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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 高压供电系统设计为了确定供电系统中各个环节的电力负荷的大小,以便正确地挑选供电系统中的各个元件包括电力变压器、导线、电缆等；对电力负荷进行统计运算成为必要；通过负荷的统计运算求出的用来按发热条件挑选供电系统中组成元件的负荷值称为 运算负荷；运算负荷是供电设计运算的基本依据,运算负荷确定的是否正确合理,将直 接影响到电器和导线挑选是否经济合理；如运算负荷确定过大,将使电器和导线选得过 大,造成投资和有色金属的铺张；反之,又将使电器和导线运行时增加电能损耗,并产 生过热引起绝缘过早老化、甚至烧毁现象,以致发生事故；同样给国家财产造成缺失；由
2、此可见,正确确定负荷具有重要意义；我国目前采纳的确定运算负荷的方法有：需要系数法、二项式法、以概率论为理论基础的利用系数法、和我国设计部门提出的“1、按需要系数法确定运算负荷ABC ” 等；下面简洁介绍各种方法的特点；需要系数 K X P 30 K fZ K t；它与用电设备组的平均加权负荷系数 K fZ、同时运P e l Sb行系数 K 、电动机的平均加权效率 Sb以及网路供电效率 l等系数有关,且 K X 值恒小于 1；1单台用电设备运算负荷：P jS P ed；P - 运算负荷,P - 电动机的额定容量,-电动机额定负荷时的效率对于单个设备如白炽灯、电热器、电炉等；设备容量 Psb： P
3、js=Psb2成组用电设备的负荷运算运算负荷表达式：P jS K x P e；Q jS P tgP -运算负荷有功功率 Q jS- 无功功率 K x- 需要系数tg- 功率因数角对应的正切值3多组用电设备的负荷运算1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - mmmm公式：P jSKP eKx；QjSKK P etg111K11,对于低压母线,由用电设K- 同期系数,对于车间干线, 可取0 备组运算负荷直接相加来运算时K0 0 .8；2、二项式法确定运算负荷：二项式法是用两个系数表征负荷变化规律的方法；（1） 对于一组用电
4、设备：公式： Pjs=CPx+bPe,C,b - 系数见 P23表 18；Px-组中 X 台容量最大的用电设备的总额定容量kw, Pe-该组中全部用电设备的总额定容量kw运算电流时：I jS C 1 P x b 1 P e,C1,b1不同工作制的不同类用电设备,规定取用大容量设备的数量 X 不同；金切机床采纳 X=5,反复短时工作制采纳X=3,加热炉 X=2；电焊设备 X=1等；（2） 对于不同类用电设备组m组其二项式表达式为：有功功率：mCPx 的最大值；P jSmCP xmax1bP e式中CP xmax- 各用电设备组算术中第一项m- 全部用电设备组算式中其次项总和；P e1无功功率：Q
5、jSmCP xmaxtg1mbP tg1式中 ：tg1- 与CP xmax相应的功率因数正切值,tg- 与各组设备bP 相应的功率因数正切值；3. “ ABC” 法“ ABC” 运算负荷的特点是： 1运用概率论的基本原理找出运算负荷与设备容量之间的关系； 2利用单元功率的概念和“ABC” 列表法,将纷杂的功率运算简化为台数的运算,使运算简洁精确,利用“LABC” 法运算公式为：P jsDKACA2B2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - D-单台等值功率 KW ,一般容量小于 于电炉等,取 D=9KW ；50KW的机
6、床,取 D=3KW ,对Ak - 该组用电设备的利用系数；见P24表 19. imniki,KiP eiD；P - 该组用电设备中某一单台设备额定功率 KW ；1in - 对应于该功率设备的台数；BmQjSKi1. ni；C5.111,123kLi1P tg无功功率：4、利用系数法同济高校公式：P jsKmax.P P,QjSKmax.QP,SjP2Q2“ 其中,P jjKmax- 最大负荷班内的半小时最大平均有功负荷P30等于 Pj与总平均负荷之比；其值接近于负荷系数的倒数；KmaxP 30/P PP j/P PP ,QP-每一用电设备组在最大负荷班内的平均有功负荷和平均无功负荷；按利用系数
7、法确定运算负荷时,不管运算范畴大小, 设备类型多少, 都必需先将各类用电设备组的平均有功负荷PP 和平均无功负荷QP 分别代数相加,求得P 和Q ,再依次去求利用系数K LP 、nyx有效台数、 K max 各值；求运算负荷时,只需最终乘一次 K max 值即得,不需再乘同期系数,不必按供电范畴逐级求得 Pj 、Qj、SJ 之后,又求得 jP ,Q ,jS,再乘以同期系数；因用利用系数求得的 Pj 是各类负荷最大值的总和,二者在概念上是有区分的；纵观上述四种运算负荷的方法,各有特点；1需要系数法是当前通用的求运算负荷的方法；公式简洁运算便利；为设计人员普遍接受, 需要系数法的数值来源于大量的测
8、定值和统计,这个公式对于单台设备, 用电设备组,一个车间甚至一个工厂的运算负荷均可进行运算；这对于初步设计时估算全车间或全厂的运算负荷显得尤为便利；其缺点是没有考虑大容量电动机的运行特性如起动和过载等对整个运算负荷P30,Q30 的影响,特别是当总用电设备台数少时,其影响较大,但当设备台数足够多容量足够大,其影响是柔弱的；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2二项式法运算负荷时,考虑了电动机台数和大容量电动机对运算负荷的影响,一般被用来运算车间干线,支干线的负荷,其缺点是x 的取值仍缺乏足够的理论依据,没有考虑
9、x 值随电动机台数的变化而变化,并且由于过分突出 x 台大型设备对电气负荷的影响,其运算结果要比用需要系数法算出的结果大一些；3“ ABC ” 法也把运算负荷看作是平均负荷PPj 与运算负荷对平均负荷参差值的m表征的； 该方根随设叠加,但它对这个参数的估量是由设备容量的总平方根n iP eii1备台数in 和设备容量P 而变化；容量值越大,对方根的影响越大；“ ABC” 法适应于连续工作制、短时工作制、反复短时工作制类设备；其另一特点 就是它的基本运算系数是最大负荷班的平均利用系数,该系数的数值稳固,易于通过实 测取得,因而本方法具有有用价值；通过以上三种方法的综合分析,从而充分熟识了各种方法
10、的优点,缺点和适用范畴,根据本次负荷的特点和性质和鉴于指导老师的看法,系数法；2.1.2 各车间负荷运算：依据以下 公式：1）单个设备的容量运算：本设计 对于车间总的负荷运算就采纳需要运算负荷表达式：P jS K x P e；Q jS P tgP -运算负荷有功功率 Q jS- 无功功率 Kx- 需要系数tg- 功率因数角对应的正切值2整个车间的负荷运算：mmQjs21,取 0.9；运算负荷表达式：P jSKP eKx；11mQjSKmK P tgmSjsP js21110 K- 同期系数同时率；对于车间干线：可取K0 08.；对于低压母线：由于用电设备组运算负荷直接相加来运算时K4 名师归纳
11、总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 各车间变电所的运算负荷运算结果如下表：序车间或用电设备容量需要系数功率因数功率因数角运算负荷变压器台数及容量号设备组名称KW Kx cos 正切 tg 有功 Pjs 千瓦 无功 Qjs 千乏 视在 Sjs 千伏安 台数 千伏安1 1 变电所1 薄膜车间1680 1 1008.00 1340.64 1677.31 2 原料库310 77.50 134.08 154.86 生活间290 232.00 308.56 386.05 3 成品库一305 91.50 158.30 182.84 4 成
12、品库二304 91.20 157.78 182.24 5 6 包装材料库300 90.00 155.70 179.84 小计3189 1590.20 2255.05 2759.34 7 K=0.9 时：序mm变压器台数及容量P jSKP eKx=0.9*1590.20=1431.18KW 11mmQjSKK P etg=0.9*2255.05=2029.545KVAR11mSjsPjs2Qjs2=1431 . 1822029 . 54522483 . 41 KVA 1查手册选 1 变电所变压器型号SG10-1600 KVA/10KVKV, 短路阻抗 UK%=4,D,yn11车间或用电设备容量需
13、要系数功率因数功率因数角运算负荷号 台数 千伏安设备组名称KW Kx cos正切 tg 有功 Pjs 千瓦 无功 Qjs 千乏视在 Sjs 千伏安2 2 变电所1 单丝车间1685 水泵房及其附2 属设备320 小计2005 3 K=0.9 时：mP jSKmP eKx=0.9*1219.00=1097.1KW KVA1QjSK1K P etg=0.9*1470.30=1323.27KVARmm1Sjs12Qjs2=1097 . 121323 . 2721718 . 92 mPjs15 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - -
14、 - 查手册选 2 变电所变压器型号SG10-1250 KVA/10KVKV, 短路阻抗 UK%=4,D,yn11序车间或用电设备容量需要系数功率因数功率因数角有功 Pjs 千瓦 运算负荷视在 Sjs 千伏安变压器台数及容量号设备组名称KW Kx cos 正切 tg 台数 千伏安无功 Qjs 千乏3 3 变电所1 注塑车间189 75.60 100.55 125.80 1 台KVKV管材车间880 308.00 409.64 512.51 SG10-800 KV/102 小计1069 383.60 510.19 638.31 3 K=0.9 时：m mP jS K P e K x =0.9*6
15、08.60=365.16KW 1 1m mQ jS K K P e tg =0.9*809.44=728.496KVAR1 1m2 2 2 2S js P js Q js = 365 . 24 459 . 17 574 . 48 KVA 1查手册选 3 变电所变压器型号 SG10-800 KVA/10 KVKV, 短路阻抗 UK%=4,D,yn11设备容序车间或用电量需要系数功率因数功率因数角有功 Pjs千瓦 运算负荷视在 Sjs 千伏安变压器台数及容量号设备组名称KW Kx cos 正切 tg 无功 Qjs 千乏 台数 千伏安 4 4 变电所1 备料复制车间138 1 82.80 143.2
16、4 165.45 1 台2 生活间10 8.00 0.00 8.00 KVA SG10-5003 浴室3 1 2.40 0.00 2.40 锻工车间30 1 9.00 10.53 13.85 4 5 原料、生活间15 12.00 0.00 12.00 仓库15 12.00 14.04 18.47 6 机修模具车间100 25.00 43.25 49.96 7 8 热处理车间150 90.00 91.80 128.56 9 铆焊车间180 54.00 93.42 107.90 小计641 295.20 396.28 494.15 10 K=0.9 时：mP jSKmP eKx=0.9*1870.
17、20=1683.18KW 1QjSK1K P etg=0.9*1562.83=1406.547KVARmm116 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - mSjsPjs2Qjs2=265 . 682356 .652444 . 73 KVA 1序查手册选 4 变电所变压器型号SG10-500 KVA/10KVKV, 短路阻抗 UK%=4,D,yn11变压器台数及容量车间或用电设备容量需要系数功率因数功率因数角运算负荷号设备组名称KW Kx cos 正切 tg 有功 Pjs千瓦 无功 Qjs 千乏视在 Sjs 千伏安 台数
18、千伏安 5 5 变电所1 锅炉房500 试验室425 2 帮助材料库410 3 4 油泵房315 加油站310 5 办公室、款待所、6 食堂315 7 小计2275 全厂合计8 9618 K=0.9 时：m mP jS K P e K x =0.9*1133.50=1020.15KW 1 1m mQ jS K K P e tg =0.9*1189.73=1070.757KVAR1 1m2 2 2 2S js P js Q js = 1020 . 15 1070 . 757 1567 . 22 KVA 1查手册选 5 变电所变压器型号 SG10-315 KVA/10 KVKV, 短路阻抗 UK%
19、=4,D,yn112.2 无功功率补偿：2.2.1 无功补偿的意义：电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行讨论的一个重要组成部分；通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最正确补偿 , 不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳固性 , 而且可以降低有功网损和无功网损 , 使电力系统能够安全经济运行；无功优化运算是在系统网络结构和系统负荷给定的情形下,通过调剂掌握变量发7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电机的无功出力和机端电压水平、电容器组的安装及投切和变压器分接头的调剂使系 统在满意各
20、种约束条件下网损到达最小；通过无功优化不仅使全网电压在额定值邻近运 行,而且能取得可观的经济效益,使电能质量、系统运行的安全性和经济性完善的结合 在一起；无功补偿可看作是无功优化的一个子部分,即它通过调剂电容器的安装位置和 电容器的容量,使系统在满意各种约束条件下网损到达最小；对于企业及大负荷用电单位, 依据无功补偿的种类又分为高压集中补偿、低压集 中补偿和低压就地补偿；在补偿容量相等的情形下,低压就地补偿减低的线损最大,因 而经济效益最正确；这是可以懂得的；由于低压就地补偿了负荷的感性部分,使流经线 路和变压器上的无功电流大大减小,明显此种方法所取得的经济效益最正确；1高压并联电容器装置接入
21、电网的设计,应按全面规划、合理布局、分级补偿、就地平稳的原就确定最优补偿容量和分布方式；2变电所里的电容器安装容量,应依据本地区电网无功规划以及国家现行标准电力系统电压和无功电力技术导就和全国供用电规章的规定运算后确定；当不具备设计运算条件时,电容器安装容量可按变压器容量的10%30%确定；3电容器分组容量,应依据加大单组容量、削减组数的原就确定；4当分组电容器按各种容量组合运行时,不得发生谐振,且变压器各侧母线的 任何一次谐波电压含量不应超过现行的国家标准电能质量公用电网谐波的有关规 定； 5高压并联电容器装置应装设在变压器的主要负荷侧；当不具备条件时,可装 设在三绕组变压器的低压侧；6当配
22、电所中无高压负荷时,不得在高压侧装设并联电容器装置；低压并联电容 器装置的安装地点和装设容量,应依据分散补偿和降低线损的原就设置；补偿后的功率 因数应符合现行国家标准全国供用电规章的规定；并联电容器装置的布置和安装的一般规定1高压并联电容器装置的布置和安装设计,应利于分期扩建、通风散热、运行 巡察、便于保护检修和更换设备；2高压并联电容器装置的布置型式,应依据安装地点的环境条件、设备性能和8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当地实践体会,挑选屋外布置或屋内布置；一般地区宜采纳屋外布置；寒冷、湿热、风 沙等特别地区
23、和污秽、易燃易爆等特别环境宜采纳屋内布置；屋内布置的并联电容器装 置,应设置防止凝露引起污闪事故的措施；3低压并联电容器装置的布置型式,应依据设备适用的环境条件确定采纳屋内 布置或屋外布置；4屋内高压并联电容器装置和供电线路的开关柜,不宜同室布置；5低压电容器柜和低压配电屏可同室布置,但宜将电容器柜布置在同列屏柜的端 部；2.3 无功补偿容量的运算：初步运算总功率：5 P jS =788.58+759.6+345.24+265.68+196.65=2355.75KW 15 Q jS =+=3071.07KVAR 1因在工业企业消耗的无功功率中,电动机占 70%,变压器占 20%,线路占 10%
24、；Qjs =KVAR 未运算五台主变的无功功率,故设高压侧的无功功率为 QH 就,QH 10.2=Qjs= 3071.07KVAR；QH= Qjs/ 0.8= KVAR 即在 未补偿前 在厂变 10KV 母线上：P=KVAR 补偿后： Cos=0.9, 0就 S=P/cos = 0 KVAR 应补偿的无功功率为：. Q= KVAR 采纳集中补偿和分散补偿相结合的方式补偿；在厂变 10 KV 母线上,挑选 750KVAR,将它们分别设置在、TBB3-10-750/50 型电力电容器柜 2 台,每柜容量为 段母线上,另在、变的低压母线上装设低压电容器进行补偿；根 据运算结果挑选 依据以上运算的补偿
25、容量, 挑选无功补偿装置, 补偿后变电站 10kV 侧功率因数为 0；选取的补偿装置见下表：并联补偿成套装置TBB 3型号额定电压 kV 总标称容量单台标称容量接线方式kvar kvar 10-750/5010 750 50 Y 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3 供电电压的挑选：依据用电协议,电业部门拟定在厂南侧 1 公里处的 110KV/10KV变电所用 10KV架空线 路向本厂供电；从以上负荷运算可知：总的视在功率为 2617.5KVA,符合 10KV架空线路 的输送容量；依据设计任务书, 、 变电所变压器 10KVKV均为 1 台,其余 、 变电所变 10KVKV；给本厂重要负荷车间供电；压器皆设置两台变压器10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页