【文章內(nèi)容簡介】 7 第 2 章 負(fù)荷計算及無功功率補償 計算負(fù)荷是確定供配電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)；計算負(fù)荷確定的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。 采用無功補償，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。本章采用需要系數(shù)法對學(xué)校的各類用電負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計算 ，并采用 并聯(lián)電容器 方法對低 壓進(jìn)行集中補償 ，以提高 功率因數(shù)。 負(fù)荷計算 負(fù)荷計算的內(nèi)容和目的 負(fù)荷計算的內(nèi)容包括設(shè)備功率計算，計算負(fù)荷，尖峰電流，一、二級負(fù)荷和平均負(fù)荷等內(nèi)容。 計算負(fù)荷又 可以叫做 需要負(fù)荷。計算負(fù)荷 不是一個真實存在的負(fù)荷，是我們假想的負(fù)荷， 它的 熱效應(yīng) 等于 同一時間內(nèi)實際變動 的 負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)。在 電氣 設(shè)計中， 一般 采 取半個小時 的最大 的 平均負(fù)荷 以 按 照 發(fā)熱條件選擇 電氣所需要的設(shè)備 的 根 據(jù)。 對負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷計算是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變 壓器等元件、整定繼電 保護(hù)，使電氣設(shè)備和材料得以充分利用和安全運行。 負(fù)荷計算的方法 目前，我國設(shè)計部門在進(jìn)行企業(yè)供電設(shè)計時，經(jīng)常采用的電力負(fù)荷計算方法有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法公式簡單，計算方便。只用一個原始公式?? ndca PKP ，就可以表征普遍的計算方法。這個公式對用電設(shè)備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電站的計算負(fù)荷都可以進(jìn)行計算。而且對于不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需要系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計和積累，數(shù)值比較完整和準(zhǔn)確，為供電設(shè)計 創(chuàng)造了很好地條件前一種方法比較簡便，在設(shè)計單位的使用最為普遍。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算，凡是民用建筑中的負(fù)荷，一般都是用需要系數(shù) Kd 進(jìn)行計算的。它既簡便又實用，因為民用建筑中單機負(fù)荷較大的各類設(shè)備都是采用單機組或同類機群放射式供洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 電，在計及供電線路、開關(guān)時，都是用單機的額定電流或起動電流進(jìn)行選型或校驗的，在論文中我采用的是需要系數(shù)法。 用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算式 有功功率： ndcca PKP ??1 （ 31） 無功功率： ?tgPQ caca ?? 11 （ 32） 視在功率： 21211 cacaca QPS ?? （ 33） 電流： Ncaca USI ?? 3 11 （ 34） 各車間的負(fù)荷計算 （ 1）泥粉磨及水庫頂電力室 （ 2） 窯頭電力配電室 ASIAkVQPSktgPQkWPKPcacacacacacacandcca970.970582776112221211111????????????????????? （ 3） 水泥燒成電力配電室 AUSIAkVQPSktgPQkWPKPNca lca lca lca lca lca lca lndcca8803.88052870422221?????????????????????洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 ASIAkVQPSktgPQkWPKPcacacacacacacandcca640.640384512112221211111????????????????????? （ 4） 生料粉磨及礦山電力配電室 ASIAkVQPSktgPQkWPKPcacacacacacacandcca12300.123073809840112221211111????????????????????? 表 21車間負(fù)荷計算結(jié)果 序號 車間名稱 )(kWpcal var)(kQcal )(kVAScal ? ?AIca1 1 水泥粉磨及庫頂電力室 704 528 880 2 窯頭電力配電室 776 582 970 3 水泥燒成電力配電室 512 384 640 4 生料粉磨及礦山電力配電室 984 738 1230 車間變壓器的選擇 水泥粉磨及庫頂電力室變壓器的選擇 經(jīng)過查表得知車間變電所的同時系數(shù) ?mepK ， ?meqK AkVQPSkQKQkWPKPTTTcam eqTcam epT.7922211111????????????? 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 AUSINTT 20 7 9231 ???? 根據(jù) 1TS =792kVA，選擇的變壓器的型號為 SL71000/10。 窯頭電力配電室變壓器的選擇 經(jīng)查表得知同時系數(shù) ?mepK ， ?meqK 根據(jù) 2TS =873KVA，選擇的變壓器的型號為 SL71000/10。 水泥燒成電力配電室變壓器的選擇 經(jīng)查表得知同時系數(shù) ?mepK ， ?meqK k V AQPSkQKQkWPKPTTTcam e qTcam e pT5 7 6v 4 53 8 6 05 1 2231313????????????? AUSINTT ???? 根據(jù) 3TS =576KVA,選擇變壓器的型號為 SL7800/10。 生料粉磨及礦山電力配電室變壓器的選擇 經(jīng)查表得知同時系數(shù) ?mepK ， ?meqK AUSIk V AQPSkQKQkWPKPNTTTTTcam e qTcam e pT 6 8 11 1 0 731 1 0 7v 6 47 3 8 59 8 42241414????????????????? 根據(jù) 4TS =1107kVA，選擇的變壓器的型號為 SL71250/10。 AUSIk V AQPSk V a rQKQkWPKPNTTTTTcam e qTcam e pT 3 2 68 7 338 7 3 2 35 8 9 87 7 22221212?????????????????洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 變電所低壓側(cè)計算負(fù)荷 取變電所各組負(fù)荷的同期系數(shù)為： ??K ,所以 .v a )()(1.1.121.2.43211.43211.?????????????????LVCLVCLVCLVCLVCTTTTLVCTTTTLVCQPC O SAKVQPSkKQkwPPPPKP? 低壓側(cè)的無功補償 提高 功率因數(shù)的目的 提高負(fù)荷的功率因數(shù)可以使發(fā)、變電設(shè)備和輸電線路的供電能力得到充分發(fā)揮，并能降低各級線路和供電變壓器的功率損失和電壓損失，提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量，降低電能的成本，因而具有重要的意義。 按供電局的規(guī)定，低壓功率因數(shù)補償?shù)?，高壓功率因數(shù)要求 。因此供電系統(tǒng)中提高功率因數(shù)是必不可少的。 提高功率因數(shù)的方法 1. 正確的選擇電氣設(shè)備 2. 電氣設(shè)備的合理運行 3. 人工補償提高功率因數(shù)，包括并聯(lián)電力電容器組、采用同步調(diào)相機、采用可控硅靜止無功補償器、采用進(jìn)相機改 善功率因數(shù)等。 本論文采用的是電容器分組自動投切的低壓集中補償方式，以提高功率因數(shù)。 取補償后功率因數(shù)為 ?? v a 5 0)t an( t an kPQ LVCB ??? ?? 補償后變壓器低壓側(cè)計算負(fù)荷為 + AKVSC .? 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷 （ 1）變電所變壓器損耗 kSQ kWSP CT CT ??? ??? （ 2） 變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷 )( . . kQ kWPPp BLVCHVC TLVCHVC ??? ???? （ 3）取全廠負(fù)荷的同期系數(shù)為 ??K ,所以 o s. 8 8 0v a 0 8 2 6 6 91.1.?????????AkVSkQKQkWPKPCHVCCHVCC 滿足要求。 主變壓器的選擇 主變壓器應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷特點和經(jīng)濟(jì)運行要求進(jìn)行選擇，由于集中的負(fù)荷過大，因 為我們裝設(shè)兩臺變壓器的。 變電所主變壓器的選擇原則 1. 對于集中負(fù)荷較大的變電所，應(yīng)該選擇兩臺及其以上的變壓器。例如大于 1250KVA。 2. 應(yīng)該滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對有大量一二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)該裝設(shè)兩臺及其以上變壓器，以方便假如當(dāng)一臺變壓器發(fā)生檢修或者故障的時候，另一臺變壓器能對其級負(fù)荷繼續(xù)進(jìn)行供電。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。 3. 對季節(jié)性負(fù)荷或晝 夜負(fù)荷變動較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。 變電所主變壓器容量的選擇 變壓器的容量首先要滿足在計算負(fù)荷下變壓器能夠長期可靠的運行。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 1. 裝有一臺主變壓器的變電所，主變壓器容量 TNS. ，應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷 30S ，即 30. SS TN ? 2. 裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺主變壓器容量 TNS. 不應(yīng)該小于總的計算負(fù)荷 30S 的 60％ ，最好為總計算負(fù)荷的 70％ 左右，即 TNS. ≈﹙ ﹣ ﹚ 30S 同時每臺主 變壓器容量 TNS. 不應(yīng)該小于全部一、二級負(fù)荷之和 )11(30?S ,即 TNS. ≥ )11(30?S 當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障時，可保證對 60%負(fù)荷的供電，在這段時間內(nèi)完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，切除部分不重要的負(fù)荷保證生產(chǎn)秩序。 ? ? AkVSTN .)( 30. ???? 若裝設(shè)兩臺主變壓器，根據(jù)總負(fù)荷 S= 選擇有載調(diào)壓電力變壓器SZ96300/110 型。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 第 3 章 主接線的選擇 變（配）電所的主結(jié)線（一次接線）是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。用圖形符號表示主要 電氣設(shè)備在電路中連接的相互關(guān)系，稱為電氣主結(jié)線圖。電氣主結(jié)線圖通常以單線圖形式表示。 主結(jié)線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。 電氣主接線設(shè)計要求 電氣主接線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項基本要求。 1. 可靠性 供電可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力 ,是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線的設(shè)計首先應(yīng)滿足這個要求。 電氣主接線不僅要保證在正常運行時 ,還要考慮到檢修和事故時 ,都不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電 ,一般負(fù)荷也要盡量減少停電時間。顯然 ,這些都會導(dǎo)致費用的增加 ,與經(jīng) 濟(jì)性的要求發(fā)生矛盾。因此 ,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 ,保證必要的可靠性 ,而不可片面地追求高的可靠性。 2. 靈活性 (1) 滿足調(diào)度時的靈活性要求。應(yīng)能根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，靈活地投入和切換電源、變壓器和線路，以此來滿足系統(tǒng)的調(diào)度的要求，包括系統(tǒng)在進(jìn)行檢查維修的情況下、發(fā)生事故運行方式、和一些比較不和不是一般情況運行方式下等。