【文章內容簡介】 Qc6＝ Pc6 tanφ＝ 倉庫照明： Pe7＝ Qc7＝ 0 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 10 取同時系數為 ，則總的計算負荷為： ∑ Pc＝ K∑ p∑ Pci＝ ∑ Qc＝ K∑ q∑ Qci＝ ∑ 錯誤 !未找到引用源。 ＝ ∑ 錯誤 !未找到引用源。＝ 表 2— 3 全廠負荷計算匯總表 序號 車間號 用電設備分組 設備容量 KW Kd tanφ 計算負荷 計算電流 Ic（ A） PC KW Qc Kvar Sc KVA NO1 第一車間 大 批 量冷 加工組 958 吊車、起重機組 62． 2 倉庫照明 0 0 19 小計 乘以 K∑＝ NO2 第二車間 大 批 量冷 加工組 直 流 弧焊 機組 焊 接 變壓 器組 5T 電動式吊車組 照明 0 0 小計 乘以 K∑＝ 電阻爐組 268 水泵，風機組 NO3 第三車間 起重機組 電弧熔爐組 135 小批量生產冷加工機組 干燥箱 0 0 照明電路 11 0 0 15 小計 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 11 乘以 K∑＝ NO4 第四車間 鍛錘及其他機械 94 泵、排風機組 76 76 砂輪機組 45 36 27 45 起重機組 電焊機組 電阻爐組 45 0 0 45 0 45 照明 0 0 小計 180 乘以 K∑＝ 162 N05 第五車間 碾鏟機組 鼓風機組 熱加工機組 運輸機機組 電阻爐設備組 20 14 起重機組 7． 3 照明 0 0 小計 乘以 K∑＝ N06 其他 倉庫 1 0 0 倉庫 2 0 0 倉庫 3 0 0 NO6 建筑物 食堂 0 0 收發(fā)室 0 0 辦公樓 0 0 小計 0 乘以 K∑＝ 0 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 12 NO7 全廠 共計 乘以 K∑＝ 2 無功功率補償 672 全廠低壓側總計 3 1974 變壓器損耗 總計 3 4 一、功率因數對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數的方法 功率因數的概念和意義 功率因數是衡量供配電系統(tǒng)是否經濟運行的一個重要指標。用戶中絕大多數用電設備，如感應電動機、電力變壓器、電焊機及 交流接觸器等，它們都要從電網吸收大量無功電流來產生交變磁場，其功率因數均小于 1，需要進行無功功率補償，提高功率因數。 功率因數對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數的方法 感性用電設備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無功功率，從而降低功率因數。功率因數太低將會給供配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加、電壓損失增大和供電設備利用率降低等不良影響。所以要求電力用戶功率因數必須達到一定值，低于某一定值就必須進行補償。國家標準 GB/T3485― 1998《評價企業(yè)合理用電技術導則》中規(guī)定∶“在企業(yè)中最大負荷時的功率因數應不低于 ，凡 功率因數未達到上述規(guī)定的，應在負荷側合理的裝置幾種與就地無功功率補償設備” 。 提高功率因數的方法 功率因數不滿足要求時，首先應提高自然功率因數，然后再進行人工補償。 （ 1）提高自然功率因數 ①合理選擇電動機的規(guī)格和型號。 ②防止電動機長時間空載運行。 ③保證電動機的檢修質量。 ④合理選擇變壓器的容量。 ⑤交流接觸器的節(jié)電運行。 （ 2）人工補償功率因數 ①并聯(lián)電容器補償。 ②同步電動機補償。 ③動態(tài)無功功率補償。 考慮到廠為機械廠，如果采用提高自然功率因數的話，設備臺數太多，不太容易實現(xiàn)，故在這采用 人工補償來功率因數，為了方便控制和管理，應該選用動態(tài)無功功率補償更為合理。 補償容量和電容器臺數的確定 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 13 （ 1）采用固定補償 在變電所 610KV 高壓母線上進行人工補償時，一般采用固定補償，即補償電容器不隨負荷變化投入或切除，其補償容量按下式計算 錯誤 !未找到引用源。 （ 2— 14） 式中， 錯誤 !未找到引用源。 — 補償容量， 錯誤 !未找到引用源。 — 平均有功負荷； 錯誤 !未找到引用源。 — 補償前平均功率因數角的正切值； 錯誤 !未找到引用源。 — 補償后平均功率因數角的正切值； 錯誤 !未找到引用源。 — 錯誤 !未找到引用源。 稱為補償率。 （ 2）采用自動補償 在變電所 母線上進行補償是，都采用自動補償，即根據 cosφ測量值按 功率因數設定值，自動投入或切除電容器，即 錯誤 !未找到引用源。 ） （ 2— 15） 在確定并聯(lián)電容器的容量后，根據產品目錄（見參考資料表 A2）就可以選擇并聯(lián)電容器的型號規(guī)定，并確定并聯(lián)電容器的數量為 n＝ ／ （ 2— 16） 式中， 為單個電容器的額定容量（ Kvar）。 對于由上述計算所得的數值，應取相近偏大的整數，如果是單相電容器，還應取為 3 的倍數，以便三相均衡分配，實際工程中，都選用成套的電容器補償柜。 該廠為機械加工廠，且是采用 10KV 電源進線，在經過全廠變電所變?yōu)?的電壓供設備使用，為了便于控制和管理故應采用自動補償方式。 二、功率補償計算 全廠低壓側的功率因數為∶ cosφ＝ ／ ≈ ＜ 要使高壓側的功率因 數 在 以上，則設低壓側補償后的功率因數為 ，則計算如下∶ ∴ tanφ ?＝ tan﹙ ﹚＝ tanφ ? ＝ tan﹙ ﹚＝ ∴ ＝ ﹙ tanφ ?－ tanφ ? ﹚＝ 在此選用 PGL1 型低壓無功功率償 自動補償 屏 ，故應選用兩臺 PGL1 型低壓無功功率償 自動補償 屏，具體 型號和參數為：一個主屏 PGL1— 2，兩個輔屏 PGL1— 4，共 336 Kvar，故應選兩套 PGL1 型低壓無功功率償 自動補償 屏，即： 實際補償容量為∶ 336 2＝ 672Kvar ∴ 低壓側的視在功率為∶ SC1＝≈ 變壓器損耗∶Δ PT′＝ SC1＝ ≈ Δ QT′＝ SC1＝ ≈ ∴高壓側的功率參數∶ PC1′＝ ＋ ＝ QC1′＝﹙ － 672﹚＋ ＝ Kvar 178。＋﹙ － 672﹚178。 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 14 高壓側的視在功率為∶ SC2＝ ＝ ≈ KVA ∴高壓側的功率因數∶ cosφ＝ PC1′／ SC2＝ 247。 ＝ ＞ 所以無功功率補償達到要求。 第三章 變電所一次系統(tǒng)設計 變電所的配置 變電所是接受電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分。變電所按其在供配電系統(tǒng)中的地位和作用，分為總降壓變電所、獨立變電所、車間變電所、桿上變電所、建筑物變電所及高層建筑變電所 。 變電所位置選擇的原則： ①應盡可能接近負荷中心以降低配電系統(tǒng)的電能損耗，電壓損失；②進出線方便，考慮電源的進線方向，偏向電源側；③不應妨礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴建的可能性；④設備運輸方便；⑤盡量避開腐蝕性氣體和污穢的地段，若無法避免，則應位于污染源的上風側；⑥變電所屋外配電裝置與其他建筑物之間的防火間距應符合規(guī)定；⑦變電所建筑物，變壓器及屋外配電裝置應與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離應符合規(guī)定。 PC1′178。＋ QC1′178。 178。＋ 178。 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 15 負荷中心確定 負荷中心可以用負荷指示圖、負荷功率矩法或負荷電能矩法近似 來確定。這里應采用負荷功率矩法確定負荷中心的方法。 以下簡述負荷功率矩法確定負荷中心法： 如圖 31 所示，設工廠內有負荷 P1 、 P2 、 P3，以工廠平面圖的左下角為原點建立一個直角坐標系，選取 P1(X1， Y1)、 P2(X2， Y2)、 P3(X3， Y3)則負荷中心的坐標為： 圖 31 負荷功率矩法確定負荷中心 按負荷功率矩法確定負荷中心，只考慮了各負荷的功率和位置，而未考慮各負荷的工作時間，因而負荷中心被認為是固定不變的。根據機變電 — 1 所示的全廠變配電所及廠區(qū)線路平 面圖，以該圖的左下角為原點建立一個直角坐標系，并確定負荷中心 P1,P2,P3,P4,P5 的平面坐標分別為（ ， ）、（ ， ）、（ ，）、（ ， ）、（ ， ）。 ∴ 但為了考慮到線路損耗和經濟條件問題則應靠近電源進線端，以降低電壓損失和提高供電可靠性，故該負荷中心的實際位置坐標應為（ ， 16），見附錄機變電 — 5 所示。 變壓器的選擇 變壓器型號選擇 X＝ ∑ PiXi ∑ Pi ＝ P1X1＋ P2X2＋ P3X3＋ P4X4＋ P5X5 P1＋ P2＋ P3＋ P4＋ P5 ＝ Y＝ ∑ PiYi ∑ Pi ＝ P1Y1＋ P2Y2＋ P3Y3＋ P4Y4＋ P5Y5 P1＋ P2＋ P3＋ P4＋ P5 ＝ y y y1 y2 y3 x x1 x2 x3 P P1 P2 P3 Y＝ ∑ PiYi ∑ Pi X＝ ∑ PiXi ∑ Pi 機械加工廠全廠變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計 16 變壓器：文字符號為 T，是變電所中關鍵的一次設備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。本課程設計在選擇變壓器是應該選用低損耗節(jié)能型變壓器，應選 S9 系列的。 變壓器的臺數和容量的確定 全廠變的變壓器的臺數和容量的確定： （ 1）變壓器臺數的確定 ① 應該滿足用電負荷對可靠性的要求。在有一、二級負荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當在技術、經濟上比較合理時，主變壓器選擇也可多于兩臺； ② 對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大的宜用經濟運行方式的變電所，技術經濟合理時刻選擇兩臺主變壓器； ③ 三級負荷一般選擇一臺主變壓器，負荷較大時， 應 選擇兩臺主變壓器。 從第二章的負荷計算可知，負荷相對較大，考慮到選擇一臺變壓器時會顯得很大，且不利于控制和維護，同時考慮到以后的發(fā)展，加上該工廠作為三級負荷來說，則應選擇兩臺變壓器。 （ 2）變壓器容量的確定 選單臺變壓器時，其額定容量 SN 應能滿足全部用電設備的計算負荷 SC，考慮負荷發(fā)展應留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經濟運行，即 SN≥（ ~） Sc （ 3— 1） 選用兩臺主變壓器時，其中任意一臺主變壓器容量 SN 應同時滿足下列兩個條件。 ①任一臺主變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷的 60%70%的要求，即 SN =（ ~） Sc （ 3— 2） ②任一臺主變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷 Sc（ Ⅰ +Ⅱ ） 的需要，即 SN≥ Sc（ Ⅰ +Ⅱ ） （ 3— 3） 根據第二章負荷計算計算出來的負荷 Sc =，則應 該選擇兩臺變壓器，且單臺變壓器的容量不應超過 1000KVA 。 SN =（ ~） Sc =（ ~） =（ 738~861） KVA 選擇 S9800/10 型 變壓器兩臺 。 全廠變電所主接線設