【正文】 K%100 U2N/SN X″ M = Sd/(KSTSN) KST 為啟動(dòng)電流倍數(shù) 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 Ure* = I∞ * X* X*為由短路點(diǎn)算起到系統(tǒng)某點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值； 備注：（ 1） I(3)Zq 為三相短路時(shí)周期分量的有效值，用來作為推算其它各短路電流計(jì)算量的基本依據(jù)。 （ 2） I∞ 為三相短路電流的穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗(yàn)電器和電路中載流部件 ? I 的熱穩(wěn)定性。 （ 3） I39。39。 為次暫態(tài)短路電流，用 來做 繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流量。 （ 4） Ish 為三相短路后第一周期內(nèi)短路電流（指最嚴(yán)重情況下的最嚴(yán)重相sh I 的第一周期的電流峰值）的有效值，用來校驗(yàn)電器設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性，有時(shí)也用作校驗(yàn)斷路器的額定斷流量。 （ 5） ish 為三相短路沖擊電流（指最嚴(yán)重短路情況下， 三相短路電流中最嚴(yán)重相的第一周期的電流峰值），用來校驗(yàn)電器設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定性。 （ 6） S39。39。 為次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗(yàn)斷路器的遮斷能力。 （ 7） ish(M) 為電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流 。 （ 8） ishΣ 為考慮了電動(dòng)機(jī)的反饋電流后短路電流的沖擊值 。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 第三章 設(shè)計(jì)、計(jì)算和選取 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算 1． 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 (1)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kW） 30P = dK eP ， dK 為系數(shù) (2)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar） 30Q = 30P tan? (3)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為 kVA） S30= 230230 QP ? (4)計(jì)算電流（單位為 A） 30I =NUS330 , NU 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為 kV） 2． 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 (1)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為 KW） 30P = ip PK ??? ? 30 式中 iP??30 是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷 30P 之和， pK?? 是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù) ，可取 ~ 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 (2)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar） 30Q = iq QK ??? ? 30 ， iQ??30 是所有設(shè)備無功 30Q 之和； qK?? 是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取 ~ (3)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為 kVA） 30S = 230230 QP ? (4)計(jì)算電 流（單位為 A） 30I =NUS330 經(jīng)過計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表 31 所示（額定電壓取 380V） 表 31 各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表 編號(hào) 名稱 類別 設(shè)備 容量eP /kW 需要 系數(shù) dK cos? tan? 計(jì)算負(fù)荷 30P / kW 30Q / kvar 30S / kVA 30I / A 1 鑄造 車間 動(dòng)力 300 0． 3 0． 7 90 —— —— 照明 5 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 305 —— 94 132 201 2 鍛壓 車間 動(dòng)力 350 0． 3 0． 65 105 123 —— —— 照明 8 0． 7 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 358 —— 123 165 251 7 金工 車間 動(dòng)力 400 0． 2 0． 65 80 —— —— 照明 10 0． 8 1． 0 0 8 0 —— —— 小計(jì) 410 —— 88 128 194 6 工具 車間 動(dòng)力 360 0． 3 0． 6 108 144 —— —— 照明 7 0． 9 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 367 —— 144 184 280 4 電鍍 車間 動(dòng)力 250 0． 5 0． 8 125 —— —— 照明 5 0． 8 1． 0 0 4 0 —— —— 小計(jì) 255 —— 129 160 244 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 3 熱處理車間 動(dòng)力 150 0． 6 0． 8 90 —— —— 照明 5 0． 8 1． 0 0 4 0 —— —— 小計(jì) 155 —— 94 116 176 9 裝配 車間 動(dòng)力 180 0． 3 0． 7 54 —— —— 照明 6 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 186 —— 122 10 機(jī)修 車間 動(dòng)力 160 0． 2 0． 65 32 —— —— 照明 4 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 164 —— 78 續(xù)表 8 鍋爐 車間 動(dòng)力 50 0． 7 0． 8 35 —— —— 照明 1 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 51 —— 67 5 倉(cāng)庫 動(dòng)力 20 0． 4 0． 8 8 6 —— —— 照明 1 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計(jì) 21 —— 6 11 生活區(qū) 照明 350 245 272 413 總計(jì) 動(dòng)力 2219 1013.5 —— —— 照明 403 計(jì)入 pK?? =, qK?? = 1089 1655 無功功率補(bǔ)償 無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。 由表 可知，該廠 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有 。而供電部門要求該廠 10KV 進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于 ?？紤]到主變壓器的無功損 耗元大于有功損耗，因此 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于 ，暫取 來計(jì)算 380V 側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量： 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 CQ = 30P (tan 1? tan 2? )=[tan() tan() ] = kvar 參照?qǐng)D 31，選 PGJ1 型低壓自動(dòng)補(bǔ)償 控制柜 ，并聯(lián)電容器為 型，采用其方案 1（主屏） 1 臺(tái)與方案 3（輔屏） 4 臺(tái)相結(jié)合，總共容量為 420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷 39。30Q =（ ） kvar= kvar，視在功率 239。3023039。30 QPS ?? = kVA，計(jì)算電流NUSI 339。3039。30 ? = A,功率因數(shù)提高為 cos 39。? = 39。3030SP=。 在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器 T 的容量為應(yīng)選為 1250kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器 T 的容量選為 1000kVA 的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此無功補(bǔ)償后工廠 380V 側(cè)和10kV 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表 32 所示。 主屏 輔屏1方案6支路3方案6支路2方案8支路4方案8支路C C C圖 31 PGJ1 型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 32 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目 cos? 計(jì)算負(fù)荷 30P /KW 30Q /kvar 30S /kVA 30I /A 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 1089 1655 380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 420 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 主變壓器功率損耗 30S =13 30S =52 10KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算 52 變電所位置與型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定。在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標(biāo)的 x 軸和 y 軸，然后測(cè)出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置， 1P 、 2P 、 ?3P 10P 分別代表廠房 3...10 號(hào)的功率，設(shè)定 1P （ ， ）、 2 P （ ， ）、 3 P （ ， ）、 4 P（ 4， ）、 5 P （ ， ）、 6 P （ ， ）、 7 P （ ， ）、 8 P （ ， ）、 9 P（ ， ）、 10P （ ， ），并設(shè) 11P （ ， ）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖32 所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在 P(x ,y ),其中 P= 1P + 2P + ?3P + 11P = iP? 。因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： ?????? ???? i iiPxPPPPP xPxPxPxPx )(11321 1111332211 ? ? （ 31） ?????? ???? i iiPyPPPPP yPyPyPyPy )(11321 1111332211 ? ? （ 32） 把各 車間的坐標(biāo)代入（ 11）、（ 22），得到 x =， y = 。由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在 6 號(hào)廠房（工具車間）的西北角。考慮到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在 6 號(hào)廠房的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所， 變壓 器型式為附設(shè)式。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 變電所主變壓器及主接線方案的選擇 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案： 1. 裝設(shè)一臺(tái)變壓器 型號(hào)為 S9 型，而容量根據(jù)式 30SS TN ?? ， TNS? 為主變壓器容量， 30S 為總的計(jì)算負(fù)荷。選 TNS? =1000 KVA 30S = KVA，即選一臺(tái)S91000/10 型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 x 11P 3P 2P 1P 4P 5P 6P 7P 8P 9P 10P P y 圖 32 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 2. 裝設(shè)兩臺(tái)變壓器 型號(hào)為 S9 型，而每臺(tái)變壓器容量根據(jù)式 （ 33）、（ 34）選擇，即 ??? )~(TNS KVA=（ ~） KVA （ 33） )(30 ?SS TN ?? =(132+160+) KVA= KVA （ 34） 因此選兩臺(tái) S9630/10 型 低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為 Dyn11。 變電所主接線方案的選擇 圖 33 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 Y0 Y0 S91000 GG1A(F)07 10/ 聯(lián)絡(luò)線 （備用電源） GG1A(F)54 GW口 10 10kV FS410 GG1A(J)03 GG 1A(J) 03 GG1A(F)07 GG 1A(F) 54 GG 1A(F) 07 GG 1A(F) 07 主變 聯(lián)絡(luò)（備用） 220/380V 高壓柜列 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案： 1. 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 ,如圖 33 所示 2. 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 ,如圖 34 所示 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 表 33 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 Y0 Y0 220/380V S9630 GG1A(F) GG1A(F)07