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供配电设计工厂供配电系统设计

一、负荷计算和无功功率补偿的计算 1、铸造车间：动力部分： 1 dK 4.0 ， cos 1  7.0 ， tan 1  02.1 P 1 c  PK 1 e 1 d  4.0  400  160 kW Qc 1  P 1 tan 1   160  02.1  163 2. k var S 1 c  2 P 1 c 2  Q 1 c  2 160  163 2. 2  228 55. kVA I 1 c  S 1 c 3 U N  228 55. 38.03   347 25. A P 1  8 kW  9.0  2.7 kW , Q  1 0 k var 2 dK 2.0 ， cos 2  6.0 ， tan 2  33.1 照明部分： 2、锻压车间：动力部分： P c 2  PK e 2 d  2.0  200  40 kW 2 Q c 2  P c 2 tan 2   40  33.1  2.53 k var S c 2  2 P c 2 2  Q c 2  2 40  2.53 2  56.66 kVA I c 2  S 2 c 3 U N  56.66 38.03   101 13. A P 2  8 kW  9.0  2.7 kW , Q  2 0 k var 3 dK 3.0 ， cos 3  6.0 ， tan 3  33.1 照明部分： 3、金工车间：动力部分： P c 3  PK e 3 d  3.0  300  90 kW 3 Q c 3  P c 3 tan 3   90  33.1  119 7. k var S c 3  2 P c 3 2  Q c 3  2 90  119 7. 2  149 76. kVA I c 3  S 3 c 3 U N  149 76. 38.03   227 54. A 照明部分： P 3  8 kW  9.0  2.7 kW , Q  3 0 k var

4、工具车间：动力部分： 4 dK 3.0 ， cos 4  6.0 ， tan 4  33.1 P c 4  PK e 4 d  3.0  280  84 kW 4 Q c 4  P c 4 tan 4   84  33.1  111 72. k var S c 4  2 P c 4 2  Q c 4  2 84  111 72. 2  139 78. kVA I c 4  S 4 c 3 U N  139 78. 38.03   212 37. A P 4  8 kW  9.0  2.7 kW , Q  4 0 k var 5 dK 5.0 ， cos 5  7.0 ， tan 5  02.1 照明部分： 5、电镀车间：动力部分： P c 5  PK e 5 d  5.0  180  90 kW 5 Q c 5  P c 5 tan 5   90  02.1  8.91 k var S c 5  2 P c 5 2  Q c 5  2 90  8.91 2  128 56. kVA I c 5  S 5 c 3 U N  128 56. 38.03   195 32. A P 5  8 kW  9.0  2.7 kW , Q  5 0 k var 6 dK 5.0 ， cos 6  75.0 ， tan 6  88.0 照明部分： 6、热处理车间：动力部分： P c 6  PK e 6 d  5.0  150  75 kW 6 Q c 6  P c 6 tan 6   75  88.0  66 k var S c 6  2 P c 6 2  Q c 6  2 75  2 66  9.99 kVA I c 6  S 6 c 3 U N  9.99 38.03   151 79. A 照明部分： P 6  8 kW  9.0  2.7 kW , Q  6 0 k var

7、机修车间：动力部分： 7 dK 25.0 ， cos 7  6.0 ， tan 7  33.1 P c 7  PK e 7 d  25.0  150  5.37 kW 7 Q c 7  P c 7 tan 7   33.15.37   .49 875 k var S c 7  2 P c 7 2  Q c 7  5.37 2  .49 875 2  4.62 kVA I c 7  S 7 c 3 U N  4.62 38.03   81.94 A P 7  3 kW  9.0  7.2 kW , Q  7 0 k var 8 dK 6.0 ， cos 8  7.0 ， tan 8  02.1 P c 8  PK e 8 d  6.0  80  48 kW 8 Q c 8  P c 8 tan 8   48  02.1  96.48 k var S c 8  2 P c 8 2  Q c 8  2 48  96.48 2  56.68 kVA I c 8  S 8 c 3 U N  56.68 38.03   104 17. A P 8  2 kW  8.19.0  kW , Q  8 0 k var 9 dK 3.0 ， cos 9  8.0 ， tan 9  75.0 照明部分： 8、锅炉房：动力部分：照明部分： 9、仓库：动力部分： P c 9  PK e 9 d  3.0  10  3 kW 9 Q c 9  P c 9 tan 9   75.03  25.2 k var S c 9  2 P c 9 2  Q c 9  2 3  25.2 2  75.3 kVA I c 9  S 9 c 3 U N  75.3 38.03   70.5 A 照明部分： P 9  2 kW  8.19.0  kW , Q  9 0 k var

取工厂的同时系数为： 9.0pK ， 9.0qK ，则全厂的计算负荷为： P c  K (  P 9  i 1  P ci  9  i 1  P i )  (9.0 627 5.  )5.49  609 3. kW Q c  K  q 9  i 1  Q ci  9.0  706 . 705  636 03. k var S c  2 P c 2  Q c  609 3. 2  636 03. 2  880 79. kVA I c  S c 3 U N  880 79. 38.03   1338 22. A 将以上计算数据统计列出表格形式：表 1 负荷计算厂房编号厂房名称负荷类别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 铸造车间锻压车间金工车间工具车间电镀车间热处理车间机修车间锅炉房仓库全厂动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明补偿后 P 160 7.2 40 7.2 90 7.2 84 7.2 90 7.2 75 7.2 37.5 2.7 48 1.8 3 1.8 609.3 618.86 Q S 163.2 0 53.2 0 119.7 0 111.72 0 91.8 0 66 0 49.875 0 48.96 0 2.25 0 636.03 226.29 228.55 7.2 66.56 7.2 149.76 139.78 7.2 7.2 128.56 7.2 99.9 7.2 62.4 2.7 68.56 1.8 3.75 1.8 880.79 658.93 I 347.25 101.13 227.54 212.37 195.32 151.79 94.81 104.17 5.7 1338.22

无功功率补偿: 1、补偿前的计算负荷和功率因数由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： Sc  880 79. kVA 这时低压侧的功率因数为：变压器的功率损耗为： cos P S  c c  609 880 3. 79.  69.0  P T  .0 015 S c  .0 015  880 79.  .13 212 kW  Q T  06.0 S c  06.0  880 79.  .52 847 k var 变电所高压侧总的计算负荷为： P c 2  P c  P T  609 3.  2.13  622 5. kW Q c 2  Q c  Q T  636 03.  .52 847  688 . 877 kW S c 2  2 P c 2 2  Q c 2  622 5. 2  688 . 877 2  928 47. kVA 变电所高压侧的功率因数为： cos P c Q  2 c 2 2  622 /5. 928 47.  67.0 2、确定补偿容量为使高压侧的功率因数  0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.90，要使低压侧的功率因数由 0.69 提高到 0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为： tan av 1 tan(arccos 05.1)69.0  tan av 2 tan(arccos )95.0  .0 3287 Q cc  P c (tan  1 av  tan  av 2 )  609 05.1(3.  .0 3287 )  439 49. k var 查表 A-2 选 BW0.4-14-1 型电容器，需要的数量为： n  实际补偿容量为： Q Q NC cc  439 14/49.  32 Qcc  32  14  448 k var

3、补偿后的计算负荷和功率因数补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：  S c 2 P c  ( Q c  nQ NC 2 )  609 3. 2  ( 636 03.  )448 2  637 65. kVA 变压器的功率损耗为：  P T  .0 015 S c   .0 015  637 65.  56.9 kW 06.0  637 65.  26.38 kW  Q T  06.0 S c 变电所高压侧的计算负荷为： PP c   P T  609 56.93.   618 86. kW QQ  c  QQ  T CC  636 03.  448  26.38  226 29. k var S  2 P 2  Q  618 86. 2  226 29. 2  658 93. kVA S  S c  S  658 93.  221 86. kVA 补偿后的功率因数为： cos 618 658 86. 93.  94.0 ,满足（大于 0.90）的要求。 79. 880 P  S  通过上诉计算可得，需补偿的容量为 448kvar，补偿后车间变电所高压侧功率因数达到 0.94，高压侧的总视在功率减少了 221.86kVA。二、变电所主变压器台数、容量、类型的选择 1、两台主变装有两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量 NS 应同时满足下列两个条件：（1）任意台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的 60%~70%的要求，即 S N  )7.0~6.0( S  )7.0~6.0(  658 93.  395 ~36. 461 25. kVA （2）任一台主变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷的需要，本题中只有二级负荷，其和为 425.67Kva。又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为 C25 ），所选变压器额定容量为 )  500  475 kVA  461 25. kVA ,也满足 500 的实际容量： S T SK   NT  1(  使用要求。 20 25  100 下面为 s7、s9、s11 系列变压器数据比较：

变压器是长期使用的设备，在整个使用期内，选择 S9 系列变压器而产生的效益将会很大。并且在电费将逐年升高的趋势下，采用 S9 所获得的经济效益将更加明显。因此，着眼于长期的经济效益和电能的节约，我们应该优先选择 S9 系列节能配电。可选两台容量均为 500kVA 的变压器，具体型号为 S9---500/10。额定容量 kVA 500 额定电压/kV 联结组标号一次二次 Yyn0 0.4 10 损耗/W 空载负载 5100 960 空载电流 1.0 阻抗电压 4 2、一台主变装单台变压器时，其额定容量 NS 应满足全部用电设备的计算负荷 S,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 922 )4.1~15.1( )4.1~15.1( ~77. 757 658 93.     S S N 5. kVA 又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为 C25 ），所选变压器额定容量为 Kva>922.5kVA，也满 1000 的实际容量： 1000 950 20 1(      S ) SK  NT T 25  100 足使用要求，因此，可选一台容量为 1000kVA 的变压器，具体型号为 S9---1000/10。额定容量 kVA 1000 额定电压/kV 联结组标号一次二次 Yyn0 0.4 10 损耗/W 空载负载 1700 10300 空载电流 0.7 阻抗电压 4．5

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