工廠供電課程設(shè)計(jì)2(8-15)

1、二、無(wú)功功率補(bǔ)償由表1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量。QC=P30(tan1-tan2)= 677.4tan(arccos0.74)- (tanarccos0.92)kvar=308kvar參照?qǐng)D2（PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏），并聯(lián)電容器為BW-0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）3臺(tái)相組合，總共容量為：（1+3）614=336 kvar。因此無(wú)

2、功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如附表3所示：圖2 PGJ1型低壓無(wú)功功率的結(jié)線方案自動(dòng)補(bǔ)償屏附表3 無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng) 目cos計(jì) 算 負(fù) 荷P 30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.76677.4606.8909.31383.2380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-336380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.929677.4270.8729.51109.7主變壓器功率損耗0.015 S30=110.06 S30=4410KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.91688.4314.8756.643.7第二節(jié) 變電所位置和型式的選擇一、 變配電所所址選擇的一般原則選擇工廠變、配電所的所

3、址，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定：1） 接近負(fù)荷中心。2） 進(jìn)出線方便。3） 接近電源側(cè)。4） 設(shè)備運(yùn)輸方便。5） 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。6） 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。7） 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。8） 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。9） 不應(yīng)設(shè)地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。10）高壓配電所應(yīng)將兩與鄰近車間變電所活

4、有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。二、利用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，任作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸，測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，例如：P1（x1,y1），P2（x2,y2），P3（x3,y3）等。而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在P（x,y），P為P1+ P2 +P3+=Pi各車間在圖3中的坐標(biāo)分別為：P1（8，5.2），P2（8，6.7），P3（10.5，6），P4（4.5，6.7），P5（8，3.4），P6（8，1.8），P7（2，5.7），P8（5.2，2.4），生活區(qū)P9（10.5，8）。利用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心坐標(biāo)P（x，y），由X= ；Y=得：X= =7.1（c

5、m）Y= =5.3(cm) 由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在1號(hào)廠房（機(jī)修車間）的西面，參看圖3?？紤]到方便進(jìn)出線和風(fēng)向及周圍環(huán)境情況，決定在1號(hào)廠房（機(jī)修車間）的北側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。圖3 各車間分布圖第三節(jié) 變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì) 按上面考慮的兩種不變壓器的方案可設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案：(1) 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 如圖4所示（低壓側(cè)主結(jié)線從略）(2) 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 如圖5所示（低壓側(cè)主結(jié)線從略）(3) 兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 如附表4所示附表4 兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿

6、足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由設(shè)指中表2-8查得S9-800單價(jià)為9.11萬(wàn)元，總投資為29.11萬(wàn)元=18.22萬(wàn)元由表設(shè)指中表2-8查得S9-500單價(jià)為6.33萬(wàn)元，綜合投資為226.33=25.32萬(wàn)元。比一臺(tái)多投資3.8萬(wàn)元高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額由設(shè)指中表4-10得GG-1A(F)型柜按每臺(tái)3.5萬(wàn)元計(jì)，由表4-11得綜合投資設(shè)備價(jià)按1.5倍計(jì)，共5臺(tái)總投資為51.53.4萬(wàn)元=2

7、5.5萬(wàn)元本方案5臺(tái)GG-1A（F）型柜，綜合投資為51.53.5萬(wàn)元=26.25萬(wàn)元，比一臺(tái)多投資0.7萬(wàn)元電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)由設(shè)指中表4-2得總折舊費(fèi)=18.225%+25.56%維修管理費(fèi)=（18.22+25.5）6%總計(jì)為5.0642萬(wàn)元總折舊費(fèi)=25.325%+26.256%維修管理費(fèi)=（25.32+26.25）6%總計(jì)為6.4288萬(wàn)元，比一臺(tái)多投資1.3646萬(wàn)元交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按800元/kVA計(jì)，貼費(fèi)為8000.08萬(wàn)元=64萬(wàn)元貼費(fèi)為25000.08萬(wàn)元=80萬(wàn)元，比一臺(tái)多投資16萬(wàn)元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案，略優(yōu)先于裝設(shè)

8、一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)先于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因考慮到工廠將來(lái)的發(fā)展余地，所以決定采用裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。 圖4 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 圖5 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 第四節(jié) 變電所主變壓器根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：1、裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 型式采用S9式，容量根據(jù)公式 ,根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中表2-8可查得?？紤]到756kVA與800kVA十分接近，而從工廠的發(fā)展前途應(yīng)選一臺(tái)S9-1000/10型低壓損耗變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。2、裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)

9、書，型號(hào)采用S9，容量根據(jù)公式：=(0.60.7) 756=(453.6529.2)kVA而且 因此選兩臺(tái)S9-500/10型低壓損耗變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線承擔(dān)，主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Tyn0。第五節(jié) 短路電流的計(jì)算1、繪制計(jì)算電路 （圖6）圖6 短路計(jì)算電路2、k-1點(diǎn)的三相多路電路和短路容量（UC1=10.5KV）（1）計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗1）電力系統(tǒng)的電抗：由教材附錄表8，已知Soc =500MVA因此 x1=0.222）架空線的電抗：LGJ-150由設(shè)指中表8-36得x0=0.36/km因此x2= x0l=0.36/km8km=2.8

10、3)繪k-1點(diǎn)短路的等效電路如圖7-1所示，并計(jì)算其總電抗如下：= x1 +x2=0.22+2.8=3.02圖7-1 k-1點(diǎn)短路的等效電路（2）計(jì)算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值2）三相次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 3）三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 4）三相短路容量 3、k-2點(diǎn)的三相多路電路和短路容量（UC2=0.4KV）（1）計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗1）電力系統(tǒng)的電抗：因此 =2）架空線的電抗：因此3)店里變壓器的電抗：查設(shè)指中表2-8得UK%=4 因此k4)繪k-2點(diǎn)短路的等效電路如圖7-2所示，并計(jì)算其總電抗如下：圖7-2 k-2點(diǎn)短路的等效電

11、路(2) 計(jì)算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值2）三相次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 3）三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 4）三相短路容量 以上計(jì)算結(jié)果綜合如表5所示表5 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算三相短路電流/kA三相短路容量/MVAkk-12.02.02.05.13.0736.4k-221.321.321.339.223.214.8第六節(jié) 變電所一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)一、10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（表6）表2-6 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝 置 地 點(diǎn) 條 件參數(shù)UN /kVI30/A/kA/kA數(shù)據(jù)1028.92.05

12、.1一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIOCimax高壓少油斷路器SN10-10I/630106301640高壓隔離開(kāi)關(guān)G-10/2001020025.5高壓熔斷器RN2-10100.550電壓互感器JDJ-1010/0.1電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010100/531.8=81二次負(fù)荷0.6避雷器FS4-1010戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān)GW4-15G/20015200上表中所選設(shè)備均滿足要求。備注：上表中高壓少油斷路器由教材中附表8查得；高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器、電壓互感器、電流互感器、戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān)分別為設(shè)指中的表5-15、表5-20、表5-24、和表5-22查得。二、380

13、V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) （表7）表2-7 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝 置 地 點(diǎn) 條 件參數(shù)UN /VI30/A/kA/kA數(shù)據(jù)380總111021.339.2一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIOCimax低壓斷路器DW15-1500/3電動(dòng)3801500一般40低壓斷路器DZ20-630380630（大于I30）一般30低壓斷路器DZ20-200380200（大于I30）25低壓到開(kāi)關(guān)HD13-1500/303801500電流互感器JMZJ1-0.55001500/5電流互感器LMZ1-0.5500160/5100/5上表中所選設(shè)備均滿足要求。備注：上表中低壓斷路器、低壓到開(kāi)關(guān)、電流互感器分別為設(shè)指中的表5-16和表5-17、表5-18、表5-23中查得。 第七節(jié) 變電所進(jìn)出線及與鄰