化纖廠電力配電系統(tǒng)設計指南

課程設計題目：化纖廠變電所配電系統(tǒng)設計

1設計根據(jù)

(I)全廠各車間變電所負荷表：

變電所1

序號車間設備容量(KW)Kxcos中唔①計算負荷

1制條車間3400.80.80.75

2紡紗車間3400.80.80.75

3軟水站86.10.650.80.75

-4鍛工車間36.1)0.30.651.17

5機修車間296.20.30.51.73

6托兒所12.80.60.61.33

7倉庫37.960.30.51.17

變電所2

1織造車間5250.80.80.75

2染整車間4900.80.80.75

3浴室1.880.81—

4食堂20.630.750.S0.75

獨身宿舍200.81—

變電所3

1鍋爐房1510.750.80.75

2水泵房1180.750.80.75

3化驗室500.750.80.75

4卸油泵房280.750.80.75

與電業(yè)部門供電協(xié)議：

1)從電業(yè)部門某35/10KV變電所，用10KV雙回架空線路向本廠配電，變電所在廠南側(cè)0.5

公里；

2)該變電所10KV配出線路定期限過電流裝置的整定明間為1.5S,規(guī)定配電所不不小于L0S

3）在總配電所10KV側(cè)計量

4）功率因數(shù)在0.9以上

5）配電系統(tǒng)技術數(shù)據(jù)

運行方式電源10KV母線短路容量闡明

系統(tǒng)最大運行方式

系統(tǒng)為無限大容量

系統(tǒng)最小運行方式S以=107MW

2.本廠負荷性質(zhì)：

多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制.整年306個工作口，年最大負荷運用小時數(shù)為

6000小時.屬于二級負荷.

3,設計范圍：

（1）高壓供電系統(tǒng)設計

根據(jù)資料,選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級

（2）總降變電站設計

1）主接線設計

2）短路電流計算

3）重要電氣設備選擇

4）重要設備繼電保護設計

5）配電裝置設計

6）防雷、接地設計

（3）車間變電所設計

根據(jù)車間負荷狀況，選擇車間變壓器H勺臺數(shù)、容量，以及變電所位置口勺原則考慮

4.設計成果:

設計闡明書

包括對多種設計方案分析比較的扼要論述，并附有必要H勺計算及表格

目錄

摘要......................................................錯誤!未定義書簽。

第1章工廠電氣設計總則....................................錯誤!未定義書簽。

1.1工廠供電的意義和規(guī)定.................................錯誤!未定義書簽。

1.2研究大型工廠供電系統(tǒng)背景............................錯誤!未定義書簽。

1.3工廠供電設計的一般原則..............................錯誤!未定義書簽。

第2章工廠供電設計蹴8定..................................錯誤!未定義書簽。

2.1負荷類型.............................................錯誤!未定義書簽。

2.2設計內(nèi)容及環(huán)節(jié)......................................錯誤!未定義書簽。

2.4電源狀況.............................................錯誤!未定義書簽。

第三章負荷計算及功率因數(shù)賠償.............................錯誤!未定義書簽。

3.1電力負荷定義及分級...................................錯誤!未定義書簽。

3.2計算負荷定義及有關計算..............................錯誤!未定義書簽。

3.3功率因數(shù)賠償計算....................................錯誤!未定義書簽。

3.4變壓器日勺選擇........................................錯誤!未定義書簽。

第4章短路電流概念及計算..................................錯誤!未定義書簽。

4.1短路電流的有關概念..................................錯誤!未定義書簽。

4.2短路電流的計算......................................錯誤!未定義書簽。

第5章總配電所主接線方案的設計............................錯誤!未定義書簽。

5.1概述.................................................錯誤!未定義書簽。

5.2總配電所主結(jié)線的設計................................錯誤!未定義書簽。

第6章工廠電力線路的設計..................................錯誤!未定義書簽。

6.1架空線路的設計......................................錯誤!未定義書簽。

6.2導線截面的選擇......................................錯誤!未定義書簽。

第7章重要電氣設備的選擇與校驗............................錯誤!未定義書簽。

7.1概述................................................錯誤!未定義書簽。

7.2按短路狀況校驗電器的穩(wěn)定性..........................錯誤!未定義書簽。

7.3電氣設備日勺選用......................................錯誤!未定義書簽。

第8章供電系統(tǒng)的保護....................................錯誤!未定義書簽。

8.1概述錯誤!未定義書簽。

8.2變壓器保護錯誤!未定義書簽。

第9章防雷與接地錯誤!未定義書簽。

9.1概述錯誤!未定義書簽。

9.2防雷錯誤!未定義書簽。

9.3接地錯誤!未定義書簽。

道謝錯誤!未定義書簽。

參照文獻,錯誤!未定義書簽。

摘要

電力行業(yè)是國民經(jīng)濟H勺基礎工業(yè)，它的發(fā)展直接關系到國家經(jīng)濟建設H勺興衰

成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學技術和國防提供必不可少的動力。以發(fā)電廠電

氣部分、高電壓技術、繼電保護等專業(yè)知識為理論根據(jù)，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的

重要能源和動力.伴隨現(xiàn)代文明口勺發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應的質(zhì)

量和管理提出了越來越高H勺規(guī)定。工廠供電系統(tǒng)的關鍵部分是變電所。因此，設

計和建造一種安全、經(jīng)濟日勺變電所，是極為重要日勺。

第1章工廠電氣設計總則

1.1工廠供電的意義和規(guī)定

工廠供電，就是指工廠所需電能口勺供應和分派，亦稱工廠配電。

眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)日勺重要能源和動力。電能既易于由其他形式

的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應用；電能的輸送的分派既

簡樸經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)整和測量，有助于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。

在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)日勺重要能源和動力，不過它在產(chǎn)品成本中所

占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它

在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化后來可

以大大增長產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)成本，減輕工人的

勞動強度，改善工人的勞動條件，有助于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另首先來說，

假如工廠的電能供應忽然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)也許導致嚴重的后果。因此，做好

工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要日勺意義。

由于能源節(jié)省是工廠供電工作的一種重要方面，而能源節(jié)省對于國家經(jīng)濟建

設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)省能源、支援國家

經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。

工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需

要，并做好節(jié)能工作，就必須到達如下基本規(guī)定：

(1)安全在電能的供應、分派和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。

(2)可靠應滿足電能顧客對供電可靠性的規(guī)定。

(3)優(yōu)質(zhì)應滿足電能顧客對電壓和頻率等質(zhì)量的規(guī)定

(4)經(jīng)濟供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡量地節(jié)省電能和減少

有色金屬『、J消耗量。

此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、目前和長遠等關系，既要

照顧局部的目前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。

1.2研究大型工廠供電系統(tǒng)背景

我國的電力工業(yè)已居世界前列，但與發(fā)達國家相比還是有一定的差距，我們

人均電量水平還很低，電力工業(yè)分布也不均勻，還不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。

電力市場尚未完善，管理水平、技術水平均有待提高。

為了使我國電力工業(yè)趕上世界電力技術的發(fā)展水平，叢二十一世紀一開始，

我國就深入加強在電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行、電力系統(tǒng)的自動化調(diào)度與管理、

電力通信、網(wǎng)絡技術、繼電保護等領域開展研究，尤其注意完善電力市場，研究

電力市場的技術支持系統(tǒng)，增進我們H勺電力_L業(yè)不停前進。

工廠供電就是指工廠所需電能的供應和分派。我們懂得，電能是現(xiàn)代工業(yè)生

產(chǎn)口勺重要能源和動力，工業(yè)生產(chǎn)應用電能和實現(xiàn)電氣化后來，能大大增長產(chǎn)量，

提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強,改善工人的

勞動條件,有助于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。不過,工廠的電能供應假如忽然中斷,則

將對工業(yè)生產(chǎn)導致嚴重的后果,甚至也許發(fā)生重大的設備損壞事故或人身傷亡事

故；由此可見，搞好工廠供電工作對于工業(yè)生產(chǎn)的正常進行和實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，

具有十分重大日勺意義。

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需電能，一般是由外部電力系統(tǒng)供應，經(jīng)企業(yè)內(nèi)各級變電所

變電壓后，分派到各用電設備。工業(yè)企業(yè)變電所是企業(yè)電力供應口勺紐約，所處地

位十分重要，因此對的計算選擇各級變電站H勺變壓器容量及其他設備是實現(xiàn)安全

可靠供電時前提。進行企業(yè)電力負荷計算日勺目日勺就是為對日勺選擇企業(yè)各級變電站

的變壓器容量，多種電氣設備的型號，規(guī)格以及供電網(wǎng)絡所用導線型號等提供科

學H勺根據(jù)。

1.3工廠供電設計口勺一般原則

按照國標GB50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及如

下設計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設

計必須遵照如下原則：

（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；

必須遵守國家H勺有關規(guī)定及原則，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)省能源，節(jié)

省有色金屬等技術經(jīng)濟政策。

（2）安全可靠、先送合理

應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術先進和經(jīng)濟合理，

采用效率高、能耗低和性能先進日勺電氣產(chǎn)品。

（3）近期為主、考慮發(fā)展

應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，對的處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到

遠近結(jié)合，合適考慮擴建日勺也許性。

（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件

等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要構成部分。工廠

供電設計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作口勺人員，

有必要理解和掌握工廠供電設計H勺有關知識，以便適應設計工作的需要。

第2章工廠供電設計的規(guī)定

2.1負荷類型

多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制。本廠絕大部分用電設備屬長

期持續(xù)負荷，規(guī)定不間斷供電。整年為306個工作日，年最大負荷運用小時為

6000小時。屬于二級負荷。

2.2設計內(nèi)容及環(huán)節(jié)

全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生

產(chǎn)工藝對負荷日勺規(guī)定，以及負荷布局，結(jié)合國家供電狀況。處理對各部門的安全

可靠，經(jīng)濟的分派電能問題。其基本內(nèi)容有如下幾方面。

1、負荷計算

全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算日勺基礎上進行的I。考慮車間變

電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因

數(shù)。列出負荷計算表、體現(xiàn)計算成果。

2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇

參照電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關原因，結(jié)合全廠計算負荷

以及擴建和備用的需要，確定變壓器日勺臺數(shù)和容量。

3、工廠總降壓變電所主結(jié)線設計

根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷規(guī)定的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺

數(shù)，確定變電所高、低茂線方式。對它的基本規(guī)定，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，

安裝輕易維修以便。

4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計

根據(jù)廠內(nèi)負荷狀況，從技術和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參照負荷布局及總

降壓變電所位置，比較幾種可行H勺高壓配電網(wǎng)布置方案，計算出導線截面及電壓

損失，由不一樣方案時可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消

耗量等綜合技術經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路構造與敷

設方式設計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設規(guī)定和架空線路桿位明細表以及

工程預算書體現(xiàn)設計成果。

5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算

工廠用電，一般為國家電網(wǎng)日勺末端負荷，其容量運行不不小于電網(wǎng)容量，皆可按

無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不一樣運行方式下的短路參數(shù)，求出不

一樣運行方式下各點日勺三相及兩相短路電流。

6、改善功率因數(shù)裝置設計

按負荷計算求出總降壓變電所H勺功率因數(shù)，通過查表或計算求出到達供電部門規(guī)

定數(shù)值所需賠償H勺無功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)

量，并選用合適日勺電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控

制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。有諧波影響，還要考慮串聯(lián)

調(diào)諧電抗器。

7、變電所高、低壓側(cè)設備選擇

參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所高、低

壓側(cè)電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、自.感器、

開關柜等設備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢查。用總降壓變電所主結(jié)線圖,

設備材料表和投資概算體現(xiàn)設計成果。

8、繼電保護及二次結(jié)線設計

為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓

電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡線斷路器，皆需要設置對應日勺控制、信號、檢測

和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢查其敏捷系數(shù)。

設計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制

電纜構成日勺變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及

元件材料體現(xiàn)設計成果。35kv及以.上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護屏和控制屏

屏面布置圖。

9、變電所防雷裝置設計

參照當?shù)貐^(qū)氣象地質(zhì)材料，設計防雷裝置。進行防直擊日勺避雷針保護范圍計算,

防止產(chǎn)生反擊現(xiàn)象時空間距離計算，按避雷器日勺基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波日勺避

雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大容

許安裝距離檢查以及沖擊接地電阻計算。

10、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設計綜合前述設計計算成果，參照國家

有關規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設計。

2.3供用電協(xié)議

本廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議重要內(nèi)容如下：

(1)電業(yè)部門某35/10千伏變電所，用10千伏雙回架空線路向本廠供電，該

所在廠南側(cè)1.0公里；

(2)該變電所千伏配出線路定期限過流保護裝置的整定期間為1.5秒，規(guī)定

配電所不不小于L0秒；

(3)在總配變電所10千伏則計量；

(4)規(guī)定本廠的功率因數(shù)值在0.9以上.

(5)配電系統(tǒng)技術數(shù)據(jù)：

變電所10千伏母線短路數(shù)據(jù)如表2-1。

表2-1變電所10千伏母線的數(shù)據(jù)

運行方式電源10千伏母線短路容量說明

系統(tǒng)最大運行方式時S⑶小二187兆伏安

系統(tǒng)為無限大容量

系統(tǒng)最小運行方式時S⑶.產(chǎn)107兆伏安

2.4電源狀況

本廠擬從電業(yè)部門某35/10千伏變電所，用1OKV雙回路架空線路向本廠配

電，該變電所在廠南側(cè)0.5公里。其中一回為備用電源。系統(tǒng)規(guī)定，只有在工作

電源停電時，才容許冬用電源供電。詳見供電系統(tǒng)圖2-1。

圖2-1供電系統(tǒng)圖

第三章負荷計算及功率因數(shù)賠償

3.1電力負荷定義及分級

在電力系統(tǒng)中，電氣設備所需用的電功率稱為負荷或電力（W或KW）。由于

電功率分為視在功率、有功功率和無功功率，一般用電流表達的負荷，實際上

是對應視在功率而言。目前供電部門所分派日勺負荷指標，重要是指小時平均日勺有

功負荷指標，而不是視在功率和無功功率。

電力負荷又稱電力負載。它有兩種含義：一是指耗用電能的用電設備或用電

單位，如說重要負荷、不重要負荷、動力負荷、照明負荷等。另一種是指用電設

備或用電單位所耗用日勺電功率或電流大小，如說輕負荷（輕載）、重負荷（重載）、

空負荷（空載）、滿負荷（滿載）等。

電力負荷的分級按顧客電力負荷的重要性及規(guī)定對其供電持續(xù)性和可靠性

程度的不一樣，一般將電力負荷分三等級:

（1）一級負荷重要的電力負荷。對該類負荷供電日勺中斷，將招致人的生命

危險、設備損壞、重要的產(chǎn)品報廢，使生產(chǎn)過程長期紊亂，給國民經(jīng)濟帶來重大

損失或超成社會秩序混亂。屬于此類負荷的有冶金、電爐煉鋼企業(yè)、重要的國防

工業(yè)和科研機構、醫(yī)院手術室、鐵路與交通H勺電力牽引和鐵路鐵路樞紐、行車信

號與集中閉塞負荷等。對一級負荷一律應由兩個獨立電源供電。

（2）二級負荷較重要日勺電力負荷供電的中斷，將超成工農(nóng)業(yè)大量減產(chǎn)、工

礦交通運送停止、生產(chǎn)率下降以及市人民正常生活和業(yè)務活動遭受重大影響等。

一般大型工廠企業(yè)、科研院校等都屬于二級負荷。

（3）三級負荷不屬十一、二級啊其他電力負荷，如附屬企業(yè)、附屬車可和

某些非生產(chǎn)性場所中不重要的電力負荷等。

各級電力負荷對供電電源日勺規(guī)定：

（1）一級負荷對供電電源口勺規(guī)定

規(guī)定應有兩個供電電源，當一種電源發(fā)生故障時，另一種電源不致同步受到

損壞。對一級負荷尤其重要日勺負荷，除規(guī)定有上述兩個電源外，還規(guī)定增設應急

電源。

常用H勺應急電源有：

1）獨產(chǎn)于正常電源的發(fā)電機組

2）干電池

3）蓄電池

4）供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路。

（2）二級負荷對電源日勺規(guī)定

規(guī)定做到當發(fā)生電力變壓器故障時不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復供

電。一般規(guī)定兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺。

（3）三級負荷對供電電源H勺規(guī)定

由于三級負荷為不重要的I一般負荷，因此它對電源無特殊規(guī)定。

3.2計算負荷定義及有關計算

計算負荷，是通過記錄計算求出H勺，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中H勺各元

件日勺負荷值計兌負荷是供電設計的基本根據(jù)。一般取半小時平均最大負荷Pa

（亦即年最大負荷）作為計算負荷。不過由于負荷狀況復雜，影響計算負荷口勺原

因諸多，實際上，負荷也不也許是一成不變的，它與設備H勺性能，生產(chǎn)的組織以

及能源供應的狀況等多種原因有關，因而負荷計算也只能力爭實際。

電力負荷確實定，為選擇變壓器容量、電氣主接線、電氣設備以及供電網(wǎng)絡

接線和導線型號等提供根據(jù)。負荷確定得與否對的合理.，直接影響到電氣設備和

導線的選擇與否經(jīng)濟合理.若負荷確定得過大，將使電器和導筏過大，導致投資

增大和有色金屬的I揮霍；若負荷確定得過小，又將使電器和導線運行時增長電能

損耗，并產(chǎn)生過熱，加速電氣設備的絕緣老化，減少設備的使用壽命，影響供電

系統(tǒng)的安全性、可靠性。因而必須對日勺進行電力負荷H勺計算。

其計算措施有：需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法、單耗法

（1）需要系數(shù)法確定計算負荷

需要系數(shù)法是將電力設備H勺額定容量加起來，再乘以需要系數(shù)，就得到計算

負荷。由于需要系數(shù)法的需要系數(shù)值是根據(jù)設備臺數(shù)較多、容量差異不是很大日勺

一般狀況來確定的，未考慮設備容量相差懸殊時少數(shù)大容量設備對計算機負荷日勺

影響，因此此法較合用于設備臺數(shù)較多的I車間及全廠范圍額日勺計算負荷確實定。

有關計算:

變電所1

制條車間查表得

傲⑴=KF=0.8x340=272Rv

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cos?1.732x0.38

飲水站Ao⑶=KxP,=0.65x86.1=56kw

Qio⑶=AO（3）tan〃=56x0.75=42kvar

Ao⑶56

$3（X3）=70"4

cos-港

§30（3）70

=106A

1.732x0.38

鍛工車間△。（4）=&P?=0.3x36.9=\\.07kw

Q303）二%）"btan^/=11.07x1.17=12.95%var

p

「30⑸也=17"A

cosy/0.65

S3017

=25.83A

30(4)匹1.732x0.38

機修車間&⑸=KxPe—0.3x296.2=88.86A:w

蠹⑹=6o(5)tani//=88.86x1.73=153,13kvar

P

「30⑴竺強=177.72"A

cosi/0.5

_S3(,_177.72_

30⑸一版「1.732x().38

托兒所兒(61=Kx人P?4=0.6x12.8=7.68A:vv

°3o(6)=6o?tan〃=7.68x1.33=10.21Avar

p

乃0(6)7AX

S^=12.8E，A

0.6

Q12.8

030=19.45A

-73x0.38

倉庫4)⑺=Kx=0.3x37.96=11.388?

Q30⑺=&⑺tan^/=11.388x1.17=13.32A:var

c巴。⑺11.388

=1.732^38=3464

30(7)

變電所2

織造車間&⑴=KxP=0.8x525=420A:vv

03oa)=^3o(i)tan獷=420x0.75=3152var

P

Qow

§30(1)=—=525kvA

COSII/0.8

S%525_A

----------=797.7A

,3”1.732X0.38

染整車間6O(2)=KXP,=0.8x525=420攵卬

。3()(2)=々。⑶tany/=392x0.75=294攵var

「P39?

30(2)—=490kvA

cos/0.8

)

$30(2_490_nAA.

3o(2)一—F——744.5A

V3L;v1.732x0.38

浴室%⑶=KxPe=0.8x1.88=1.504攵卬

。3。（3）=居o?）tanw

p

「30(3)

$30(3)=^^=1.504八A

cos”I

=率”=—"里—=2.28A

⑶y/3UN1.732x0.38

食堂80s)=KxC=0.75X20.63=15.474卬

Qo(4)=^3o(4)tan”=15.47x0.75=11.6/:var

S==HfZ.=19.34人八A

加⑼cos//0.8

30(4)=4^-=——=29.38A

瓜N1732x0.38

獨身宿舍%=KxPe=0.8X20=16ZW

230(5)=八。⑸tan”

—=\6kvA

cos/1

S30⑸16

=24.31A

30⑸一&「6x0.38

變電所3

鍋爐房60⑴=Kx。=0.75x151=113.25A:iv

源⑴=^0(1)tan^=113.25x0.75=84.9375kvar

rP11325

30(l)^=-=141.56)tvA

COS"0.8

S3c141.56=215.084

3UN1.732X0.38

水泵房Go⑵=KxP.=0.75x118=88.54卬

230(2)=6o(2)tan收=88.5x0.75=66.3752var

jS3W2)110.625

勤⑵二畫二瓦面=I68O8A

化驗室6o(3)=KxPc=0.75x50=37.5kw

。30(3)=^3o(3)tany/=37.5x0.75=28.125Z:var

p

「30(3)375

—=46.875A:vM

cos/0.8

獸L=46.87524

⑶瓜N1732x0.38

卸油泵房%)(4)=KxP?=0.75x28=2\kw

勰⑷=%)⑷tan”=21x0.75=15.75^var

p

「30(箝包=26.25"A

COS"0.8

…裝二版J.88A

變電所設定K>=0.95仁=0.95

變電所1

勺=0.95x(272+2724-56+11.07+88.86+7.68+11.388)=683.(M8攵卬

。30=0.95x(204+204+42+12.95+153.73+10.21+13.32)=640.2Uvar

So=J4：+QJ=V683.0482+640.212=936.17kv.A

盒廠建焉X5L28A

變電所2

Eo=0.95x(420+392+1.504+15.47+16)=802.73%卬

Qw=0.95x(315+294+11.6)=589.574var

5?30=7^O2+QM)2=V802.732+589.572=995.97切.A

S30995.97

30K=1437.64

1.732x0.4

變電所3

Ao=0.95x(113.25+88.5+37.5+21)=247.344w

230=0.95x(84.9375+66.375+28.125+15.75)=185.43%var

S30==J247.342+185.432=309.13k“A

S_309.13

,3030=446.2A

&N-1.732x0.4

表3-1各車間和車間變電所負荷計算表

各車間和車間變電所負荷計算表(380V)

需用功率因功率因計算容量

序車間(單位)名設備容

號系數(shù)數(shù)cos數(shù)角正P30/KQM/KVS30/KV車變所代號

稱量KWho/A

Kd0切tanIWarA

(1)No.l變電所

制條車間3400.80.80.75272204340517

紡紗車間3400.80.80.75272204340517

軟水站86.10.650.80.75564270106

鍛工車間36..9().30.651.1711.0712..951725.83

1機修車間296..20.30.51.7388.86153.73177.72270

NO.1

托二所12.80.60.61.337.6810.2112.8019.45

倉庫37..960.30.51.1711.38813.3222.77634.6

小計719640

同期系數(shù)68304

936.171351.28

Kv=0.958640.21

(2)No.2變電所

織造車間525().80.80.75420315525797.7

染整車間4900.80.80.75392294490744.5

浴室1.880.81.01.5U1.5042.28

食堂20.630.750.80.7515.4711.619.3429.38

2NO.2

獨身宿舍200.81.016.016.024.31

小計829620.6

同期系數(shù)

802.73589.7995.971437.6

K-=0.95

(3)No.3變電所

鍋爐房1510.750.80.75113.2584.94141.56215.08

水泵房1180.750.80.7588.566.38110.63168.09

化驗室500.750.80.7537.528.1346.8825.65

卸油泵房280.750.80.752115.7526.2539.88

3NO.3

小計344258193.51322..5

同期系數(shù)309.6247.34185.43309.13446.2

Kv=0.95

變壓器1的損耗△分=().015邑0=936.17x0.015=14.04^

O=0.06x936.17=56.1702Z:var

△27.=.O6S3O

2

△ST=y]PT+Q「=Jl4.042+56.1702?=57.84hv

△-Q趣/83.494

變壓器2的損耗△鳥=0.015S30=995.97x0.015=14.臾U卬

△=0.06S30=0.06x995.97=59.76攵var

22=Jl4.942+59.76?=61.602卬

△ST=yjPT+QT

A,ST61.60ooni.

△Zr=」=---------=88.91A

6UN1.732X0.4

變壓器3時損耗△4=0.015S3c=0.015x309.13=4.64kw

△QT=0.06S30=0.06x309.13=18.55/:var

△S產(chǎn)4Pj2+Q；=V4.642+18.552=19.12"4

A,ST19.12cr/A

△/r=—(=—=----------=27.6A

同'1.732X0.4

3.3功率因數(shù)賠償計算

在工廠供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)用電設備都具有電感日勺特性。這些設備不僅需

要從電力系統(tǒng)吸取有功功率，還要吸取無功功率以產(chǎn)生這些設備正常工作所必需

的交變磁場。然而在輸送有功功率一定日勺狀況下，無功功率增大，就會減少供電

系統(tǒng)的功率因數(shù)。因此，功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)電能運用程度及電器設備

使用狀況的一種具有代表性的重要指標。

功率因數(shù)日勺減少產(chǎn)生日勺不良影響：（1）系統(tǒng)中輸送的總電流增長，使得供電

系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電器設備、導線等容量增大，從而使工廠內(nèi)部的

啟動控制設備、測量儀表等規(guī)格尺寸增大，因而漕大了初投資費用；（2）由于無

功功率的增大而引起日勺總電流日勺增長，使得設備及供電線路的有功功率損耗對應

地增大；（3）由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中流過的電流，因此總電流

增大，就使的供電系統(tǒng)中日勺電壓損失增長，使得調(diào)壓困難；（4）對電力系統(tǒng)的發(fā)

電設備來說，無功電流日勺增大，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子的去磁效應增長，電壓減少，過度

增大激磁電流，從而使轉(zhuǎn)子繞組的溫升超過容許范圍，為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常

工作，發(fā)電機就不能到達預定日勺出力。

無功功率對電力系統(tǒng)及工廠內(nèi)部日勺供電系統(tǒng)均有不良的影響。因此，供電單

位和工廠內(nèi)部均有減少無功功率需要量的規(guī)定，無功功率的減少就對應地提高了

功率因數(shù)。

供電單位在工廠法行初步設計時對功率因數(shù)都要提出一定的規(guī)定，它是根據(jù)

工廠電源進線、電力系統(tǒng)發(fā)電廠日勺相對位置以及工廠負荷的容量決定的。根據(jù)《全

國供用電規(guī)則》的I規(guī)定，本設計規(guī)定顧客日勺功率因數(shù)cos中20.9。

供電單位對工廠功率因數(shù)這樣高的I規(guī)定，僅僅依托提高自然功率因數(shù)的措

施，一般不能滿足規(guī)定。因此，工廠便需要裝設無功賠償裝置，對功率因數(shù)進行

人工賠償。

按有關規(guī)定，賠償后變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不應低于0.9,即cos①N0.9。

考慮到變壓器日勺無功損耗遠不小于有功功率損耗，因此低壓側(cè)賠償后的功率因數(shù)

應略不小于0.9,取0.95。

賠償容量可按下式確定：=々，儂。①1-tan①2

式中，tan必一一賠償前自然平均功率因數(shù)cos必對應的正切值；

tan次一一賠償后自然平均功率因數(shù)cos。?對應口勺正切值;

△qe---賠償率kvar/kw

時——設計時求得的平均負荷，單位為kw；

qe——單個電容器H勺容量Zvar

n——并聯(lián)電容器H勺個數(shù)

賠償計算:

變壓器總1^o(3)=683.048+14.04=697.088KVV

QO(3)=64O.21+56.17O2=696.38fcvar

=V697.0882+696J82=985.33QA

二S3o(3)=985.33

=1422.24A

-6UN-L732X0.4

無功賠償

QC2=%|(tan%-tank)

=/^(tanarccosO.7-tanarccos().95)

=482Zvar

取整乙90

⑵;J6972-(696-490)2x727"A

賠償后選800八?A

△耳=0.015S；o(2)=0.015X727=\0.9kw

△Q.=0.06S，.八=0.06x727?43.6kvar

P；)a)=P3O(2)+△分=697+10.9x708AH

Q；o⑴=696-490+43.6=25Uvar

22

S；0(l)=V700+251=75\kv-A

cosy/=70%51x0.94>0.9

變壓器2%⑶=802.73+14.94=817.67"

。3。⑶=589.57+61.60=651.172var

=V817.672+651.172=1045.28出門A

/==I?！?=150878A

⑶6UN1.732X0.4

=878

無功賠償c。鄧2%)45=°-

Qq=602(tan%—tan夕2)

=7^02(tanarccos0.78-tanarccos0.95)

=350kvar

22

S^2)=818+(651-350)?S72kv-A

賠償后選10002亡A

△R<=0.0155*=0.015x872=13.08Jlw

△Qr=O.O6S；O(2)=0.06x872=5232kvar

噸⑴=818+13.08=813.08?813-w

Q；o⑴=651-350+52.32?317^var

22

S；0a廣V813+317bS73kv-A

cos/=81%73ko.93>o.9

變壓器3Wo⑶=247.34+4.64=25L5Uw

Q30⑶=185.43+18.55=203.98%var

S30⑶二,251.982+203.98?=324.19"A

-")⑶_324,1、_46794A

3°⑶一包一1.732乂0.4一46，94A

無功賠償cos%==0.78

Qg=Go,(tan%-tan%)

=%)(tanarccos0.78-tanarccos0.95)

=118&var

取整120&var

22

S；0(2)=7252+(204-120)?266"A

賠償后選300A

△與二0.015S；0(2)=0.015x266y4kw

△Qr=。例S[⑵=0.06x266=s16kvar

P；o(i)=252i4=256左w

Q；o⑴=204-120+16=100左var

S；0(1)=/256?+1(X)2=275"A

cos/=25%*0.93>0.9

賠償前各變電所功率因數(shù)如下表3-2所示：

表3-2賠償前各變電所H勺功率因數(shù)

序號NO.1NO.2NO.3

COS(D0.690.780.78

設計中考慮到經(jīng)濟實用的原則采用低壓集中賠償方式，其特點是能賠償?shù)蛪?/p>

母線此前的無功功率，可使變壓器向無功功率得到賠償，從而有也許變化變壓器

容量，且運行維護也較以便。合用于中小型工廠或車間變電所低壓側(cè)無功功率H勺

賠償。

并聯(lián)電容器采用我國生產(chǎn)的BW0.4-14-3系列靜電電容器，其單臺靜電電

容港發(fā)出歐I無功功率少，生=14Avar,輕易構成所需的賠償容量，并且安裝拆

卸以便，對于放電電阻采用6只220V25W白熾燈泡星形連接，即可滿足規(guī)定,

但必須注意如下特點：（1）靜電電容器H勺周圍空氣極限溫度是-40℃—40C,因此

電容器室應有良好的通風，當周圍空氣溫度到達35時，應將電容器從電網(wǎng)中切

除；（2）電容器對電壓較敏感，運行時要嚴格監(jiān)視其電壓；（3）電容港從電網(wǎng)上切

除時，電容器上有殘存電量，危及工作人員安全，必須加接放電電阻。

經(jīng)查表得A外,根據(jù)以上公式求得各變電所所需的電容器個數(shù)，列于下表：

表3-3各變電所所需"勺電容器個