【正文】 圖 1） 工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車(chē)間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 [a]h，日最大負(fù)荷持 續(xù)時(shí)間為 [b]h。該廠除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓 動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為 380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為 220V。本 廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表 2 一 1 所示。 表 2一 1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 廠房編號(hào) 廠房名稱 負(fù)荷類(lèi)別 設(shè)備容量／ kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鑄造車(chē)間 動(dòng)力 300 照明 6 2 鍛壓車(chē)間 動(dòng)力 350 XX機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 2 照明 8 7 金工車(chē)間 動(dòng)力 400 照明 10 6 工具車(chē)間 動(dòng)力 360 照明 7 4 電鍍車(chē)間 動(dòng)力 250 照明 5 3 熱處理車(chē)間 動(dòng)力 150 照明 5 9 裝配車(chē)間 動(dòng)力 180 照明 6 10 機(jī)修車(chē)間 動(dòng)力 160 照明 4 8 鍋爐房 動(dòng)力 50 照明 1 5 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 照明 1 1． O 生活區(qū) 照明 350 O． 9 2） 供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條 [c]kV 的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為 [d]，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為 [e]m；干線首端 (即電力系統(tǒng)的饋電變電站 )距離本廠約 [f]km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為 [g]MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保 護(hù)種電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為 [h]s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求， 可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為[i]km，電纜線路總長(zhǎng)度為 [j]km。 3） 氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣 溫為 [k]℃ ，年平均氣溫為 [l]℃ ，年最低氣溫為 [m]0 C，年最熱月平均最高氣溫為 [n]℃ ，年最熱月平均氣溫為 [p]℃ ，年最熱月地下 處 平均溫度為 [q] ℃ 。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)?[r]風(fēng)，年雷暴日數(shù)為[s]。 4） 地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔 [t]m。地層以 [u](土質(zhì) )為主；地下水位為 [v]m。 5） 電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專(zhuān)用計(jì) 量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為 [w]元／ kVA，動(dòng)力電費(fèi)為 [x]元／ kwh ，照明 (含家電 )電費(fèi)為 [y]元／ kwh 。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 [z]。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門(mén)交納供電貼費(fèi)： 6～ lOkV 為 800 元／ kVA(注：以上 a～ z 的數(shù)據(jù)，由表 2 一 2 所示。 ) 表 22 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中待填原始數(shù)據(jù) 代號(hào) 原始數(shù)據(jù)資料 代號(hào) 原始數(shù)據(jù)資料 a 3800 n 33 XX機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 3 b 6 p 26 c 10 q 25 d LGJ70 r 東北 e 2 S 20 f 8 t 500 g 400 u 砂粘土 h i 50 V 2 j 10 W 18 k 38 x l 23 y m 8 z O． 90～ O． 95 設(shè)計(jì)的具體任務(wù)與要求 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)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，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。 設(shè)計(jì)的具體任務(wù) ,要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量： A．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)需包括： 1)前言。 2)目錄。 3)負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償。 4)變電所位置和型式的選擇。 5)變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類(lèi)型的選擇。 6)變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)。 7)短路電流的計(jì)算。 8)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。 9)變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)。 10)變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定。 11)防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)。 12)附錄 —— 參考文獻(xiàn)。 B．設(shè)計(jì)圖樣需包括： 1)變電所主結(jié)線圖 1張 (A2圖樣 )。 2)變電所平、剖面圖 1 張 (A2 圖樣 )。 設(shè)計(jì)時(shí)間： 二○一 四 年 十二 月二十八日至二○一 五 年 一 月 十二 日 XX機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 4 二、 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 1. 負(fù)荷 計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償 負(fù)荷 計(jì)算表的生成 表 31 XX 機(jī)械廠 負(fù)荷計(jì)算表 編號(hào) 廠房名稱 類(lèi)別 設(shè)備容量Pe／ kW 需要系數(shù) Kd cosφ tanφ 計(jì)算負(fù)荷 P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/KW 1 鑄造車(chē)間 動(dòng)力 300 90 照明 6 1 0 0 小計(jì) 306 2 鍛壓車(chē)間 動(dòng)力 350 105 照明 8 1 0 0 小計(jì) 358 7 金工車(chē)間 動(dòng)力 400 80 照明 10 1 0 8 0 小計(jì) 410 88 6 工具車(chē)間 動(dòng)力 360 108 144 照明 7 1 0 0 小計(jì) 367 144 4 電鍍車(chē)間 動(dòng)力 250 125 照明 5 1 0 4 0 小計(jì) 255 129 3 熱處理車(chē) 間 動(dòng)力 150 90 照明 5 1 0 4 0 小計(jì) 155 94 9 裝配車(chē)間 動(dòng)力 180 54 照明 6 1 0 0 小計(jì) 186 10 機(jī)修車(chē)間 動(dòng)力 160 32 照明 4 1 0 0 小計(jì) 164 8 鍋爐房 動(dòng)力 50 35 照明 1 1 0 0 小計(jì) 51 5 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 8 6 照明 1 1 0 0 小計(jì) 21 6 11 生活區(qū) 照明 350 245 總計(jì)（ 380v 側(cè)） 動(dòng)力 2220 照明 403 計(jì)入 Kp= XX機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 5 注釋 ： 廠區(qū) 各個(gè) 工廠 及生活區(qū)計(jì)算 負(fù)荷見(jiàn) 表 31。 無(wú)功補(bǔ)償 功率的計(jì)算 由上表可知，該廠 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是 ，而供電部門(mén)要求該廠 10kv 進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)不應(yīng)低于 遠(yuǎn)大于有功損耗，因此 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)應(yīng)稍大于 ，暫取 來(lái)計(jì)算 380V 側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量 30 1 2( ta n ta n ) = [ ta n( a r c c os 4 ) ta n( a r c c o s ) ] 383 .075 v a rcQ P k??? ? ? ? ? 選 PGJ1 型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 型，采用主屏 1臺(tái)與輔屏 4 臺(tái)相組合，總共容量 84kvar*5=420kvar。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠 380V 側(cè)和 10KV 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如下表二所示： 表 32 補(bǔ)償后 的 功率表 項(xiàng) 目 cosφ 計(jì)算負(fù)荷 P30/kw Q30/kvar S30/kva I30/A 380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 1090 1656 380v側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量 420 380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 1318 主變壓器功率損耗 =13 =52 10kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算 900 52 負(fù)荷 計(jì)算的意義及原則說(shuō)明 供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因次，有必要對(duì)供電系統(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。 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜選的過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。由此可見(jiàn)，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷 。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用 30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 XX機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 6 無(wú)功 補(bǔ)償?shù)囊饬x及 類(lèi)型 介紹 無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定 電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。 安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可限制無(wú)功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小 了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級(jí)調(diào)控 、 就地平衡、便于調(diào)整電壓等原則進(jìn)行配置。 集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分撒補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié) 合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：提高電壓質(zhì)量、 降低電能損耗、提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率、減少用戶電費(fèi)支出等。 無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。 一下 就 無(wú)功補(bǔ)償?shù)膸追N方式做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹： 1） 同步補(bǔ)償機(jī) :專(zhuān)門(mén)用來(lái)改善功率因數(shù) 的空載運(yùn)轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)的無(wú)功功率。由于它為旋轉(zhuǎn)設(shè)備，安裝和運(yùn)行維修都相當(dāng)復(fù)雜，所以在企業(yè)供配電系統(tǒng)中很少應(yīng)用。它通常用于大電網(wǎng)和大變電所中作為調(diào)壓和改善功率因數(shù)之用。 2） 并聯(lián)電容器 :它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜?。與同步補(bǔ)償機(jī) 相 比，因無(wú)旋轉(zhuǎn)部分，具有安裝簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便，有功損耗小以及組裝靈活，擴(kuò)展方便等優(yōu)勢(shì)，因此并聯(lián)電容器應(yīng)用最為廣泛。 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式的選擇 3） 個(gè)別補(bǔ)償 :個(gè)別補(bǔ)償是對(duì)單臺(tái)用電設(shè)備所需無(wú)功就近補(bǔ)償?shù)霓k法，這種 補(bǔ)償 方式效果最好，電容器靠近用電設(shè)備，就地平衡無(wú)功電流，個(gè)別補(bǔ)償一般用于容量較大的高低壓電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備。但這種方法在用電設(shè)備非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電容器利用率低，不能充分發(fā)揮起補(bǔ)償效益。 4） 分散補(bǔ)償 :分