【文章內容簡介】 = P30/ S30=2574/3311= 功率補償 35KV： (1) 有功功率同時系數(shù) P30為各用電單位或車間有功功率之和再乘以同時系數(shù)，則得出結果為 4317KW (2) 無功功率同時系數(shù) Q30 為共用電單位或車間無功功率之和再乘以同時系數(shù)，則得出結果為 4636kvar。 補償前的變壓器容量和功率因素 變壓器高壓側的視在計算符合為 S30（ = 230230 QP ? =6335 kV A 6KV: 補償前的變壓器容量和功率因素 變壓器高壓側的視在計算符合為 S30 = 230230 QP ? =3311 kV A 這時變電所高壓側的功率因素為 35KV： cos? = P30/ S30=4317/6335= 6KV： cos? = P30/ S30=2574/3310= 按規(guī)定變電所高壓側的 35KV 的 cos? ? ， 10KV 的 cos? ? 考慮到變壓器的無功功率損耗Δ QT 遠大于有功功率損耗Δ PT ,一般Δ QT =（ 4～ 5）Δ PT ，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高于 ,這里取 cos?? =。 將高壓側功率因數(shù)由 提高到 ， 6KV 低壓側功 率因數(shù)由 提高到 低壓側必須裝設的無功補償裝置容量為 第二章 工廠的電力負荷及其計算 9 綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進行高壓集中補償 35KV： QC = P30( tan? — tan?? )=4317 (tan － tan ) =4317 (－ )kW=3243kvar 取 Qc=3600 Kvar 選擇電容器 9 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 35KV 無功補償后，變電所低壓側的視在計算負荷為 S )2(30 = 230230 QP ? =4536kV A 變壓器的功率損耗為： △QT = S30′= 4536 = 272 Kvar △PT = S30 ′= 4536=68 Kw 變電所低 壓側計算負荷為： P30′= 4317+ 68= 4385 Kw Q30′= ( 45363600 )+ 272= 1208Kvar S30′ = 230230 QP ? = 4548 KV .A I30 = S30/( 3 UN )=4548/（ 6） = 無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為： cosφ′= P30′/ S30′= 4385/ 4548= 則工廠的功率因數(shù)為： cosφ′= P30′/S30′= 6≥ 因此，符合本設計的要求 6KV： Qc = 2574 （ tanarc － tanarc ） Kvar=2574 （ － ）=1217Kvar 取 Qc=1800 Kvar 選擇電容器 6B 補償后的補償后的變壓器容量和功率因數(shù) S30（ 2）′ = 230230 QP ? =2590kV A 變壓器的功率損耗為： △QT = S30′= 2590 = 155Kvar △PT = S30 ′= 2590= 39Kw 變電所高壓側計算 負荷為： P30′= 2574+ 39 = 2613Kw Q30′= ( 20831800 )+ 155= 438Kvar 電氣工程系畢業(yè)論文（設計說明書） S30′ = 230230 QP ? = 2649 KV .A I30 = S30/( 3 UN )=2649/（ ） =4029A 無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為： cosφ′= P30′/ S30′= 2615/ 2649= 則工廠的功率因數(shù)為： cosφ′= P30′/S30′= ≥ 5 因此，符合本設計的要求 變壓器的選擇 電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關鍵設備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟性有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺數(shù)和容量，是主接線設計中一個主要問題。 （ 1）高壓變電所變壓器臺數(shù)的選擇 由于該廠鑄造車間 、 電鍍車間和鍋爐房的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對二級負荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器。 （ 2）變 電所主變壓器容量的選擇 裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量 ： ① 任一臺單獨運行時， =（ ~） S30 ② 任一臺單獨運行時， ≥ S30(I+Π). ③ 結合以上兩點，本降壓變電所選 5000KV A的變壓器 S7/5000/35 二臺 35KV選主變電所選 5000KV A的 變壓器二臺，其主要數(shù)據(jù)見下表 各 6KV變電所選 3150 KV A的變壓器二臺，其主要數(shù)據(jù)見下表 型號 額定容量 (kVA) 損耗（ kW） 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 連接組 空載 短路 S93150/10 3150 Y/? 11 各變電所壓器容量的選擇： 型號 額定容量 (kVA) 損耗（ kW） 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 連接組 空載 短路 S7/5000/35 5000 7 Y/? 11 第二章 工廠的電力負荷及其計算 11 根據(jù)設計要求接合計算結果知車變 1 應選擇 1000kvA 的變壓器二臺（ S91000/10），車變 2 應選擇 630kVA 的變壓器二臺（ S9630/10），車變 3 應選擇 1600kVA 的變壓器一臺（ S91600/10），車變 4應選擇 500kVA的變壓器一臺（ S9500/10），車變 5應選擇 400kVA的變壓器一臺（ S9400/10）。 電氣工程系畢業(yè)論文（設計說明書） 第三章 短路電流及其計算 短路的原因、后果及其形式 短路的原因 工廠供電系統(tǒng)要求正常地不斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而是系統(tǒng)的正常運行遭到破壞，系統(tǒng)中最常出現(xiàn)的故障就是 短路（ short circuit）。短路是指不同電位的導電部分之間的低阻性短接。 造成短路的主要原因，是電氣設備載流部分的絕緣損壞，這種損壞可能是由于設備長期運行，絕緣自然老化或由于設備本身不合格、絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或設備絕緣正常而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設備絕緣受到外力損傷而造成短路。 短路的后果 短路后，短路電流（ shortcircuit current）比正常電流大很多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即 ： 1） 短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而是故障元件和短路電路中的其他元件損壞。 2）短路時電壓要驟降，嚴重影響電氣設備的正常運行 3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。 4）嚴重的短路要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列。 5）單相短路，其電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變磁場，對附近的通信線路、電子設備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。 第三章 短路電流及其計算 13 由此可見，短路的后果是十分嚴重的，因此必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素； 同時需要進行短路電流計算，以便正確的選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。 短路的形式 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。 三相短路，用文字符號 k)3( 表示。兩相短路，用 k)2( 表示，單相短路，用 k)1( 表示。兩相接地短路，是指中性點不接地系統(tǒng)中兩不同相均發(fā)生單相接地而 形成的兩相短路；也指兩相短路后有接地的情況，它實質上就是兩相短路，因此也可用 k)2( 表示 三相短路，屬對稱性短路；其他形式的短路，屬非對稱短路。 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠的工作，因此作為選擇校驗電氣設備用的短路計算中，以三相短路計算為主。實際上，非對稱短路也可以按對稱分量法分解為對稱的正序、負序和零序分量法來研究，所 以對稱的三相短路分析也是分析研究非對稱短路 . 短路電流計算的目的及方法 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。 進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表 示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。 電氣工程系畢業(yè)論文（設計說明書） 相關的計算公式及其計算過程 短路計算點的選取 選取總降壓變電所的 35kV和 6kV母線作為計算點， 。 系 統(tǒng)8 k m2 2 0 k V 3 5 k V∞區(qū) 域 變 電 站t o p = 2 s（ 工 作 電 源 ）（ 備 用 電 源 ）2 2 0 / 3 5 K V3 5 k V6 k V3 5 / 6 K V 如圖 作出在系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式 下，總降壓變電所的短路計算等值電路對應系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式兩種情況，分別計算工廠總降壓變電所 35kV、 6kV母線三相短路和兩相短路電流。 采用歐姆法進行三相短路計算 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，其短路計算中電流周期分量有效值按下式計算 ( 3 )k 22I 3 3ccUUZ RX? ???? ? 三相 短路容量為 (3) (3)k 3 ckS U I? 2cs ocUX S? 式中 , ocS －系統(tǒng)出口短路器的斷流容量； cU －短路點的短路計算電壓， kV。 阻抗計算 （ 1） 變壓器的電阻 TR 可由 變壓器的短路損耗 kP? 近似地計算 因為 kP? ≈ 23 NTIR≈ 233N TcS RU??????= 2NTcS RU?????? 第三章 短路電流及其計算 15 所以 式中 , cU －短路點的短路計算電壓； NS －變壓器的額定容量； kP? －變壓器的短路損耗 . （ 2）變壓器的電抗 TX 可由 變壓器的短路電壓 00kU 近似地計算 因為 所以 00kU －變壓器的短路電壓百分值。 阻抗計算 （ 1）線路的電阻 WLR 可由導線電纜的單位長度電阻 0R 值求得，即 0WLR Rl? （ 2）線路的電抗 WLX 可由導線電纜的單位長度電 抗 0X 值求得，即 0WLX Xl? 短路計算過程 5個變電所其中 4號變電所有低壓也有高壓 系 統(tǒng)8 k m2 2 0 k V3 5 k V∞區(qū) 域 變 電 站t o p = 2 s 工 廠 總 降 壓 變 電 所（ 工 作 電 源 ）（ 備 用 電 源 ）2 2 0 / 3 5 K V 圖 3. 2 供電系統(tǒng)圖 Skmax(3)=600 MVA Skmin(3)=280 MVA Ik(3)=Ucl/（ 3 X∑ ） k1點的短路電流和短路容量 35kV ， Ucl=37 kV時 ： X1= U2cl/Skmax=372/600= X1＇ = U2cl/ Skmin=372/280= 35kv電纜線路架空線路的電抗：（ X0=） X2= X0 L= 8=