似如千厥歌6.25 KW （3-9）
=?=?t a n 302302P Q 6.25?0.5=3.125 Kvar （3-10）
KW
P
7212570107.359.3164524206.07.1741.459133475.1103283210345726101=+++++?+++++?++?+++
?+++?++?++++++?=ξ
10 机械加工车间总负荷计算：
KW P P P 5.18625.625.180
30230130=+=+= （3-11） var 9575.314125.38325.31130230130K Q Q Q =+=+= （3-12）
全厂负荷计算
全厂动力（除机械加工车间外）30P =d K P ?ξ=2070?0.25=517.5 KW （3-13）
=?=?tan 3030P Q 517.5?0.75=388.125 Kvar （3-14） 全厂照明（除机械加工车间外）=?=d K P P ξ30298?0.8=238.4 KW （3-15） =?+?=213030tan tan ??ZM P P Q 600?0.8?0.75=360Kvar （3-16） ( 条件：有功同时系数为0.95，无功同时系数为0.97 )
全厂有功功率=（机械加工车间有功负荷+全厂动力有功负荷+全厂照明有功负荷）?0.95=（186.5+517.5+238.4）?0.95=942.4 ?0.95=895.28KW （3-17） 全厂无功功率=（机械加工无功负荷+全厂动力无功负荷+全厂照明无功负荷）?0.97=（314.9575+388.125+360）?0.97=1031.2 Kvar （3-18） =?Cos 895.28/1365.6=0.66
目前工厂中大多数负载都是感性负载，如异步电动机、变压器等，使功率因素偏低。若功率因素打不到0.85，就需要工人补偿。提高功率因素的方法可采用同步补偿机或装设补偿电容器。由于本设计中要求功率因数大于等于0.9，而由于上面计算功率因数小于0.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑采用并联电容进行高压集中补偿。
表3-1 全厂负荷计算 名称
无功功率(Kvar) 有功功率(KW) 机械加工车间 动力设备
311.83 180.25 照明设备
3.13 6.25 全厂(除机械加工车间外)
动力设备
388.13 517.5 照明设备 360 238.4
第二节 无功补偿
使用电容的注意事项：电容器的阻抗是和频率成反比。随着频率的增高，损耗也增大。对于电路中的谐波和涌流要采取措施加以限制。电容器总是要产生热量的，要特别注意通风冷却。无功补偿装置安装后，运行过程中，要对系统进行检测，发现过电压、过电流、震荡、谐波等要及时采取措施，这对于电容器的
11 uF n C C 95954518001===正常运行是非常重要的。
电容器的补偿方式和连接方式：①单独就地补偿方式;②分散补偿方式;③集中补偿方式（这个适合于10KV 大中型煤矿的主要补偿方式）.
综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。电容的连接方式有两种：三角形接法和星形接法。
（由于公司要求，对于无功补偿方面设计的固定值0.91，故下面的计算就按照0.91计算）
表3-2 功率补偿数据
Cos ?1 tan ?1 补偿前
Cos ?1=0.66 tan ?1=1.14 补偿后 Cos ?2=0.914 tan ?2=0.43 补偿的△Q c 补=P 总30 (tan ?1- tan ?2)=895.28?0.71=635.6 kvar
因为电容个数是3的倍数，所以本设计选54个，每个容量：
每个电容容量为959uF 。
补偿后工厂的总容量：
S 2=230302)c Q （Q P -+总总=..............=978.8KVA
=2?Cos 895.28/978.8=0.914>0.9，因此满足本设计的要求。
电容柜里面的电容器本身就已经连接好了，三角形连接。
uF fU Q c 518002205014.326.635222=???==π
第四章主接线的选择
4.1 接线方案的选择
对于电源总进线为10KV及以上的大中型工厂，通常是经工厂总降压变电所降为车间所需要的电压。
总降压变电所注解线图表示工厂接受和分配电能的路径，有各电力设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单母线表示。
主接线对变电所设备的选择和布置，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。
1、一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。
2、一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式接线使用的场合有所不同。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、使用经济运行需经常切换的总压降变电所。当一次电源电网采用环形接线时，也宜于采用这种接线。
3、一、二次侧均采用单母线分段的总压降变电所，这种主接线方式兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所有高压开关设备较多，可供于一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。
4、一、二次侧均采用双母线的总降压变电所，采用双母线线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用于电力系统的枢纽变电所。
本次设计的工厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较长，主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段接线。
4.2 主接线的选择及确定
1、35KV侧：
（1）单母线带旁路接线：
12
优点：可靠性极高，故障率低的变压器的出口不装断路器，投资较省，整个线路具有相当高的灵活性，当双母线的两组母线同时工作时，通过母联断路器并联运动，电源与负荷平均分配在两组母线上，当母线断路器断开后，变电所负荷可全部接在母线或副母线上。
缺点：当母线故障或检修时，将隔离开关运行倒闸操作，容易发生误操作。（2）单母线分段带旁路母线：
优点：供电可靠性高，运行灵活，但是主要用于出现回路数不多。但负荷较重要的中小型变电所。
两组接线方案相比较：单母线接线方式更加适用于本厂。
2、10KV侧：
（1）单母线分段带旁路母线：
优点：供电可靠性高，运行灵活，但是主要用于出线回路数不多。但负荷较重要的中小型变电所。
缺点：在母线和母线隔离开关检修或故障时,各支路都必须停止工作;引出线的断路器检修时,该支路要停止供电.
（2）单母线带旁路母线：
优点：供电可靠性高，断路器故障检修时，可不停负荷进行检修，供电可靠运行灵活，适用于重要用户供电，出现回路数较多的变电所。
两组接线方案相比较：单母线分段接线方式更加适用与本厂。
图4-1 单母线带旁路图4-2 单母线分段
图4-3 单母线带旁路图4-4 单母线分段
13
14 东盛化工机械厂的实际的情况，该工厂为二级负荷供电。容量是1400KVA 少于1250KVA 对电能的要求还是蛮高的。
所以经上述条件综述，该厂应该选用单母线分段接线。
4.3 供电系统接线图
工厂电源进线电压为35KV,先经过工厂总降压变电所降压为10KV 的高压配电电压,然后经过车间变电所,降为一般电压用电设备所需要的电压220/380V 。由于电源进线线路较长因而发生故障和停电事故有点多,并且变压器不需要经常切换。所以,总降压变电所一次侧采用内桥式接线,二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图。如果某线路电源例如WL1线路停电检修或有故障的时候,则断开QF11,投入QF10(两侧的QS101和QS102先闭合),即可由WL2回复对变压器T1的宫殿。这种主接线的灵活性比较好,供电可靠性也高。
图4-5
全厂系统主接线图
15 第五章 短路电流计算
5.1 短路电流计算
短路电流计算的目的是：正确的选择电气设备及导体，使之在短路故障发生时不致损坏；正确选择过电流保护装置，使其在短路故障时可能可靠切除故障。选择限制电流的电器。如限流电抗器。
在电力系统中，短路电流计算的结果具体应用于如下：
1、选择变配电所中断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、成套设备、避雷器等设备以及软导线、硬导体。
2、为选择的电气设备和载流导体进行热稳定性和动稳定性的校验。
3、选择和整定继电保护装置。
4、合理的确定主接线方案。
5、最小运行方式下：
图5-1 最小运行方式下的短路图
（1）确定基准值：取A MA S d ?=100,KV U c 601=，KV U c 5.102= 而KA U S I c d d 96.0)603/(1003/11=?==
KA U S I c d d 505)5.103/(1003/22=?==
（2）计算短路电流中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（A MV S oc ?=310）
Ω==32.0310/100*1X
2）架空线路（Km X /4.00Ω=）
Ω=??=52.15.10/10044.0*2X
3）电力变压器（5.7%=K U )
62.0)1250100/(1031005.7100/%*3=???==N d K S S U X
（3）求K-1点的短路电路总电抗标幺值及三项短路电流和短路容量。
1）总电抗标幺值
Ω=+=+=∑
-84.152.132.0*2*1*
)1(X X X K
16 2）三相短路电流周期分量有效值
Ω==∑
=--52.084.1/96.0/*
)1(1)3(2K d k X I I 3）其他三相短路电流
KA I I I K 52.0)3(1)3()3(===''-∞
KA i sh 33.152.055.2)3(=?=
KA I sh 79.052.051.1)3(=?=
4）三相短路容量
3.548
4.1/100/)
1(*
)3(1==∑=--K d K X S S （4）求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值
15.22/62.052.132.0//*4*3*2*1*
)2(=++=++=∑
-X X X X X k 2）三相短路电流周期分量有效值
KA X I I K d K 9.23415.2/505/*
)2(2)3(2==∑
=-- 3）其他三相短路电流
KA I I I k 9.234
)3(2)3()3(===''-∞ KA i sh 2.4329.23484.1)3(=?=
KA I sh 1.2569.23409.1)3(=?=
4）三相短路总容量
A MV X S S K d K ?==∑
=--5.4615.2/100/*
1)3(2 6、最大运行方式下：
图5-2 最大运行方式下的短路图
（1）确定基准值
取A MV S d ?=100，KV U C 601=,KV U C 5.02= 而KA U S I C d d 6.9)603/(1000)3/(11=?==
KA U S I C d d 55)5.103/(10003/22=?==
（2）计算短路电流中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（A MV S C ?=13380）
17 Ω==75.01338/1000*1X
2）架空线路（KM X O /4.0Ω=)
Ω=??=45.0602/100044.0*2X
3）电力变压器
Ω=???===71.3)1250100/(10310005.4100/%*4*3N d K S S U X X
（3）求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值
2.145.075.0*2*1*
)1(=+=+=∑
-X X X K 2）三相短路电流周期分量有效值
KA X I I K d K 82.1/6.9/*
)1(1)3(1==∑
=-- 3）其它三相短路电流
KA I I I K 8)3(1)3()3(===''-∞
KA i sh 4.20855.2)3(=?=
KA I sh 1.12851.1)3(=?=
4）三相短路容量
A MV X S S K d K ?==∑
=--8332.1/1000/*
)1()3(1 （4）求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值
Ω=++=++=∑
-1.32/71.345.075.0//*4*3*2*1*
)2(X X X X X K 2）三相短路电流周期分量有效值
KA X I I K d K 7.171.3/55/*
)2(2)3(2==∑
=-- 3）其他三相短路电流
KA I I I K 7.17)3(2)3()3(===''-∞
KA i sh 1.457.1755.2)3(=?=
KA I sh 7.267.1751.1)3(=?=
4)三相短路各电流计算结果
短路电流计算结果如下表5-1,5-2所示：
表5-1最大运行方式 三相短路电流/KA ∞ 三相短路
容量/MV A
)
3(K I )3(I ∞)3(I )3(ish )3(Ish )3(SK
18
K-1点 8 8 8 20.4 12.1 833 K-2点
17.7
17.7
17.7
45.1
26.7
322.6
表5-2最小运行方式
三相短路电流/KA ∞
三相短路容量/MV A
)3(K I )
3(I
∞
)3(I )
3(ish )3(ish )
3(S K K-1点 0.52 0.52 0.52 1.33 0.8 54.3 K-2点
234.9
234.9
234.9
432.2
