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第二章 负荷计算和功率补偿
2.1负荷计算的内容和目的
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。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。 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1—2秒左右的最大负荷电流。它是由于电动机启动,电压波动等原因引起的,它与计算电流不同,计算电流是指半小时最大电流,尖峰电流比计算电流大的多,一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。
平均负荷pav就是指电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。 pav?Wtt常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.2负荷计算的方法
负荷计算的方法有估算法、需要系数法、单相负荷计算及二项式法等几种。 本设计采用需要系数法确定。 主要计算公式有:
有功功率: 无功功率: 视在功率: 计算电流:
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Pj?KdPe (2.1) (2.2)
Qj?Pjtan?Sj?Pj/cos? (2.3)
Ij?Sj/3UN (2.4)
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第三章 变压器容量和数量的选择
变压器台数确定原则:
① 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中,选择两台主变压器,当在技术,经济上比较合理时,也可以多于两台。
② 对季节性负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所,技术经济合理时可选择两台主变压器。
③ 三级负荷一般选择一台主变压器,负荷较大时,也可选择两台主变。 装单台变压器时,其额定容量Sn应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即
Sn≥(1.15-1.4)Sc (3.1)
装设两台主变压器的变电所,每台变压器的容量Sn应同时满足以下两个条件:
1)任一台主变压器单独运行时
Sn=(0.6-0.7)Sc (3.2)
2)任一台主变压器单独运行时
Sn≥Sc(Ⅰ+Ⅱ) (3.3)
在本设计中,工厂负荷属于三级负荷,因此选择单台变压器运行,根据以上计算结果可得,如下:
∑Pe= 1636kW;
∑P j = K∑Pe= 0.7×1636kW =1145.2kW Sj=Pj/ cosφ=1145.2/0.85=1347.3kVA Sn=1.19×Sj=1.19×1347.3=1603kVA
所以,可选择1600 kVA的变压器一台。负载率为84.1%。
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第四章 主接线方案的选择
4.1对变电所主结线的一般要求
变电所主接线要求安全,可靠,灵活,经济。 主要有以下一些原则:
①在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧,必须安装高压隔离开关。
②在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧,必须装设低压刀开关。 ③在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧,必须装设高压隔离开关。 ④变配电所高压母线上及架空线末端,必须装设避雷器,装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关,线路上避雷器前不必装设隔离开关。
⑤变电所的主接线方案,必须与其负荷类型相适应,对于一级负荷,应由两个电源供电,对二级负荷,应由两回路或者一回专用架空线路供电。
⑥接于公共干线上的变配电所电源进线首端,应装设带有短路保护的开关设备。
⑦对一般的生产区的车间变电所,宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电,以确保供电可靠性,但对辅助生产区的变电所,可采用树干式配电。
⑧变电所低压侧的总开关,宜采用低压断路器,当有继电保护或自动切换电源要求时,低压侧总开关和低压母线分段开关均应采用低压断路器。
⑨两路电源进线,装有两台主变压器的变电所,当两路电源同时供电时,两台主变压器一般分列运行,当只有一路电源供电,另一路电源备用时,则两台主变压器并联运行。
⑩需带负荷切换主变压器的变电所,高压侧应装设高压断路器或者高压负荷开关。
4.2变电所主结线
对于电源进线电压为35kV及以上的大中型工厂,通常是先经工厂总降压变电所降为6—10kV的高压配电电压,然后经车间变电所,降为一般低压设备所需
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的电压。总降压变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线,在变电所主接线图中将导线或者电缆,电力变压器,母线,各种开关,避雷器,电容器等电气设备连接起来,只表示相对电气连接关系而不表示实际位置。通常以单线表示三相系统。
主结线对变电所设备选择和布置,运行的可靠性和经济性,继电保护和控制方式都有密切关系,是供电设计中的重要环节。
4.2.1单电源进线的变电所主接线
当单电源进线一台变压器时,主接线采用一次侧线路-变压器组,二次侧单母线不分段接线,如图4.1,这种主接线经济简单,可靠性不高,适用于负荷不大的三级负荷情况。也可采用一次侧单母线不分段,二次侧单母线分段主接线,如图4.2,适用于三级负荷及部分二级负荷。
1QS1QF1QS3QS3QF35kv电源进线35kv电源进线T1QF2QF1T2T2QS6-10kv2QF4QF2QS6-10kv5QF4QS图4-1
图4.1 单电源进线接线图 图4.2 一侧,二侧单母线接线图
4.2.2双回电源进线变电所主接线
① 一,二次侧均采用单母线分段主接线
该主接线由于进线开关和母线分段开关均采用了断路器控制,操作十分灵活,供电可靠性较高,适用于大中型企业的一,二级负荷供电。
② 内桥式主接线
一次侧采用内桥式结线,二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线[如图4.3],线路1WL,2WL来自两个独立电源,断路器1QF,2QF分别接至变压器
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