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1、目录1 绪论12 电力负荷及其计算12.1 负荷分级及供电电源措施12.1.1 工厂电力负荷的分级12.1.2 各级负荷的供电措施22.2工厂计算负荷的确定22.2.1负荷计算的目的和意义22.2.2负荷计算的方法32.2.3需要系数法确定计算负荷42.2.4二项式法确定计算负荷52.2.5 负荷计算的目的、意义及原则52.2.6 全厂负荷计算表及方法62.3无功功率补偿72.3.1 无功补偿的主要作用72.3.2无功功率补偿装置73 短路电流的计算83.1计算短路电流的目的83.2短路电流的危害83.3欧姆法计算短路电流84 变电所位置和形式的选择104.1 变电所位置选择的一般原则104.
2、2 变电所的类型104.3变电所位置及类型的选择115 变电所主要变压器的台数与容量、类型的选择115.1 变电所主变压器台数的选择115.2 变电所主变压器容量的选择115.3变电所主变压器类型的选择126 变电所主接线方案的选择126.1主变压器接线方案的选择126.2主接线方案的技术经济比较137 变电所一次设备的选择与校验147.1电气设备选择的一般原则147.2高压侧一次设备的选择与校验147.3 高低压母线的选择15参考文献17II1171 绪论电能是现代工业生产的主要能源和动力。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。电能的输送和分配既简单经济，又
3、便于控制、调节和测量，有利于实现生产自动化。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。一般中小型工厂的电压进线电压为6-10kV。电能先经高压配电所集中，在由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或者高压配电线路供给给高压用电设备。车间变电所内装设有电力变压器，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。对于大型工厂及其某些电源进线电压为35 kV及以上的中型工厂，一般经过两次降压，也就是电源进厂后，先经总降压变电所，有大容量的电力变压器将35kV及以上的电源电压降为6-10kV的配电电压，再通过高压配电线路
4、或高压配电所将电能送到各个车间变电所，最后经变压器降为一般低压用电设备所需的电压。有的35kV进线的工厂，只经一次降压，及35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需电压。这种配电方式称为高压深入负荷中心的直配方式。这样可以省去一级中间变压，从而简化了供电系统，节约有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高供电质量。然而这要根据厂区环境条件是否满足35kV架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用，以确保供电安全。对于总供电容量不超过1000kVA的小型工厂，通常只设一个降压变电所，将6-10kV电压降为低压用电设备所需的电压（220
5、/380V）。如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线，工厂只需设一个低压配电间。本厂属于中型工厂，采用35kV供电电源，在工厂东北方向6公里处有新建地区降压变电所后改为电缆线路至本厂变电所，110/35/10kV,1125MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35或10kV中以一回架空线向工厂供电。 2 电力负荷及其计算2.1 负荷分级及供电电源措施2.1.1 工厂电力负荷的分级工厂的电力负荷，按GB 50052-1995供配电系统设计规范规定，根据对供电可靠性及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，负荷可以分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。 一级负荷 符
6、合下列条件之一的，为一级负荷 1）中断供电，将造成人身伤亡的负荷； 2）中断供电，将在政治、经济上造成重大损失的负荷； 3）中断供电，将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。在一级负荷中，当中断将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断的负荷，应视为特别重要的负荷。 二级负荷 符合下列条件之一的，为二级负荷 1）中断供电，将在政治上、经济上造成较大损失的负荷； 2）中断供电，将影响重要用电单位的正常工作的负荷。 三级负荷 不属于一、二级负荷者为三级负荷。2.1.2 各级负荷的供电措施 一级负荷的供电措施 一 级负荷应有两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另
7、一个电源应不至于同时受到损坏，以维持供电；而且当一个电源中断供电时，另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统，应采用单母线分段的主结线形式，分列运行并互为备用。一级负荷设备应采用双电源供电，并在最末一级配电盘（箱）处设置自动切换装置。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。 二级负荷的供电措施 二级负荷应有两个电源供电，即应有两回路供电。当发生电力变压器故障或线路常见故障时不至于中断供电（或中断后能立即回复）。 三级负荷的供电措施 三级负荷对供电无特殊要求，可采用单回路市电供电。但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，
8、低压配电级数一般不超过四级，并且应在技术经济合理的情况下，尽量减少电压偏差和电压波动。2.2工厂计算负荷的确定2.2.1负荷计算的目的和意义计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同时间内实际变动负荷所产生的热效应相等。在供配电系统中，以30min的最大计算负荷作为选择电气设备的依据，并认为只要电气设备能承受该负荷的长期作用，即可在正常情况下长期运行。一般将这个最大计算负荷简称计算负荷Pc。负荷计算的目的是： 计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。 计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流，作为选择这些设备的依据。 计算流过各条线路(电
9、源进线、高低压配电线路等)的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。 计算尖峰负荷，用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。 为电气设计提供技术依据。计算负荷是工程设计中按照发热条件选择导线和电气设备的依据。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。计算负荷确定的是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费，而变压器负荷率较低运行时，也将造成长期低效率运行。如果计
10、算负荷确定的过小，又将使电器和导线处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至产生火灾，造成更大的经济损失。因此，正确确定计算负荷具有很大的意义。2.2.2负荷计算的方法在已知用电设备的情况下，负荷计算有需要系数法、二项式法和利用系数法；在未知用电设备的情况下，负荷计算有负荷密度法、单位指标法和住宅用电量指标法。 需要系数法用设备功率乘以需要系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配变电所的负荷计算。 二项式法在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采用经验系数进行加权求和法计算负荷。2.2.3需要系数法确定计算负荷 基本公式需要系数法确定用
11、电设备组的有功计算负荷的基本公式为： 式（2.1）无功计算负荷为： 式（2.2）视在计算负荷为： 式（2.3）-需要系数-有功计算负荷，单位为kW-无功计算负荷，单位为kvar-视在计算负荷，单位为kVA-用电设备组的平均功率因数-用电设备组平均功率因数的正切值 多组用电设备计算负荷的确定在确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数和。对车间干线，取 对低压母线，分两种情况：1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取 2）由车间干线计
12、算负荷直接相加来计算时，取 总的有功计算负荷为： 式（2.4）总的无功计算负荷为： 式（2.5）以上两式中的和分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。总的视在计算负荷为： 式（2.6）由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算。2.2.4二项式法确定计算负荷 二项式法的基本公式是 式（2.7）式中，表示用电设备组的平均功率，其中是用电设备组的总容量，其计算方法如前需要系数法所述；表示用电设备组中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中是x台最大容量的设备总容量，b、c为二项式系数。由于二项式法不仅考虑了用电设备组最大
13、负荷时的平均负荷，而且考虑了少数容量最大设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，所以二项式法比较适合确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷。2.2.5 负荷计算的目的、意义及原则1、供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。2、计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金
14、属的浪费。如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。3、在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还应用电焊机、电炉、电灯等各种单向设备。单向设备接在三相设备中，应尽可能均衡分配，使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单向设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量不超过三相设备容量的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。4、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性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2.2.6 全厂负荷计算表及方法负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种。主要计算公式有： 有功功率： 无功功率:
