【正文】 數(shù)： K ? ， cos 1?? ， tan 0?? 有功計算負(fù)荷： 30 1 17 .28 W 17 .28 kWdeP K P? ? ? ?（ ） k 無功計算負(fù)荷： 30 30 ta n 17 .28 0 v a r 0 v a rQ P k?? ? ? ?（ ） k 2）全廠總負(fù)荷 取有功同時系數(shù) p ? ? ，無功同時系數(shù) ? ? 有功計算負(fù)荷： 30 2 ?（ ） ? ?0 .9 5 1 6 3 .6 3 1 2 .3 3 1 7 .2 8 1 0 0 8 0 2 0 2 0 k W? ? ? ? ? ? ? ? kW? 無功計算負(fù)荷： 30 2 ?（ ） ? ?0 .9 7 2 8 3 .0 8 2 1 .3 3 1 1 0 9 0 2 0 1 5 k v a r? ? ? ? ? ? ? ? 視在計算負(fù)荷 ： 223 0 ( 2 ) 3 0 ( 2 ) 3 0 ( 2 )S P Q?? kVA? 功率因數(shù)： ( 2 ) 30 ( 2 ) 30 ( 2 )c os /PS? ? ? ③ 按逐級法計算法確定工廠的計算負(fù)荷 工廠的計算負(fù)荷，應(yīng)該是高壓母線上所以高壓配電線路計算負(fù)荷之和，在乘以一個同事系數(shù)。因此在確定多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷時，應(yīng)結(jié)合具體情況對其用功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計入一個同時系數(shù) pK? 和 qK? 。 ① 需要系數(shù)法 用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷。計算負(fù)荷是工程設(shè)計中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和 電氣設(shè)備的依據(jù)。 工廠計算負(fù)荷的確定 負(fù)荷計算的目的和意義 計算負(fù)荷是一個假想的持續(xù)負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同時間內(nèi)實際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。 各級負(fù)荷的供電措施 ① 一級負(fù)荷的供電措施 一 級負(fù)荷應(yīng)有兩個獨立電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不至于同時受到損壞，以維持供電；而且當(dāng)一個電源中斷供電時，另一個電源應(yīng)能承擔(dān)本用戶的全部一級負(fù)荷設(shè)備的供電。 A的小型工廠，通常只設(shè)一個降壓變電所，將 610kV電壓降為低壓用電設(shè)備所需的電壓（ 220/380V）。電能先經(jīng)高壓配電所集中，在由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或者高壓配電線路供給給高壓用電設(shè)備。電氣設(shè)備不僅要滿足在短路故障條件下的工作要求，還必須按最大可能的短路故障時的動穩(wěn)態(tài)度和熱穩(wěn)態(tài)度進(jìn)行校驗，以判斷設(shè)備是否滿足工作要求。 在選擇電氣設(shè)備之前，先對工廠負(fù)荷進(jìn)行計算，確定工廠總的負(fù)荷容量，同時在低壓母線側(cè)進(jìn)行無功功率的補償，以提高功率因數(shù)。電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。這樣可以省去一級中間變壓，從而簡化了供電系統(tǒng)，節(jié)約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。 在一級負(fù)荷中，當(dāng)中斷將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所不允許中斷的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。當(dāng) 發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時不至于中斷供電（或中斷后能立即恢復(fù)）。 ③ 計算流過各條線路 (電源進(jìn)線、高低壓配電線路等 )的負(fù)荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。如果計算負(fù)荷確定的過小，又將使電器和導(dǎo)線處于過負(fù)荷運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的 經(jīng)濟損失。 A（ kW） 式中 :ρ —— 負(fù)荷密度（ kW/m2） A—— 某建筑面積（ m2） 在建筑方案設(shè)計階段，可采用建筑面積負(fù)荷密度法進(jìn)行負(fù)荷估算。 工廠負(fù)荷的計算 基礎(chǔ)資料： ① 工廠各負(fù)荷情況，如表 所示 表 各車間負(fù)荷表 車間 30P /kW 30Q /kvar 最大電動機 /kW FA車間 空調(diào)機房 冰水主機室 鍋爐房 45 消防泵房 PCBA 車間 庫房 照明 金工車間設(shè)備負(fù)荷如表 所示 表 金工車間負(fù)荷表 序號 設(shè)備名稱 設(shè)備容量 /kW 臺數(shù) /臺 1~3 13~16 23~25 36 32~34 7+ 14 4 銑床 10+ 1 5 21 35 搖臂鉆 +++ 3 6 7 41 42 銑床 7+ 4 8 9 銑床 7+ 2 10 砂輪機 1 11 12 砂輪機 1 2 17 18 磨床 7++ 2 19 磨床 10++ 1 20 38 磨床 10++ 2 四 川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 10 22 37 車床 10+ 2 26 27 磨床 14+1++ 2 28 29 立床 55+7+1 1 37+ 1 30 車床 20+0..15 1 31 搖臂鉆 10+ 1 39 40 龍門刨 75++++1+1+ 2 43 44 45 銑床 7+ 3 46 鏜床 + 1 47 銑床 7+ 1 48 橋式起重機（? =25%） 11+5+5+ 1 49 50 橋式起重機（? =25%） 16+5+5+ 2 全廠照明密度為： 12W/ 2m ② 根據(jù)基礎(chǔ)資料提供的各廠房電力負(fù)荷清單，全廠都是三級負(fù)荷。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由 于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補償。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。 1）在供配電系統(tǒng)中一般只有在能使負(fù)荷使用要求得以滿足的情況下，才采用同步電動機代替異步電動機工作，且同步 電動機兼作無功補償設(shè)備，此時無功補償?shù)恼{(diào)節(jié)可以做到平滑的自動調(diào)節(jié)；專為無功補償而設(shè)的同步電動機稱為同步調(diào)相機，由于投資和損耗較大，又不便于維護、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用這種補償方式。 ③ 按絕緣介質(zhì)分類：有油浸式變壓 器和干式變壓器兩大類。 因此，機器廠的電力變壓器選擇 Dyn11 聯(lián)結(jié)形式。即 . 30( )NTSS???? 式（ ） ③ 車間變電所主變壓器的單臺容量上限 車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于 1000kVA。C，因此戶內(nèi)變壓器的實際容量較之上式所計算的容量還要小 8%。 為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟性兩方面，做出切合實際的決定。 圖 車間變電所高壓側(cè)主接線方案 a）高壓電纜進(jìn)線，無開關(guān) b）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開關(guān) c）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開關(guān) 熔 斷器 d）高壓電纜進(jìn)線，裝負(fù)荷開關(guān) 熔斷器 e）高壓架空進(jìn)線，裝跌開式熔斷器和避雷器 f）高壓架空進(jìn)線，裝隔離開關(guān) 熔斷器和避雷器 g）高壓架空線，裝隔離開關(guān) 熔斷器和避雷器 由圖可以看出，凡是高壓架空進(jìn)線，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防雷電波沿著架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。 熔斷器或戶外跌開式熔斷器的變電所主接線圖（圖 ）這種主接線，受隔離開關(guān)和開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于 500kVA及以下容量的變電所。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時，一般也只用于三級負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時，或另有備用電源時，則可用于二級負(fù)荷。這時只能供電給三級負(fù)荷。 ② 有關(guān)人員誤操作 這種情況大多是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘，或者四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24 誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中而造成擊穿短路。 ⑤ 不對稱短路包括單相和 兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。實際上，不對稱短路也可以按對稱的短路電流分解為對稱的正序、負(fù)序、零序分量， 然后按對稱量來分四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 25 析和計算，所以對稱的三相短路分析計算也是不對稱短路分析計算的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電 站饋電線出口斷路器的斷路容量 ocS 來估算，電力系的電抗為 2cS ocUX S? 式（ ） 式中， cU 為電力系統(tǒng)饋電線的短路計算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的計算，免去阻抗換算的麻煩，此式中的 cU 可直接采用短路點的短路計算電壓； ocS 為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，如果只有斷路器的開斷電流 ocI ，則其斷流容量 3oc oc NS I U? ，這里的 NU 為斷路器的額定電壓。 ： 2 2c11 oc (1 0 . 5 ) 0 . 2 2 1500U kVX S M V A? ? ? ? 查表得 SN1010Ⅱ型斷路器的斷流容量 oc 500S MVA? b架空線路的電抗： 20 l 1 ? ? ? ? ? c電纜線路的電抗： 3 01 1l 6XX? ? ? ? ?（ ） 計算總電抗： k 1 1 2 3 X X X? ? ? ? ? ?（ ） 2) 計算 K1 點的三相短路電流和短路容量。環(huán)形結(jié)線供電可靠性較高，但其保護裝置及整定配合比較復(fù)雜。由于其他設(shè)備功率小，這樣起動電流大，供電不可靠。 圖 金工車間配電方案 2 結(jié)論：經(jīng)以上比較，從經(jīng)濟性、供電可靠性兩方面考慮，方案 2 比方案 1 好。 低壓配電系統(tǒng)接地型式，分為 TN 系統(tǒng)、 TT系統(tǒng)和 IT系統(tǒng)。較為經(jīng)濟。 TNS系統(tǒng)限制廣泛應(yīng)用于對安全要四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 32 電源三相設(shè)備 單相負(fù)荷ABCPEN電源三相設(shè)備 單相負(fù)荷ABCPEN單相PEN求較高的場所（如浴室和居民住宅等）及對電磁干擾要求較高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測等試驗場所，也越來越多地用于住宅供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于安全要求較高的場所。該系統(tǒng)綜合了 TNC系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)的特點，因此比較靈活，對安全要求和電磁要求高的場所，宜采用 TNS系統(tǒng)。 TNC 系統(tǒng)過去在我國低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍，但不適用對人身安全和抗電磁干擾要求高的場所。這種公共 PE線或 PEN 線的方式，通稱為“接零”。 低壓配電系統(tǒng)的接地型式 我國 220/380V 低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線 (N)、保護線 (PE)或保護中性線（ PEN）。大功率設(shè)備 3029 直接采用放射式供電。 配電設(shè)計方案 1：如圖 所示： 配電設(shè)計方案 2：如圖 所示： 圖 金工車間配電方案 1 方案比較： ① 方案 1和方案 2對金工車間的供電是可行且都能達(dá)到目的。 三相短路電流周期分量有效值 : 23 c2( k 2 ) ( k 2 ) ( 0 . 4 ) 1 7 . 1 13 3 0 . 0 1 3 5U kVI k AX ?? ? ???（ ） 三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流 ( 3 ) ( 3 ) 3k 2 k 2 ( k 2 ) 1 7 .1 1I I I k A??? ? ? ?（ ）（ ） （ ） 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值： ( 3 ) ( 3 )( 2 ) k 21 .8 4 1 .8 4 1 7 .1 1 3 1 .4 8s h ki I k V A? ??? ? ? ?（ ） ( 3 ) ( 3 )( 2 ) k 21 .8 4 1 .. 8 4 1 7 .1 1 1 8 .6 5s h kI I k V A? ??? ? ? ?（ ） 三相短路容量： 四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 1 2 5 6 7 8 4 3283949405048( 3 ) ( 3 )( 2 ) 2 ( 2 )3 3 0 .4 1 7 .1 1 1 1 .8 5k c kS U I M V A??? ? ? ? ? 5 金工車 間的配電 低壓配電線路接線方式 工廠的低電壓配電線路有放射式、樹干式和環(huán)形三種基本結(jié)線方式。 2）變壓器的電抗 TX 可由變壓器的短路電壓 k%U 近似地計算。其特點是：當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護的繼電裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。 短路的后果 短路后，系 統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大得多。 （圖 ） 這種主接線的兩段高壓母線，在正常時可以接通運行，也可以分段運 行。 四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 21 22 0/ 38 0VT1