【正文】 ，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防雷電波沿著架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。 ③ 經(jīng)濟(jì)性：采用簡單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。并且發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切出故障，故停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。靈活性包括以下幾個(gè)方面： 1）操作的方便性 電氣主接線應(yīng)該在服從可靠性的基本要求條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯(cuò)。 為了提高主接線的可靠性，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面，做出切合實(shí)際的決定。 電氣主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面： ① 可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，電氣主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。 工廠變配電所的主接線圖 電氣主接線的概況 電氣主接線圖即主電路圖，是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配線路的電路圖，亦稱一次電路圖。 C，即年平均氣溫不等于20176。C，因此戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量較之上式所計(jì)算的容量還要小 8%。 C，變壓器容量相應(yīng)地減少1%，戶外電力變壓器的實(shí)際容量為 0 .a v .2 0(1 )100T N TSS??? 式（ ） 對(duì)于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有約 15176。 四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 17 電力變壓器的校驗(yàn) 電力變壓器的額定容量 是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。 ④ 適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展 應(yīng)適當(dāng)考慮今后 5— 10 年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地。即 . 30( )NTSS???? 式（ ） ③ 車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限 車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于 1000kVA。 5) 在確定變電所住變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。 4) 當(dāng)有大量一、二級(jí)負(fù)荷時(shí)，為保證供電可靠性，應(yīng)設(shè)兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。 2) 當(dāng)季節(jié)性或晝夜性的負(fù)荷較多時(shí)，可將這些負(fù)荷采用單獨(dú)的變壓器供電，以便這些負(fù)荷不投入使用時(shí)，切除相應(yīng)的供電變壓器，減少空載損耗。 因此，機(jī)器廠的電力變壓器選擇 Dyn11 聯(lián)結(jié)形式。 GB 500521995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，低壓為 TN及 TT 系統(tǒng)時(shí)，宜與選用Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器。 ② Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小的多，從而更有利于低壓單相接地故障保護(hù)的動(dòng)作和故障的切除。 電力變壓器的連接組別 電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系。 ③ 按絕緣介質(zhì)分類：有油浸式變壓 器和干式變壓器兩大類。大多數(shù)場合使用三相電力變壓器，在一些低壓單相負(fù)載較多的場合，也使用單相變壓器。 3 變壓器的 選擇及其電氣主接線 四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 15 變壓器的選擇 電力變壓器及其分類 電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。它具有功損耗小、運(yùn)行維護(hù)方便、補(bǔ)償容量增減方便、個(gè)別電容器的損壞不影響整體使用等特點(diǎn)，但不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)。 1）在供配電系統(tǒng)中一般只有在能使負(fù)荷使用要求得以滿足的情況下，才采用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)工作，且同步 電動(dòng)機(jī)兼作無功補(bǔ)償設(shè)備，此時(shí)無功補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)可以做到平滑的自動(dòng)調(diào)節(jié)；專為無功補(bǔ)償而設(shè)的同步電動(dòng)機(jī)稱為同步調(diào)相機(jī)，由于投資和損耗較大，又不便于維護(hù)、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用這種補(bǔ)償方式。 2）合理選擇變壓器的型號(hào)和規(guī)格，避免因長期輕載運(yùn)行而造成的功率因數(shù)降低。一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不用任何補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)；一是采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ故箍偣β室驍?shù)得以提高，總功率因數(shù)是指采用了補(bǔ)償裝置后得到的功率因數(shù)。 因此，在供配電系統(tǒng)中，必須改變無功功率大小，即提高功率因數(shù)，以便提高系統(tǒng)中設(shè)備的有效利用率。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。 4）使發(fā)電機(jī)效率降低：系統(tǒng)中負(fù)荷對(duì)無功功率需求量增大時(shí)，發(fā)電機(jī)必須增發(fā)相應(yīng)的無功功率去平衡，這樣就降低了效率。 2）使供電系統(tǒng)的損耗增加：從供配電系統(tǒng)功率損耗計(jì)算式中不難看出，通過系統(tǒng)的電流增加，系統(tǒng)上的功率損耗也會(huì)增加。因此在電壓一定時(shí)，功率因數(shù)越小，即無功分量越大，則電流越大。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由 于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。 在符合計(jì)算中，新型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式計(jì)算： 有功損耗： ?? 無功損耗： ?? —— 30 S 為變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷 機(jī)器廠變壓器高壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷： 3 0 ( 1 ) 3 0 ( 2 ) 3 9 2 .5 8 0 .0 1 6 5 4 .1 3 3 9 9 .1 2TP P P k W? ? ? ? ? ? ? 四 川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 機(jī)器廠變壓器高壓側(cè)的無功計(jì)算負(fù)荷： 30 ( 1 ) 30 ( 2 ) 5 2 3 .2 3 0 .0 5 6 5 4 .1 3 5 5 5 .9 4 v a rTQ Q Q k? ? ? ? ? ? ? 機(jī)器廠變壓器高壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷： 2 2 2 23 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 3 9 9 . 1 2 5 5 5 . 9 4 6 8 4 . 3 7S P Q k V A? ? ? ? ? 功率因數(shù)： ( 1 ) 30 ( 1 ) 30 ( 1 )c os / 39 9. 12 / 68 4. 37 0. 58PS? ? ? ? 無功功率補(bǔ)償 工業(yè)與民用用電設(shè)備中，有大量設(shè)備的工作需要通過向系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變的磁場，這使系統(tǒng)輸送的電能容量中無功功率的成分增加，在系統(tǒng)變配電設(shè)備及輸送線路規(guī)格一定的情況下，直接影響到有功功率的輸送。高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的功率損耗和高壓配電線路的功率損耗，如此逐級(jí)計(jì)算即可求得供電系統(tǒng)所有元件的計(jì)算負(fù)荷。 1）金工車間負(fù)荷計(jì)算 ： P e ( 7 .1 25 4 12 .8 6 .9 25 3 9 .8 85 .4 2 8 .7 3 9 .3 9 .8 ) Wk? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對(duì)于大批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，其需要系數(shù)： Kd ??， cos ?? ， tan ?? 有功計(jì)算負(fù)荷： 30 5 654 .52 5 W 163 .63 kWdeP K P? ? ? ?（ ） k 無功計(jì)算負(fù) 荷： 30 30 ta n 1 6 3 .6 3 1 .7 3 v a r 2 8 3 .0 8 k v a rQP ?? ? ? ?（ ） k ； ? ?P P 2 3 .2 2 9 .5 2 8 2 .2 k WeN? ? ? ? ? 對(duì)于鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配等類車間的吊車，其需要系數(shù) : K 。 工廠負(fù)荷的計(jì)算 基礎(chǔ)資料： ① 工廠各負(fù)荷情況，如表 所示 表 各車間負(fù)荷表 車間 30P /kW 30Q /kvar 最大電動(dòng)機(jī) /kW FA車間 空調(diào)機(jī)房 冰水主機(jī)室 鍋爐房 45 消防泵房 PCBA 車間 庫房 照明 金工車間設(shè)備負(fù)荷如表 所示 表 金工車間負(fù)荷表 序號(hào) 設(shè)備名稱 設(shè)備容量 /kW 臺(tái)數(shù) /臺(tái) 1~3 13~16 23~25 36 32~34 7+ 14 4 銑床 10+ 1 5 21 35 搖臂鉆 +++ 3 6 7 41 42 銑床 7+ 4 8 9 銑床 7+ 2 10 砂輪機(jī) 1 11 12 砂輪機(jī) 1 2 17 18 磨床 7++ 2 19 磨床 10++ 1 20 38 磨床 10++ 2 四 川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 10 22 37 車床 10+ 2 26 27 磨床 14+1++ 2 28 29 立床 55+7+1 1 37+ 1 30 車床 20+0..15 1 31 搖臂鉆 10+ 1 39 40 龍門刨 75++++1+1+ 2 43 44 45 銑床 7+ 3 46 鏜床 + 1 47 銑床 7+ 1 48 橋式起重機(jī)（? =25%） 11+5+5+ 1 49 50 橋式起重機(jī)（? =25%） 16+5+5+ 2 全廠照明密度為： 12W/ 2m ② 根據(jù)基礎(chǔ)資料提供的各廠房電力負(fù)荷清單，全廠都是三級(jí)負(fù)荷。 二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 二項(xiàng)式法的基本公式是 30 exP bP cP?? 式（ ） 四 川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 9 式中， ebP 表示用電設(shè)備組的平均功率，其中 eP 是用電設(shè)備組的總?cè)萘?，其?jì)算方法如前需要系數(shù)法所述； xcP 表示用電 設(shè)備組中 x 臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中 xP 是 x臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚? 為二項(xiàng)式系數(shù)。 對(duì)車間干線，?。? p 0. 85 0. 95K? ?? 0. 90 0. 97qK? ?? 對(duì)低壓母線，分兩種情況： 1）由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 p 0. 80 0. 90K? ?? 0. 85 0. 95qK? ?? 2）由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 p 0. 90 0. 95K? ?? 0. 93 0. 97qK? ?? 總的有功計(jì)算負(fù)荷為： 30 K P?? ? 式（ ） 總的無功計(jì)算負(fù)荷為： 30 K Q?? ? 式（ ） 以上兩式中的 ? 和 ? 分別為各組設(shè)備的有功和無功計(jì)算負(fù)荷之和。 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 ① 基本公式 需要系數(shù)法確定用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為： 30 deP K P? 式（ ） 無功計(jì)算負(fù)荷為： 30 30 tanQP ?? 式（ ） 視在計(jì)算負(fù)荷為： 30 30 / cosSP ?? 式（ ） 計(jì)算電流為： 30 30 / ( 3 )NI S U? 式（ ） dK – 需要系數(shù) 30P 有功計(jì)算負(fù)荷，單位為 kW 30Q 無功計(jì)算負(fù)荷，單位為 kvar 30S 視在計(jì)算負(fù)荷，單位為 kVA 四 川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 cos? 用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) tan? 用電設(shè)備組平均功率因數(shù)的正切值 ② 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 在確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。 A（ kW） 式中 :ρ —— 負(fù)荷密度（ kW/m2） A—— 某建筑面積（ m2） 在建筑方案設(shè)計(jì)階段，可采用建筑面積負(fù)荷密度法進(jìn)行負(fù)荷估算。 ③ 二項(xiàng)式法 在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和法計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配變電所的負(fù)荷計(jì)算 四 川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 ② 利用系數(shù)法 采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)屬和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)的計(jì)算負(fù)荷。 負(fù)荷計(jì)算的方法 在已知用電設(shè)備的情況下，負(fù)荷計(jì)算有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法；在未知用電設(shè)備的情況下，負(fù)荷計(jì)算有負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法和住宅用電量指標(biāo)法。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過小，又將使電器和導(dǎo)線處于過負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的 經(jīng)濟(jì)損失。正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。 計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。 ⑤ 為電氣設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。 ③ 計(jì)算流過各條線路 (電源進(jìn)線、高低壓配