供配电工程课程设计 - 图文(2)

3、负荷计算和无功补偿

3.1 负荷等级

根据《民用建筑电气设计规范》及《火灾报警与消防联动控制》的规定，普通高层住宅按二级负荷供电，19层及以上的住宅按一级负荷供电。高层住宅言主要消防设备有消防水泵、消防控制室、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动装置、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等。

3.2 负荷计算和无功补偿

表一 某小区大楼负荷表

数量 负荷名称 n 照明 照明灯 插座 电梯 消防用扬水泵 泵管道加压泵 320 71 4 4 2 2 2 36 单一设 备容量 单类设 需要 备容量 系数 K 功率 因数 `Pe(KW) Pe(KW) 0.04 4 22.00 22.00 4.00 4.00 1.00 0.04 14.40 228 44 44 8.00 8.00 2.00 1.44 408.84 cos? 0.50 0.48 0.90 0.30 0.50 0.75 0.80 0.80 房 高水箱加水泵 消防水排水泵 公用照明 合计 1.00 1.00 0.70 0.50 0.48 0.90 0.92 0.91 合计(K∑=0.9) 补偿低压电容器容量 补偿后合计 变压器损耗 合计（高压侧） 5

计算负荷确定如下：

P30(1)?KPe?0.5?0.04?320?6.4kWQ30(1)?P30(1)?tan??6.4?0.48?3.072kvar22照明器： S30(1)?P30?Q(1)30(1)?7.10kV?A

插座： 电梯： 消防用扬水泵：管道加压泵： 高水箱加水泵： IS30(1)7.1030(1)?3U?2N3?0.22?18.63AP30(1)?KPe?0.3?71?4?85.2kWQ30(1)?P30(1)?tan??85.2?0.75?63.9kvarS2?Q230(1)?P30(1)30(1)?106.5kV?A

I30(1)30(1)?S3U?106.5?279.49A2N3?0.22P30(1)?KPe?0.5?4?22?44kWQ30(1)?P30(1)?tan??44?0.75?33kvarS?P2230(1)30(1)?Q30(1)?55kV?A

IS30(1)30(1)?3U?5583.56A2N3?0.38?P30(1)?KPe?4?22?1?88kWQ30(1)?P30(1)?tan??88?1?88kvarS2Q230(1)?P30(1)?30(1)?124.45kV?A I1).4530(1)?S30(3U?124.08A2N3?0.38?189P30(1)?KPe?4?2?1?8kWQ30(1)?P30(1)?tan??88?1?8kvarS2230(1)?P30(1)?Q30(1)?11.31kV?A I30(1)30(1)?S3U?11,31A2N3?0.38?17.19P30(1)?KPe?4?2?1?8kWQ30(1)?P30(1)?tan??88?1?8kvarSP2230(1)?30(1)?Q30(1)?11.31kV?A I30(1)?S30(1)3U?11,312N3?0.38?17.19A6

P30(1)?KPe?1?2?1?2kWQ30(1)?P30(1)?tan??2?1?2kvar22消防水排水泵：S30(1)?P30 (1)?Q30(1)?2.83kV?AI30(1)?S30(1)3U2N?2.833?0.38?4.30AP30(1)?KPe?0.5?0.04?36?0.72kWQ30(1)?P30(1)?tan??0.72?0.48?0.35kvar22公用照明： S30(1)?P30(1)?Q30(1)?0.80kV?A

I30(1)?

S30(1)3U2N?0.803?0.38?1.21A总计算负荷：P30(2)?K???P30(1)?0.9?242.43?218.09kWQ30(2)?K???Q30(1)?0.9?206.32?185.69kvar22S30((2)?P30218.092?185.692?286.44kV?A(2)?Q30(2)?

无功补偿计算如下：

（1）补偿前的变压器容量和功率因数，变压器低压侧的视在计算负荷为：

22S30((2)?P30218.092?185.692?286.44kV?A(2)?Q30(2)?根据变压器容量的选择原则，查附录表1，应选一台容量为315kV?A的变压器。

变压器低压侧的功率因数为：

cos?(2)?P30(2)S30(2)?218.09?0.76286.43（2）确定无功补偿容量 现要求变电所高压侧的功率因数不低于0.9，而在变压器低压侧进行补偿时，考虑到变压器的无功补偿损耗远大于其有功功率损耗，可按低压侧补偿后的功率因数为0.92来计算补偿容量。因此，欲将功率因数cos?(2)从0.76提高到0.92，则低压侧所需的补偿容量为：

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Qc?P30(2)(tan??tan??)?218.09?(tancos?10.76?tancos?10.92)?93.78kvar

查附录表3，选BW0.4-12-1

n?型电容器，则所需电容器个数为

QC93.78??7.8。取n?9，则实际补偿容量为Qc?12?9kvar?108kvar。 qc12（3）补偿后的变压器容量和功率因数 无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为

2?(2)?218.092?S30（185.69-108）?231.5kV?A

因此，无功补偿后变压器的容量改选为250kV?A。查附录表1知，S9—250/10型（Yyn0）电力变压器的技术数据为：?P0?0.56kW，?Pk?3.05kW，

I0%?1.2，Uk%?4。变压器负荷率为??S?30(2)/SN?231.5/250?0.926，则

变压器的功率损耗为

?PT??P0??2?Pk?0.56?0.9262?3.05kW?3.18kW250 ?Q?SN(I0%??2Uk%）?（1.2?0.9262?4）kvar?11.57kvar T100100变压器高压侧的计算负荷为：

?(1)?218.09kW?3.18kW?221.27kWP30?(1)?(185.69?108)kvar?11.57kvar?89.26kvarQ30?(1)?221.272?89.262?238.59kV?AS30

变压器高压侧的功率因数为： cos?(?1)??(1)P30?(1)S30?221.27?0.927?0.9

238.59（4）无功补偿前后变压器容量的变化

SN?S?N?315kW?A?250kW?A?65kW?A

由此可见，无功补偿后变压器容量减少了65kV?A，不仅减少了投资，而且减少了电费支出，提高了功率因数。

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4、变电所位置和形式的选择

由于大楼有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10kV公共电源电缆接入变电所，另一路引自邻近高压环网箱。

变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本大楼的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。

4.1 变电所所址选择的一般原则

选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求并经技术经济分析后确定： 1) 尽量靠近负荷中心，以使电压损失、电能损失和有色金属消耗量达到最

小；

2) 进出线方便，高压架空线进出线走廊的位置应与变电所位置同时确定； 3) 尽量靠近电源侧，特别是选择工厂总变配电所时要考虑这一点； 4) 占地面积小，位于厂区外的变电所尽量不占或少占农田； 5) 交通方便，以便于变压器等大型用电设备运输；

6) 应避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所；当无法远离时，应尽量设在污

染源的上风侧；

7) 应考虑地形和地质条件，避免设在有剧烈震动的地方或低洼积水处； 8) 不妨碍工厂的发展，考虑扩建的可能； 9) 所址的选择应方便职工的生活；

4.2 变电所的类型

1) 独立变电所 2) 附设变电所 3) 车间内变电所 4) 地下变电所

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