低壓配電系統(tǒng)計算方法.

1、摘要本文是某數(shù)據(jù)中心高低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計， 設(shè)計的目的是通過對機房環(huán)境、 供電條件、 以及用戶的要求等，來為該機房確定一個比較完善的供電設(shè)計方案。電能是所有用電設(shè)備的主要能源。對數(shù)據(jù)中心機房的供電系統(tǒng)來說，對供電系統(tǒng)的要求 更加重要。因此，如何進行合理用電、安全用電、節(jié)能用電以及如何保證不間斷供電等都是我 們要解決的問題。由于數(shù)據(jù)中心機房對供電系統(tǒng)的要求很高，所以其供電系統(tǒng)也不同?；诒敬蔚脑O(shè)計要 求，此設(shè)計主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： 變壓器容量及臺數(shù)的選擇，變配電所主接線形式的 選擇，負荷計算，短路計算。同時為了保證供電的不間斷性，如何進行UPS供電等。關(guān)鍵詞：變壓器的選擇、變配電所的主

2、接線圖、負荷計算、UPS電源、短路電流計算、功率補償、設(shè)備的選型。目錄摘要 . I關(guān)鍵詞 . I、八 丄前 言 . 1第一章 工程概述 . 1第一節(jié) 工程概況 . 11、工程概況 . 1第二節(jié) 技術(shù)要求 . 11、建筑要求 . 12、配電要求 . 23、機房負荷分類 . 24、負荷概述 . 2第二章 配電設(shè)計 . 3第一節(jié) 設(shè)計依據(jù) . 31、相關(guān)專業(yè)提供的工程設(shè)計資料。 . 32、工程設(shè)計資料、設(shè)計任務(wù)書及設(shè)計要求。 . 33、的主要法則和所采用的主要標準。 . 3第二節(jié) 設(shè)計范圍 . 31、設(shè)計內(nèi)容 . 32、設(shè)計分工與分工界面 . 3第三節(jié) 變、配電系統(tǒng) . 33.1、負荷等級 . 43

3、.2、供電電源及電壓等級 . 43.3、備用電源 . 43.4、高壓配電系統(tǒng) . 53.5低壓配電系統(tǒng) . 53.6變壓器的選擇 . 64.7電氣原理框圖 . 7第三章 負荷計算 . 7第一節(jié) 負荷概況 . 7第二節(jié) 符合統(tǒng)計 . 8第三節(jié) 負荷計算 . 111、變壓器低壓側(cè)負荷計算 . 112、變壓器的損耗 . 123、變壓器高壓側(cè)負荷 . 134、功率補償 . 13第四章 短路電流及計算 . 14第一節(jié) 短路的原因、后果及其形式 . 14第二節(jié) 三相短路時物理量 . 15第三節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計算 . 16第五章 電力線路 . 19第一節(jié) 電力線路及其接線方式 . 19第二

4、節(jié) 電纜截面的選擇計算 . 191 概述 . 192 電力電纜的選擇 . 20結(jié) 束 語 . 20參考文獻 . 21、八前言機房供電工作要很好地為電子信息服務(wù)，切實保證機房的用電需要，并搞好電能的節(jié)約， 必須達到下列幾本要求。安全 在電能的供應(yīng)、分配合使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故?？煽?應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠即連續(xù)供電的要求優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面的要求。經(jīng)濟 應(yīng)使供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有 色金屬消耗量此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部與全局、當前與長遠的關(guān)系，既要照顧局部和當 前的利益，又要有全局觀點，能順全大局，適應(yīng)發(fā)展。例如

5、計劃供電問題，就不能只考慮一個 單位的局部利益，更要有全局的觀點。 本設(shè)計的主要任務(wù)是電子信息系統(tǒng)機房內(nèi)部的電能的供應(yīng)和分配問題。第一章 工程概述本章概述本次設(shè)計工程的題目及技術(shù)要求第一節(jié) 工程概況1、工程概況本工程本工程設(shè)計范圍為 XX數(shù)據(jù)中心機房，建筑面積4000卅。地上4層，主要為數(shù)據(jù)中 心中心機房。其中1層為客服中心與信用卡中心合用，面積分別為 500 m2; 2層為軟件開發(fā)中 心機房，面積為1000 m；3層為軟件開發(fā)中心機房與 XX信息技術(shù)管理部中心機房 UPS配電室, 面積分別為500 m； 4層為XX信息技術(shù)管理部中心機房，面積為 1000 m。第二節(jié) 技術(shù)要求1、建筑要求1)

6、建筑的入口至主機房的通道凈寬不應(yīng)小于 1.5m。2)計算機機房所在建筑物應(yīng)具有載重量為 1.5噸以上，轎廂尺寸不小于1.8*2.5米，且有效載重1.5T的電梯到達機房樓層。3)按照已批復(fù)總平方案，機房區(qū)建筑層高 5.4米，樓板面與電梯廳和消防疏散樓梯及樓層配套輔助功能間比，下沉 800mm。4)機房區(qū)的機電設(shè)備維護區(qū)寬度不小于 3米。5)機房區(qū)運維人員維護通道寬度不小于 3 米。6)機房區(qū)運維人員維護通道與機電設(shè)備維護人員通道隔離設(shè)置。7)應(yīng)綜合考慮機房的訪問通道、維修通道、機電設(shè)備通道以及人流和物流的安全通道合 理的區(qū)分設(shè)置。8)一層客服中心和信用卡中心 UPS 機房與機房同層布置； 二至四

7、層開發(fā)中心和技術(shù)部機 房的 UPS 間設(shè)于三層，其中開發(fā)中心機房內(nèi)設(shè)備和開發(fā)測試區(qū)使用的 UPS 都集中設(shè) 于三層。在機房東西兩側(cè)設(shè)兩個電纜豎井用于上下層之間 UPS 電源電纜走線。9)機房環(huán)境監(jiān)控室各單位各自分別進行管理，因此在一層設(shè)兩個監(jiān)控室，二層和四層分 別各設(shè)一個監(jiān)控室。2、配電要求1)應(yīng)竭力避免停電影響，配電方式采用可靠性較高的主線、備線雙線回路的雙系 統(tǒng)雙重化的配電方式。以便在不停電的情況下擴充設(shè)備和保養(yǎng)設(shè)備。其中，為 保障機房區(qū)計算機設(shè)備的安全運行，機房動力、照明的供電應(yīng)相對獨立。2)機房采用從不同變電站引入的雙市電回路供電，配備專用發(fā)電機，發(fā)電機應(yīng)一 套備份。3)本項目中機房區(qū)

8、UPS采用2N備份方式，UPS電池支持時間30分鐘。4)信息技術(shù)部成都開發(fā)中心的開發(fā)測試區(qū) UPS也設(shè)于其三層機房UPS室內(nèi)，采用N+2備份方式，用電負荷約為100kVA。3、 機房負荷分類1)UPS和計算機類負荷，為一級特別重要負荷(保證 24小時供電)。2)空調(diào)和通風負荷，為一級特別重要負荷(保證 24小時供電)。3)照明和市電插座類負荷，二級負荷。4)應(yīng)急和疏散照明，一級負荷(保證 24小時供電)。4、 負荷概述1)設(shè)備用電負荷：按照使用部門提供的需求(下同)，單機柜用電負荷計算值約為2.4kVA。計算機實際功率因數(shù)在 0.9-1.0之間，取0.95，則每臺機柜容量為 2.5kVA。2)

9、根據(jù)平面布置 , 客服中心、信用卡中心、軟件開發(fā)中心和信息技術(shù)部四個部門 UPS設(shè)計容量均機柜總數(shù)計算得出，UPS按2N容量考慮。3)照明用電負荷：每平米估算值I5W，樓層面積1875平米，總計28kW，功率因 數(shù) 0.9，總計 31kVA。4）空調(diào)用電負荷規(guī)劃 機柜滿配時：需制冷總負荷 2000kVA ，空調(diào)能效比取 2:1， 則空調(diào)電功率 =1000kVA，考慮備份，用電功率需要 lOOOkVA。一期配置時：空調(diào)需要承擔的冷負荷是滿負荷的一半，即 500kVA。 第二章 配電設(shè)計 本章主要介紹作為設(shè)計者應(yīng)該了解的設(shè)計規(guī)范、以及強電設(shè)計說明等。第一節(jié) 設(shè)計依據(jù)1、相關(guān)專業(yè)提供的工程設(shè)計資料。

10、2、 工程設(shè)計資料、設(shè)計任務(wù)書及設(shè)計要求。3、 的主要法則和所采用的主要標準。高層民建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50045-95（2005年版）; 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB5005295；10KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB5005-94 ；低壓配電設(shè)計規(guī)范 GB5005495；建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-94（2000年版）； 汽車庫、修車庫、停車庫設(shè)計防火規(guī)范 GB50067-97； 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 GB50343-2004； 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 JGJ16-2008；其他有關(guān)現(xiàn)行國家標準、興業(yè)標準及地方標準。第二節(jié) 設(shè)計范圍1、 設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計包括以下內(nèi)容：10/0.4k

11、V變、配電系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；防雷保護措 施及接地系統(tǒng)。2、 設(shè)計分工與分工界面電源分界點為地下一層10kV電纜進線開關(guān)的進線端，本設(shè)計由變壓器開始設(shè)計。 本設(shè)計提供變壓器、柴油發(fā)電機及低壓開關(guān)柜的系統(tǒng)圖紙，低壓配電室占地需求，柴油 發(fā)電機的容量及數(shù)量。第三節(jié) 變、配電系統(tǒng)3.1、負荷等級3.1.1負荷等級1）數(shù)據(jù)中心內(nèi)IT設(shè)備負荷、用于IT設(shè)備的空調(diào)的用電負荷為一級負荷中特別重要 負荷；2）數(shù)據(jù)中心內(nèi)排風機、應(yīng)急疏散照明等的用電負荷為一級負荷；3）數(shù)據(jù)中心普通照明、新風系統(tǒng)的用電負荷為二級負荷；4）其它負荷為三級負荷。3.1.2各類負荷容量如下1）負荷統(tǒng)計：對冷凍機組、水泵、風機、UP

12、S充電負荷等用電設(shè)備按其設(shè)備容量進 行統(tǒng)計。2） IT設(shè)備負荷按使用方要求及單柜功率密度進行統(tǒng)計、UPS損耗按IT設(shè)備容量預(yù) 計UPS損耗率進行統(tǒng)計；3） 對照明等設(shè)備的用電負荷按單位容量法進行統(tǒng)計4） 用電負荷統(tǒng)計表見用電負荷統(tǒng)計表 。3.2、 供電電源及電壓等級建議10kV主接線為分段單母線，正常運行時，母聯(lián)斷路器斷開，兩路10kV分別供電。當一路失電時，母聯(lián)斷路器手動（或自動）投入運行，每路電源均可帶起全部負荷。10kV母線以放射式向各臺變壓器供電。數(shù)據(jù)中心變壓器采用 M （1+1）配置，正常供 電時，每臺變壓器負荷率不大于 50%；變壓器檢修時，一臺變壓器可帶起全部負荷。3.3、 備用

13、電源331本工程選用4臺柴油發(fā)電機組，單臺功率（常用）為1200kW，采用3+1冗余模式。當 兩路市電停電或冗余的兩臺變壓器同時故障時，通過ATS控制器發(fā)出信號，啟動柴油發(fā)電機組，自動（或手動）投入。 ATS選用帶旁路功能的PC級ATS保障電氣及 機械聯(lián)鎖，避免雙邊電源不供電或雙路電源短路。3.3.2當市電恢復(fù)3060s（可調(diào)）后，由ATS自動恢復(fù)市電供電，柴油發(fā)電機組經(jīng)冷卻延 時后，自動停機。3.3.3發(fā)電機容量、臺數(shù)及電壓等級的選擇原則1）柴油發(fā)電機的容量應(yīng)包括 UPS機房專用空調(diào)和制冷設(shè)備的基本容量及應(yīng)急照 明、消防、監(jiān)控等設(shè)備的容量。2）柴油發(fā)電機的容量小于2500kW,且柴油發(fā)電機房

14、與主機房的距離小于 500M時, 優(yōu)先選用低壓柴油發(fā)電機組。3)柴油發(fā)電機的容量大于2500kW，且并既運行是，宜采用高壓發(fā)電機組。4)柴油發(fā)電機組不要求冗余配置時，宜優(yōu)先選用單臺柴油發(fā)電機組。334 UPS配電系統(tǒng)1)數(shù)據(jù)中心內(nèi)配電采用雙總線架構(gòu)，分區(qū)配電模式，設(shè)置機柜電源列頭柜。2)數(shù)據(jù)中心內(nèi)機柜配電采用機柜上走線，橋架采用敞開式開放橋架。3)列頭柜內(nèi)采集每一條末端回路電流，納入環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，時刻監(jiān)測、記錄設(shè)備配電狀況。TNS系統(tǒng)。當變電所和機房3.4、高壓配電系統(tǒng)3.4.1兩路10KV電源采用單母線分段連接的運行方式， 設(shè)母聯(lián)開關(guān)，平時兩段母線互為備 用，分列運行，當一路電源故障時，通過

15、手 /自動操作母聯(lián)開關(guān)，由另一路電源負擔 全部的一級負荷中特別重要負荷及一、二級負荷，進線、母線開關(guān)之間設(shè)電氣連鎖， 任何情況下只能有兩個開關(guān)處于閉合狀態(tài)。3.4.2 10kV斷路器采用真空斷路器，在10kV出線開關(guān)柜內(nèi)設(shè)避雷器作為正空斷路器的操作 過電壓保護。3.4.3運行方式1)變電所10kV主接線采用分段單母線，正常運行時，兩路 10kV電源分別向兩段母線 供電，母聯(lián)斷路器斷開運行。一路 10kV 電源停電時，母聯(lián)斷路器手動(自動)投 入運行，由第二路電源向兩段母線供電，每路電源均可帶起全部負荷。2)10kV母線以放射式向各臺變壓器供電。變壓器采用 M (1+1)配置，每臺變壓器的 負荷

16、率不大于 50%；當一臺變壓器故障時，另一臺變壓器可帶起全部負荷。3)當兩路 10kV 市電電源均失電后，柴油發(fā)電機自啟動，發(fā)電機并機成功后，向變電 所兩段 10kV 母線供電。當柴油發(fā)電機貼臨變電所時，柴油發(fā)電機母線也可以單路 電纜向變電所10kV母線供電。3.5 低壓配電系統(tǒng)1.變壓器低壓側(cè)采用單母線分段方式運行，設(shè)置母聯(lián)開關(guān)。聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)自投自復(fù)開關(guān)。 自投時應(yīng)自動斷開非保證負荷，并保證變壓器可正常運行。主進開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間 設(shè)電氣連鎖，任何情況下只能有兩個開關(guān)處在閉合狀態(tài)。2.應(yīng)急母線與主母線之間設(shè)有應(yīng)急聯(lián)絡(luò)段開關(guān)，當市電兩段母線均失電后，操作應(yīng)急聯(lián) 絡(luò)段開關(guān)，啟動柴油發(fā)電機組，保證重

17、要負荷用電。3.低壓配電系統(tǒng)采用220/380V放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對于單臺容量較大的負荷 或重要負荷采放射式供電。對于照明及一般負荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。4.當變電所和機房在同一個建筑時，低壓配電系統(tǒng)宜采用 不在同一個建筑時，系統(tǒng)宜采用 TN-C-S系統(tǒng)。3.6變壓器的選擇一變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇1.應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電。對有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，

18、或另有自備電源。2.對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而易于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可以考慮采用兩條太變壓器。3.在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。二變電所主變壓器容量的選擇1.只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷 S30需要，即Sl.T _ 02.裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量SN.T應(yīng)同時滿足以下兩個條件1）任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷0的大約60%70%勺需要 即需要，即SN.T =（0.6 。爲2）任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一，二級負荷的需要，即SN.T _ S3 0 （1 2 ）因此，該

19、配電所共包括2臺1600kVA干式變壓器和4臺1250kVA干式變壓器，其 中，2臺1250kVA主要負責為信息技術(shù)部和 95533成都中心IT設(shè)備供電，2臺1250kVA 主要負責為軟件開發(fā)中心和信用卡中心 IT設(shè)備供電，2臺1600kVA主要負責為空調(diào)、 通風、照明等設(shè)備供電。4.7電氣原理框圖第三章負荷計算第一節(jié)負荷概況電力負荷又稱電力負載，有兩種含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用戶，如說重要負荷、 一般負荷、動力負荷、照明負荷等。另一是指用電設(shè)備或用戶的功率或電流大小， 如說輕負荷、 重負荷、空負荷、滿負荷等。電力負荷的具體含義視具體情況而定。一工廠電力負荷的分級工廠的電力負荷，按GB

20、50052-1995工配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性 的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級：1.一級負荷 一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者，或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟 上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量 報廢、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復(fù)等。2.二級負荷 二級負荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，如重要設(shè)備損 壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、 重點企業(yè)大量減產(chǎn)。3.三級負荷 三級負荷為一般電力負荷，所有不屬于上述一、二級負荷者均屬三級負二各級電力負荷對供電電源的要求（1） 一

21、級負荷對供電電源的要求。由于一級負荷屬重要負荷，如果中斷供電造成的后果 十分嚴重，因此要求有兩路電源供電，當其中一路電源發(fā)生故障時，另一路電源應(yīng) 不致同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩路電源外，還必須增設(shè) 應(yīng)急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其它負荷接入應(yīng)急電源中。（2） 二級負荷對供電電源的要求。二級負荷也屬于重要負荷，要求由兩路回路供電，供 電變壓器也應(yīng)有兩臺。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見的故障時，二級負荷應(yīng) 不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。只有當負荷較小或者當?shù)毓╇姉l件困難 時，較之電纜線路發(fā)生故障是易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。當采用電纜線路時，必 須采用兩

22、根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級負荷。（3） 三級負荷對供電電源的要求。由于三級負荷為不重要的一般負荷，因此它對供電電 源無特殊要求。第二節(jié)符合統(tǒng)計1#、2#變壓器設(shè)備安裝容量（kW）序 號負荷 類別 設(shè)備名稱運行設(shè)備備 用 設(shè) 備合計設(shè)備總 視在功 率（kVA）KxPjs備注1空調(diào) 系統(tǒng)空調(diào)機組313514390.8280.8一級負荷2空調(diào) 系統(tǒng)膨脹水箱167.50.754.5一級負荷3空調(diào) 系統(tǒng)冷卻塔3155.569.40.950一級負荷4空調(diào) 系統(tǒng) 冷卻水水 泵3172900.7554一級負荷5空調(diào) 系統(tǒng)冷凍水水泵3172900.7554由動力UPS提供電源，應(yīng) 急段一級負荷6空

23、調(diào) 系統(tǒng)室內(nèi)機(CW1500)22176185.30.8140.87空調(diào) 系統(tǒng)室內(nèi)機(CW740)26.26.50.85由動力UPS提供電源,一級負荷8空調(diào) 系統(tǒng)室內(nèi)機(1062A)22635.8794.80.8508.69空調(diào) 系統(tǒng)DX室內(nèi) 機(DX53A)228.8360.7521.6風冷直接膨脹型空調(diào)，為冷 凍水空調(diào)的備份空調(diào)，一級 負荷10新風機15100.8420000m3/h風量,二級負荷1114F照明6044160暫按15Kw/tf,功率因數(shù)取 0.9估算，應(yīng)急照明為20%, 約14kVA為正常照明一部 分。二級負荷12機房 排風 機排風機20400.816暫按8臺10000m3

24、/h風機估算，功率因數(shù)取0.5,應(yīng) 急段，一級負荷13其它市電維護 插座20250.510暫按5Kw/層估算，功率因數(shù)取0.8,二級負荷空調(diào)102.9128.70.8825#樓人員區(qū)多聯(lián)機空調(diào)，二 級負荷消防 風機3341.250.826屋頂消防風機，一級負荷監(jiān)控2025120大樓視頻監(jiān)控，一級負荷消防 電梯25071.4150一級負荷-1F照明地下室照 明1010.5110二級負荷-1F應(yīng)急 照明地下室應(yīng) 急照明55.315應(yīng)急段，一級負荷-1F變電 所照 明地下室變電所照明2021120雙電源，一級負荷-1F普通風機地下室普 通風機17.234.4117.2防火分區(qū)B1-21二級負荷-1F

25、普通風機地下室普通風機1836118防火分區(qū)B1-22二級負荷-1F消防風機地下室消防風機6.212.40.852.2kW+4kW，級負荷3#、4#變壓器設(shè)備安裝容量（kW）序號負荷類別設(shè)備名稱運行 設(shè)備備用 設(shè)備合計設(shè)備總 視在功 率（kVA）備注信息部 機房630700根據(jù)280臺機柜，按2.5Kva/臺計算的總 負荷，設(shè)備功率因數(shù)取0.9, 一級負荷信息部 監(jiān)控辦 公2730信息部提出，一級負荷1IT設(shè)備95533 成 都中心 機房169188根據(jù)75臺機柜，按2.5Kva/臺計算的總負荷，設(shè)備功率因數(shù)取0.9, 一級負荷信息部UPS損耗73取UPS損耗為10%, 級負荷2UPS損耗95

26、533 成都中心UPS損耗19取UPS損耗為10%, 級負荷3總計1010全為后備柴油機保障的負載5#、6#變壓器設(shè)備安裝容量（kW）序號負 荷 類 別設(shè)備名稱運行 設(shè)備備用 設(shè)備合計設(shè)備總 視在功 率（kVA）備注軟開中心 機房一般 負荷405450根據(jù)180臺機柜，按2.5Kva/臺計算的總 負荷，設(shè)備功率因數(shù)取0.9, 一級負荷軟開中心 機房核心 設(shè)備4550根據(jù)20臺機柜，按2.5Kva/臺計算的總 負荷，設(shè)備功率因數(shù)取0.9, 一級負荷軟開中心 系統(tǒng)監(jiān)控 室等房間100111軟開中心提出，核心業(yè)務(wù)，一級負荷信用卡中 心機房169188根據(jù)75臺機柜，按2.5Kva/臺計算的總 負荷，

27、設(shè)備功率因數(shù)取0.9, 一級負荷1IT設(shè)備運營商機7280設(shè)備功率因數(shù)取0.9, 一級負荷房軟開中心 一般負荷UPS損耗45取UPS損耗為10%, 級負荷軟開中心 核心業(yè)務(wù)UPS損耗16取UPS損耗為10%, 級負荷2UPS損耗信用卡中 心UPS損耗19取UPS損耗為10%, 級負荷3總計959全為后備柴油機保障的負載第三節(jié)負荷計算1、變壓器低壓側(cè)負荷計算1. 1#、2#臺變壓器低壓側(cè)負荷的計算照明的有功計算負何荷F3o 照=60kW+ 10kW+5kW+20kW=95kW照明的無功計算負荷Q30 二 Okvar空調(diào)系統(tǒng)的有功計算負荷F0 空=280.8kW+4.5kW+50kW+108kW+

28、140.8kW+5kW+508.6kW+21.6kW+82kW=1201.3kW空調(diào)系統(tǒng)的無功計算負荷Qo空二 P30空 tan 空 =1201.3kW 0.75 = 901kvar風機的有功計算負荷F30 風=20kW 36kW 70kW 17.2kW 23kW =166.2kW風機的無功計算負荷Q30風二F30風 tan 風=166.2kW 0.75 = 125kvar1#、2#臺變壓器計算負荷如下：P30.1 = K 邑(F3o 照 +P30空 +P30 風)=0.95( 95kW+1201kW+ 166.2kW)=1390kWQ30/ = K(Q3 0 照 +Q30 風 +Q30 空)

29、=0.95 ( 0kvar+901kvar+125kvar)=975kvar % = JP30FQ307= J13902 + 9752 kVA =1700kVA2. 3#、4#臺變壓器低壓側(cè)的負荷計算由于在計算每臺機柜的容量是都考慮了需要系數(shù)、設(shè)備的功率因素等，因此，設(shè)備的 總視在功率為：P30.2 =630kW +27kW +169kW +73kW +19kW =918kWQ30.2 = P30.2 tan = 918漢 0.5k var = 459k var$0.2= JP2).2 + Q30.2 = J9182 +4592kVA =1026kVA3. 5#、6#臺變壓器低壓側(cè)的負荷計算同

30、上可得：F3o.3 = 405kW + 45kW + 100kW + 169kW + 80kW = 799kWQ30.3 = P3o.3tan = 799江 0.5k var= 400k var$0.3 = JP2).3 + Q30.3 = J7992 + 4002kVA = 894kVA2、變壓器的損耗也片1 叱 0.01S301 = 0.011700kW = 17kWAQT0.05S30 = 0.05漢 1700= 85k var卜片.2 0.0150.2 = 0.011010= 10kW心 QT 止 0.05S30 2 = 0.05匯 1010= 50k varAPp0.01S30 3

31、= 0.01 漢 959= 10kW也 QT 3 叱 0.05S30 3 = 0.05 959 = 48k varCOS 1P _ 1390kWS30.11700kVA= 0.823、變壓器高壓側(cè)負荷P30 滴=P30.ARr.139Ok17k14O7kWQ301高=Q30QT 廣 975k var 85k va= 1060k var巴0 2 高=巴0.2FT.2 =918kW 10kW = 928kWQ30 2高二 Q30 2 + 也 QT 2 = 459k var+ 50k var = 509k varP30.3 高=P30.3PT. 3 =799kW 10kW=809kWQ30 3高=Q

32、30 3 + AQT 3 = 400k var+ 48k var = 448k var所以，變壓器高壓側(cè)的負荷為：F30 二 1407kW 928kW 809kW 二 3144kWQ30= 1060k var 509k var 44& var = 2017k varS3廠 局Q30 二 31442 20172kVA 二 3735k varI S30一 3735kVAA130 3UN 3 10kV 2164、功率補償電網(wǎng)中的電力負荷大多屬于電感性負荷，這些電感性的設(shè)備在運行過程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率，還同時吸收無功功率。因此在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器 無功補償設(shè)備后，將可以提供補償感性負荷

33、所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源側(cè) 向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，可以 降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗，這種措施稱作功 率因數(shù)補償。1.對1#、2#變壓器的功率補償補償前變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)為:按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos - 0.95,考慮到變壓器本身的無功損耗QT遠大于其有功功率損耗. PT , 一般 Qy = (4 5廿片,因此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償 時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)稍高于 0.95，這里取 COS 9 = 0.97 o要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.82提升到0.97,低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為QC.i =

34、1390 疋(tan arccos0.82- ta narccos0.97)= 622k var補償后的變壓器容量和功率因數(shù)：S30. *1 3 9 0十(9 75 622=2) kV1耳 34因此主變壓器容量比補償前減少了 264kVA o變壓器功率損耗為：iFy.0.01S30.0.01:1434k = 14kW心=0.05230, =0.05434k var=72k var變電所高壓側(cè)的計算負荷為：P301 =1390kW +14kW = 1404kWQ30/ = (975 - 622)k var+ 72k var = 389k varS03/ = Jl4042 +3892 =1457k

35、VA補償后的功率因數(shù)為：COS1 = F3.I/S30.I =1404kW1457kVA =0.96這一功率因數(shù)滿足電子信息機房的要求。第四章 短路電流及計算本章首先簡介短路的原因、后果及其形式，然后重點計算機房供電系統(tǒng)三相短路的計算。第一節(jié)短路的原因、后果及其形式一、短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。 然而由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就 是短路。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短路。造成短路的主 要原因有:（ 1） 電氣設(shè)備絕緣損壞 這種損壞可能是由于設(shè)備長期運行、絕

36、緣自然老化造成的， 也可能是由于設(shè)備本身質(zhì)量低劣等。（ 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)程發(fā)生的。（ 3） 鳥獸為害事故、 短路的后果短路后， 系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負荷電流大得多。 在電力系統(tǒng)中， 短路電流可達幾 萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害：（ 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流中的其他 元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。（ 2） 短路時電路的電壓驟降，嚴重影響電氣設(shè)備的正常運行。（ 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

37、的損失也越大。（ 4） 嚴重的短路要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可是并列運行的發(fā)電機組失去同 步，造成系統(tǒng)解列。（ 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，從而對整個電路產(chǎn)生影響。因此，短路的后果十分嚴重， 我們必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素； 同時需要 進行短路電流的計算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。三、 短路的形式 在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等。電力 系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。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

38、電流最大，因此它造成的危害也最為嚴重。 為了是電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗 電氣設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。第二節(jié) 三相短路時物理量一、 無限大容量電力系統(tǒng) 無限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。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)變電所饋點母線上的電壓 能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5%10%，或者電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量的 50 倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。二、 短路有關(guān)的物理量1）短路次暫態(tài)電流有效值（|）即短路后第一個周期

39、的短路電流周期分量的有效值。2）短路沖擊電流（ish）短路沖擊電流為短路全電流中的最大瞬時值。3）短路電流的計算在高壓電路發(fā)生三相短路時：ish = 2.551”Ish 51I在lOOOkva及以下的電力變壓器和低壓電路中發(fā)生三相短路時：1冊1.091ish 叮.8314）短路穩(wěn)態(tài)電流短路穩(wěn)態(tài)電流時短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流，其有效值用L：表示。在無限大容量系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)饋電母線電壓維持不變，所以其短路電流周期分量 有效值Ik在短路全過程中維持不變，即I = L _ IK。第三節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計算一、概述進行短路電流計算，首先要繪出計算電路圖，在計算電路圖上

40、，將短路計算所需要考慮的元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。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地短路電力通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。二、采用歐姆法進行三相短路計算歐姆法，又稱有名單位制法，因其短路計算中的阻抗都才有有名單位“歐姆”而得名。供電系統(tǒng)如下圖所示：0. 15QUc110.5kV3 0.55 1=11kAI (3)2）繪出高壓側(cè)短路的等效電路如下圖所示，電纜線路的電抗：查表的X。=0.08/km，并計算其總電抗為:X2 二 X0l =0.08/km 5km=043）總電抗為：X高=X

41、x2 =0.150.4=0.554）三相短路電流周期分量有效值5）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流= 11kA6）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值計算高壓側(cè)短路電路中各元件的電抗及總電抗1）電力系統(tǒng)的電抗：由表可以查的短路器的斷流容量SOc 二 750mvA，因此:uQgA)2Soc 750M VA=0.15 1iS3）=2-55I（3）=2.511kA=28.1kAISh=1.51I(3)=1.5111kA=16-6kA7）三相短路容量Soc = 750M VA ,因此:=2.1 10-4S低 =73uc11 高)二Q 10.5kV 漢 11kA=200MVA計算低壓短路電路中各元件

42、的電抗及總電抗1）電力系統(tǒng)的電抗：由表可以查的短路器的斷流容量X 一 UC2_(0.4kV)21 Soc 750M VA2）電纜線路的電抗：查表的X=0.08/km，因此3）電力變壓器的電抗：查表可得 UK% = 6，因此4）低壓側(cè)短路的等效電路如下圖；并計算其總阻抗:X .低 =X1 X2 X3= 2.4 105.8 10 6 10-3； -6.82 10-3 15)三相短路電流周期分量的有效值I (3) = Uc2 =_4kV_=33.7kAX2%l(c2)2=0.0 /km 5km (c1牆)J8 10*Uk%100 L6(0.4kV )2100 1600kVA=6 10-3 12. l

43、*10Q5 8*10%5. 8*103 Q低 3X低 J3 6.82 10316）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I（3） = |（3） = I 低）=33.7kA7）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值iSh=1.84l=1.84 33.7kA=62.0kA唁=1.091=1.09 33.7kA=36.7kA8）三相短路容量S低）=屁 c21 低二后 0.4KA 漢 33.7KA=23.3MVA短路計算表短路計算點三相短路電流KA三相短路容量KVA|(3)Ik| (3)I (3)1 oOi(3)shI (3) shS3高11111128.116.6200低33.733.733.762.036.723.3第五章電力線路第一節(jié)電力線路及其接線方式、概述電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著輸送和分配電能的重要任務(wù)。電力線路 按電壓高低分，有高壓線路和低壓線路。也有的分為低壓、中壓、高壓和超高壓等線路， 但其電壓等級的劃分并不十分統(tǒng)一和明確。、 高、低壓線路的接線方式 一般高、低壓線路的接線方式有三種：即放射式、樹干式和環(huán)形等接