【正文】 了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件：電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。由于本機(jī)械廠用電部門較多，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法予以確定。1．單臺(tái)組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式(1).有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)： (21)式中 —設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)；—用電設(shè)備組總的設(shè)備容量(不含備用設(shè)備容量，單位為kW)；—用電設(shè)備組的需要系數(shù)。(2).無功計(jì)算負(fù)荷(單位為KVAR) (22)式中 —設(shè)備無功計(jì)算負(fù)荷(單位為KVAR)；—對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值。(3).視在計(jì)算負(fù)荷(單位為KVA) (23)式中 —視在計(jì)算負(fù)荷(單位為KVA)；—用電設(shè)備組的功率因數(shù)。(4).計(jì)算電流(單位為A) (24)式中 —計(jì)算電流(單位為A)；—用電設(shè)備組的視在功率(單位為KVA)；—用電設(shè)備組的額定電壓(單位為KV)。2．多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式(1).有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW) (25)式中 —多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)； —所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和； —有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，～。(2).無功計(jì)算負(fù)荷(單位為KVAR) (26)式中 —多組用電設(shè)備無功計(jì)算負(fù)荷(單位為KVAR)；—所有設(shè)備組無功計(jì)算負(fù)荷之和； —無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，～。(3).視在計(jì)算負(fù)荷(單位為KVA) (27)(4).計(jì)算電流(單位為A) (28)(5).功率因數(shù) (29)根據(jù)提供的資料，列出負(fù)荷計(jì)算表。因設(shè)計(jì)的需要，計(jì)算了各負(fù)荷的有功功率、無功功率、視在功率、計(jì)算電流等。表中生活區(qū)的照明負(fù)荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶的家庭動(dòng)力負(fù)荷。具體負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算見表21。序號(hào)名稱類別設(shè)備容量需要系數(shù)cos計(jì)算負(fù)荷1鑄造車間動(dòng)力290116照明10小計(jì)300———1242鍛壓車間動(dòng)力20060100照明107小計(jì)210———67830163倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力30照明5小計(jì)35———4電鍍車間動(dòng)力100照明8小計(jì)108———5工具車間動(dòng)力220照明10小計(jì)230———6組裝車間動(dòng)力200照明30小計(jì)230———7維修車間動(dòng)力200照明13小計(jì)213———8金工車間動(dòng)力400照明16小計(jì)416———9焊接車間動(dòng)力830249照明46小計(jì)876———10鍋爐房動(dòng)力100照明3小計(jì)103———11熱處理車間動(dòng)力200照明10小計(jì)210———12生活區(qū)照明80總計(jì)（380v側(cè)）動(dòng)力照明取表21某變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算表由表21知：?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，：Qc =()= 選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）10臺(tái)相組合，總共容量75kvar11=825kvar。無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)的負(fù)荷計(jì)算： 補(bǔ)償后低壓側(cè)的功率因素：無功補(bǔ)償后工廠10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算：3變壓器選擇及主接線方案確定選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：1．應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。2．對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺(tái)變壓器。3．當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。4．在確定變電所臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。1．只裝一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器容量S應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即 (31)2．裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的容量SZ應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：(1)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S3的大約60%70%的需要，即 (32)(2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即 (33)根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：方案1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器根據(jù)式(31)，主變選用一臺(tái)接線方式為S91250/10型變壓器，根據(jù)民用建筑規(guī)范要求變壓器的負(fù)載率不宜大于85%，而顯然滿足要求。至于機(jī)械廠的二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。因此裝設(shè)一臺(tái)主變壓器時(shí)選一臺(tái)接線方式為S91250/10型低損耗配電變壓器。 。兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，互為備用。變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。(1)安全 應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。(2)可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(3)靈活 應(yīng)能必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。(4)經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。(1)供電的安全性。主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。(2)供電的可靠性。主接線方案在與用電負(fù)荷對(duì)可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。(3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動(dòng)及高次諧波等方面的情況。(4)運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。(5)對(duì)變電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。(1)線路和設(shè)備的綜合投資額 包括線路和設(shè)備本身的價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計(jì)算。(2)變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi) 包括線路和設(shè)備的折舊費(fèi)。維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)等。(3)供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)） 有關(guān)部門還規(guī)定申請(qǐng)用電，用戶必須向供電部門一次性地交納供電貼費(fèi)。(4)線路的有色金屬消耗費(fèi) 指導(dǎo)線和有色金屬（銅、鋁）耗用的重量。只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接線方案：(1)高壓側(cè)采用隔離開關(guān)熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；(2)高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的主接線方案；(3)高壓側(cè)采用隔離開關(guān)斷路器的主接線方案。裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的典型主接線方案有：(1)高壓無母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(2)高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(3)高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。由原始資料可知，高壓側(cè)進(jìn)線有一條10kV的公用電源干線，為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，又采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線，一條工作，一條備用，同時(shí)為保證供電的可靠性和對(duì)擴(kuò)建的適應(yīng)性所以10kV側(cè)可采用單母線或單母線分段的方案。由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的方案，對(duì)電能進(jìn)行匯集，使每一個(gè)用電部門都可以方便地獲得電能。根據(jù)前面章節(jié)的計(jì)算，若主變采用一臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路。為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見：圖31 采用一臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。若主變采用兩臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路，為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，兩臺(tái)變壓器在正常情況下分裂運(yùn)行，當(dāng)其中任意一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)作為備用，當(dāng)總進(jìn)線中的任一回路出現(xiàn)故障時(shí)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。低壓側(cè)采用也單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見：圖32 采用兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。圖31 采用一臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖圖32 采用兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖　比較項(xiàng)目　裝設(shè)一臺(tái)主變的方案　　裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)　供電安全性　滿足要求　滿足要求　供電可靠性　基本滿足要求　滿足要求　供電質(zhì)量　由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大　由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小　靈活方便性　只有一臺(tái)主變，靈活性不好　由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好　擴(kuò)建適應(yīng)性　差一些　更好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)　電力變壓器的綜合投資額　，綜合投資為2=，綜合投資為4=　高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額　,綜合投資約為5=　6臺(tái)GG1A（F）型柜綜合投資約為6=　電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)　主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)約7萬元　主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)約1