【正文】 :Un— 用電設(shè)備組的額定電壓 (單位 :KV) 功率因數(shù) COSΦ=P 30/S30 （ ） 根據(jù)需要系數(shù)計算法和變電所的設(shè)計依據(jù) ,通過計算可以得出此變電所的計算負荷 . 無功補償計算及設(shè)備選擇 變電所的無功補償對于整個工廠的設(shè)計是極為重要的。按《全國供用電規(guī)則》規(guī)定 :高壓供電的工業(yè)用戶 ,功率因素不得低于 。其他情況 ,功率因素不得底于 ,則需增設(shè)無功功率的人工補償裝置 . 功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)電能利用層度及電氣設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的參數(shù)。在工廠供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)用電設(shè)備都有電感性的特35KV變電所及配電線路設(shè)計 7 性。（諸如：感應(yīng)電機、電焊機、電弧爐 及氣體放電燈等感性負荷）這些設(shè)備不僅需要從電力系統(tǒng)中吸收有功功率，還要吸收無功率以產(chǎn)生這些設(shè)備正常工作所必須的交變磁場，從而降低了設(shè)備運行時的功率因數(shù)。如果在設(shè)備充分充分發(fā)揮了設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因數(shù)，尚達不到工廠規(guī)定的功率因數(shù)要求時，則要考慮人工補償。 人工補償是在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)無功補償裝置，在保證低壓側(cè)有功率不變的情況下減小設(shè)備的無功功率。從而減小了設(shè)備總的視在功率，縮小了變壓器容量、導(dǎo)線的截面積及一次設(shè)備的容量。同時僅降低了變電所的初投資、設(shè)備運行時的損耗和工廠的電費開支。現(xiàn)在 所用的補償裝置有同步補償器和靜電電容器。同步補償器無功功率的發(fā)電機，它的最大優(yōu)點是可以均勻的調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓水平，但其無功功率補償量越小，單位 1kvar 造價越高，即使容量很大同步無功補償器也遠叫靜電無功補償器貴，而且損耗大、安裝要求高、運行維護復(fù)雜，因此只有在大電網(wǎng)中樞調(diào)壓或中降壓變電所中使用。目前：工廠中普遍采用并聯(lián)電容器來補償供電系統(tǒng)中的無功功率。它一般分為三 種 ：高壓集中補償、低壓集中補償、低壓分散補償。 由前面的車間負荷計算知車間的計算很大，但功率因數(shù)普遍很小。從表中可知，該廠 380V 側(cè)最大負荷時的功率 因數(shù)只有 。而提供電部門要求該廠 35KV 進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不應(yīng)低于 ?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功功率損耗，因此在變壓器低壓側(cè)補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)稍微高些，取 。 相關(guān)的無功功率補償公式如下： 無功功率補償裝置容量 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） （ ） 式中 : P30 — 工廠的有功計算負荷 (單位 :KW) tanΦ — 對應(yīng)原來功率因數(shù) COSΦ 的正切 。 tanΦ `— 對應(yīng)需補償?shù)焦β室驍?shù)的 COSΦ `正切 。 補償后總的視在負荷： S`30=〔 P302+(Q30QC)2〕 （ ） 變壓器有功損耗 : △ PT=△ Pkβ 2+△ P0 （ ） 35KV變電所及配電線路設(shè)計 8 式中 : △ P0— 變壓器的空載損耗 。 △ Pk— 變壓器的短路損耗 。 β — 變壓器的負荷率 , β= S 30 / SN, 對于 6— 10KV 低損耗配電變壓器 ,有攻損耗可按下列簡化公式計算 : △ PT= （ ） 變壓器無功損耗： △ QT=（ I0%/100+UK%/100β 2） SN （ ） 式中： I0 — 變壓器的空載電流百分比 UK— 變壓器的短路電壓百分比 對于 6— 10KV 低損耗配電變壓器 ,有攻損耗可按下列簡化公式計算 : △ QT=`30 （ ） 變壓器高壓側(cè)有功功率： P=P30+△ PT （ ） 變壓器高壓側(cè)無功功率： Q=Q30+△ QT （ ） 補償后的有功功率： S=〔 P2+Q2〕 因此 380V 側(cè)最大負荷時功率因數(shù)暫取 來計算， 380V 側(cè)所需無功功率補償容量各車間計算如下 : 第一車間 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） =800 「 tan()－ tan()」 =692kvar 選 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏，采用其方案 2″（主屏） 1 臺與方案 4″ (輔屏 )6 臺相結(jié)合 ,總共容量 112kvar 7=784kvar。因此無功補償后工廠 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 35KV變電所及配電線路設(shè)計 9 表 車間 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 側(cè)補償前負荷 800 936 380V側(cè)無功補償容量 784 380V 側(cè)補償后負荷 800 152 變壓器功率損耗 ` 6KV 側(cè)負荷總計 816 第二車間 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） = 「 tan()－ tan()」 =301kvar 選 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏，采用其方案 2″（主屏） 1 臺與方案 3″ (輔屏 )3 臺相結(jié)合 ,總共容量 112kvar 1+84kvar 3=364kvar。因此無功補償后工廠 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 表 車 間 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 側(cè)補償前負荷 984 380V側(cè)無功補償容量 364 380V 側(cè)補償后負荷 主變壓器功率損耗 6KV 側(cè)負荷總計 第三車間 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） = 「 tan()－ tan()」 = 選 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏，采用其方案 2″（主屏） 1 臺與方35KV變電所及配電線路設(shè)計 10 案 4″ (輔屏 )4 臺相結(jié)合 ,總共容量 112kvar5=560kvar 。因此無功補償后工廠 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 表 車間 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 側(cè)補償前負荷 380V側(cè)無功補償容量 560 380V 側(cè)補償后負荷 主變壓器功率損耗 6KV 側(cè)負荷總計 第四車間 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） = 「 tan()－ tan()」 = 選 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏，采用其方案 2″（主屏） 1 臺與方案 4″ (輔屏 )2 臺相結(jié)合 ,總共容量 112kvar3=336kvar 。因此無功補償后工廠 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 表 車間 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 側(cè)補償前負荷 380V側(cè)無功補償容量 336 380V 側(cè)補償后負荷 主變壓器功率損耗 6KV 側(cè)負荷總計 第五車間 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） = 「 tan()－ tan()」 = 35KV變電所及配電線路設(shè)計 11 選 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏，采用其方案 1″（主屏） 1 臺與方案 3″ (輔屏 )1 臺相結(jié)合 ,總共容量 84kvar2=168kvar 。因此無功補償后工 廠380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 表 車間 380V 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V 側(cè)補償前負荷 380V側(cè)無功補償容量 168 380V 側(cè)補償后負荷 257 主變壓器功率損耗 6KV 側(cè)負荷總計 6KV 高壓車間 : QC=P30（ tanΦ tanΦ` ） = 「 tan()－ tan()」 = 選 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏 :采用其方案 2″（主屏） 1 臺與方案 4″ (輔屏 )11 臺相結(jié)合 ,總共容量 112kvar 12=1344kvar。因此無功補償后工廠 6KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 表 高壓車間 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 6KV 側(cè)補償前負荷 6KV 側(cè)無功補償容量 1344 6KV 側(cè)補償后負荷 主變壓器的負荷計算： 補償后： P30`=∑P 301+P302+?P 30i= Q30`=∑Q 301+Q302+?Q 30i=1476Kvar S30`=（ P30`2+Q30`2 ） 1/2= 35KV變電所及配電線路設(shè)計 12 I30`= CosΦ`= TanΦ`= 6KV 側(cè)和 35KV 側(cè)的負荷計算如下表所示 : 表 主變壓器 35KV 側(cè)和 6KV 側(cè)的負荷計算表 項目 COSΦ 計算負荷 P30/Kw Q30/Kvar S30/KVA I30/A 6V 側(cè)補償后負荷 1476 主變壓器功率損耗 35KV 側(cè)負荷總計 此可見 ,補償后變電低壓側(cè)的無 功計算負荷、視在計算負荷和計算電流顯著減小 ,而功率因數(shù)顯著提高。補償后該變電所主變壓器 T 的容量顯然比補償前的變壓器容量小得多。同時由于計算電流的減小，使補償點以前系統(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開支，所以進行無功補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)濟比較后確定。 （ 1）所址應(yīng)盡量靠近負荷中心，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）進出線方便。 （ 3）接近電源側(cè)。 （ 4）設(shè)備運輸方便。 （ 5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所。不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水 35KV變電所及配電線路設(shè)計 13 的場所。 （ 6）不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所；當無法原理時，不應(yīng)設(shè)在污 染源盛行風向的下側(cè)。 （ 7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述 場所向貼鄰。 （ 8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正下方或正上方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正下方或正上方。當與 爆炸報或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗鄰時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準的規(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)備的房 和健在一起 . 變 電所的主變壓器臺數(shù)和容量的選擇 主變壓器臺數(shù)的選擇 主變壓器的臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。當符合下列條件的一種時，要裝設(shè)兩臺及以上的變壓器：有大量的一級和二級負荷。季節(jié)性負荷變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式。集中負荷較大。其他的情況只要裝一臺變壓器。 1）主變壓器臺數(shù)應(yīng)滿足負荷對供電可靠性的要求。對于供電給一、二負荷的變 電所，應(yīng)采用兩臺主變壓器。 2）如果附近只有一條電源進線，則只能采用一臺主變壓器。此時，如果廠內(nèi)有一、二級負荷，則應(yīng)所內(nèi)裝設(shè)一臺發(fā)電機，作為一、二級負荷的備用電源。 3）對于只向三級負荷供電的變電所，當負荷變動很大，填充系數(shù) а時，為減小主變壓器的功率損耗，宜采用兩臺主變壓器；反之，當 а 時，宜采用一臺主變壓器。 4）當廠內(nèi)有大型高壓用電設(shè)備（如大型高壓電動機、大型電爐）時，宜采用兩臺主變壓器。 根據(jù)上面的要求，因為該廠兩條電源進線 。工廠負荷性質(zhì)為三班工作制 ,年最大有功利 用小時數(shù)為 6000 小時 ,屬二級負荷 。集中負荷較大 ,故需要裝備兩臺主變壓器。 35KV變電所及配電線路設(shè)計 14 主變壓器容量的選擇 1） 變電所裝有一臺主變壓器時， 其容量應(yīng)滿足下列要求： SNT≥S 30