【正文】 Q301QC‘）2=(kVA)?PT==(kW)?QT=(1)=(kvar)高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：P30(2)=P30(1)+?PT=(kW)Q30(2)=Q30(1)+?QTQC39。=(kvar)S30(2)=P30(2)2+Q30(2)2=(kVA)cos?=P30(2)Q30(2)=證明這一補(bǔ)償滿足功率因數(shù)要求。其他變壓器按此方法同上。表23電容數(shù)量表T1T2T3T4T5T6T7T8電容器臺數(shù)6312123396需補(bǔ)償?shù)娜萘?kvarkvarkvarkvar kvarkvarkvarkvar電容器選型：，額定電壓：，額定容量：25kva，額定電容： 相數(shù)：單相表24 補(bǔ)償前后的各功率值及計(jì)算電流值補(bǔ)償前P30（kW）Q30（kvar）S30（kVA）I30(1)（A）I30(2)（A）T1變壓器T2變壓器TT4 變壓器T5變壓器T6變壓器T7變壓器T8變壓器總計(jì)4107補(bǔ)償后P30（kW）Q30（kvar）S30（kVA）I30(1)（A）I30(2)（A）T1變壓器T2變壓器TT4 變壓器T5變壓器T6變壓器310T7變壓器T8變壓器501總計(jì)注：視在功率與計(jì)算電流是不能通過直接相加得到的。視在功率： S30=P302+Q302計(jì)算電流： I30=S303U在本次10kV 變電站建設(shè)地區(qū)地勢平坦，且附近建筑物稀疏，使得出線走廊較開闊；年最高氣溫40℃，℃，℃, 年最熱月平均最高氣溫35℃，年最熱月平均氣溫26℃.。，主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng)。所有用電設(shè)備的總用電負(fù)荷為7940kW。用電負(fù)荷按其重要性和中斷供電在政治經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響程度，分為三級即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。(1)一級負(fù)荷：為中斷供電將造成人身傷 亡者；或者中斷供電將在政治經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需長時(shí)間才能恢復(fù)等。對于一級負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。(2)二級負(fù)荷：或者中斷供電將在政治經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需長時(shí)間才能恢復(fù)等。對于二級負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷的供電。(3)三級負(fù)荷：為一般負(fù)荷，指所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者。對于三級負(fù)荷，一般只需一個(gè)電源供電。某學(xué)?，F(xiàn)有有功功率：4175kW，無功功率：，視在功率：。根據(jù)要求，圖書館、行政樓及消防設(shè)施為二級負(fù)荷，其余均為三級負(fù)荷。根據(jù)學(xué)院負(fù)荷要求，本次設(shè)計(jì)采用雙電源電纜進(jìn)線，一主一備。、容量及類型的設(shè)計(jì)根據(jù)變電所所帶用戶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級重要負(fù)荷。對一般性變電所，當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。同時(shí)，主變壓器的容量選擇必須滿足本次設(shè)計(jì)的變電所的負(fù)荷容量要求，也盡可能考慮變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷的要求，也適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展，與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)某學(xué)院設(shè)計(jì)要求，要求高壓側(cè)出線8回，則初步確定本校區(qū)內(nèi)共設(shè)立七座變電所，其中，兩座獨(dú)立變電所，五座箱式變電所。一號獨(dú)立變電所負(fù)荷為圖書館、行政樓及消防設(shè)施，因其為二級負(fù)荷，采用兩臺變壓器供電，工作方式為一用一備；二號獨(dú)立變電所負(fù)荷為教師公寓樓；一號箱式變電所負(fù)荷為教學(xué)樓和實(shí)驗(yàn)樓；二號箱式變電所負(fù)荷為系館樓；三號箱式變電所負(fù)荷為一區(qū)學(xué)生宿舍樓；四號箱式變電所負(fù)荷為二區(qū)學(xué)生宿舍；五號箱式變電所負(fù)荷為研究生公寓樓、食堂、服務(wù)樓及其他負(fù)荷。 表25 變壓器選型、負(fù)載率及負(fù)荷范圍主變序號容量及型號實(shí)際容量（kVA）負(fù)載率負(fù)荷范圍一號SCB8630/10（）%（%）一、二、三樓實(shí)驗(yàn)樓二號SCB8400/10（）%（%）一、二裙樓三號SCB81600/10（）%（%）圖書館、行政樓四號SCB81600/10（）%（%）三號備用五號S9400/10（）%（%）一區(qū)宿舍六號S9400/10（）%（%）二區(qū)宿舍七號SCB81250/10（）%（%）教師公寓八號S9630/10（）%（%）其他注：1 、括號內(nèi)、外分別為補(bǔ)償前、后的容量和負(fù)載率根據(jù)變電站的用途、 負(fù)荷狀況， 并結(jié)合供配電理論知識，變電站形式確定如下：表26 變電所形式變壓器序號變電所形式變壓器型號箱式柜殼規(guī)格T1箱式變電所SCB8630/10ZBW110/630T2箱式變電所SCB8400/10ZBW110/630T31獨(dú)立變電所SCB81600/10T41獨(dú)立變電所SCB81600/10T5箱式變電所S9400/10ZBW110/630T6箱式變電所S9400/10ZBW110/630T72獨(dú)立變電所SCB81250/10T8箱式變電所S9630/10ZBW110/6301獨(dú)立變電所有兩臺SCB81600/10/，主要負(fù)荷有圖書館、行政樓及消防設(shè)施，均為二級負(fù)荷。兩臺變壓器采用一用一備方案，正常時(shí)只有一臺工作，當(dāng)工作的變壓器檢修或出現(xiàn)故障時(shí)，將斷開工作的變壓器。此變電站兩臺變壓器，聯(lián)結(jié)組別均為：D，Yn11。低壓側(cè) 380/220V 三相四線制配電，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，采用 TNS系統(tǒng)。2獨(dú)立變電所有一臺SCB81250/10/，主要負(fù)荷為教師公寓樓。此變電站變壓器，聯(lián)結(jié)組別為：D，Yn11。低壓側(cè)380/220V 三相四線制配電，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，采用 TNS 系統(tǒng)。3電氣主接線的設(shè)計(jì)變電所的電氣接線圖，按其在變電所的作用分為一次接線圖和二次接線圖。一次接線圖又稱一次主接線圖或一次系統(tǒng)圖，是由各種主要電氣設(shè)備（包括變壓器、開關(guān)電器、互感器及連接線圖等）按一定順序連接而成的接受和分配電能的總電路圖。而二次接線圖又稱二次系統(tǒng)圖，是表示用來控制、指示、測量和保護(hù)一次電路及其設(shè)備運(yùn)行的電路圖一次電路圖中所有的電氣設(shè)備，成為一次設(shè)備或者一次元件；二次電路中所有的電氣設(shè)備，成為二次設(shè)備或者二次元件。一次電路和二次電路之間的聯(lián)系，通常是通過電流互感器和電壓互感器完成的。對電氣主接線的基本要求，概括地說應(yīng)包括安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性四方面：(1)安全性 符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。(2)可靠性 安全可靠是電路生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更加嚴(yán)重。但是電氣主接線的可靠性不是絕對的。同樣形式的主接線對某些發(fā)電廠和變電站來說是可靠的，而對另外一些發(fā)電廠和變電站則不一定能滿足可靠性要求。所以在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。(3)靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的切換。靈活性包括以下幾個(gè)方面：1)調(diào)度靈活，操作方便。應(yīng)能靈活地投入或切除機(jī)組、變壓器或線路，靈活地調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的要求。2)檢修安全。應(yīng)能方便地停運(yùn)線路、斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行及用戶的供電要求。3)擴(kuò)建方便。在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建時(shí)一、二次設(shè)備所需的改造最少。4)經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要包括以下幾個(gè)方面：節(jié)省一次投資、占地面積少和電能損耗少。1）投資省 主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；應(yīng)適當(dāng)限制短路電流，以便選擇輕型電氣設(shè)備。2）年運(yùn)行費(fèi)小 年運(yùn)行費(fèi)包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)及大修費(fèi)日常小修維護(hù)費(fèi)。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)及避免兩次變壓而增加電能損耗。3）占地面積小 主接線的設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方都應(yīng)采用三相變壓器。4）在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 通常電氣主接線以單線圖的形式表示，僅在個(gè)別情況下，當(dāng)三相電路中的設(shè)備不對稱時(shí)，則用三線圖表示。電氣主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線三種。(1)單母線不分段接線斷路器的作用是切斷負(fù)荷電流或短路故障電流。而隔離開關(guān)按其作用分為兩種；靠近母線側(cè)的稱為母線隔離開關(guān)，用來隔離母線電源；靠近線路側(cè)的稱為線路隔離開關(guān)，用于防治在檢修斷路器的時(shí)候倒送電和雷電過電壓沿線路侵入，保證檢修人員的安全。單母線不分段接線的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單、使用設(shè)備少以及配電裝置的建造費(fèi)用低；其缺點(diǎn)是可靠性和靈活性較差。當(dāng)母線或隔離開關(guān)發(fā)生故障或者檢修時(shí)，必須斷開所有回路的電源而造成全部用戶的停電。所以這種接線方式只適用于容量較小和對供電可靠性要求不高的用戶。 單母線不分段接線(2)單母線分段接線這種接線客服不分段母線存在的工作不可靠、靈活性較差的有效方法。單母線分段是根據(jù)電源的數(shù)目、功率和電網(wǎng)的接線情況來確定的。通常每段接一個(gè)或者兩個(gè)電源，引出線分別接到各段上，使各段引出線負(fù)荷分配與電源功率相平衡，盡量減少各段之間的功率變換。單母線分段可用隔離開關(guān)分段，也可用斷路器分段。由于分段的開關(guān)設(shè)備不同，其作用也有差別。1）用隔離開關(guān)分段的單母線接線 母線檢修時(shí)可以分段進(jìn)行，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)過倒閘操作可切除故障段，保證另一段繼續(xù)運(yùn)行，故比單母線不分段接線提高了可靠性。2）用斷路器分段的單母線接線 分段斷路器除了具有分段隔離開關(guān)的作用外，與繼電保護(hù)配合，還能切斷負(fù)荷電流、故障電流以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分、合閘。另外，檢修故障段母線時(shí)，可直接操作分段斷路器，斷開分段隔離開關(guān)，且不會引起正常段母線停電，保證其繼續(xù)正常運(yùn)行。在母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器的繼電保護(hù)動(dòng)作，切除故障段母線，從而提高了運(yùn)行的可靠性。雙母線接線克服了單母線接線的缺點(diǎn)，而兩條母線互為備用，具有較高的可靠性和靈活性。 雙母線接線一般只用在對供電可靠性要求很高的大型工廠總降壓變電所35~110kV母線系統(tǒng)和有重要高壓負(fù)荷或者有自備發(fā)電廠的6~10kV的母線系統(tǒng)。雙母線接線有兩種運(yùn)行方式：一種運(yùn)行方式是一組母線工作，令一組母線備用（明備用），母聯(lián)斷路器正常時(shí)是斷開狀態(tài)；另一種運(yùn)行方式是兩組母線同時(shí)工作，也互為備用，此時(shí)，母聯(lián)斷路器及母聯(lián)隔離開關(guān)均為閉合狀態(tài)。 雙母線接線對于具有兩條電源進(jìn)線、兩臺變壓器的總降壓變電所，可采用橋式接線。其特點(diǎn)是在兩條電源進(jìn)線之間有一條跨接的橋。它比單母線分段接線簡單，可以減少單母線斷路器的數(shù)量。根據(jù)跨接橋跨接位置的不同，又分為內(nèi)橋式接線和外橋式接線兩種。(1)內(nèi)橋式接線，這種接線適用于電源進(jìn)線線路較長，故障檢修機(jī)會多，且變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。(2)外橋式接線，這種接線適用于電源線路較短，故障檢修機(jī)會少，但變電所負(fù)荷變動(dòng)較大且需要經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。根據(jù)工廠供電要求，10kV變電所，容量較小，供電要求不高，一般采用單母線接線形式。(1) 單母線接線與單母線分段相比較:表31 單母線與單母線分段比較單母線單母線分段占地面積占地面積較大占地面積較小些優(yōu)點(diǎn)接線簡單、清晰、設(shè)備小、操作方便、便于擴(kuò)建、投資較小接線簡單、操作方便、便于擴(kuò)建電可靠性，靈活性較好缺點(diǎn)供電的可靠性，靈活性較差，不能滿足Ⅰ、Ⅱ類用戶需要投資較大些，占地面積較大適用范圍用于6—220kV系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變，且出線不多的中、小型變電所適用于6—10kV電壓等級引出線在6回以上的中、小型變電所中 (2)主接線的確定 根據(jù)提供的原始資料，電力系統(tǒng)的發(fā)展，和用戶的需求等幾方面考慮，從近期及遠(yuǎn)景的發(fā)展規(guī)劃，經(jīng)過比較確定采用兩路10kV電源一用一備供電。兩路10kV電源有兩路獨(dú)立電源供給，高壓側(cè)為單母線分段聯(lián)絡(luò)接線,10kV電源進(jìn)線經(jīng)一號獨(dú)立變電所采用放射式引線出至本所400V段和二號獨(dú)立變電所及15號箱式變電所。各變電所低壓側(cè)采用單母線接線。進(jìn)出線均采用高壓鎧裝電力電纜。該設(shè)計(jì)整個(gè)主接線網(wǎng)絡(luò)采用雙電源放射式結(jié)構(gòu)，符合供電標(biāo)準(zhǔn)，滿足對負(fù)荷密度大，供電要求較高的基本要求。4短路電流計(jì)算和設(shè)備選擇與校驗(yàn) 述供配電系統(tǒng)中的短路，是指相導(dǎo)體之間或相導(dǎo)體與地之間不通過負(fù)載阻抗而發(fā)生的電氣連接，是系統(tǒng)的常見故障之一。(1)短路電流的計(jì)算方法，由于電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量要,而阻抗則較系統(tǒng)阻抗