原則一般不超）降壓變電所與系統(tǒng)相連的主變壓器選擇原則一般不超過兩臺(tái)。過兩臺(tái)。（4 4）在選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的）在選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)發(fā) 展，留有擴(kuò)建增容的余地。展，留有擴(kuò)建增容的余地。4.1.2 4.1.2 變壓器容量的確定變壓器容量的確定（1 1）單臺(tái)變壓器的確定）單臺(tái)變壓器的確定 工廠車間變電所中，

35、單臺(tái)變壓器容量不宜超過工廠車間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超過1000kVA1000kVA，對(duì)裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于對(duì)裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kVA630kVA。 電力變壓器的額定容量（銘牌容量），是指它在一定的溫度電力變壓器的額定容量（銘牌容量），是指它在一定的溫度條件下，所能連續(xù)輸出的最大視在功率。條件下，所能連續(xù)輸出的最大視在功率。當(dāng)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的當(dāng)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%70%的要求，即的要求，即 SN（0.60.7）S30任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷任一臺(tái)變壓器單獨(dú)

36、運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷總?cè)萘康男枨?，即總?cè)萘康男枨?，?SNS30() + S30()（2 2）兩臺(tái)主變壓器的確定）兩臺(tái)主變壓器的確定 裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，每臺(tái)主變壓器的額定容量裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，每臺(tái)主變壓器的額定容量SN應(yīng)同應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： （3 3）考慮負(fù)荷發(fā)展留有一定的容量）考慮負(fù)荷發(fā)展留有一定的容量 通常變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定與工廠主接線方案相對(duì)通常變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定與工廠主接線方案相對(duì)應(yīng)，因此在設(shè)計(jì)主接線方案時(shí)，同時(shí)要考慮到用電單位對(duì)應(yīng)，因此在設(shè)計(jì)主接線方案時(shí)，同時(shí)要考慮到用電單位對(duì)變壓器臺(tái)數(shù)和容量的要求。變壓器臺(tái)數(shù)和容量的要求。 單臺(tái)主變

37、壓器的容量選擇一般不宜大于單臺(tái)主變壓器的容量選擇一般不宜大于1250kVA； 對(duì)裝在樓上的電力變壓器，單臺(tái)容量不宜大于對(duì)裝在樓上的電力變壓器，單臺(tái)容量不宜大于630kVA； 對(duì)居住小區(qū)的變電所，單臺(tái)油浸式變壓器容量不宜大于對(duì)居住小區(qū)的變電所，單臺(tái)油浸式變壓器容量不宜大于630kVA。 另外，還要考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝主變壓器的余地。另外，還要考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝主變壓器的余地。 解：根據(jù)該變電所有一、二級(jí)負(fù)荷的情況，確定選兩臺(tái)主變解：根據(jù)該變電所有一、二級(jí)負(fù)荷的情況，確定選兩臺(tái)主變壓器，壓器，例例 某某10/0.4kV變電所，總計(jì)算負(fù)荷為變電所，總計(jì)算負(fù)荷為1400kVA，其中一、二，其

38、中一、二級(jí)負(fù)荷級(jí)負(fù)荷780kVA。試初步選擇其主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。試初步選擇其主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。每臺(tái)容量每臺(tái)容量 SNT =(0.60.7)1400kVA=(840980)kVA，因此初步確定每臺(tái)主變壓器容量為因此初步確定每臺(tái)主變壓器容量為1000kVA。 且且SNT 780kVA， 根據(jù)負(fù)荷的大小和負(fù)荷等根據(jù)負(fù)荷的大小和負(fù)荷等級(jí)，一個(gè)級(jí)，一個(gè)10(6)kV變電所一般變電所一般設(shè)置設(shè)置12臺(tái)變壓器，單臺(tái)變壓臺(tái)變壓器，單臺(tái)變壓器容量一般不大于器容量一般不大于1600kVA。4.2變電所主接線方案的選擇變電所主接線方案的選擇 4.3 610kV進(jìn)線的中型工廠供電系統(tǒng)進(jìn)線的中型工廠供電系統(tǒng)母線

39、又稱匯流排，母線又稱匯流排，其任務(wù)是用來匯集和分配電能。其任務(wù)是用來匯集和分配電能。 1號(hào)車間變電所和號(hào)車間變電所和3號(hào)車間號(hào)車間變電所各裝有一臺(tái)配電變壓器變電所各裝有一臺(tái)配電變壓器 2號(hào)車間變電所裝有兩號(hào)車間變電所裝有兩臺(tái)，并分別由兩段母線供電，臺(tái)，并分別由兩段母線供電，其低壓側(cè)又采用單母線分段其低壓側(cè)又采用單母線分段制，因此對(duì)重要的低壓用電制，因此對(duì)重要的低壓用電設(shè)備可由兩段低壓母線交叉設(shè)備可由兩段低壓母線交叉供電。供電。電氣主接線有關(guān)基本概念電氣主接線有關(guān)基本概念 圖示配電所共圖示配電所共有兩路有兩路10kV電源電源進(jìn)線，架空線進(jìn)線，架空線WL1，電纜線，電纜線WL2。最常見的。最常見的

40、進(jìn)線方案是一路進(jìn)線方案是一路電源來自發(fā)電廠電源來自發(fā)電廠或電力系統(tǒng)變電或電力系統(tǒng)變電站，作為正常工站，作為正常工作電源，另一路作電源，另一路取自鄰近單位的取自鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線，作高壓聯(lián)絡(luò)線，作為備用電源，也為備用電源，也可兩路電源同時(shí)可兩路電源同時(shí)供電。供電。 母線是配電裝置中母線是配電裝置中用來匯集和分配電用來匯集和分配電能的導(dǎo)體。因?yàn)樵撃艿膶?dǎo)體。因?yàn)樵撆潆娝徊捎靡宦放潆娝徊捎靡宦冯娫垂ぷ?，一路電電源工作，一路電源備用，因此母線源備用，因此母線分段開關(guān)通常是閉分段開關(guān)通常是閉合的，高壓并聯(lián)電合的，高壓并聯(lián)電容器對(duì)整個(gè)配電所容器對(duì)整個(gè)配電所進(jìn)行無功補(bǔ)償。一進(jìn)行無功補(bǔ)償。一旦工作電源發(fā)生故旦工作電源發(fā)生故障或母線檢修時(shí)，障或母線檢修時(shí)，可切除該路進(jìn)線后，可切除該路進(jìn)線后，投入備用電源即可投入備用電源即可恢復(fù)對(duì)整個(gè)配電所恢復(fù)對(duì)整個(gè)配電所的供電。的供電。 每段母線的進(jìn)每段母線的進(jìn)線和出線上都接線和出線上都接有電流互感器，有電流互感器，且電流互感器均且電流互感器均有兩個(gè)二次繞組，有兩個(gè)二次繞組，其中一個(gè)接測量其中一個(gè)接測量儀表，另一個(gè)接儀