【正文】 KvarS30/KVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷380V側(cè)無功補(bǔ)償容量560380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷主變壓器功率損耗6KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)第四車間:QC=P30（tanΦtanΦ`） =「tan()－tan()」 =選PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏，采用其方案2″（主屏）1臺(tái)與方案4″(輔屏)2臺(tái)相結(jié)合,總共容量112kvar3=336kvar。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和6KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表26所示: 表26 四車間380V側(cè)和6KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算表項(xiàng)目COSΦ計(jì)算負(fù)荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷380V側(cè)無功補(bǔ)償容量336380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷主變壓器功率損耗6KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)第五車間:QC=P30（tanΦtanΦ`） =「tan()－tan()」 =選PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏，采用其方案1″（主屏）1臺(tái)與方案3″(輔屏)1臺(tái)相結(jié)合,總共容量84kvar2=168kvar。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和6KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如27表所示: 表27 五車間380V側(cè)和6KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算表項(xiàng)目COSΦ計(jì)算負(fù)荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷380V側(cè)無功補(bǔ)償容量168380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷257主變壓器功率損耗6KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)6KV高壓車間:QC=P30（tanΦtanΦ`） =「tan()－tan()」 =選PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏:采用其方案2″（主屏）1臺(tái)與方案4″(輔屏)11臺(tái)相結(jié)合,總共容量112kvar12=1344kvar。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和6KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如28表所示: 表28 6KV高壓車間380V側(cè)和6KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算表項(xiàng)目COSΦ計(jì)算負(fù)荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A6KV側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 6KV側(cè)無功補(bǔ)償容量13446KV側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷主變壓器的負(fù)荷計(jì)算：補(bǔ)償后：P30`=∑P301+P302+…P30i=Q30`=∑Q301+Q302+…Q30i=1476KvarS30`=（P30`2+Q30`2 ）1/2=I30`=CosΦ`= TanΦ`=6KV側(cè)和35KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表29所示:表29 主變壓器6KV側(cè)和35KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算表項(xiàng)目COSΦ計(jì)算負(fù)荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A6V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷1476主變壓器功率損耗35KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)此可見,補(bǔ)償后變電低壓側(cè)的無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流顯著減小,而功率因數(shù)顯著提高。補(bǔ)償后該變電所主變壓器T的容量顯然比補(bǔ)償前的變壓器容量小得多。同時(shí)由于計(jì)算電流的減小，使補(bǔ)償點(diǎn)以前系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)降低，因此不僅降低了變電所的初投資，而且減少了工廠的電費(fèi)開支，所以進(jìn)行無功補(bǔ)償效益是十分可觀的。 變電所位置的選擇 變電所的分類：工廠變電所分為降壓變電所和車間變電所，一般中小工廠不設(shè)總降壓變電所。 變電所所址選擇的一般的應(yīng)遵循的原則：選擇工廠變、配點(diǎn)所的所址，應(yīng)該根據(jù)下面的一些要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。（1） 所址應(yīng)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。（2）進(jìn)出線方便。（3）接近電源側(cè)。（4）設(shè)備運(yùn)輸方便。（5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。（6）不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；當(dāng)無法改變時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下側(cè)。（7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所向貼鄰。（8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正下方或正上方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正下方或正上方。當(dāng)與爆炸報(bào)或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗鄰時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（9）高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近車間變電所或 有大量高壓用電設(shè)備的廠房和建在一起. 變電所的主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇： 主變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件的一種時(shí)，要裝設(shè)兩臺(tái)及以上的變壓器：有大量的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。季節(jié)性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。集中負(fù)荷較大。其他的情況只要裝一臺(tái)變壓器。 1）主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)于供電給一、二負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)主變壓器。 2）如果附近只有一條電源進(jìn)線，則只能采用一臺(tái)主變壓器。此時(shí)，如果廠內(nèi)有一、二級(jí)負(fù)荷，則應(yīng)所內(nèi)裝設(shè)一臺(tái)發(fā)電機(jī)，作為一、二級(jí)負(fù)荷的備用電源。 3）對(duì)于只向三級(jí)負(fù)荷供電的變電所，當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)很大，填充系數(shù)а，為減小主變壓器的功率損耗，宜采用兩臺(tái)主變壓器；反之，當(dāng)а，宜采用一臺(tái)主變壓器。 4）當(dāng)廠內(nèi)有大型高壓用電設(shè)備（如大型高壓電動(dòng)機(jī)、大型電爐）時(shí)，宜采用兩臺(tái)主變壓器。根據(jù)上面的要求，因?yàn)樵搹S兩條電源進(jìn)線。工廠負(fù)荷性質(zhì)為三班工作制,年最大有功利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí),屬二級(jí)負(fù)荷。集中負(fù)荷較大,故需要裝備兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器容量的選擇1） 變電所裝有一臺(tái)主變壓器時(shí)，其容量應(yīng)滿足下列要求： SNT≥S30 式中：S30—為該變電所承擔(dān)的全部計(jì)算負(fù)荷（無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷）。 2） 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%，最好為總計(jì)算負(fù)荷的70%左右，同時(shí)每臺(tái)主變壓器的容量不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和,即: SNT≈(～)S30根據(jù)上面變電所的選擇要求﹑此變電所的設(shè)計(jì)要求以及負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果,又考慮到今后的發(fā)展，可查參考資料1附錄表4選出各車間所適合的變壓器﹑: 表210 變壓器﹑總變電所的主變壓器型號(hào)及臺(tái)數(shù)統(tǒng)計(jì)表車間變電所代號(hào)變壓器型號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)S9800/2S9400/2S9400/1S9500/1S9315/1主變壓器SL76300/352 變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)變電所的主接線,應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位﹑進(jìn)出線回路﹑：安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。必須注意幾點(diǎn)：安全性 在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝低壓刀開關(guān)。 在裝設(shè)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 35KV及以上的線路末端,應(yīng)設(shè)接地線的接地端頭。可靠性1﹑變電所的主結(jié)線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電，對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回6kv及以上專用架空線或電纜供電。其中采用電纜供電時(shí),應(yīng)采用兩根電纜組成的線路,且每根電纜應(yīng)承受100% 的二級(jí)負(fù)荷。2﹑變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器，當(dāng)有繼電器保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓側(cè)母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。3﹑變電所的非專用電源進(jìn)線側(cè),宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。4﹑對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜工廠總變電采放射高壓配電，以1確保供電可靠，但輔助生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)的變電所，可采用樹干式。靈活性 變配電所的高低壓母線，一般采用母線或單母線分段結(jié)構(gòu) 35KV及以電源進(jìn)線為雙母線時(shí)，宜采用橋型接線或線路變壓器組接線 需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路電器高壓負(fù)荷開關(guān) 主接線方案應(yīng)與變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性 主結(jié)線方案應(yīng)力求簡單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路器應(yīng)較少或不用斷路器的接線 變配電所的電器設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品 中小工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需要頻繁操做的場(chǎng)合，則采用真空斷路器或SF6斷路器 工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電度表用 主接線方案應(yīng)與變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)，還要考慮到今后的發(fā)展。負(fù)荷切換主變壓器的變電所高壓側(cè)還應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器和高壓負(fù)荷開關(guān)。幾種常用的高壓電器有如下功能和特點(diǎn)：高壓隔離開關(guān)的功能主要是：隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：即斷開有明顯可見的斷開間隙，而斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。它能夠保證人身和設(shè)備的安全。因?yàn)楦綦x開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負(fù)荷操作。 高壓斷路器的功能是：不僅能通斷正常電流，而且能接同和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。高壓熔斷器是：一種當(dāng)所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時(shí)間后，使其熔體熔化而分?jǐn)鄶嚅_電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對(duì)電路及電路設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，但也具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。本設(shè)計(jì)主變壓器的主進(jìn)電源線引自電網(wǎng)的35KV高壓供電線路。供電系統(tǒng)在實(shí)際設(shè)計(jì)中一般都在總降壓變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)設(shè)有隔離開關(guān)、斷路器、電流互感器和電壓互感器。當(dāng)總降壓變壓器的一次側(cè)附有電流互感器時(shí)，則可裝設(shè)三只電流表。通過電流表監(jiān)測(cè)負(fù)荷是否均勻，并可判斷某一相線是否缺相要求在35KV電源電源側(cè)進(jìn)行電能測(cè)量，所以要裝設(shè)電度表、功率表和功率因數(shù)表，以便對(duì)其電能、功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)量和補(bǔ)償。這時(shí)必須在總降壓變壓器的一次側(cè)附設(shè)電壓互感器和電流互感器。在總降壓變電所供電引向各車間變電所時(shí)，在總降壓變電所或配電所的高壓開關(guān)柜內(nèi)，僅裝設(shè)電流表和電度表即可，電流表可裝一只，電度表裝一只，如果有必要可裝設(shè)計(jì)量無功電能的儀表和有功電度表。 短路電流和容量的計(jì)算所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，誤操作、雷擊或過電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部故障的70%。短路電流數(shù)值通常是工作電流值的十幾倍或幾十倍。它通過電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備溫度急劇上升，過熱會(huì)使絕緣自然老化或損害，同時(shí)產(chǎn)生大的電動(dòng)力，使設(shè)備的載流部分變形損壞，同時(shí)短路電流會(huì)在線上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點(diǎn)越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動(dòng)機(jī)或其他的設(shè)備的正常的運(yùn)行。另外：由于設(shè)備本身不合格、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常而被過電壓擊穿，或者是設(shè)備絕緣受外力損傷而造成短路；工作人員由于未遵守安全操作規(guī)則而發(fā)生誤操作，也可造成短路。供電系統(tǒng)要求正常的不斷的可靠供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行常常因?yàn)榘l(fā)生短路而受到破壞，所以，我們一定要避免電力系統(tǒng)短路以免造成重大的損害。在選用設(shè)備時(shí)要考慮它們對(duì)短路電流的穩(wěn)定性。由此可見，短路的后果是非常嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路計(jì)算，目的就是為了正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電器保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也需要計(jì)算短路電流。供電系統(tǒng)中短路的類型與其電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)，可分為三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，所以要計(jì)算三相短路電流。在校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度是要計(jì)算不對(duì)稱短路的短路電流值。校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，要用到短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流、短路容量。但對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的低壓自動(dòng)空氣開關(guān)，則需要用沖擊電流有效值來進(jìn)行起動(dòng)穩(wěn)定性。供電系統(tǒng)的短路電流的大小與系統(tǒng)運(yùn)行的方式有關(guān)，系統(tǒng)的運(yùn)行方式可以分為最大和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)組投入多、雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運(yùn)行。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)短路阻抗最小，短路電流最大。如果在最小運(yùn)行方式下，則短路阻抗最大，短路電流相應(yīng)的減小。在工廠供電系統(tǒng)中用最小方式求IZ（3），供校驗(yàn)繼電保護(hù)用。對(duì)一般工廠來說，電源方向的電力系統(tǒng)可看作無限大容量的系統(tǒng)。無限大容統(tǒng)的特點(diǎn)是其母線電壓總維持不變短路電流計(jì)算：圖211 短路計(jì)算電路圖：設(shè)Sd=100MVA，Ud=UC即高壓側(cè)Ud1=，低壓側(cè)Ud2=，Ud3=，則　　　　Id1=Sd/ Ud1=100/= Id2=Sd/ Ud2=100/= Id3=Sd/ Ud3=100/= 1）電力系統(tǒng):X1M*=100MVA/200MVA=X1m*=100MVA/170MVA=2)架空線路: 查表得LGJ240的Ｘ0=，而線路長8KM,故 X2*=(8) Ω100MVA/()2 = 3)電力變壓器：查表知UK%=、%、% X3*= X4*=100MVA/5000KVA =　　　X15*= X16*=100MVA/5000KVA = 　　X27*= X28*=100MVA/5000KVA =由已知條件可以知道： 　X27*=X28*=X39*=X410*