10kv变电站毕业设计(2)

10kv变电所设计

原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。随着近年来，随着企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。

鉴于公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km某公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。

新变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。

对某机械化安装公司全厂用电设备的统计如表2.1

表2.1 用电负荷统计

用电设备 负荷统计（kW） 负荷类别 机床设备组 433.45 三级 电焊机设备组 129.35 三级 起重机组 113.2 三级 办公楼 30 三级 住宅区水泵组 176 三级 住宅用电 768 三级 厂区照明 29 三级

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2 变电所负荷计算和无功补偿的计算

2.1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定

由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。在设计时，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。

计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在供电设计中，通常采用半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。

用半小时最大负荷计算电流则分别表示为

P30来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和

Q30、S30和I30。

我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法。

2.2 需要系数法的基本知识

(1).需要系数

Kd

需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即

Kd=Pmax/Pe=Pe 式(2.1) 30/PP用电设备组的设备容量e，是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容

PK?N量之和，即e=

PN。而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。

但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为

Kd=K?KL/?e?WL 式(2.2)

式中

K?代表设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设

备容量之比;

KL代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量

之比；

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?e代表设备组的平均效率；

?WL代表配电线路的平均效率，

即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之

比。

(2).计算用电设备组的计算负荷 在求出有功计算负荷

P30后，可按下列各公式分别求出其余的计算负荷：

Q30=P30tan?

S30=P30cos? 式(2.3)

I30=

S30/（3UN）

式中cos?代表用电设备组的平均功率因数，tan?代表对应于用电设备组cos?的正切值。

(3).计算多组用电设备的计算负荷

在车间变电所低压母线上或配电干线上，常有多种用电设备，应考虑各种用电设备的最大负荷不同时出现的因数，因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应引入有功计算负荷和无功计算负荷的同时系数

P?PK?p30=

i?1NN30(i)K?P和K?Q。对有N组用电设备的计算负荷如下：

Q30(i)Q30=K?Q?i?1 式(2.4)

S30=22P30?Q30

I30=

S30/（3UN）

K?P和K?Q的取值为：

同时系数对车间干线:

K?P取0.85-0.95，K?Q取0.90-0.97

K?P取0.80-0.90，K?Q取0.85-0.95

对低压母线:

由用电设备组计算负荷直接相加计算，由车间干线计算负荷直接相加计算，

K?P取0.90-0.95，K?Q取0.93-0.97

2.3 变电所的负荷计算

2.3.1 负荷统计

对某机械化安装公司全厂用电设备的统计如表2.1

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10kv变电所设计 表2.1 用电负荷统计

用电设备 负荷统计（kW） 负荷类别 机床设备组 433.45 三级 电焊机设备组 129.35 三级 起重机组 113.2 三级 办公楼 30 三级 住宅区水泵组 176 三级 住宅用电 768 三级 厂区照明 29 三级 2.3.2 负荷计算

按需要系数法计算各组负荷由式子(2.1)和式子(2.3)可知： 有功功率 无功功率

PP30=Kde 式(2.5)

Q30=P30tan? (2.6)

22P30?Q30S视在功率 30= (2.7)

PK上述三个公式中：e：每组设备容量之和，单位为kW；d：需要系数；cos?:

用电设备组的平均功率因数；tan?：对应于用电设备组cos?的正切值。

⒈小批量生产的金属冷加工机床电动机： 查附录A，有功负荷无功负荷视在功率

Kd=0.16-0.2（取0.2）cos?=0.5tan?=1.73

=

P30(1)KdPe(1)= 0.2*433.45=86.69（kW）

Q30(1)P=30(1)tan?=86.69*1.73=149.97（kvar） S30(1)=22P30(1)?Q30(1)=174.74（kV·A）

⒉电焊机组的计算负荷：

查附录A，Kd=0.35cos?=0.35tan?=2.68 有功负荷

PP30(2)=Kde(2)=0.35*129.35=45.27(kW)

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无功负荷视在功率

Q30(2)P=30(2)tan?=45.27*2.68=121.33(kvar) S30(2)=22P30(2)?Q30(2)=129.5(kV·A )

⒊起重机的计算负荷：

查附录A，Kd=0.1-0.15（取0.15）cos?=0.5tan?=1.73 有功负荷无功负荷视在功率

P30(3)KdPe(3)==0.15*113.2=16.98(kW) Q30(3)P30(3)tan?==16.98*1.73=29.38(kvar)

S30(3)=22P30(3)?Q30(3)=33.93(kV·A )

⒋ 住宅区水泵组：

查附录A，Kd=0.8cos?=0.8tan?=0.75 有功负荷无功负荷视在功率

P30(4)KdPe(4)=4=0.8*176=140.8(kW) Q30(4)P30(4)tan?==0.75*140.8=105.6(kvar) S30(4)=22P30(4)?Q30(4)=176(kV.A)

⒌办公楼：

查附录A，Kd=0.8cos?=1tan?=0 有功负荷无功负荷视在功率

P30(5)KdPe(5)==0.8*30=24(kW) Q30(5)P30(5)tan?==0(kvar) S30(5)=22P30(5)?Q30(5)=24(kV·A )

⒍住宅区：

查附录A，Kd=0.45cos?=1tan?=0 有功负荷无功负荷视在功率

P30(6)KdPe(6)==0.45*768=345.6(kW) Q30(6)P30(6)tan?==0(kvar) S30(6)=22P30(6)?Q30(6)=345.6(kV·A )

⒎厂区照明：

查附录A，Kd=1cos?=1tan?=0 有功负荷无功负荷视在功率

P30(7)KdPe(7)==1*29=29(kW)

Q30(7)P30(7)tan?==0(kvar) S30(7)=22P30(7)?Q30(7)=29(kV·A)

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