【正文】 ，應用廣泛，尤其適用于配變電所的負荷計算。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結(jié)果比較接近實際，但因利用系數(shù)的實測與統(tǒng)計較困難，在電氣設計中一般不用。④ 負荷密度法當已知某建筑面積負荷密度ρ時，某建筑的平均負荷可按下式計算 Pav =ρ在建筑施工階段設計時，可采用需要系數(shù)法進行復核。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結(jié)合具體情況對其用功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)和。總的視在計算負荷為： 式（）總的計算電流為： 式（）由于各組設備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。由于二項式法不僅考慮了用電設備組最大負荷時的平均負荷，而且考慮了少數(shù)容量最大設備投入運行時對總計算負荷的額外影響，所以二項式法比較適合確定設備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷。按需要系數(shù)法分別計算出各個廠房及全廠的計算負荷。高壓配電線路的計算負荷，應該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)的計算負荷加上變壓器的功率損耗和高壓配電線路的功率損耗，如此逐級計算即可求得供電系統(tǒng)所有元件的計算負荷。在符合計算中，新型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式計算：有功損耗： 無功損耗： ——為變壓器二次側(cè)的視在計算負荷機器廠變壓器高壓側(cè)的有功計算負荷：機器廠變壓器高壓側(cè)的無功計算負荷： 機器廠變壓器高壓側(cè)的視在計算負荷： 功率因數(shù)： 工業(yè)與民用用電設備中，有大量設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。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、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，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，這就是無功補償。因此在電壓一定時，功率因數(shù)越小，即無功分量越大，則電流越大。2）使供電系統(tǒng)的損耗增加：從供配電系統(tǒng)功率損耗計算式中不難看出，通過系統(tǒng)的電流增加，系統(tǒng)上的功率損耗也會增加。4）使發(fā)電機效率降低：系統(tǒng)中負荷對無功功率需求量增大時，發(fā)電機必須增發(fā)相應的無功功率去平衡，這樣就降低了效率。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)。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)中設備的有效利用率。一是提高用電設備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不用任何補償裝置時的功率因數(shù)；一是采取人工補償?shù)姆椒ㄊ故箍偣β室驍?shù)得以提高，總功率因數(shù)是指采用了補償裝置后得到的功率因數(shù)。2）合理選擇變壓器的型號和規(guī)格，避免因長期輕載運行而造成的功率因數(shù)降低。1）在供配電系統(tǒng)中一般只有在能使負荷使用要求得以滿足的情況下，才采用同步電動機代替異步電動機工作，且同步電動機兼作無功補償設備，此時無功補償?shù)恼{(diào)節(jié)可以做到平滑的自動調(diào)節(jié)；專為無功補償而設的同步電動機稱為同步調(diào)相機，由于投資和損耗較大，又不便于維護、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用這種補償方式。它具有功損耗小、運行維護方便、補償容量增減方便、個別電容器的損壞不影響整體使用等特點，但不能實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)。3 變壓器的選擇及其電氣主接線電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設備，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。大多數(shù)場合使用三相電力變壓器，在一些低壓單相負載較多的場合，也使用單相變壓器。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。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)對應的線電壓之間不同相位關(guān)系。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的動作和故障的切除。GB 500521995《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定，低壓為TN及TT系統(tǒng)時，宜與選用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。因此，機器廠的電力變壓器選擇Dyn11聯(lián)結(jié)形式。2) 當季節(jié)性或晝夜性的負荷較多時，可將這些負荷采用單獨的變壓器供電，以便這些負荷不投入使用時，切除相應的供電變壓器，減少空載損耗。4) 當有大量一、二級負荷時，為保證供電可靠性，應設兩臺或多臺變壓器。5) 在確定變電所住變壓器臺數(shù)時，應考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余量。即 式（）③ 車間變電所主變壓器的單臺容量上限車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1000kVA。④ 適當考慮負荷的發(fā)展應適當考慮今后5—10年電力負荷的增長，留有一定的余地。C，變壓器容量相應地減少1%，戶外電力變壓器的實際容量為 式（）對于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件差，一般變壓器室的出風口與進風口間有約15176。C，因此戶內(nèi)變壓器的實際容量較之上式所計算的容量還要小8%。C，即年平均氣溫不等于20176。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。電氣主接線應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面：① 可靠性：為了向用戶供應持續(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。為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟性兩方面，做出切合實際的決定。靈活性包括以下幾個方面：1）操作的方便性 電氣主接線應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，以便于運行人員掌握，不致在操作過程中出差錯。并且發(fā)生事故時，要能盡快地切出故障，故停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。③ 經(jīng)濟性：采用簡單的接線方式，少用設備，節(jié)省設備上的投資。 車間變電所高壓側(cè)主接線方案a）高壓電纜進線，無開關(guān) b）高壓電纜進線，裝隔離開關(guān) c）高壓電纜進線，裝隔離開關(guān)熔斷器 d）高壓電纜進線，裝負荷開關(guān)熔斷器 e）高壓架空進線，裝跌開式熔斷器和避雷器 f）高壓架空進線，裝隔離開關(guān)熔斷器和避雷器g）高壓架空線，裝隔離開關(guān)熔斷器和避雷器由圖可以看出，凡是高壓架空進線，變電所高壓側(cè)必須裝設避雷器，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備的絕緣。此時變壓器高壓側(cè)一般可以不再裝設避雷器。 2）工廠無總變、配電所的車間變電所工廠內(nèi)無總降壓變電所和高壓配電所時，其車間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護裝置和測量儀表等，都必須配備齊全，所以一般要設置高壓配電室。②小型工廠變電所的主接線圖1）只裝有一臺主變壓器的小型變電所主接線圖只裝有一臺主變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線。（）這種主接線，受隔離開關(guān)和開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于500kVA及以下容量的變電所。由于隔離開關(guān)和跌開式熔斷器不能帶負荷操作，因此變電所送電和停電的操作程序比較復雜，如果稍有疏忽，還容易發(fā)生帶負荷拉閘的嚴重事故，而且在熔斷器熔斷后，更換熔體需一定時間，從而影響供電的可靠性。（） 由于負荷開關(guān)和負荷跌開式熔斷器能帶負荷操作，從而使變電所停、送電的操作簡便靈活得多，也不存在著在帶負荷拉閘的危險。 高壓側(cè)采用隔離開關(guān) 高壓雙回路進線的一臺主 斷路器的變電所主接線圖 變壓器變電所主接線圖（）這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，而且在發(fā)生短路故障時，過電流保護裝置動作，斷路器會自動跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘回復供電。但是如果變電所只此一路電源進線時，一般也只用于三級負荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡線與其他變電所相連時，或另有備用電源時，則可用于二級負荷。 高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母分段的變電所主接線圖2）裝有兩臺主變壓器的小型變電所主接線圖、低壓單母線分段的變電所主接線圖（） 這種主接線的供電可靠性較高，當任一主變壓器或任一電源進線停電檢修或發(fā)生故障時，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復對整個變電所的供電。這時變電所可供一、二級負荷。任一主變壓器檢修或發(fā)生故障是，通過切換操作，即可迅速恢復對整個變電所的供電。這時只能供電給三級負荷。（） 這種主接線的兩段高壓母線，在正常時可以接通運行，也可以分段運行。因此，其供電可靠性相當高，可供一、二級負荷。產(chǎn)生短路的原因有：① 電氣設備絕緣被損壞絕緣損壞多由于未及時發(fā)現(xiàn)和消除設備的缺陷，以及設計、安裝和運行維護不良所致。② 有關(guān)人員誤操作這種情況大多是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負荷拉閘，或者誤將低電壓設備接入較高電壓的電路中而造成擊穿短路。短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負荷電流大得多。短路電流對系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害：① 短路時要產(chǎn)生很大的點動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災事故。③ 短路時保護裝置動作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。⑤ 不對稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護的繼電裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。按短路電路的對稱性來分，三相短路屬于對稱性短路，其他形式短路均不為對稱短路。但一般情況下，特別是遠離電源的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路的短路電流最大，因此造成的危害也最為嚴重。實際上，不對稱短路也可以按對稱的短路電流分解為對稱的正序、負序、零序分量，然后按對稱量來分析和計算，所以對稱的三相短路分析計算也是不對稱短路分析計算的基礎。其特點是：當用戶供電系統(tǒng)的負荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。對一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于工廠供電系統(tǒng)的容量遠比電力系統(tǒng)總?cè)萘啃?，而阻抗又較電力系統(tǒng)大得多，因此工廠供電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，也就是說可將電力系統(tǒng)視為無限大容量的電源。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電站饋電線出口斷路器的斷路容量來估算，電力系的電抗為 式（）式中，為電力系統(tǒng)饋電線的短路計算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的計算，免去阻抗換算的麻煩，此式中的可直接采用短路點的短路計算電壓；為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，如果只有斷路器的開斷電流，則其斷流容量，這里的為斷路器的額定電壓。2）變壓器的電抗 可由變壓器的短路電壓近似地計算。③ 電力線路的阻抗計算1）線路的電阻 可由導線電纜的單位長度電阻乘以線路長度求得，即 式（）式中，為導線電纜單位長度電阻，為線路長度。畫出短路計算電路圖，： 短路計算電路圖畫出短路等效電路圖，： 短路等效電路圖① 求短路點K1處短路電流和短路容量（）。：查表得SN1010Ⅱ型斷路器的斷流容量b架空線路的電抗：c電纜線路的電抗：計算總電抗：2) 計算K1點的三相短路電流和短路容量。三相短路電流周期分量有效值:三相次暫態(tài)短路電流和短路穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：三相短路容量：5 金工車間的配電工廠的低電壓配電線路有放射式、樹干式和環(huán)形三種基本結(jié)線方式。但有色金屬消耗較多，采用的開關(guān)設備也較多。而樹干式結(jié)線的特點正好與放射式接線相反。環(huán)形結(jié)線供電可靠性較高，但其保護裝置及整定配合比較復雜。配電設計方案1：：配電設計方案2：： 金工車間配電方案1方案比較：① 方案1和方案2對金工車間的供電是可行且都能達到目的。對功率較大的靠近變電所的設備采用放射性供電，放射式線路之間互不影響，因此供電可靠性較高。而方案2中，設備1到9由一干線樹干式供電，能減少線路的有色金屬消耗量，采用的高壓開關(guān)數(shù)量少，投資少，能彌補以上的缺點。由于其他設備功率小，這樣起動電流大，供電不可靠。大功率設備3029直接采用放射式供電。而對于方案2中，用干線⑩⑾對起重機設備450和48供電，若一臺起重機出現(xiàn)故障，至少還有一臺起重機可工作。⑥ 方案2中得干線④把22到2 32到38及10到12的設備采用樹干式供電，減少電能損耗，減短導線長度。 金工車間配電方案2結(jié)論：經(jīng)以上比較，從經(jīng)濟性、供電可靠性兩方面考慮，方案2比方案1好。我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線(N)、保護線(PE)或保護中性線（PEN）。保護線（PE線）的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。保護中性線（PEN線）的功能：它兼有中性線和保護線的功能。低壓配電系統(tǒng)接地型式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。這種公共PE線或PEN線的方式，通稱為“接零”。1) TNC系統(tǒng)()