【正文】 7） 3）總視在計(jì)算負(fù)荷： Sca?3= （28）23caca??QP式中 Pca?Q ca?S ca?3——變電所低壓母線上的有功、無(wú)功及視在計(jì)算負(fù)荷， kW、kvar、kV?A； ∑P ca?2 、∑Q ca?2——各用電設(shè)備組的有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的總和，kW、kvar； K∑ ——最大負(fù)荷時(shí)的同時(shí)系數(shù)。 根據(jù)上述方法，依據(jù)計(jì)算公式： Pca?k=Kd ?∑P e （29） Qca?k=Pca?k ? tanφ N （210） Pca?∑ =K∑ ? ∑P ca?k （211） Qca?∑ =K∑ ? ∑Q ca?k （212）表 21 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果序號(hào)負(fù)荷名稱額定負(fù)荷(kV?A)功率因數(shù) cosφ NtanφN需要系數(shù)Kd有功計(jì)算負(fù)荷（kW）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kV?A）1 負(fù)荷 1 1200 960 2 負(fù)荷 2 1100 715 3 負(fù)荷 3 1600 1200 7444 負(fù)荷 4 1500 1200 9005 負(fù)荷 5 1200 840 6 負(fù)荷 6 3100 2022 67 負(fù)荷 7 1550 8 負(fù)荷 8 1700 1360 1088合計(jì) 12950 （二）無(wú)功補(bǔ)償供配電系統(tǒng)的無(wú)功功率和功率因數(shù)功率因數(shù)是指有功功率在視在功率中所占的比重，即 cosφ= （2SP13）功率因數(shù)總是小于或等于 1。功率因數(shù)越低，對(duì)電網(wǎng)的損耗越大，經(jīng)濟(jì)效益越差。因此，日常生活中，供電部門對(duì)功率因數(shù)較低的企業(yè)會(huì)進(jìn)行罰款等懲罰措施，其目的就是為了保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行。無(wú)功補(bǔ)償方法及計(jì)算（1）功率因數(shù)的人工補(bǔ)償 本設(shè)計(jì)中通過(guò)選用并聯(lián)電容器柜進(jìn)行補(bǔ)償，使功率因數(shù)保持在允許范圍。 1）補(bǔ)償容量的確定。設(shè)某電力用戶補(bǔ)償前的平均負(fù)荷為 Pav；自然功率因數(shù)為 功率因數(shù)提高到 cosφ2,則需要補(bǔ)償?shù)娜萘?Qc 為 Qc=Pav（tanφ 1tanφ 2)=α?（tanφ 1tanφ 2) （214）式中 Pca——最大有功計(jì)算負(fù)荷，kW； α——月平均有功負(fù)荷系數(shù)； φφ2——補(bǔ)償前、后功率因數(shù)角； tanφ 1tanφ 2——無(wú)功補(bǔ)償率。 2）電容器的選擇。 n=Qc/Qc1 7（215）式中 Q c1——單只電容器容量； n——并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)。 上式計(jì)算所得的數(shù)值對(duì)三相電容應(yīng)取相近偏大的整數(shù)。 （2）無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算根據(jù)上節(jié)的有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的功率因數(shù)： cosφ= = = = （2??caSP2ca?????16）在《供用電規(guī)則》中規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 以上；其他 100kV?A 及以上電力用戶和大、中型排灌站，功率因數(shù)為 以上。因此，這里 cosφ= 不符合要求，需要采用電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。為使補(bǔ)償后功率因數(shù) cosφ≥，則根據(jù)要求，當(dāng) cosφ= 時(shí)， =Pca?∑ ? tan == (kvar) 39。c??aQ39。?（217） Qc=Qca?∑ == (kvar) （239。c??a18）經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)書籍，選擇 4 套 TBBX104503N 型電容器柜進(jìn)行補(bǔ)償，并聯(lián)電容器型號(hào) √31501，補(bǔ)償方式為集中補(bǔ)償。并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)母線，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率。此時(shí)實(shí)際補(bǔ)償容量 =nQcN=4504=1800 (kvar) （239。cQ19）補(bǔ)償后：無(wú)功功率 =Qca?∑ == (kvar) （239。??ca39。c20）視在功率8 = = =(kV?A) （239。??caS239。?????21）功率因數(shù) cosφ= = = = （239。ca??S239。ca?????22）補(bǔ)償后符合要求。（三）主變壓器的選擇變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)要依據(jù)以下原則選擇：1）對(duì)于大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷，一般選擇兩臺(tái)變壓器，以保證供電的可靠性；2）為保證可靠經(jīng)濟(jì)供電，選擇兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)仍能正常工作。變壓器容量的選擇1）裝有一臺(tái)主變壓器的變電所。主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷即 SNT≥S ca （223）2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所。每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)不小總的計(jì)算負(fù)荷的 60%，一般選取為 70%，即 SNT≈ ca （224）同時(shí)每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)不小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和，即 SNT≥S ca(I+II) （225）9變壓器連接方式的選擇 降壓變壓器三相連接起來(lái)的方法稱為變壓器的連接方式。最基本的連接方式是星形連接（Y）和三角連接（△）兩種連接方式。 1）Y/△或△/Y 連接方式。這種連接方式由許多優(yōu)點(diǎn)：中性點(diǎn)接地，異常電壓不明顯；三次諧波勵(lì)磁電流通過(guò)繞組回流，能感應(yīng)出正弦波電壓；若高壓側(cè)采用△連接，可以采用分段絕緣。 2）△/△連接方式。這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是三次諧波勵(lì)磁電流有回流通路，能感應(yīng)出正弦波電壓，波形畸變不明顯；缺點(diǎn)是中性點(diǎn)沒辦法接地。根據(jù)以上原則作計(jì)算： SNT=== (kV?A) （226）所以選擇順特電氣的兩臺(tái) SC108000/20 型電力變壓器，分別裝在 20kV 斷路器下方。額定高壓：20kV 額定低壓：10kV 聯(lián)結(jié)組別：Yd11 表 22 變壓器具體參數(shù)型號(hào) P0(W) Pk（75℃） Uk% I0%SC108000/2010600 36500 8 （四）電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線概述發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備按其功能要求組成的接受和分配電能的主回路，稱為電氣主接線。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生重大的影響。因此對(duì)主接線的設(shè)計(jì)要求可以歸納為以下四點(diǎn)：1）可靠性；2）靈活性；103）經(jīng)濟(jì)性；4）先進(jìn)性。主接線方案設(shè)計(jì)這里介紹 3 種接線方式。（1）單母線接線方式：接線簡(jiǎn)單、清晰，投資少，操作方便；但是，當(dāng)檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。（2）單母分段接線方式：當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器跳開，保證另一段母線仍正常供電，可提高供電可靠性和靈活性。當(dāng)檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。（3）雙母線接線方式： 供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便且不會(huì)引起原有回路的停電；但其投資較大，所用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差。主接線方式的選擇通過(guò)比較，主接線方式選擇為 20kV 側(cè)采用單元式接線，10kV 側(cè)采用單母線分段接線，此種接線方式保證了供電的可靠性和靈活性，配電裝置也比較簡(jiǎn)單。如圖 21 所示，本設(shè)計(jì)中實(shí)際選用設(shè)備時(shí)，不需要選擇隔離開關(guān)，10kV 側(cè)分段母線出線除 8 路帶負(fù)荷出線外，還有作為備用的出線。11 圖 21 主接線方式（五）短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的一般概述短路是指相與相之間或相與地之間形成回路。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，短路回路中將流通很大的短路電流，電源的電壓降落在短路回路中，造成十分嚴(yán)重的危害。短路的原因有：電力系統(tǒng)的絕緣被破壞、操作人員的誤動(dòng)作以及其他因素。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備中的缺陷或者在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷元件中，由于電流過(guò)大，載流導(dǎo)體的溫度升高太多，使絕緣老化加速或破壞。短路的危害短路電流能形成很大的破壞力，使導(dǎo)線遭到嚴(yán)重破壞。短路電流的熱效應(yīng)會(huì)使設(shè)備過(guò)熱損壞。短路嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電力系統(tǒng)解列，乃至崩潰停電。短路電流還會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，影響通信設(shè)備運(yùn)行。12短路的類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。三相短路危害最嚴(yán)重，因此這里的短路計(jì)算就是三相短路的計(jì)算，短路點(diǎn)選擇的是主變壓器兩側(cè)。短路回路參數(shù)的計(jì)算短路電流計(jì)算時(shí)，首先要計(jì)算回路中各元件阻抗。各元件阻抗的計(jì)算可采用有名值和標(biāo)幺值兩種計(jì)算方法。有名值法主要適用于 1kV 以下低壓供電系統(tǒng)電路中，標(biāo)幺值法多用在高壓供電系統(tǒng)的短路計(jì)算中。（1）標(biāo)幺值標(biāo)幺值是相對(duì)有名值而言，在標(biāo)幺值中各物理量均用相對(duì)值表示。標(biāo)幺值由于其計(jì)算結(jié)果清晰、能簡(jiǎn)單判斷計(jì)算結(jié)果的正確性、可簡(jiǎn)化復(fù)雜計(jì)算而被大量使用。在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須遵循電路的歐姆定律和功率方程式，三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系： （2BIUS3?27） （2BZI28） 式中 SB、U B、I B、Z B——功率、電壓、電流、阻抗的基準(zhǔn)值。（2）短路回路中各元件阻抗的計(jì)算表 23 電抗標(biāo)么值、有名值變換公式序號(hào)元件名稱標(biāo)幺值 有名值（Ω） 備注1無(wú)窮大電源系統(tǒng)電抗=SX*39。B已知基準(zhǔn)功率 ,通?？葿S設(shè) =1000MA?V；、 －變壓器NT%KU的額定容量 kA?V 及其短路電壓的百分值；－電抗器或線所avU在網(wǎng)路的平均額定電壓 kV；－變壓器短路損KP?耗 kW。13進(jìn)線電纜的選擇根據(jù)允許載流量選擇進(jìn)線電纜，首先計(jì)算變電所進(jìn)線電纜的計(jì)算電流： （2)(???29）選擇 YJV32 型，銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣細(xì)鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，芯數(shù)為 3 芯，截面積為 95mm2，銅芯，額定電壓 18/20kV,允許載流量 315A，最大允許短路電流為 （1s),電感 。 （20kV 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)使用 18/20kV 電纜） 。短路電流計(jì)算圖 22 計(jì)算電路圖 2 變壓器 NTBKTSUX10%*?)(102??NTKSUZ)(32?TIPR??TZX3 線路 20*avBLUSlX?）（ ?lL014圖 23 等值電路圖取基準(zhǔn)值： ,A)MV(10??BSavBU?k1 點(diǎn)基準(zhǔn)電流： (kA) （?BSI30）k2 點(diǎn)基準(zhǔn)電流： (kA) （ ???BBUSI31）1）最大運(yùn)行方式電源為無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)，它到電纜 M 點(diǎn)處電抗標(biāo)幺值為 （39。 ??SXB32）電纜 L： (Ω/km) （?????fWXl33） （?BlLUS34） 變壓器：