【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = P30/ S30=2574/3311= 功率補(bǔ)償 35KV： (1) 有功功率同時(shí)系數(shù) P30為各用電單位或車間有功功率之和再乘以同時(shí)系數(shù)，則得出結(jié)果為 4317KW (2) 無(wú)功功率同時(shí)系數(shù) Q30 為共用電單位或車間無(wú)功功率之和再乘以同時(shí)系數(shù)，則得出結(jié)果為 4636kvar。 補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因素 變壓器高壓側(cè)的視在計(jì)算符合為 S30（ = 230230 QP ? =6335 kV A 6KV: 補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因素 變壓器高壓側(cè)的視在計(jì)算符合為 S30 = 230230 QP ? =3311 kV A 這時(shí)變電所高壓側(cè)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(cè)的 35KV 的 cos? ? ， 10KV 的 cos? ? 考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗Δ QT 遠(yuǎn)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(cè)補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于 ,這里取 cos?? =。 將高壓側(cè)功率因數(shù)由 提高到 ， 6KV 低壓側(cè)功 率因數(shù)由 提高到 低壓側(cè)必須裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量為 第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算 9 綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償 35KV： QC = P30( tan? — tan?? )=4317 (tan － tan ) =4317 (－ )kW=3243kvar 取 Qc=3600 Kvar 選擇電容器 9 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù) 35KV 無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)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(cè)計(jì)算負(fù)荷為： P30′= 4317+ 68= 4385 Kw Q30′= ( 45363600 )+ 272= 1208Kvar S30′ = 230230 QP ? = 4548 KV .A I30 = S30/( 3 UN )=4548/（ 6） = 無(wú)功率補(bǔ)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(shè)計(jì)的要求 6KV： Qc = 2574 （ tanarc － tanarc ） Kvar=2574 （ － ）=1217Kvar 取 Qc=1800 Kvar 選擇電容器 6B 補(bǔ)償后的補(bǔ)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(cè)計(jì)算 負(fù)荷為： P30′= 2574+ 39 = 2613Kw Q30′= ( 20831800 )+ 155= 438Kvar 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） S30′ = 230230 QP ? = 2649 KV .A I30 = S30/( 3 UN )=2649/（ ） =4029A 無(wú)功率補(bǔ)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(shè)計(jì)的要求 變壓器的選擇 電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)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(duì)變電所主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺(tái)數(shù)和容量，是主接線設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問(wèn)題。 （ 1）高壓變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由于該廠鑄造車間 、 電鍍車間和鍋爐房的負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。 （ 2）變 電所主變壓器容量的選擇 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量 ： ① 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， =（ ~） S30 ② 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， ≥ S30(I+Π). ③ 結(jié)合以上兩點(diǎn)，本降壓變電所選 5000KV A的變壓器 S7/5000/35 二臺(tái) 35KV選主變電所選 5000KV A的 變壓器二臺(tái)，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(tái)，其主要數(shù)據(jù)見下表 型號(hào) 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(hào) 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(fù)荷及其計(jì)算 11 根據(jù)設(shè)計(jì)要求接合計(jì)算結(jié)果知車變 1 應(yīng)選擇 1000kvA 的變壓器二臺(tái)（ S91000/10），車變 2 應(yīng)選擇 630kVA 的變壓器二臺(tái)（ S9630/10），車變 3 應(yīng)選擇 1600kVA 的變壓器一臺(tái)（ S91600/10），車變 4應(yīng)選擇 500kVA的變壓器一臺(tái)（ S9500/10），車變 5應(yīng)選擇 400kVA的變壓器一臺(tái)（ S9400/10）。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 第三章 短路電流及其計(jì)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(duì)用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)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(yùn)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(dǎo)電部分之間的低阻性短接。 造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，這種損壞可能是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身不合格、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常而被過(guò)電壓（包括雷電過(guò)電壓）擊穿，或者是設(shè)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(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即 ： 1） 短路時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng)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(shí)電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行 3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。 4）嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)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(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。 第三章 短路電流及其計(jì)算 13 由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素； 同時(shí)需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)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(shí)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(hào) 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(diǎn)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(shí)質(zhì)上就是兩相短路，因此也可用 k)2( 表示 三相短路，屬對(duì)稱性短路；其他形式的短路，屬非對(duì)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(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠的工作，因此作為選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。實(shí)際上，非對(duì)稱短路也可以按對(duì)稱分量法分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序分量法來(lái)研究，所 以對(duì)稱的三相短路分析也是分析研究非對(duì)稱短路 . 短路電流計(jì)算的目的及方法 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。 接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表 示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)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(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法）。 電氣工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 相關(guān)的計(jì)算公式及其計(jì)算過(guò)程 短路計(jì)算點(diǎn)的選取 選取總降壓變電所的 35kV和 6kV母線作為計(jì)算點(diǎn)， 。 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(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式 下，總降壓變電所的短路計(jì)算等值電路對(duì)應(yīng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式兩種情況，分別計(jì)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(jìn)行三相短路計(jì)算 在無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，其短路計(jì)算中電流周期分量有效值按下式計(jì)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(diǎn)的短路計(jì)算電壓， kV。 阻抗計(jì)算 （ 1） 變壓器的電阻 TR 可由 變壓器的短路損耗 kP? 近似地計(jì)算 因?yàn)? kP? ≈ 23 NTIR≈ 233N TcS RU??????= 2NTcS RU?????? 第三章 短路電流及其計(jì)算 15 所以 式中 , cU －短路點(diǎn)的短路計(jì)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(jì)算 因?yàn)? 所以 00kU －變壓器的短路電壓百分值。 阻抗計(jì)算 （ 1）線路的電阻 WLR 可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻 0R 值求得，即 0WLR Rl? （ 2）線路的電抗 WLX 可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電 抗 0X 值求得，即 0WLX Xl? 短路計(jì)算過(guò)程 5個(gè)變電所其中 4號(hào)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(diǎn)的短路電流和短路容量 35kV ， Ucl=37 kV時(shí) ： 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=