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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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