【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平衡。不僅如此，補(bǔ)償無(wú)功后會(huì)使10KV變壓器的視在功率變小，從而能夠?qū)⑦x擇變壓器的容量減小，減小了變壓器的投資。并聯(lián)電容器采用自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制方式，俗稱(chēng)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。電容器在低壓母線進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)均為自動(dòng)補(bǔ)償方式，即實(shí)際補(bǔ)償電容器容量隨自然功率因數(shù)的變化而調(diào)整。低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置示意圖，如圖1所示。圖1 低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的原理電路 無(wú)功補(bǔ)償容量自然功率因數(shù)的計(jì)算方法如下： （12）采用分組自動(dòng)投切的補(bǔ)償裝置的無(wú)功補(bǔ)償容量應(yīng)按下式確定： （13）tanj1——補(bǔ)償前功率因數(shù)cosj1對(duì)應(yīng)的正切值； tanj2——補(bǔ)償后期望的功率因數(shù)cosj2對(duì)應(yīng)的正切值。在這里以供住宅負(fù)荷的T3變壓器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償為例?！?，Qc∑=，由公式11可得出視在功率為：由公式12可算出自然功率因數(shù)，即：cosj=Pc∑/Sc∑=，則由公式13可得：根據(jù)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，可選用4組額定容量為15Kvar的電容器和3組額定容量為30Kvar的電容器。因此，實(shí)際補(bǔ)償容量為150Kvar。公共部分負(fù)荷TT2變壓器無(wú)功補(bǔ)償可用此方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表表10。3 短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算的目的（1）為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備。如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器、母線、瓷瓶、電纜、架空線等等。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備電動(dòng)力穩(wěn)定，計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)斷路器的遮斷能力等。（2）為繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。在考慮正確、合理地裝設(shè)保護(hù)裝置，在校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度時(shí)，不僅要計(jì)算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其它支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運(yùn)行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計(jì)算最小運(yùn)行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計(jì)算三相短路電流而且也要計(jì)算兩相短路電流或根據(jù)需要計(jì)算單相接地電流等。（3）在選擇與設(shè)計(jì)系統(tǒng)電氣之接成時(shí)，短路計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)性比較以及確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。 無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量相對(duì)于用戶(hù)供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：當(dāng)用戶(hù)供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過(guò)短路電路總阻抗的5％～10％，或者電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶(hù)供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)[5]。 短路電流計(jì)算基本步驟本工程采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流，其基本步驟為：（1） 確定基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量：Sd=100MVA；基準(zhǔn)電壓：Ud=Uc?；鶞?zhǔn)電流： （14）Uc——元件所在處的短路計(jì)算電壓（KV）（2）計(jì)算短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)電抗： （15）——電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量（MVA）。電力線路電抗： （16）Xo——電力線路單位長(zhǎng)度的電抗（Ω/km）；l——電力線路的長(zhǎng)度（km）。電力變壓器電抗： （17）——電力變壓器的短路電壓百分值； ——電力變壓器的容量（MVA）。（3）繪制出短路回路的等效電路,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變換簡(jiǎn)化短路電路，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值。若短路回路的總電阻值大于總電抗值的1/3，需計(jì)入電阻值。（4）計(jì)算三相短路電流與短路容量三相短路電流周期分量有效值： （18）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： （19）三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流的有效值： （20） （21）三相短路容量： （22）（5） 兩相短路電流 （23） 本工程短路電流計(jì)算本工程由當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)提供兩路10KV專(zhuān)用電源，進(jìn)線以電纜方式引入，由當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)提供的開(kāi)閉所10KV饋線處短路系統(tǒng)數(shù)據(jù)為：Soc=200MVA。以變壓器高壓側(cè)(即圖3中d1點(diǎn))短路電流的計(jì)算過(guò)程為例，步驟如下：（1） 確定基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量：Sd=100MVA；基準(zhǔn)電壓：Ud==?；鶞?zhǔn)電流，由公式14得：（2） 計(jì)算短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值l 電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值由公式15得：l 供電線路電抗標(biāo)幺值查閱相關(guān)手冊(cè)及產(chǎn)品樣本，可取Xo=。由公式16得：總的電抗標(biāo)幺值為：（3）計(jì)算三相短路電流與短路容量：l 三相短路電流周其分量有效值由公式18得：l 其他三相短路電流由公式121得：l 三相短路容量由公式22得：l 兩相短路電流由公式23得：根據(jù)圖2繪制出短路等效電路圖如圖3所示。 圖2 電氣系統(tǒng)接線圖 圖3 標(biāo)幺值法計(jì)算的等值電路圖變壓器高壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果如表6所示，低壓側(cè)短路電流計(jì)算與高壓側(cè)計(jì)算方法相同，計(jì)算結(jié)果如表7所示。表6 高壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KA）三相短路容量（MVA）兩相短路電流（MVA）周期分量有效值次暫態(tài)電流穩(wěn)態(tài)短路電流沖擊電流峰值d1表7 低壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KA）兩相短路電流（MVA）周期分量有效值次暫態(tài)電流沖擊電流峰值d2d3d44 本工程供配電措施設(shè)計(jì)方案 供配電系統(tǒng)概述小區(qū)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于可靠供電來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的。它是由發(fā)、輸、變、配用幾個(gè)部分組成起來(lái)的。本次設(shè)計(jì)的小區(qū)供配電系統(tǒng)大致過(guò)程是：從附近市政開(kāi)閉所引來(lái)兩路10KV電源，將10KV電源接引至小區(qū)變電所中，通過(guò)配電干線輸送到樓層配電箱，最后進(jìn)入到各用戶(hù)配電箱。住宅建筑使用380V/220V三相五線制供電。從配電所三相五線至小區(qū)每座樓的樓層配電箱。供配電系統(tǒng)中應(yīng)使接線保證安全性的同時(shí)，盡量滿足靈活性并且維修簡(jiǎn)便。還應(yīng)能夠達(dá)到使用和生產(chǎn)所需的電壓質(zhì)量和供電可靠性的要求。此外，還應(yīng)當(dāng)使電能損耗盡量降低，同時(shí)還要減少有色金屬的消耗。從實(shí)踐上看，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷增長(zhǎng)速度快。因此，住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)一定要將設(shè)計(jì)的眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，從實(shí)際出發(fā)，為以后增長(zhǎng)的負(fù)荷預(yù)留一定的空間與容量。 變電所的設(shè)計(jì) 變電所位置及環(huán)境變電所的位置應(yīng)盡量選擇靠近負(fù)荷中心的地方，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗，并能有效減少一次投入，提高電能質(zhì)量。住宅小區(qū)內(nèi)的變電所應(yīng)遵循小容量、密布點(diǎn)、靠近負(fù)荷中心的原則進(jìn)行配置。進(jìn)出線方便，考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)。同時(shí)，應(yīng)盡可能設(shè)置在環(huán)境干燥，遠(yuǎn)離有腐蝕性、塵埃多的環(huán)境中，最好能留有發(fā)展空間的場(chǎng)所。配電設(shè)備的布置必須遵循安全、可靠、適用和經(jīng)濟(jì)等原則，并應(yīng)便于安裝、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)[6]。 當(dāng)高層建筑樓層較高時(shí)，用電負(fù)荷較大而且分散，對(duì)供電可靠性要求高，配電干線壓降不得超過(guò)允許值，以降低線路電能損耗。因此，高層建筑多采用樓內(nèi)變電所。樓內(nèi)變電所常有以下幾種設(shè)置方式：地下室、中間的某層和高層。本次設(shè)計(jì)將變電所設(shè)置于樓內(nèi)地下二層。 變壓器容量和數(shù)目的選取原則變壓器的容量首先要滿足在計(jì)算負(fù)荷下變壓器能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。單臺(tái)變壓器的額定容量SNT與計(jì)算負(fù)荷Sc的關(guān)系應(yīng)滿足： (24)對(duì)于兩臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器，則應(yīng)滿足: (25),——分別為并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器的額定容量；，——分別為負(fù)荷SC中一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的容量。變壓器容量的選擇除必須滿足上述基本要求外，還應(yīng)考慮：為適用發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量應(yīng)留有15％～25％的裕量，滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。對(duì)于居民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校等，如果1臺(tái)變壓器能滿足用電負(fù)荷需要時(shí)，宜選用1臺(tái)變壓器，其容量大小由計(jì)算負(fù)荷確定，但總用電負(fù)荷通常在1000kVA及以下，且用電負(fù)荷變化不大。對(duì)于有大量一、二級(jí)用電負(fù)荷、或用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大、或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)及以上電力變壓器。如有大型沖擊負(fù)荷，如高壓電動(dòng)機(jī)、電爐等動(dòng)力，為減少對(duì)照明或其他負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。對(duì)供電可靠性要求高，又無(wú)條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。選用兩臺(tái)電力變壓器時(shí)，其容量應(yīng)滿足在一臺(tái)變壓器故障或修時(shí)，另一臺(tái)仍能保持對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷供電，但需對(duì)該臺(tái)變壓器的過(guò)負(fù)荷能力及其允許運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行校核國(guó)產(chǎn)電力變壓器的短時(shí)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。綜上所述，電力變壓臺(tái)數(shù)和容量的確定，應(yīng)根據(jù)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)劃等因素綜合考慮確定，力求經(jīng)濟(jì)合理，滿足用電負(fù)荷的要求。一般說(shuō)來(lái)，選用電力變壓器的臺(tái)數(shù)愈多，供電的可靠性愈好，但增加了設(shè)備投資和維護(hù)運(yùn)行等費(fèi)用。因此，在供電可靠性保證的條件下，電力變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量減少。 變壓器容量及數(shù)目的選擇通過(guò)計(jì)算負(fù)荷可以求得變壓器的總?cè)萘??？偟囊曉谟?jì)算負(fù)荷公式為： (26)由于變壓器在運(yùn)行時(shí)還需要考慮到負(fù)荷率的影響，并且多臺(tái)設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候，各臺(tái)設(shè)備用電的最大值不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，所以在選擇變壓器的時(shí)候還需要計(jì)入同時(shí)系數(shù)。變壓器的負(fù)荷率一般在75%85%，本次負(fù)荷率取值85%，即β=。同時(shí)系數(shù)的參考值，～，由于愈趨向電源端，負(fù)荷愈平穩(wěn)，所以對(duì)應(yīng)的值也愈大，本次設(shè)計(jì)同時(shí)系數(shù)取K∑p=。因此變壓器容量的計(jì)算方法為： （27）Pcj——計(jì)算負(fù)荷；cosj——功率因數(shù)；β——變壓器的負(fù)荷率；K∑p——同時(shí)系數(shù)。（1）住宅用電部分變壓器容量計(jì)算，即cosj=?！?，所以在這里不再重復(fù)同時(shí)系數(shù)的運(yùn)算。由公式27可計(jì)算出：因此住宅部分供電可選用一臺(tái)800KVA的變壓器，計(jì)算數(shù)據(jù)如表8所示。表8 變壓器T3用電設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備容量（KW）cosjtanj需要容量有功（KW）無(wú)功（Kvar）T3容量1住宅照明干線2922住宅照明干線3653住宅照明干線3654住宅照明干線3655住宅照明干線3656住宅照明干線365合計(jì)2117計(jì)入同時(shí)系數(shù)KΣp=KΣq=補(bǔ)償容量150補(bǔ)償后變壓器選擇800kVA（2）公共用電部分變壓器容量計(jì)算變壓器TT2為公共用電部分，由公式27可得：T1：T2：具體計(jì)算結(jié)果和無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算如表表10所示。表9 變壓器T1用電設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量（KW）Kdcosjtanj需要容量有功（KW）無(wú)功KvarT1容量寫(xiě)字樓照明141物業(yè)照明109變電所照明15車(chē)庫(kù)照明4032消防控制室15115客梯（備）2觀光電梯（備）2低區(qū)生活泵17中區(qū)生活泵1高區(qū)生活泵111換熱機(jī)組A2147換熱機(jī)組B1潛水排污泵A14潛水排污泵B3公共照明兼應(yīng)急照明（備）公共照明兼應(yīng)急照明66166送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)A1送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)B2送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)C13送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)D2送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)E3雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)A112雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)B19雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)C1雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)D113雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)E4合計(jì)31426計(jì)入同時(shí)系數(shù)KΣp=，KΣq=補(bǔ)償容量150補(bǔ)償后變壓器選擇1400kVA表10 變壓器T2用電設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量（KW）Kdcosjtanj需要