【文章內(nèi)容簡介】 6 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 7 第 3章 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償點(diǎn)的設(shè)定 如果把補(bǔ)償裝置設(shè)在變壓器的高壓側(cè)，則只是補(bǔ)償了變壓器前的無功功率，對低壓側(cè)的無功功率起不到補(bǔ)償?shù)淖饔?。如果把補(bǔ)償裝置設(shè)置在變壓器的低壓側(cè)就補(bǔ)償了小區(qū)所需要的無功功率，從而補(bǔ)償了低壓配電線路本身的無功損耗及廣大用戶用電設(shè)備的部分無功需要，提高了小區(qū)用電的功率因數(shù)。 在小區(qū)中，安裝位置通常只有 3 個，即裝設(shè)于住宅樓總配電箱進(jìn)線處，樓梯單元配電 箱進(jìn)線處或住戶配電箱進(jìn)線處。由于大多數(shù)單元負(fù)荷在 6KW 一下，且無功需求波動大，投入時間短，投切頻繁。因此，終端補(bǔ)償位置，根據(jù)線路終端總?cè)萘康拇笮?，一般分別選用前兩個。使無功盡可能盡可能就地達(dá)到平衡，減少無功在電網(wǎng)中的流動，這對降低線損，改善電壓質(zhì)量和提高供電能力是十分有利的。 本次無功補(bǔ)償裝置設(shè)在變電所里，采用低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞健? 無功補(bǔ)償容量的確定 無功功率補(bǔ)償容量（單位為 Kvar）的計算： 3030 qt a n( t a n PPQ c ????? 補(bǔ)償后）補(bǔ)償前 ??? （ 31） 302130)tan(tan PqPQ c???? ?? （ 32） 補(bǔ)償前 380 V 側(cè)的統(tǒng)計 ： ?? 號樓有功功率），，（有功功率 補(bǔ)償前 17,16,15,14,1312,11,10,9,8,7,6,5,4,3,21P （ 33） ?? 號樓無功功率）（無功功率 補(bǔ)償前 ,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1Q （ 34） 補(bǔ)償前視在功率 S =22 補(bǔ)償前補(bǔ)償前 QP ? （ 35） 功率因數(shù) COS? 補(bǔ)償前 =補(bǔ)償前補(bǔ)償前Sp （ 36） 補(bǔ)償后 380V側(cè)的統(tǒng)計： 補(bǔ)償前補(bǔ)償后 有功功率有功功率 PP ? （ 37） 小區(qū)供配電設(shè)計 8 ?Q 補(bǔ)償容量無功功率無功功率 補(bǔ)償前補(bǔ)償后 ? （ 38） 22 QPS 補(bǔ)償后補(bǔ)償后補(bǔ)償后視在功率 ?? （ 39） 補(bǔ)償后補(bǔ)償后補(bǔ)償后 視在功率有功功率功率因素 SPCOS ?? （ 310） 視在功率變壓器損耗的有功功率 ?? （ 311） 視在功率變壓器損耗的無功功率 ? （ 312） 10KV側(cè)補(bǔ)償后，有功功率，無功功率，功率因數(shù)算法同上 ?，F(xiàn)在把整個小區(qū)算在內(nèi)，估算整個小區(qū)需要的無功補(bǔ)償容量。為了達(dá)到低壓側(cè)功率因數(shù)為 ，算定的補(bǔ)償容量Qc 取 1008Kvar。 采用 低壓無功功率動態(tài)補(bǔ)償柜 ，這種 補(bǔ)償柜適用于農(nóng)村、城市配電網(wǎng)和工礦企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)，可安裝在 低壓配電室內(nèi)，對低壓負(fù)荷實現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償；也可用于廠礦、石油、鐵路、化工、港口等行業(yè)的低壓電網(wǎng)，對動力設(shè)備進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。 屏內(nèi)設(shè)有 ZKWⅡ型無功率自動補(bǔ)償控制器一臺?？刂破鞑捎?8步或 6 步循環(huán)投切的方式進(jìn)行工 作，并根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷消耗的感性無功量的多少以 10 秒～ 120秒可調(diào)的時間間隔自動地控制并聯(lián)電容器組的投切動作，使電網(wǎng)的無功消耗保持到最低狀態(tài)，從而可提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量減少輔配電系統(tǒng)和變壓器的損耗。下表 31 為補(bǔ)償屏的參數(shù)，表 32為各小區(qū)補(bǔ)償前后統(tǒng)計。 表 31 補(bǔ)償屏參數(shù) 組合方式 屏寬（ mm） 電容器數(shù)量 總?cè)萘? 每步投入千乏數(shù) PGJ11 800 6 只 84 千乏 14 千乏 表 32 各小區(qū)統(tǒng)計 樓號 功率因數(shù)cos(? ) tan(? ) 有功功率（ KW） 無功功率（ Kvar) 視在功率（ KVA） 1 號樓 370 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 2 號樓 370 3 號樓 200 4 號樓 200 380V側(cè) 補(bǔ)償前 負(fù)荷 5 號樓 200 6 號樓 200 7 號樓 200 8 號樓 200 9 號樓 120 10 號樓 120 11 號樓 120 12 號樓 120 13 號樓 175 14 號樓 175 15 號樓 175 16 號樓 175 17 號樓 10 合計 3130 無功補(bǔ)償 0 1008 380V側(cè)補(bǔ)償后 負(fù)荷 5 變壓器的損耗 每一棟樓經(jīng)過無功補(bǔ)償后，即功率因數(shù)從 左右提高到 ，有功功率不變，無功率減小，視在功率也變小。 補(bǔ)償后補(bǔ)償前補(bǔ)償前補(bǔ)償后視在功率視在功率 ?? COS/COS?? SS （ 313） 下表 33 是補(bǔ)償過后每棟樓的視在功率 S30 ， 小區(qū)供配電設(shè)計 10 表 33 各個樓的視在功率 樓號 視在功率 KVA（補(bǔ)償前） 視在功率 KVA（補(bǔ)償后） 1 370 324 2 370 324 3 200 173 4 200 173 5 200 173 6 200 173 7 200 173 8 200 173 9 120 106 10 120 106 11 120 106 12 120 106 13 175 153 14 175 153 15 175 153 16 175 153 17 10 9 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 第 4章 變壓器的選擇和電氣主接線 無功補(bǔ)償后小區(qū)負(fù)荷 由于小區(qū)用戶的一部分無功功率由無功補(bǔ)償裝置提供，在第 3 章計算過了經(jīng)過無功補(bǔ)償后每棟樓的視在功率。變壓器容量確定的依據(jù)是每棟樓補(bǔ)償后的視在功率。 下圖 41 是小區(qū)平面圖的負(fù)荷圖。 圖 41小區(qū)平面負(fù)荷圖 補(bǔ)償后整個小區(qū)的視在功率 S30 =2731KVA。 選擇變壓器的原則 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，變壓器行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。從 S7， S9， S10， S11， S12，S13 系列不斷進(jìn)步，所用材料也不斷的改進(jìn)。由于干式變壓器越來越好的性能，相比于油浸式變壓器以絕緣油為絕緣介質(zhì)，干式變壓器采用 環(huán)氧樹脂絕緣 。本次采用 SCB10 系列。 S 表示三相 ， C表示環(huán)氧樹脂澆注 ， B表示箔繞式線圈 。 小區(qū)供配電設(shè)計 12 選擇變壓器的數(shù)量 選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮的基本原則，應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一，二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓 器能對一，二級負(fù)荷繼續(xù)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)與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有備用電源。對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。 選擇變壓器的容量安裝一臺主變壓器 主變壓器容量 S TN. 應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷 S30 的需要，即 30SSNT? （ 41） 安裝兩臺主變壓器每臺變壓器的容量 SNT 應(yīng)同時滿足以下兩個條件： (1) 任一臺變壓器 單獨(dú)運(yùn)行時，宜滿足總計算負(fù)荷 S30 的大約 60%~70%的需要，即 S TN. ≧（ ~） S30 （ 42） (2) 任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一級負(fù)荷，二級負(fù)荷的需要，即 )(30 IIISNT ?? （ 43） 其他因素 (1) 主變壓器單臺容量上限，單臺配電變壓器（低壓為 ）的容量一般不宜大于 1250KVA。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時，亦可選用較大容量的配電變壓器； (2) 位于同一個變電所的變壓器宜用型號容量相同的； (3) 適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展。 負(fù)荷中心的計算 根據(jù)小區(qū)的平 面圖，本小區(qū)每棟樓的房型基本上是矩形的，那么可以假設(shè)每一棟樓的負(fù)荷中心位于矩形的中心。 按負(fù)荷功率矩確定負(fù)荷中心。在小區(qū)平面圖上建立一個適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，測量每棟樓中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。仿照力學(xué)中求重心的力矩方程可得。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 主變壓器選擇的方案 小區(qū)的總負(fù)荷 S30 =2731KVA。 全區(qū)的負(fù)荷中心位于 8 號樓的西北角處?？紤]到變電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心以及小區(qū)居民生活，結(jié)合小區(qū)平面圖，把變電所建于 7 號樓東南角的正南方靠近小區(qū)圍墻的位置。負(fù)荷中心的位置如上圖小區(qū)負(fù)荷圖上 B1 和 B2 的所示。 選擇 4 臺 1000KVA 的 SCB101000/10。采用兩臺并列運(yùn)行的方式。變壓器的聯(lián)結(jié)組別為 D， yn11。 1 和 2 變壓器并列運(yùn)行，給 17 和 6 號樓供電。距負(fù)荷中心約 130m。 3 和 4 號變壓器并列運(yùn)行，給 1 1 8 和 1 1 1 15號樓供電，距負(fù)荷中心約 100m。 KVASKVAS NT 1638)~(2020 30 ???，滿足要求。 變電所主接線方案的選擇 電氣主接線時變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用，連 接方式和回路間的相互聯(lián)系。所以它的設(shè)計直接關(guān)系到全所電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)，自動裝置和控制方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。 對主接線的基本要求，概括地說包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個方面。 在 6～ 10KV 配電裝置，出線回路數(shù)為 6 回及以上時，宜采用分段的單母線接線。 結(jié)合上面的兩種變壓器選擇方案畫出的主接線簡圖如圖 42下。 圖 42主接線簡圖 每臺變壓器需要的無功補(bǔ)償容量 Qc =S30 (tan? 補(bǔ)償前 － tan? 補(bǔ)償后 ) （ 44） 小區(qū)供配電設(shè)計 14 1變壓器給 17 號樓供電， 表 41 1,3,5,17號樓各功率情況 樓號 cos(? ) ? tan(? ) 有功功率（ KW） 無功功率（ Kvar） 視在功率（ KVA） 1號樓 3號樓 4號樓 17號樓 合計 每個無功補(bǔ)償屏補(bǔ)償?shù)娜萘繛?84Kvar 無 功補(bǔ)償?shù)娜萘? 84 3= 252Kvar 合計 即 =3 84Kvar=252Kvar。同理，給 6供電的 2 號變壓器需要的無功補(bǔ)償為： 3 84Kvar=252Kvar；給 1 16 號樓供電的 3 號變壓器需要的無功補(bǔ)償為： 384Kvar=252Kvar；給 1 1 1 15 號樓提供電的 4號變壓器需要的無功補(bǔ)償為： 3 84Kvar=252Kvar。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 第五章 短路電流 計算 造成短路的原因 短路是系統(tǒng)常見的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因有很多主要有： （ 1）電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身缺陷，正常運(yùn)行時被擊穿短路；以及設(shè)計、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路等； （ 2）自然原因。如：氣候惡劣，由于大風(fēng)，低溫導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷