工厂电气的设计(2)

（3） 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

二、负荷计算的方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有： 有功功率： P30 = Pe·Kd
无功功率: Q30 = P30 ·tgφ
视在功率: S3O = P30/Cosφ
计算电流: I30 = S30/√3UN
四、全厂负荷计算

取K∑p = 0.92; K∑q = 0.95
根据上表可算出：∑P30i = 6520kW; ∑Q30i = 5463kvar
则 P30 = K∑P∑P30i = 0.9×6520kW = 5999kW

Q30 = K∑q∑Q30i = 0.95×5463kvar = 5190kvar
S30 = (P302+Q302)1/2 ≈7932KV·A
I30 = S30/√3UN ≈ 94.5A
COSф = P30/Q30 = 5999/7932≈ 0.75

五、功率补偿

由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知COSф=0.75<0.9，因此需要进行无功补偿。
综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。
可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89µF
Qc = 5999×（tanarc cos0.75－tanarc cos0.92）Kvar
=2724Kvar 取Qc=2800 Kvar
因此，其电容器的个数为： n = Qc/qC = 2800/100 =28
而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个 正好
无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：
S30（2）′= [59992+(5463-2800) 2] 1/2 =6564KV·A
变压器的功率损耗为：
△QT = 0.06 S30′= 0.06 * 6564 = 393.8 Kvar
△PT = 0.015 S30 ′= 0.015 * 6564= 98.5 Kw
变电所高压侧计算负荷为：
P30′= 5999+ 98.5 = 6098 Kw
Q30′= (5463-2800 )+ 393.8= 3057 Kvar
S30′ = (P302 + Q302) 1/2
= 6821 KV .A
无功率补偿后，工厂的功率因数为：
cosφ′= P30′/ S30′= 6098 / 6821= 0.9

则工厂的功率因数为：
cosφ′= P30′/S30′= 0.9≥0.9
因此，符合本设计的要求
第三章 变压器的选择

（1） 主变压器台数的选择

由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。

（2） 变电所主变压器容量的选择

装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件：
① 任一台单独运行时，ST≥（0.6-0.7）S′30（1）
② 任一台单独运行时，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）
由于S′30（1）= 7932 KV·A，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2 选变压器。
③ ST≥（0.6-0.7）×7932=（4759.2～5552.4）KV·A≥ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）
因此选5700 KV·A的变压器二台

第四章 主结线方案的选择

一、变配电所主结线的选择原则

1.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。
2.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。
3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。
4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。
5.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。
6.6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。
7.采用6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。
8.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。
9.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。
10.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。

二、主结线方案选择

对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。
总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。
主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。

1、一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11 ，投入QF10 （其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。2、 一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图(下图)，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11 和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11 ，投入QF10 （其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11 、QF12 ，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。