某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计(3)

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2.1.4工厂各车间负荷计算表

表2.1 工厂各车间负荷计算表 计算负荷 序号 车间名称 设备容量（kW） P30 （kW） 609 163 222 310 199 36 197 181 30 187 365 640 163 Q30 （kvar） 500 258 336 183 158 58 172 159 27 118 287 480 139 S30 （kV ·A） 788 305 403 360 254 68 262 241 40 221 464 800 214 变压器台数及容量 1×1000 1×400 1×500 1×400 1×315 1×100 1×315 1×315 1×80 1×250 1×500 1×1000 1×250 车间变电所代号 No.1车变 No.2车变 No.3车变 No.4车变 No.5车变 No.6车变 No.7车变 No.8车变 No.9车变 No.10车变 No.11车变 No.12车变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 电机修造车间 机械加工车间 新品试制车间 原料车间 备件车间 锻造车间 锅炉房 空压站 汽车库 大线圈车间 半成品试验站 成品试验站 加压站 （10kV转供负荷） 设备处仓库 （10kV转供负荷） 成品试验站内大型集中负荷 2505 886 634 514 562 105 269 322 53 335 2290 256 14 15 3600 338 2880 288 2300 444 3686 1×500 主要为高压整流装置，要求专线供电。 2.1.5全厂负荷计算

由于此处按逐级计算法计算全厂负荷，则应该是高压母线上所有高压配电线路计算负荷之和，再乘上一个同时系数。高压配电线路的计算负荷，应该是该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷，加上变压器功率损耗△PT和高压配电线

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路的功率损耗△PWL，??如此逐级计算即可求得供电系统所有元件的计算负荷。但对于一般工厂来说，由于高低压配电线路一般不是很长，其损耗较小，因此在确定其计算负荷时往往不计线路损耗[2]。

变压器的功率损耗可简化公式近似计算：

有功损耗 ?PT?0.01S30 (2-9) 无功损耗 ?QT?0.05S30 (2-10) 以上二式中S30为变压器二次侧的视在计算负荷。

由于加压站、设备处仓库、成品试验站内大型集中负荷都是高压设备，因此没有车间变电所，所以并无变电所损耗。

在表2-1中可计算得知380V侧总的视在计算负荷为S30?4206kV?A 则车间变电所有功损耗： ?PT?0.01S30?0.01?4206?42.06kW 车间变电所无功损耗： ?QT?0.05S30?0.05?420?621.03kva r 取K?P?0.90，K?q?0.95，由表

2-1可计算得知，

?P30.i?(6520?42.06)kW，?Q30.i?(5463?210.3)kvar。

?P??q?2因此总的计算负荷为 P30?KP30.i?0.90?(6520?42.06)kW?5905.86kW Q30.i?0.95?(5463?210.3)kvar?5389.64kvar

2 Q30?K.862?5389.642kV?A?7995.46kV?A S30?P30?Q30?5905I30?S307995.46kV?A??12148A 3UN3?0.38kV2.2无功功率的补偿

工厂中由于有大量的异步电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。

电力系统中无功补偿常用同步调相机、并联电容器和并联电抗器3种方式。同步调相机是电力系统中最早使用补偿装置的典型代表，并联电容器是应用最广泛的无功补偿装置。目前国内外大多数工厂就采用并联电容器的方式进行无功补偿。依照电力电容器在工厂供电系统中安装地点的不同又可以分为高压集中补偿、低压集中补偿和低压分散补偿3 种方式[5]。

由于本次设计中的车间变电所较多，所以本次设计在总降压变电所的10kV

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侧进行无功功率补偿。在10kV侧进行无功功率补偿后，可使得10kV侧的总的视在计算负荷减小，使得总降压变电所主变压器的容量减小，不仅可以减小变电所的初投资，同时也可以减小工厂的电费开支。

补偿容量可按下式确定：

QC?P30(tan?1?tan?2)??qcP30 (2-11)

n?QC/qc (2-12)

式中，tan?1为补偿前自然平均功率因数cos?1对应的正切值；tan?2为补偿后自然平均功率因数cos?2对应的正切值；?qc为补偿率kvarkW；p30为设计时求得的平均负荷，单位为kW；qc为单个电容器的容量，单位为kvar；n为并联电容器的个数。

在本次设计中，总降压变电所10kV侧的功率因数为

.86cos??59057995.46?0.739?0.9

按规定，该厂的总平均功率因数值应在0.9以上，考虑到总降压变电所变压器本身的无功功率损耗?QT远大于其有功功率损耗?PT，一般?QT?(4~5)?PT，因此在变压器10kV侧进行无功功率补偿时，10kV侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取cos??0.92。

要使10kV侧功率因数由0.739提高到0.92，10kV侧需装设的并联电容器容量为

QC?5905.86?(tanarccos0.739?tanarccos0.92)kvar

?2868.5kvar

取 QC?3000kvar

补偿后的变电所10kV侧的视在计算负荷为

'S305905.862?(5389.64?3000)2kV?A?6371kV?A (2)?主变压器的功率损耗为

'?PS30T?0.01(2)?63.7kW

' ?QT?0.05S3086kva r(2)?31.变电所高压侧的计算负荷为

'P30.86kW?63.7kW?5969.6kW (1)?5905'Q30.64?2600)kvar?318.6kvar?2708.2kvar (1)?(5389'S305969.62?2708.22kV?A?6555.2kV?A (1)? 8

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补偿后工厂的功率因数为

''cos?'?P30/S.6/6555.2?0.91 (1)30(1)?5969这一功率因数满足要求。

通过查表可选择补偿电容器的型号为BWF10.5-100-1,额定容量为100kvar，则通过2-12公式可知所需并联电容器的个数为

n?QC/qc?3000/100?30

无功补偿前后的计算负荷如表2.2所示。

表2.2 无功补偿前后的计算负荷

项目 10kV侧补偿 前负荷 10kV侧无功 补偿容量 10kV侧补偿 后容量 主变压器 功率损耗 总降压变电所35kV侧负荷总计 cos? 0.739 计算负荷 P30kW 5905.86 Q30kvar 5389.64 S30kV?A 7995.46 I30A 461.63 -3000 0.927 5905.86 2389.64 6371 367.84 63.7 318.6 0.917 5969.6 2708.2 6555.2 108.14

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xxxxxxxxxx本科生毕业设计 3 变电所参数的确定

3 变电所参数的确定

3.1总降压变电所位置的选择

变电所位置的选择，应根据下列要求同时进行经技术经济分析比较后确定： 1）尽量接近负荷中心；2）进出线方便；3）接近电源侧；4）设备运输方便；5）不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施； 6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧；7）不应设在浴室、厕所等经常积水场所的下方，且不宜与上述场所相邻；8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，同时不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方；9）不应设在地势低洼和可能积水的地方。

在满足了技术经济比较后，同时需要满足总体布置要求：1.便于运行维修和检修。2.保证安全运行。3.便于进出线。4.节约土地和建筑费用。5.适应发展要求。

在选择负荷中心的确定方法时，本设计选择利用功率矩法确定负荷中心。在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标x轴和y轴，测出各车间负荷区的坐标位置，例如P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)等。而工厂的负荷中心设在

P(x,y)，P为P1?P2?P3??????Pi。因此仿照《力学》中计算重心的力矩方程，

可得负荷中心的坐标：

x?P?(Pixi)1x1?P2x2?P3x3???? (3-1) ?P?Pi1?P2?P3????P?(Piyi)1y1?P2y2?P3y3???? (3-2) ?P?P?P?????P123iy?通过该电机修造厂总平面图可以测得每个车间负荷区的坐标位置： No.1车变： P1(x1,y1)=(16.4，8.2)； No.2车变： P2(x2,y2)=(14.1，5.1)； No.3车变： P3(x3,y3)=(9.3，5.0)； No.4车变： P4(x4,y4)=(12.2，4.8)； No.5车变： P5(x5,y5)=(11.1，9.3)； No.6车变： P6(x6,y6)=(13.6，12.5)； No.7车变： P7(x7,y7)=(9.8，7.0)； No.8车变： P8(x8,y8)=(9.8，9.2)； No.9车变： P9(x9,y9)=(7.2，4.9)； No.10车变： P10(x10,y10)=(14.6，7.8)； No.11车变： P11(x11,y11)=(16.4，4.8)；

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