【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，還要做到環(huán)境的美化，讓整個(gè)學(xué)校的配電合理、適用、經(jīng)濟(jì)。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 2 第二章 學(xué)校負(fù)荷計(jì)算 計(jì)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(jì)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(bǔ)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(duì)學(xué)校的各類用電負(fù) 荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并采用 并聯(lián)電容器 方法對(duì)低 壓進(jìn)行集中補(bǔ)償 ，以提高 功率因數(shù) 。 負(fù)荷分級(jí)與供電要求 電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常的專用饋電線路，以及蓄電池和干電池可作為應(yīng)急電源。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)由兩線路供電。必要時(shí)采用不間斷電源（ UPS）。 一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或?qū)⒃谡紊?，?jīng)濟(jì)上造成重大損失者；或中斷將影響有重大政治經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作者。 就學(xué)校供 配電這一塊來講，我?，F(xiàn)沒有一級(jí)用電負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)荷，如交通樞紐、通信樞紐等；或中斷供電將造成秩序混亂的負(fù)荷等。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中：我?，F(xiàn)有的二級(jí)負(fù)荷有：行政樓，實(shí)訓(xùn)樓的消防電梯、消防水泵、應(yīng)急照明，銀行用電設(shè)備，辦公用電設(shè)備，保衛(wèi)處用電設(shè)備，學(xué)校大門照明與門禁系統(tǒng)，水泵，食堂廚房用電，教學(xué)樓照明。 三級(jí)負(fù)荷為不屬于前兩級(jí)負(fù)荷者。對(duì)供電無特殊要求。 我校除了前面羅列的二級(jí)負(fù)荷外，全為三級(jí) 負(fù)荷。 學(xué)校變電所現(xiàn)有分區(qū)： 我校現(xiàn)有變電所共記有三處，每一處管轄范圍不等的一個(gè)供電區(qū)域。 第一個(gè)：辦公樓、 1教學(xué)樓、 2教學(xué)樓、圖書館 、綜合館、競(jìng)賽館、行政樓、南區(qū)新七 —— 新十三 、計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中心 第二個(gè)：實(shí)訓(xùn)樓、就業(yè)樓、餐廳、北區(qū)宿舍樓 第三個(gè)：南區(qū)新一 —— 新六宿舍樓、茶水房、澡堂 這三個(gè)變電所主要分別管以上建筑物，它們的進(jìn)電來自不同的地方，其實(shí)每一個(gè)變電平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 3 所的電都供給重要建筑物，形成雙電路，這樣當(dāng)一條電路出現(xiàn)故障時(shí)，另一電路能繼續(xù)供電，保證供電可靠。 表 21學(xué)校樓宇負(fù)荷估測(cè)表 樓宇 負(fù)荷 /kw 樓宇 負(fù)荷 /kw 1教學(xué)樓 綜合樓 2教學(xué)樓 餐廳 圖書館 宿舍樓 辦公樓 綜合館 保衛(wèi)室 校園內(nèi)路燈 6 南區(qū)東部宿舍樓樓 操場(chǎng) 計(jì)算負(fù)荷的確定 計(jì)算負(fù)荷的方法主要有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。前一種方法比較簡(jiǎn)便，在設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，通常都采用需要系數(shù)法計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái) 數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)，則宜采用二項(xiàng)式法計(jì)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(jì)算的。它既簡(jiǎn)便又實(shí)用，因?yàn)槊裼媒ㄖ袉螜C(jī)負(fù)荷較大的各類設(shè)備都是采用單機(jī)組或同類機(jī)群放射式供電，在計(jì)及供電線路、開關(guān)時(shí)，都是用單機(jī)的額定電流或起動(dòng)電流進(jìn)行選型或校驗(yàn)的，所以，普遍采用需要系數(shù)。 本設(shè)計(jì)則采用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式 （ 1） 有功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kw ） 30 deP K P? 式 中 Pe—— 用電設(shè)備組總的設(shè)備容量（不含備用設(shè)備容量，單位為 kw）。 Kd—— 用電設(shè)備 組的需要系數(shù)。 （ 2） 無功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar） 3030 tanQ P ?? （ 3） 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為 KVA） 3030 cosPS ?? 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 4 （ 4） 計(jì)算電流（單位為 A） 3030 3NSI U? （ 5） 多組用電設(shè)備 有功計(jì)算負(fù)荷基本公式： 同時(shí)系數(shù) : ~ ?? ~ ?? 本次設(shè)計(jì)取 ?? 30 30P K P P??? 30 30Q K q Q??? 30 30 3 NI S U? 30 30cos PS? ? 學(xué)校的負(fù)荷計(jì)算 例如 ：教學(xué)樓的熒光燈的功率： 30 deP K P? =? = 3030 tanQ P ?? =? = 3030 cosPS ?? =總功率： 根據(jù) 多組用電設(shè)備 有功計(jì)算負(fù)荷基本公式可計(jì)算出 Pz=++++ +++++= Qz=++++ ++++= Sz=++++ +++++= P=? = Q=? = 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 5 P +Q2 2S= S= 30 30cos PS? ? =表 22學(xué)校負(fù)荷的計(jì)算 建筑 名稱 負(fù)荷 性質(zhì) 數(shù)量 總?cè)萘? /kweP 需要系數(shù)dK cosφ 計(jì) 算 負(fù) 荷 30/PKW 30/ varQk 30/S KVA 12教學(xué)樓 熒光燈 288?2 ?2 白熾燈 44? 2 ? 2 0 投影機(jī) 24? 2 ? 2 空調(diào) 24? 2 48? 2 84 消防電 36 合 計(jì) 綜合樓（包括實(shí)訓(xùn)樓，機(jī)房，競(jìng)賽館，會(huì)議室 ） 熒光燈 300 白熾燈 44 0 空調(diào) 30 60 42 電腦 320 96 36 實(shí)驗(yàn)器材 20 16 0 16 消防電 16 合 計(jì) 辦公樓 熒光燈 320 白熾燈 80 0 電 腦 160 48 18 空 調(diào) 80 160 112 84 140 消防電 20 合 計(jì) 6 宿舍樓 熒光燈 300?17 4? 17 白熾燈 300?17 ? 17 0 電風(fēng)扇 150?17 10? 17 85 消防電 18? 4 ?17 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 6 合 計(jì) 餐廳 熒光燈 40 電視 8 電風(fēng)扇 20 2 1 電磁爐 40 80 68 0 68 電冰箱 40 16 消防栓 10 合 計(jì) 圖書館 熒光燈 60 白熾燈 8 0 空調(diào) 6 12 電腦 6 消防栓 4 合計(jì) 綜合館 白熾燈 40 0 音響 10 1 消防栓 4 合計(jì) 保衛(wèi)室 熒光燈 2 空調(diào) 1 2 電腦 1 消防栓 2 合計(jì) 校園內(nèi)路燈 白熾燈 150 6 0 合計(jì) 6 0 操場(chǎng) 白熾燈 12 0 音響 10 1 合計(jì) 乘以 KΣ p =， KΣ q = 總合計(jì) 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 7 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償?shù)哪康? 采用無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，既可以節(jié)能、減少線路壓降，又能提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。因此，供配電系統(tǒng)中的無功功率補(bǔ)償是必不可少的。 無功功率的人工補(bǔ)償裝置 工程中普遍采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無功功率。 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種： （ 1） 高壓集中補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在 變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)（如圖 21）。 （ 2） 低壓集中補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)。它利用指示燈或放電電阻放電。按 GB50227— 95 規(guī)定：低壓電容器組可采用三角形結(jié)線或中性點(diǎn)不接地的星形結(jié)線方式（如圖 22）。 （ 3） 低壓分散補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。它就利用用電設(shè)備本身的繞組放電。電容器組多采用三角形結(jié)線（如圖 23）。 民用建筑供電有它的特殊 性：一是照明負(fù)荷占的比重比較大，屬于分散負(fù)荷；二是電機(jī)大部分是空調(diào)風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī)，其容量也是小而分散。由于上訴原因，在民用建筑的供電系統(tǒng)中，一般都是采用低壓配電裝置處集中補(bǔ)償。而且，采用低壓集中補(bǔ)償不 需要從平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8 電力系統(tǒng)中獲取無功，可以減少電力系統(tǒng)的無功功率發(fā)生裝置，也減少了電力系統(tǒng)到用戶的線路上的無功傳輸，從而減少了這部分線路的電壓損失及電能損耗。因此，本設(shè)計(jì)采用低壓集中補(bǔ)償。 并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法 （ 1） 無功功率補(bǔ)償容量（單位為 kvar）的計(jì)算 3 0 3 012( ta n ta n )ccQqPP??? ? ? ? （ 2）并聯(lián)電容器個(gè)數(shù) ccQn q? 式中 qc—— 單個(gè)電容器的容量（單位為 kvar） 無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 由負(fù)荷計(jì)算表知，該 學(xué)校 380 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為 。 而民用建筑各地供電局規(guī)定低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?,高壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)? 以上。 （ 1） 低壓電容器柜（屏）的選擇方法 PGJ1 型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏有 4等 4種方案。其中 2屏為主屏， 4屏為輔屏。 3 屏各有六條支路，電容器為 ，每屏共 84kvar，采用六步控制，每步投入 14kvar。 4屏各有八條支路，電容器亦為 ，每屏共 112kvar，采用 8步控制，每步投入 14kvar。 選擇步驟： ① 根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇一臺(tái) 1號(hào)或 2 號(hào)主屏。 ② 根據(jù)所需無功補(bǔ)償容量再補(bǔ)充一臺(tái)或數(shù)臺(tái) 3 號(hào)或 4號(hào)輔屏 （ 2） 低壓電容器柜（屏）的選擇 Ｑ c=Ｐ (tan a1tan a2) =()Kvar = 選 PGJ1 型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏 ,并聯(lián)電容器為 。 其方案 1(主屏 )1臺(tái)與方案 3(輔屏 )1臺(tái)相結(jié) 合 ,總共容量 126kvar 2=256kvar。無功補(bǔ)償后， 380v 側(cè) 和 10kv 側(cè)負(fù)荷計(jì)算如表 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 9 表 23無功補(bǔ)償后學(xué)校的計(jì)算 負(fù)荷 項(xiàng)目 Cos? 計(jì)算負(fù)荷 ? ?30P KW ? ?30 varQK ? ?30S KVA 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 380V側(cè)無功補(bǔ) 償容量 — 256 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 主變壓器功率損耗 30S =12.41 30S = 10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì) 經(jīng)過 選 PGJ1 型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏 ,并聯(lián)電容器為 低壓集中補(bǔ)償后，不但提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，使高壓側(cè)的功率因數(shù)達(dá)到了 達(dá)到了供電局的要 求，而且減少了線路壓降，提高了供電質(zhì)量，還提高了系統(tǒng)供電的裕量。 變壓器選擇 變壓器的選取原則： （ 1）變壓器容量的選擇 先計(jì)算電力變壓器的二次側(cè)的總的計(jì)算負(fù)荷，并考慮無功補(bǔ)償容量，從而求得變壓器的一次側(cè)計(jì)算負(fù)荷，并作為選擇變壓器容量的重要依據(jù)。 對(duì)有兩臺(tái)變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺(tái)容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： ①滿足總計(jì)算負(fù)荷 70%的需要，即： ≈ 30S ； （ 21） ②滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷 30()S ???? 的需要，即： ≥ 30()S ???? （ 22） 電力變壓器的選擇，應(yīng)綜合供配電計(jì)算負(fù)荷、供電可靠性要求和用電單位的發(fā)展規(guī)劃等因素考慮，力求經(jīng)濟(jì)合理，滿足用電負(fù)荷的要求。但有一個(gè)不變的原則是：在保證供電可靠性的前提下，電力變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量的減少，盡可能的少。 (2) 變壓器 臺(tái)數(shù)的選取 電力變壓器臺(tái)數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能和降低工程造價(jià)等因素綜合確定。如果周圍環(huán)境因素惡劣，選用具有防塵、防腐性能的全密閉電力變壓器 BSL1平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 型；對(duì)于高層建筑，地下建筑，機(jī)場(chǎng)等消防要求高的場(chǎng)所，宜選用干式電力變壓器 SLL、SG、 SGZ、 SCB 型；如電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大而不