化纤厂电力配电系统设计指南

课程设计题目：化纤厂变电所配电系统设计

1设计根据

(I)全厂各车间变电所负荷表：

变电所1

序号车间设备容量(KW)Kxcos中唔①计算负荷

1制条车间3400.80.80.75

2纺纱车间3400.80.80.75

3软水站86.10.650.80.75

-4锻工车间36.1)0.30.651.17

5机修车间296.20.30.51.73

6托儿所12.80.60.61.33

7仓库37.960.30.51.17

变电所2

1织造车间5250.80.80.75

2染整车间4900.80.80.75

3浴室1.880.81—

4食堂20.630.750.S0.75

独身宿舍200.81—

变电所3

1锅炉房1510.750.80.75

2水泵房1180.750.80.75

3化验室500.750.80.75

4卸油泵房280.750.80.75

与电业部门供电协议：

1)从电业部门某35/10KV变电所，用10KV双回架空线路向本厂配电，变电所在厂南侧0.5

公里；

2)该变电所10KV配出线路定期限过电流装置的整定明间为1.5S,规定配电所不不小于L0S

3）在总配电所10KV侧计量

4）功率因数在0.9以上

5）配电系统技术数据

运行方式电源10KV母线短路容量阐明

系统最大运行方式

系统为无限大容量

系统最小运行方式S以=107MW

2.本厂负荷性质：

多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制.整年306个工作口，年最大负荷运用小时数为

6000小时.属于二级负荷.

3,设计范围：

（1）高压供电系统设计

根据资料,选择本厂最优供电电压等级

（2）总降变电站设计

1）主接线设计

2）短路电流计算

3）重要电气设备选择

4）重要设备继电保护设计

5）配电装置设计

6）防雷、接地设计

（3）车间变电所设计

根据车间负荷状况，选择车间变压器H勺台数、容量，以及变电所位置口勺原则考虑

4.设计成果:

设计阐明书

包括对多种设计方案分析比较的扼要论述，并附有必要H勺计算及表格

目录

摘要......................................................错误!未定义书签。

第1章工厂电气设计总则....................................错误!未定义书签。

1.1工厂供电的意义和规定.................................错误!未定义书签。

1.2研究大型工厂供电系统背景............................错误!未定义书签。

1.3工厂供电设计的一般原则..............................错误!未定义书签。

第2章工厂供电设计蹴8定..................................错误!未定义书签。

2.1负荷类型.............................................错误!未定义书签。

2.2设计内容及环节......................................错误!未定义书签。

2.4电源状况.............................................错误!未定义书签。

第三章负荷计算及功率因数赔偿.............................错误!未定义书签。

3.1电力负荷定义及分级...................................错误!未定义书签。

3.2计算负荷定义及有关计算..............................错误!未定义书签。

3.3功率因数赔偿计算....................................错误!未定义书签。

3.4变压器日勺选择........................................错误!未定义书签。

第4章短路电流概念及计算..................................错误!未定义书签。

4.1短路电流的有关概念..................................错误!未定义书签。

4.2短路电流的计算......................................错误!未定义书签。

第5章总配电所主接线方案的设计............................错误!未定义书签。

5.1概述.................................................错误!未定义书签。

5.2总配电所主结线的设计................................错误!未定义书签。

第6章工厂电力线路的设计..................................错误!未定义书签。

6.1架空线路的设计......................................错误!未定义书签。

6.2导线截面的选择......................................错误!未定义书签。

第7章重要电气设备的选择与校验............................错误!未定义书签。

7.1概述................................................错误!未定义书签。

7.2按短路状况校验电器的稳定性..........................错误!未定义书签。

7.3电气设备日勺选用......................................错误!未定义书签。

第8章供电系统的保护....................................错误!未定义书签。

8.1概述错误!未定义书签。

8.2变压器保护错误!未定义书签。

第9章防雷与接地错误!未定义书签。

9.1概述错误!未定义书签。

9.2防雷错误!未定义书签。

9.3接地错误!未定义书签。

道谢错误!未定义书签。

参照文献,错误!未定义书签。

摘要

电力行业是国民经济H勺基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设H勺兴衰

成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电

气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论根据，电能是现代工业生产的

重要能源和动力.伴随现代文明口勺发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质

量和管理提出了越来越高H勺规定。工厂供电系统的关键部分是变电所。因此，设

计和建造一种安全、经济日勺变电所，是极为重要日勺。

第1章工厂电气设计总则

1.1工厂供电的意义和规定

工厂供电，就是指工厂所需电能口勺供应和分派，亦称工厂配电。

众所周知，电能是现代工业生产日勺重要能源和动力。电能既易于由其他形式

的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送的分派既

简朴经济，又便于控制、调整和测量，有助于实现生产过程自动化。因此，电能

在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产日勺重要能源和动力，不过它在产品成本中所

占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它

在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化后来可

以大大增长产量，提高产品质量，提高劳动生产率，减少生产成本，减轻工人的

劳动强度，改善工人的劳动条件，有助于实现生产过程自动化。从另首先来说，

假如工厂的电能供应忽然中断，则对工业生产也许导致严重的后果。因此，做好

工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要日勺意义。

由于能源节省是工厂供电工作的一种重要方面，而能源节省对于国家经济建

设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节省能源、支援国家

经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需

要，并做好节能工作，就必须到达如下基本规定：

(1)安全在电能的供应、分派和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

(2)可靠应满足电能顾客对供电可靠性的规定。

(3)优质应满足电能顾客对电压和频率等质量的规定

(4)经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽量地节省电能和减少

有色金属『、J消耗量。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、目前和长远等关系，既要

照顾局部的目前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

1.2研究大型工厂供电系统背景

我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我们

人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的需要。

电力市场尚未完善，管理水平、技术水平均有待提高。

为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平，丛二十一世纪一开始，

我国就深入加强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、

电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研究

电力市场的技术支持系统，增进我们H勺电力_L业不停前进。

工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分派。我们懂得，电能是现代工业生

产口勺重要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化后来，能大大增长产量，

提高产品质量,提高劳动生产率，减少生产成本，减轻工人的劳动强,改善工人的

劳动条件,有助于实现生产过程自动化。不过,工厂的电能供应假如忽然中断,则

将对工业生产导致严重的后果,甚至也许发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事

故；由此可见，搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化，

具有十分重大日勺意义。

工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供应，经企业内各级变电所

变电压后，分派到各用电设备。工业企业变电所是企业电力供应口勺纽约，所处地

位十分重要，因此对的计算选择各级变电站H勺变压器容量及其他设备是实现安全

可靠供电时前提。进行企业电力负荷计算日勺目日勺就是为对日勺选择企业各级变电站

的变压器容量，多种电气设备的型号，规格以及供电网络所用导线型号等提供科

学H勺根据。

1.3工厂供电设计口勺一般原则

按照国标GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及如

下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设

计必须遵照如下原则：

（1）遵守规程、执行政策；

必须遵守国家H勺有关规定及原则，执行国家的有关方针政策，包括节省能源，节

省有色金属等技术经济政策。

（2）安全可靠、先送合理

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，

采用效率高、能耗低和性能先进日勺电气产品。

（3）近期为主、考虑发展

应根据工作特点、规模和发展规划，对的处理近期建设与远期发展的关系，做到

远近结合，合适考虑扩建日勺也许性。

（4）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件

等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要构成部分。工厂

供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作口勺人员，

有必要理解和掌握工厂供电设计H勺有关知识，以便适应设计工作的需要。

第2章工厂供电设计的规定

2.1负荷类型

多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制。本厂绝大部分用电设备属长

期持续负荷，规定不间断供电。整年为306个工作日，年最大负荷运用小时为

6000小时。属于二级负荷。

2.2设计内容及环节

全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生

产工艺对负荷日勺规定，以及负荷布局，结合国家供电状况。处理对各部门的安全

可靠，经济的分派电能问题。其基本内容有如下几方面。

1、负荷计算

全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算日勺基础上进行的I。考虑车间变

电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因

数。列出负荷计算表、体现计算成果。

2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

参照电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关原因，结合全厂计算负荷

以及扩建和备用的需要，确定变压器日勺台数和容量。

3、工厂总降压变电所主结线设计

根据变电所配电回路数，负荷规定的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台

数，确定变电所高、低茂线方式。对它的基本规定，即要安全可靠有要灵活经济，

安装轻易维修以便。

4、厂区高压配电系统设计

根据厂内负荷状况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参照负荷布局及总

降压变电所位置，比较几种可行H勺高压配电网布置方案，计算出导线截面及电压

损失，由不一样方案时可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消

耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路构造与敷

设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设规定和架空线路杆位明细表以及

工程预算书体现设计成果。

5、工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电，一般为国家电网日勺末端负荷，其容量运行不不小于电网容量，皆可按

无限容量系统供电进行短路计算。由系统不一样运行方式下的短路参数，求出不

一样运行方式下各点日勺三相及两相短路电流。

6、改善功率因数装置设计

按负荷计算求出总降压变电所H勺功率因数，通过查表或计算求出到达供电部门规

定数值所需赔偿H勺无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数

量，并选用合适日勺电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控

制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。有谐波影响，还要考虑串联

调谐电抗器。

7、变电所高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低

压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、自.感器、

开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检查。用总降压变电所主结线图,

设备材料表和投资概算体现设计成果。

8、继电保护及二次结线设计

为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压

电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置对应日勺控制、信号、检测

和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检查其敏捷系数。

设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制

电缆构成日勺变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及

元件材料体现设计成果。35kv及以.上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏

屏面布置图。

9、变电所防雷装置设计

参照当地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击日勺避雷针保护范围计算,

防止产生反击现象时空间距离计算，按避雷器日勺基本参数选择防雷电冲击波日勺避

雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大容

许安装距离检查以及冲击接地电阻计算。

10、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算成果，参照国家

有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。

2.3供用电协议

本厂与电业部门所签订的供用电协议重要内容如下：

(1)电业部门某35/10千伏变电所，用10千伏双回架空线路向本厂供电，该

所在厂南侧1.0公里；

(2)该变电所千伏配出线路定期限过流保护装置的整定期间为1.5秒，规定

配电所不不小于L0秒；

(3)在总配变电所10千伏则计量；

(4)规定本厂的功率因数值在0.9以上.

(5)配电系统技术数据：

变电所10千伏母线短路数据如表2-1。

表2-1变电所10千伏母线的数据

运行方式电源10千伏母线短路容量说明

系统最大运行方式时S⑶小二187兆伏安

系统为无限大容量

系统最小运行方式时S⑶.产107兆伏安

2.4电源状况

本厂拟从电业部门某35/10千伏变电所，用1OKV双回路架空线路向本厂配

电，该变电所在厂南侧0.5公里。其中一回为备用电源。系统规定，只有在工作

电源停电时，才容许冬用电源供电。详见供电系统图2-1。

图2-1供电系统图

第三章负荷计算及功率因数赔偿

3.1电力负荷定义及分级

在电力系统中，电气设备所需用的电功率称为负荷或电力（W或KW）。由于

电功率分为视在功率、有功功率和无功功率，一般用电流表达的负荷，实际上

是对应视在功率而言。目前供电部门所分派日勺负荷指标，重要是指小时平均日勺有

功负荷指标，而不是视在功率和无功功率。

电力负荷又称电力负载。它有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电

单位，如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等。另一种是指用电设

备或用电单位所耗用日勺电功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、

空负荷（空载）、满负荷（满载）等。

电力负荷的分级按顾客电力负荷的重要性及规定对其供电持续性和可靠性

程度的不一样，一般将电力负荷分三等级:

（1）一级负荷重要的电力负荷。对该类负荷供电日勺中断，将招致人的生命

危险、设备损坏、重要的产品报废，使生产过程长期紊乱，给国民经济带来重大

损失或超成社会秩序混乱。属于此类负荷的有冶金、电炉炼钢企业、重要的国防

工业和科研机构、医院手术室、铁路与交通H勺电力牵引和铁路铁路枢纽、行车信

号与集中闭塞负荷等。对一级负荷一律应由两个独立电源供电。

（2）二级负荷较重要日勺电力负荷供电的中断，将超成工农业大量减产、工

矿交通运送停止、生产率下降以及市人民正常生活和业务活动遭受重大影响等。

一般大型工厂企业、科研院校等都属于二级负荷。

（3）三级负荷不属十一、二级啊其他电力负荷，如附属企业、附属车可和

某些非生产性场所中不重要的电力负荷等。

各级电力负荷对供电电源日勺规定：

（1）一级负荷对供电电源口勺规定

规定应有两个供电电源，当一种电源发生故障时，另一种电源不致同步受到

损坏。对一级负荷尤其重要日勺负荷，除规定有上述两个电源外，还规定增设应急

电源。

常用H勺应急电源有：

1）独产于正常电源的发电机组

2）干电池

3）蓄电池

4）供电系统中有效地独立于正常电源的专门供电线路。

（2）二级负荷对电源日勺规定

规定做到当发生电力变压器故障时不致中断供电，或中断后能迅速恢复供

电。一般规定两回路供电，供电变压器也应有两台。

（3）三级负荷对供电电源H勺规定

由于三级负荷为不重要的I一般负荷，因此它对电源无特殊规定。

3.2计算负荷定义及有关计算

计算负荷，是通过记录计算求出H勺，用来按发热条件选择供电系统中H勺各元

件日勺负荷值计兑负荷是供电设计的基本根据。一般取半小时平均最大负荷Pa

（亦即年最大负荷）作为计算负荷。不过由于负荷状况复杂，影响计算负荷口勺原

因诸多，实际上，负荷也不也许是一成不变的，它与设备H勺性能，生产的组织以

及能源供应的状况等多种原因有关，因而负荷计算也只能力争实际。

电力负荷确实定，为选择变压器容量、电气主接线、电气设备以及供电网络

接线和导线型号等提供根据。负荷确定得与否对的合理.，直接影响到电气设备和

导线的选择与否经济合理.若负荷确定得过大，将使电器和导筏过大，导致投资

增大和有色金属的I挥霍；若负荷确定得过小，又将使电器和导线运行时增长电能

损耗，并产生过热，加速电气设备的绝缘老化，减少设备的使用寿命，影响供电

系统的安全性、可靠性。因而必须对日勺进行电力负荷H勺计算。

其计算措施有：需要系数法、二项式系数法、单耗法

（1）需要系数法确定计算负荷

需要系数法是将电力设备H勺额定容量加起来，再乘以需要系数，就得到计算

负荷。由于需要系数法的需要系数值是根据设备台数较多、容量差异不是很大日勺

一般状况来确定的，未考虑设备容量相差悬殊时少数大容量设备对计算机负荷日勺

影响，因此此法较合用于设备台数较多的I车间及全厂范围额日勺计算负荷确实定。

有关计算:

变电所1

制条车间查表得

傲⑴=KF=0.8x340=272Rv

。30（1）=^3o（i）tan犷=272x0.75=204Avar

_^3o（i）_272_

邑c。⑴二西二而"340"”

/=-^=———=517A

限41.732x0.38

纺纱车间6。⑵=K、Pe=0.8x340=272kw

（?3（）（21=Ao⑴tan^=272x0.75=204kvar

AO<2）272“A..

-----=----=340"A

cosy/0.8

5340

30==517A

cos»1.732x0.38

饮水站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

锻工车间△。（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

机修车间&⑸=KxPe—0.3x296.2=88.86A:w

蠹⑹=6o(5)tani//=88.86x1.73=153,13kvar

P

「30⑴竺强=177.72"A

cosi/0.5

_S3(,_177.72_

30⑸一版「1.732x().38

托儿所儿(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

仓库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)

变电所2

织造车间&⑴=KxP=0.8x525=420A:vv

03oa)=^3o(i)tan犷=420x0.75=3152var

P

Qow

§30(1)=—=525kvA

COSII/0.8

S%525_A

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

,3”1.732X0.38

染整车间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

独身宿舍%=KxPe=0.8X20=16ZW

230(5)=八。⑸tan”

—=\6kvA

cos/1

S30⑸16

=24.31A

30⑸一&「6x0.38

变电所3

锅炉房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二画二瓦面=I68O8A

化验室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

兽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

…装二版J.88A

变电所设定K>=0.95仁=0.95

变电所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

盒厂建焉X5L28A

变电所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

变电所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各车间和车间变电所负荷计算表

各车间和车间变电所负荷计算表(380V)

需用功率因功率因计算容量

序车间(单位)名设备容

号系数数cos数角正P30/KQM/KVS30/KV车变所代号

称量KWho/A

Kd0切tanIWarA

(1)No.l变电所

制条车间3400.80.80.75272204340517

纺纱车间3400.80.80.75272204340517

软水站86.10.650.80.75564270106

锻工车间36..9().30.651.1711.0712..951725.83

1机修车间296..20.30.51.7388.86153.73177.72270

NO.1

托二所12.80.60.61.337.6810.2112.8019.45

仓库37..960.30.51.1711.38813.3222.77634.6

小计719640

同期系数68304

936.171351.28

Kv=0.958640.21

(2)No.2变电所

织造车间525().80.80.75420315525797.7

染整车间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

独身宿舍200.81.016.016.024.31

小计829620.6

同期系数

802.73589.7995.971437.6

K-=0.95

(3)No.3变电所

锅炉房1510.750.80.75113.2584.94141.56215.08

水泵房1180.750.80.7588.566.38110.63168.09

化验室500.750.80.7537.528.1346.8825.65

卸油泵房280.750.80.752115.7526.2539.88

3NO.3

小计344258193.51322..5

同期系数309.6247.34185.43309.13446.2

Kv=0.95

变压器1的损耗△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

变压器2的损耗△鸟=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

变压器3时损耗△4=0.015S3c=0.015x309.13=4.64kw

△QT=0.06S30=0.06x309.13=18.55/:var

△S产4Pj2+Q；=V4.642+18.552=19.12"4

A,ST19.12cr/A

△/r=—(=—=----------=27.6A

同'1.732X0.4

3.3功率因数赔偿计算

在工厂供电系统中，绝大多数用电设备都具有电感日勺特性。这些设备不仅需

要从电力系统吸取有功功率，还要吸取无功功率以产生这些设备正常工作所必需

的交变磁场。然而在输送有功功率一定日勺状况下，无功功率增大，就会减少供电

系统的功率因数。因此，功率因数是衡量工厂供电系统电能运用程度及电器设备

使用状况的一种具有代表性的重要指标。

功率因数日勺减少产生日勺不良影响：（1）系统中输送的总电流增长，使得供电

系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等容量增大，从而使工厂内部的

启动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而漕大了初投资费用；（2）由于无

功功率的增大而引起日勺总电流日勺增长，使得设备及供电线路的有功功率损耗对应

地增大；（3）由于供电系统中的电压损失正比于系统中流过的电流，因此总电流

增大，就使的供电系统中日勺电压损失增长，使得调压困难；（4）对电力系统的发

电设备来说，无功电流日勺增大，使发电机转子的去磁效应增长，电压减少，过度

增大激磁电流，从而使转子绕组的温升超过容许范围，为了保证转子绕组的正常

工作，发电机就不能到达预定日勺出力。

无功功率对电力系统及工厂内部日勺供电系统均有不良的影响。因此，供电单

位和工厂内部均有减少无功功率需要量的规定，无功功率的减少就对应地提高了

功率因数。

供电单位在工厂法行初步设计时对功率因数都要提出一定的规定，它是根据

工厂电源进线、电力系统发电厂日勺相对位置以及工厂负荷的容量决定的。根据《全

国供用电规则》的I规定，本设计规定顾客日勺功率因数cos中20.9。

供电单位对工厂功率因数这样高的I规定，仅仅依托提高自然功率因数的措

施，一般不能满足规定。因此，工厂便需要装设无功赔偿装置，对功率因数进行

人工赔偿。

按有关规定，赔偿后变电所高压侧的功率因数不应低于0.9,即cos①N0.9。

考虑到变压器日勺无功损耗远不小于有功功率损耗，因此低压侧赔偿后的功率因数

应略不小于0.9,取0.95。

赔偿容量可按下式确定：=々，侬。①1-tan①2

式中，tan必一一赔偿前自然平均功率因数cos必对应的正切值；

tan次一一赔偿后自然平均功率因数cos。?对应口勺正切值;

△qe---赔偿率kvar/kw

时——设计时求得的平均负荷，单位为kw；

qe——单个电容器H勺容量Zvar

n——并联电容器H勺个数

赔偿计算:

变压器总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

无功赔偿

QC2=%|(tan%-tank)

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

=482Zvar

取整乙90

⑵;J6972-(696-490)2x727"A

赔偿后选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

变压器2%⑶=802.73+14.94=817.67"

。3。⑶=589.57+61.60=651.172var

=V817.672+651.172=1045.28出门A

/==I。”®=150878A

⑶6UN1.732X0.4

=878

无功赔偿c。邓2%)45=°-

Qq=602(tan%—tan夕2)

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

=350kvar

22

S^2)=818+(651-350)«S72kv-A

赔偿后选10002亡A

△R<=0.0155*=0.015x872=13.08Jlw

△Qr=O.O6S；O(2)=0.06x872=5232kvar

吨⑴=818+13.08=813.08«813-w

Q；o⑴=651-350+52.32«317^var

22

S；0a广V813+317bS73kv-A

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

变压器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

无功赔偿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

赔偿后选300A

△与二0.015S；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

赔偿前各变电所功率因数如下表3-2所示：

表3-2赔偿前各变电所H勺功率因数

序号NO.1NO.2NO.3

COS(D0.690.780.78

设计中考虑到经济实用的原则采用低压集中赔偿方式，其特点是能赔偿低压

母线此前的无功功率，可使变压器向无功功率得到赔偿，从而有也许变化变压器

容量，且运行维护也较以便。合用于中小型工厂或车间变电所低压侧无功功率H勺

赔偿。

并联电容器采用我国生产的BW0.4-14-3系列静电电容器，其单台静电电

容港发出欧I无功功率少，生=14Avar,轻易构成所需的赔偿容量，并且安装拆

卸以便，对于放电电阻采用6只220V25W白炽灯泡星形连接，即可满足规定,

但必须注意如下特点：（1）静电电容器H勺周围空气极限温度是-40℃—40C,因此

电容器室应有良好的通风，当周围空气温度到达35时，应将电容器从电网中切

除；（2）电容器对电压较敏感，运行时要严格监视其电压；（3）电容港从电网上切

除时，电容器上有残存电量，危及工作人员安全，必须加接放电电阻。

经查表得A外,根据以上公式求得各变电所所需的电容器个数，列于下表：

表3-3各变电所所需"勺电容器个