【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電能消耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。 2）相關(guān)電力負(fù)荷的理論依據(jù)： 在所計(jì)算的范圍內(nèi)（如一條干線、一段母線或一臺(tái)變壓器 ），用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量，兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系，因此引進(jìn)需要系數(shù)的概念，即用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ?? ?? ?? NWL L PKKP ??30 （ 2— 1） 式中 ?K —— 設(shè)備組同時(shí)使用系數(shù) LK —— 設(shè)備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù) ? —— 設(shè)備的平均加權(quán)效率 WL?—— 配電線路的平均效率 令WLLd KKK ?? ??? ? ，則 dK 就稱為需要系數(shù)。由式（ 2— 1）可知 dK 的定義式為： ?? Nd PPK 30 形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量，它與輸入容量之間有一個(gè)額定效率；用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，因此引入負(fù)荷系數(shù)；用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入一個(gè)線路平均效率；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。實(shí)際上，需要系數(shù)還與操作人員的技能及 生產(chǎn)等多種因素有關(guān)。 由此可得較需要系數(shù)發(fā)的確定三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法。 單用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 ??? Nd PKP30 ?tan3030 ?? PQ ?c o s3023023030 PQPS ??? NUSI 33030 ? 式中， dK 為需要系數(shù)； ?NP 為設(shè)備容量； ?tan 為設(shè)備功率因數(shù)角的正切角。 a) 多組用電設(shè)備 組的計(jì)算負(fù)荷 ??? Nd PKP30 ??? Nq QKQ30 23023030 QPS ?? NUSI ?? 3 3030 根據(jù)以上相關(guān)理論全廠各車間計(jì)算負(fù)荷如下表所示： 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 表 21 全廠各車間 380V負(fù)荷計(jì)算表 序 號(hào) 車間或電 單位名稱 設(shè)備 容量 (千瓦 ) xK ?cos ?tg 計(jì) 算 負(fù) 荷 變壓器臺(tái)數(shù)及容量 備注 ?K P (千瓦 ) Q (千乏 ) S (千伏安 ) (1) No1 變電所 1 鑄鋼車間 2020 720 (2) No2 變電所 1 鑄鐵車間 1000 400 408 2 砂庫 110 77 3 小計(jì) (3) No3 變電所 1 鉚焊車間 1200 360 800 2 1 水泵房 28 21 3 小計(jì) (4) No4 變電所 1 空壓站 390 442 2 機(jī)修車間 150 3 鍛造車間 220 66 120 4 術(shù)型車間 5 制材場(chǎng) 20 6 綜合樓 20 1 0 18 0 18 7 小計(jì) (5) No5 變電所 1 鍋爐房 300 225 2 2 水泵房 28 21 3 倉庫 (1， 2) 4 污水提升站 14 5 小計(jì) 這樣 380V 低壓母線上低壓母線的有功、無功、視在功率、負(fù)荷電流如下： 2 9 75 3 8 2 4 2 97 2 0)(1 ??????? ?? ?mi indisica PKKPkva )t a n(1??????? ?? ?mi iindisicaPKKQ ?A35 52k V22 ???? cacaca QPS 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 表 22 各車間 6KV負(fù)荷計(jì)算表 序 號(hào) 車間或電 單位名稱 設(shè)備 容量 (千瓦 ) xK ?cos ?tg 計(jì) 算 負(fù) 荷 說 明 P (千瓦 ) Q (千乏 ) S (千伏安 ) 1 電弧爐 2 X 1250 2250 2 工頻爐 2 X 300 480 3 變壓機(jī) 2 X 250 425 500 4 小計(jì) 3155 6kv 母線上母線的有功、無功、視在功率、負(fù)荷電流如下： kw31554254802250)(1 ????? ?? ?mi indisica PKKP k v a )ta n(1 ????? ?? ?mi iindisica PKKQ ? kV . 2022 ??? cacaca QPS 功率因數(shù)的改變 經(jīng)計(jì)算全礦功率因數(shù) ????? 若功率因數(shù)偏低，在保證供用電設(shè)備的有功功率不便的前提下，電流將增大。這樣電能損耗和導(dǎo)線截面增加，提高了電網(wǎng)初期投資的運(yùn)行費(fèi)用。電流增大同樣會(huì)引起電壓損失的增大。為了減少電能轉(zhuǎn)化的損耗，降低投資，一般采用電力電容器進(jìn)行補(bǔ)償。 需要電容器的容量： )t an(tan 21 ?? ?? zc PQ (22) 式中 , Qc—— 補(bǔ)償電容器的容量，單位： kvar； Pz—— 總有功功率，單位： kW； 21 ???? 計(jì)算可知， a a n 21 ?? ?? ， k v a r1 8 2 84 8 2 2 5 4c ???? ）（Q 選用 BWF351201型號(hào)的并聯(lián)電容器，額定電壓 6kV,額定容量 120kvar。 需用電容器的數(shù)量： 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 2 0/1 8 2 8 ??N 取 16 個(gè) 利用電力電容補(bǔ)償容量為： k v ar192020120c ???Q 補(bǔ)償后變電所總無功功率： k v a r256519204485z ???Q 補(bǔ)償后的功率因數(shù)： 0 . 9 0 4)19204485(5452/5452c o s 22 ????? 滿 足要求。 由于煤礦變電所 6 千伏供電采用單母線分段供電方式，電容器分別安裝在一 、二段母線上。滿足無功功率的補(bǔ)償要求。 主變壓器的選擇 變壓器的分類 變壓器分類方法比較多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三相兩類；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組變壓器；按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式、干式兩大類，其油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等，而干式變壓器又有繞注式、開啟式、 充氣 式（ SF6）等；按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器。 變壓器 臺(tái)數(shù)選定原則 1)對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。 2)對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)變壓器。 3)對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1— 2 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 選擇變壓器臺(tái)數(shù)時(shí) ,應(yīng)考慮以下因素： ，對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。 級(jí)負(fù)荷的場(chǎng)所，鄰近又無備用電源聯(lián)絡(luò)線可接 ,或季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí) ,宜采用兩臺(tái)變壓器。 ，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過 320KVA 時(shí)，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 變壓器容量選擇原則 1)只裝有一臺(tái)變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要。 2)裝有兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的額定容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： ，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要； ，宜滿足全部用電容量設(shè)備 70%的需要。 3)變壓器正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷率應(yīng)控制在額定容量的 70%~80% 為宜，以提高運(yùn)行率。 變壓器容量確定 單臺(tái)變壓器的額定容量 Sn 應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 Sc,留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即： SS )~(? 工廠車間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超過 1000KVA，對(duì)裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于 630KVA。 裝有兩臺(tái)變壓器容量的確定任意一臺(tái)變壓器容量 Sn應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件： 當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的 60%~70%的要求。 SS )~(? 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷 Sc(Ⅰ +Ⅱ )的需要)( ⅡⅠ ?? SS 表 23 35kv 主變壓器的選擇 型號(hào) 額定 容量 /KVA 額定電 壓 /Kv 損耗 /W 阻抗電壓 (%) 聯(lián)結(jié) 組別 尺寸 /mm 長(zhǎng) 寬 高 高壓 低壓 空 載 負(fù) 載 Yd11 310022303520 SZ7 6300 35 8200 41000 10kv 車間變壓器的選擇 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 （ 1）一號(hào)車間變壓器的選擇 和 為二類負(fù)荷且容量都大于或接近 1000KVA 所以要考慮裝設(shè)兩臺(tái)變壓器選擇方法每臺(tái)變壓器的容量 應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： ，宜滿足計(jì)算負(fù)荷 S30 的大約 60% ~ 70%的需要，即 30)~(. STSN ? ，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù) 荷的需要，即 )9(30. ?? STSN =S30(Ⅰ +Ⅱ ) 故有主變的容量 K V ATSN 86 1~73 812 73)~(. ??? 即選擇兩臺(tái)型號(hào)為S9800/10 （ 1） 二號(hào)車間選擇兩臺(tái)型號(hào)為 S9500/10 （ 2） 三號(hào)車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) kSc ? ,設(shè)計(jì)要求三號(hào)車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為 S91000/10 變壓器一臺(tái)。 （ 4）四號(hào)車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) kSc ? ,設(shè)計(jì)要求 四號(hào)車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為 S9800/10 變壓器一臺(tái)。 （ 5）五號(hào)車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) kSc ? ,設(shè)計(jì)要求五號(hào)車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為 S9400/10 變壓器一臺(tái)。 表 23 10kv 車間變壓器的選擇 車間 編號(hào) 型 號(hào) 額定容量/KVA 額定電壓/KV 聯(lián)結(jié) 組別 損耗 /W 阻抗電壓 (%) 高壓 低壓 空載 負(fù)載 S9800/10 800 6 Yyn0 1400 7500 S9500/10 500 1200 6200 S91000/10 1000 1700 10300 S9800/10 800 800 4300 4 S9400/10 400 800 4300 4 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 導(dǎo)線截面的選擇 電線、電纜截面選擇 對(duì)于 35KV 的架空線路，我們采用經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇導(dǎo)線截面根據(jù)我們規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)電流密度表，即 ecJ 表 ，如下表所示： 表 31 線路及導(dǎo)線材料 線路類別 導(dǎo)線材料 年最大負(fù)荷利用小時(shí) 3000H 以下 3000H~5000H 5000H 以上 架空線 鋁 銅 電纜 鋁 銅 經(jīng) 濟(jì)電流密度選擇原則從兩方面考慮 1)選擇截面越大，電能損耗就越小，但是線路投資，有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用就越高。 2)選擇小，線路投資，有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用既然底，但 電能損耗大。從全面的經(jīng)濟(jì)效益考慮，使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用符號(hào) ecS 表示。 對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用符號(hào) ecJ 表示。公式為： eccec jIS ? 式中， cI 為線路計(jì)算電流 本設(shè)計(jì)的導(dǎo)線截面的選擇的計(jì)算如下： 35KV 架空線選擇經(jīng)濟(jì)截面 AUSI nc 0 3353 6 8 6 9 1322 ????? 查表可知： mmjIS AJeccecec ???? 選擇導(dǎo)線截面 295mm 即型號(hào)為 LGJ95 鋼芯鋁鉸線 AIAI ca ???所以滿足發(fā)熱條件校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 35KV 架空鋁鉸線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為22m in 1 535 mmSmmS ??? 因此所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度。 10KV母線的選擇（銅芯電纜） AI c 4 6) 3 (6 3 0 0 ??? 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 母線計(jì)算截面 7 32/ 4 6/ mmjIS eccc ??? 其標(biāo)準(zhǔn)截面 2185mm 型號(hào) YJV185 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 4 主接線 的確定與短路計(jì)算 變配電所類型的選擇 本廠為大型企業(yè)所以要設(shè)總降壓變電所和