【正文】 率因數(shù)偏低，達(dá)不到上述要求，因此需要采用無功補償措施來提高功率因數(shù)。 (2).計算用電設(shè)備組的計算負(fù)荷 在求出有功計算負(fù)荷 30P 后，可按下列各公式分別求出其余的計算負(fù)荷： 30 30 tanQP?? 30 30 cosSP?? (式 ) ? ?30 30 /3NI S U? 式中 ?cos 代表用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) ?tan 代表對應(yīng)于用電設(shè)備組 ?cos 的正切值 (3 ).計算多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷 在車間變電所低壓母線上或配電干線上，常有多種用電設(shè)備，應(yīng)考慮各種用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的因數(shù)，因此在確定多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷時 ，應(yīng)引入有功計算負(fù)荷和無功計算負(fù)荷的同時系數(shù) pK? 和 QK? 。 計算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。 原先變電所只能滿足兩個車間、辦公樓和生活區(qū)的用電負(fù)荷。而某些廠區(qū)環(huán)境和設(shè)備條件許可的大型電力用戶也有采用所謂 “高壓深入負(fù)荷中心 ”的供電方式，即 35kV 的進(jìn)線電壓直接一次降為 220/380V 的低壓配電電壓。同時進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電所的主接線方式，再進(jìn)行短路電流計算，選擇導(dǎo)線，選擇變電所高低壓電氣一次設(shè)備 等 。按供電容量的不同，電力用戶可分為大型（ 10000kV 、 供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟合理，應(yīng)采用效率高、能耗低、性能較先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 新變電所建成后，能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)、 生活用電，有效地提高負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力，進(jìn)一步提高供電可靠性。 我國目前普遍采用的確定計算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項式法。電力系統(tǒng)要 求用戶的功率因數(shù)不低于 ，按照實際情況本次設(shè)計要求功率因數(shù)為 以上，因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。因此，提高功率因數(shù)對整個供電系統(tǒng)大有好處。動態(tài)無功功率補償設(shè)備用于急劇變動的沖擊負(fù)荷。) 1 2 0 ( v a r )NCQ P k??? ? ? 選擇 型自愈式并聯(lián)電容器， =20kvar 由式 ()可知 電容器組數(shù) : ?=6 取 6 補償后的視在功率計算負(fù)荷 39。 變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩種。由于 Dyn11 聯(lián)結(jié)組變壓器具有低壓側(cè)單相接地短路電流大，具有利于故障切除、承受單相不平衡負(fù)荷的負(fù)載能力強和高壓側(cè)三角形接線有利于抑制零序諧波電流注入電網(wǎng)等優(yōu)點，從而在 TN 及 TT 系統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級負(fù)荷。概括地說，對一次接線的基本要求包括安全、可靠、靈活和經(jīng)濟四個方面。 主接線的基本形式與分析 主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。 變電所主接線方案的選擇 方案 ? ：高低壓側(cè)均采用單母線分段。但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路故障而遭 到破壞。標(biāo)幺值的概念是： 某量的標(biāo)幺值 = ? ?? ?與實際值同單位該量的標(biāo)準(zhǔn)值 任意單位該量的實際值 所謂基準(zhǔn)值是衡量某個物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度，用標(biāo)幺值表示的物理量是沒有單位的。A/250MVAA/= 于是 高壓側(cè)的有功功率： P= 30P + TP? =+= 高壓側(cè)的無功功率： 3039。 電纜進(jìn)線的選擇 ① 按熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)體截面： 查表， C=143A以下是這些設(shè)備的具體選擇與效驗 高壓斷路器的選擇與效驗 高壓斷路器除在正常情況下通斷 電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設(shè)備的安全運行。S) 22t imaI t I t?? 符合熱穩(wěn)定要求 通過以上效驗可知 , 10KV隔離開關(guān) 選 GN19—10C/400 型隔離開關(guān) 符合要求 . 高壓熔斷器的 選擇與 效驗 高壓熔斷器是一種過流保護(hù)元件 ,由熔件與熔管組成。它接入電路的方式是： 將一次繞組串聯(lián)接入一次電路；而將二次繞組與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)，形成一個閉合回路，由于二次儀表、繼電器等的電流線圈阻抗很小，所以電流互感器工作時二次回路接近短路狀態(tài)。 高壓母線無功補償后的電流計算由上面計算可知 30I =， 根據(jù)計算電流，查表選擇截面為 200mm2 的 TMY 型銅排 在平放時的載流量為425A，在豎放時的載流量為 422A，；選擇截面為 800 mm2 的 TMY 型銅排在平放時為1295A,在豎放時為 1666A，它們均大于 . 于是選擇高壓母線型號為 TMY3*(50*4)和 TMY3*(80*10)+1*(60*6)都符合。 （ 2）變電所低壓一次設(shè)備的效驗 32 由于根據(jù)《低壓一次設(shè)備的選擇效驗項目和條件》進(jìn)行的低壓一次側(cè)設(shè)備選擇，不需要對低壓熔斷器、低壓刀開關(guān)、低壓斷路器進(jìn)行效驗。 (3)按熱穩(wěn)定性效驗 效驗條件： A≥Amin= (3)I? imat /C 查產(chǎn)品資料，得銅母線的 C=171A 2/s mm ，取. 母線的截面： A=50*4 2mm =200 2mm 允許的最小截面： 2m in 4. 07 0. 75 / 17 1 ( / )A KA S s m m?? = 2mm 從而， minAA? ,該母線滿足熱穩(wěn)定 性要求。 電壓互感器的選擇 電壓互感器一次側(cè)是并接在主接線高壓側(cè)，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯(lián)，一次側(cè)匝數(shù)很多，阻抗很大，因而，它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。 高壓熔斷器的選擇： 按額定電壓選擇：熔斷器的電壓應(yīng)該大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即： .NFU NUU? ；按額定電流選擇：熔斷器的電流應(yīng)該等于或大于它本身所安裝的熔體額定電流，即： . 30NFUII? ；校驗高壓熔斷器的開斷電流：即： 3()oc KII? 。S) ZN3—10/630—40 型斷路器的 4 秒熱穩(wěn)定電流 : tI =16(kA) 2tIt=(16kA)2*4S=1024 (kA2此開關(guān)柜的型號： KYN28A—12。 架空線的選擇 ① 按熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)體截面：長度為 3km 查表， C=87A 230.()T O E NTSP P P S? ? ? ? ? （查表 3 得 OP? = kW ， EP? = kW， =500kW ）又由 3039。A/= MVkV500*100 A 19 圖 高壓電網(wǎng)短路電流計算圖 求 10kV 母線上 K1 點短路和 380V 低壓母線上 K2 點短路電流和短路容量。當(dāng)它通過電氣設(shè)備時，設(shè)備的載流部分變形或損壞，選用設(shè)備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定。如圖 所示 17 220/380V1TS9500/102TS9500/10220/380V10KV10KV電源進(jìn)線 圖 單母線、低壓 側(cè) 采用單母線分段 優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。 （ 3）靈活性 用最少的切換來適應(yīng)各種不同的運行方式，適應(yīng)負(fù)荷發(fā)展?？紤]到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為 S9 系列油浸式變壓器。 結(jié)合本廠的情況，考慮到二級重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺主變壓器。 變壓器按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器等。 3030 2 1 0 2 4 .3 3 ( )3 NSIAU?? 11 3 變電所變壓器臺數(shù)和容量的選擇 變壓器的選擇原則 電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟性有著重要影響。 (3)低壓分散補償 補償效果最好，應(yīng)優(yōu)先采用。)NCQ Q Q P ??? ? ? ? (式 ) 按此公式計算出的無功補償容量為最大負(fù)荷時所需的容量，當(dāng)負(fù)荷減小時，補償容量也應(yīng)相應(yīng)減小，以免造成過補償。A 及以上高壓供電用戶，最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于 ，如達(dá)不到上述要求，則必須進(jìn)行無功功率補償。 4 LK 代表設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時的輸出功率與運行的設(shè)備容量之比； e? 代表設(shè)備組的平均效率； WL? 代表配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時的末端 功率與首段功率之比。為避免這種情況的發(fā)生，設(shè)計時，應(yīng)用計算負(fù)荷選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備。 設(shè)計背景 本公司現(xiàn)要新建一個 10/ 的變配電所，向公司生產(chǎn)區(qū)、辦公 樓、職工住宅區(qū)及其生活水泵組供電?？偨祲鹤冸娝鶎⑦M(jìn)線電壓降為610kV 的內(nèi)部高壓配電電壓，然后經(jīng)高壓配電線路引至各個車間變電所，車間變電所再將電壓變?yōu)?220/380V 的低電壓供用電設(shè)備使用。變電所供配電設(shè)計需要考慮很多方面，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況 .利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。A 以上）、中型（ 100010000kV 、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴建的可能性。 3 2．變電所負(fù)荷計算和無功補償?shù)挠嬎? 計算負(fù)荷的方法及負(fù)荷計算法的確定 由于用電設(shè)備組并不一定同時運行，即使同時運行，也并不一定都能達(dá)到額定容量。由于需要系數(shù)法的優(yōu)點是簡便，適用于全產(chǎn)和車間變電所負(fù)荷的計算，因此本設(shè)計變電所的負(fù)荷的計算采用需要系數(shù)法 需要系數(shù)法的基本知識 (1). 需要系數(shù) dK 需要系數(shù)是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值，即 m a x 30 = / = / d e eK P P P P (式 ) 用電設(shè)備組的設(shè)備容量 eP ，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量 dK 之和，即 eP =? NP 。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設(shè)無功自動補償并聯(lián)電容器裝置。 要使功率因數(shù)提高，通常需裝設(shè)人工補償裝置。 低壓無功自動補償裝置通常與低壓配電屏配套制造安裝，根據(jù)負(fù)荷變化 相應(yīng)循環(huán)投切的電容器組數(shù)一般有 12 組等。 2 2 2 23 0 3 0 3 0 .( ) ( 6 1 9 .5 0 6 ) ( 3 8 5 .9 6 6 1 2 0 ) 6 7 4 .1 9 ( k v A )NCS P Q Q? ? ? ? ? ? ? ? 3039。用戶變電所一般采用三相變壓器。 由上面分析得出選擇變壓器的類型為油浸式、無載調(diào)壓、雙繞組、 Dyn11 聯(lián)結(jié)組。條件 ② 是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負(fù)荷的供電。 （ 1）安全性 安全包括設(shè)備安全及人身安全。 （ 1）單母線接線 這種接線的優(yōu)點是接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置；缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障檢修，均需要使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電， 14 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。如圖 所示 16 220/380V1TS9500/102TS9500/10220/380V電源進(jìn)線10KV電源進(jìn)線10KV10KV10KV 圖 單母線分段 優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電：當(dāng)一段母線故 障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常斷母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 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。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)幺值。A= ② 架空線路 查表，得 X0 =(),因此 2*X = 202dcX LS /U =*3km*2)( A ⑷ ．求 K2 點的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量： 兩臺變壓器并列運行： ① 總 電抗標(biāo)幺值 2*(K )X?? = 1 2 3 4* * * *X X X // X?? =++28 = ② 三相短路電流周期分量有效值 32()KI? = 22*d (K )I / X?? =③ 其他三相短路電流 在 10/ 變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時，由于 13R