【正文】 降壓變電所高壓母線計(jì)算負(fù)荷 30 30 3039。變壓器的基本銅損耗是指電流流過時(shí)所產(chǎn)生的直流電阻損耗。變壓器的損耗可以分為鐵損耗和銅損耗。 39。30 = (310) 視在功率變化為： 2 2 2 23 0 3 0 3 039。 kwPGu ?? 補(bǔ)償后總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷： 有功功率補(bǔ)償前后不變： ?? 3039。 %?I 。 無功補(bǔ)償后的是在計(jì)算負(fù)荷： ? ? ???? 23023039。3039。? = 則有 ?39。 （ 1）補(bǔ)償前功率因數(shù)： cos? = ? (35) tan? = (36) （ 2）補(bǔ)償后功率因數(shù)： 根據(jù)系統(tǒng)要求，變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)大于 。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提供其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工補(bǔ)償． 供電部門要求工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 ，本設(shè)計(jì)中我們?nèi)?cos 39。 （ 1）有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式： ???cp PKP30 (31) 式中， ?cP —— 所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷 P30之和； pK? —— 有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，本文 資料有提供為 （ 2）無功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar）的計(jì)算公式： ??? QcKQq30 (32) 式中， ?qK 無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，取 。 根據(jù)原始資料，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多且各臺(tái)容量相差不遠(yuǎn)，所以選擇 需要系數(shù)法來進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法來計(jì)算。需要系數(shù)法是世界各地普遍應(yīng)用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，而二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，主要應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)。 8 3 負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償 3． 1 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的意義 計(jì)算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。 (2) 地質(zhì)及水文條件 根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢(shì)平坦，平均海拔高度 100 米，土壤以普通黏土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為 米。年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 6500 小時(shí) 。 6 本廠負(fù)荷的情況 表 22 該廠 負(fù)荷情況 序號(hào) 車間名稱 電壓（ kV） 有功功率（ kW） 無功功率（ kvar） 視在功率（ ） 計(jì)算電流（ A） 負(fù)荷分級(jí) 1 采礦 35 1468 625 1595 一級(jí) 2 選礦 35 842 359 915 3 煉鐵 10 2268 1662 2812 162 4 煉鋼 10 2432 2058 3186 184 5 出軋 10 2606 2032 3367 194 6 中板 10 2758 1501 3140 181 7 大型 10 2442 1602 2921 169 8 管材 10 1433 1304 1938 112 9 機(jī)修 10 1215 1156 1677 97 二級(jí) 工廠負(fù)荷類型屬于 一 級(jí)， 并且每個(gè)車間均有 50%的負(fù)荷要求有備用電源， 各車間都還有 10KV 高壓負(fù)荷。 供用電協(xié)議 該廠 和當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議內(nèi)容如下： （ 1） 工廠電源從距離工廠 9Km 處在工廠南面的 220/35Kv 地區(qū)變電所架空線路進(jìn)入本廠，另一路備用電源從距離工廠 6km處在工廠西南面熱電廠再引出一回 35kv 架空進(jìn)線，給工廠供電的兩回路的電源平時(shí)不允許并列運(yùn)行。工廠共有 采礦 車間、 選礦 車間、 初扎 車間、 中 板車間、 術(shù) 型車間、管材車間、機(jī)修車間等生產(chǎn)車間。 5 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料 設(shè)計(jì)任務(wù) 完成冶金企業(yè)總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)這一課題的設(shè)計(jì)。進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，并確定其接線部位。 設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測(cè)量儀表， 控制和信號(hào)裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng) 。 繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì) 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測(cè)和繼電器保護(hù)裝置。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和 動(dòng) 穩(wěn)定檢驗(yàn)。如工廠有大型同步電動(dòng)機(jī)還可以采用控制電機(jī)勵(lì)磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì) 按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功率。 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計(jì)算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。對(duì)它的基本要求， 既 要安全可靠 又 要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇 參考 電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和 容量。考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 冶金 企業(yè)總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局 同時(shí) 結(jié)合國家供電情況 ， 解決對(duì)各部門的安全可靠經(jīng)濟(jì) 地 分配電能的問題。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。 （ 4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。 （ 2） 安全可靠、先進(jìn)合理 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部和 當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。使用電設(shè)備在額定的電壓、頻率下進(jìn)行生產(chǎn)，不僅可以避免設(shè)備損壞，而且也以提高產(chǎn)品質(zhì)量，給企業(yè)帶來利潤。對(duì)于一些負(fù)荷，如果電力系統(tǒng)故障供電系統(tǒng)突然中斷，可能會(huì)造成重大設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢，導(dǎo)致很嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，甚至發(fā)生重大的人身傷亡事故 ，給國家和人民帶來經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失。 （ 2） 可靠 ： 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。要保證工廠內(nèi)的正常生活生產(chǎn)秩序、保證人民群眾財(cái)產(chǎn)，就要有一個(gè)可靠穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義 。 在 工廠 里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。當(dāng)代工廠里應(yīng)用的信息技術(shù)、生產(chǎn) 自動(dòng)化技術(shù)和其他高新技術(shù)無一不是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。電能容易從其他一次能源中獲得，也容易轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)中的電能、動(dòng)能，而且使用方便靈活。 課題的目的及意義 本課題的主要目的是設(shè)計(jì)冶金企業(yè)總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)。而傳統(tǒng)的變電站的設(shè)計(jì)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)十分的成熟了。例如美國、德國、法國、意大利等國家 ,在這些國家所屬的某些電力公司里 ,大多數(shù)的變電站都實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化及無人值班方式。尤其是對(duì)變電站綜合自動(dòng)化的研究，已經(jīng)進(jìn)行了多年 ,并取得了令人矚目的進(jìn)展。 變電所是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) ,它的運(yùn)行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 1 緒論 ........................................................................................................................................... 1 課題背景、目的及意義 ................................................................................................... 1 課題的背景 ............................................................................................................ 1 課題的目的及意義 ................................................................................................ 1 工廠供電的要求 ............................................................................................................... 1 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 ............................................................................................... 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 ............................................................................................................... 3 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料 ............................................................................................................... 5 設(shè)計(jì)任務(wù) .......................................................................................................................... 5 原始資料 .......................................................................................................................... 5 生產(chǎn)任務(wù)及車間組成 ........................................................................................... 5 供用電協(xié)議 ............................................................................................................ 5 本廠負(fù)荷的情況 ................................................................................................... 6 廠的自然條件 ........................................................................................................ 6 3 負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償 ....................................................................................................... 8 3． 1負(fù)荷計(jì)算 ......................................................................................................................... 8 負(fù)荷計(jì)算的意義 ................................................................................................. 8 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 ............................................................................. 8 各車間的負(fù)荷計(jì)算 ................................................................................................ 9 無功功率補(bǔ)償 ................................................................................................................ 12 損耗計(jì)算 ......................................................................................................................... 1