中南大学工厂供电课程设计报告11 - 图文(3)

小型冶金实验工厂工厂供电系统设计

总的计算电流为

I30?S30/3UN （2-9）

2.2.2 负荷计算的步骤

(1) 分别计算各用电设备的负荷。

(2) 计算车间变压器低压侧的负荷：低压各用电设备组的计算负荷总和乘以同时系数（K?p，K?q）即为该车间变压器低压侧的计算负荷。

(3) 计算车间变压器高压侧的负荷：计算车间变压器的功率损耗，变压器低压侧的计算负荷加该变压器有功、无功损耗即得变压器高压侧的计算负荷，该值可用于选择车间变电所高压侧进线导线侧面。

(4) 配电所进线的计算负荷。 (5) 总降压变电所低压侧的计算负荷。 (6) 主变压器的功率损耗，计算?PT，?QT。 (7) 全厂计算负荷。

根据用户的供配电系统图，采用逐级计算的方法，从用电设备开始，朝电流方向逐级进行计算。其示意图如下：

图2.1 供电系统中各部分的计算负荷和功率损耗

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上图中，用户的计算负荷P30.1应该是高压配电所母线上所有高压配电线计算负荷之和，而再乘上一个同时系数。而高压配电线的计算负荷P30.2，应该是该线路所供用户变电所低压侧的计算负荷P30.3，加上变压器的功率损耗?PT和高压配电线的功率损耗?PWL1。依此类推。 2.2.3 具体的负荷计算

(1)机修车间的负荷计算

由于各个设备的计算公式均可由公式（2-1）至公式（2-5）计算而得，故在此不一一例举，仅取出中间两类设备进行计算，具体如下：

1车床（C620）： ○

有功计算负荷：P30?KdPe=0.8*2*10kW=16kW

无功计算负荷：Q30?P30tan? =16*0.882kvar=14.11kvar 视在计算负荷：S30?P30/cos?=16/0.75kVA=21.33kVA 计 算 电 流：I30?S30/3UNA=32.41A

?N?2PN?N，若取②吊车（计算时需注意换算的设备容量应为Pe?PN?25?N=25%，则计算不变）：

有功计算负荷：P30?KdPe=10 kW 无功计算负荷：Q30?P30tan?=7.5 kvar 视在计算负荷：S30?P30/cos?=12.5 kVA 计 算 电 流：I30?S30/3UNA=19A

将数据代入，均可计算出其他各个设备的数据，可将数据由下表列出：

表2-1 机修车间车间用电设备计算负荷

用电设备名称 设备容量（KW） 需要系数功率因数tan? UN (KV) 计算负荷 Kd cos? P30 （kW） Q30 S30 I30 (A) 32.41 15.41 5.7 10.64 8.46 9.53 (kvar) （kVA） 14.11 6.82 2.88 5.59 4.52 4.66 21.33 10.14 3.75 7 5.57 6.27 *车床（C620） *车床（C616） *铣床 *刨床 *刨床 *钻床 10*2 5*2 4 6 5 3*2 0.8 0.75 0.6 0.7 0.65 0.7 0.75 0.74 0.64 0.6 0.584 0.67 0.882 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 16 7.5 2.4 4.2 3.25 4.2 0.909 1.20 1.33 1.39 1.11 12

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*砂轮机 吊车（5吨） 电焊机 电阻炉 办公室，化验室及车间照明 3*2 20 4 20 24 0.7 0.5 0.8 0.7 0.9 0.71 0.8 0.5 1 1 0.99 0.75 1.732 0 0 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 4.2 10 3.2 14 21.6 4.16 7.5 5.54 0 0 5.92 12.5 6.4 14 21.6 9 19 9.72 21.27 32.82 由上表2-1的数据可计算出机修车间的总的计算负荷： 可取K?p=0.90，K?q=0.95，

=0.9*90.55=81.5 kW；

那么可得P30?K?p?P30(i) Q30?K?q?Q30(i)=0.95*114.48=108.8 kvar

22S30?P30?Q30?81.52?108.82?136KVA

I30?S30/3UN=136/(1.732*0.38)=206.6A

(2)车间干线的负荷计算

以下就以车间I、Ⅱ及全厂照明为例进行过程计算，其余的可类推。 ①车间I的计算如下：

中频感应电炉低压电气设备：Kd=0.75，Pe?=220kW，η=0.91，cos? =0.88，Kq=6.5，Pemax=125kW：

有功计算负荷： P30?KdPe=0.75*220kW=165kW 无功计算负荷： Q30?P30tan?=165*0.54kW=89.1kvar 视在计算负荷： S30?P30/cos?=187.5kVA 计 算 电 流： I30?S30/3UNA=313A 容量最大一台的额定电流为：

IN(1)?P30(1)/?3UN??=125/(1.732*0.38*0.91)=190A

?该设备对应的启动电流为：Ist1?KqIN(1) =190*6.5A=1235A 故该车间的尖峰电流为：Ipk?0.9*（313-190）+1235=1345.7A 中频感应发电机组：

有功计算负荷： P30?KdPe=390kW

无功计算负荷： Q30?P30tan?=390*0.54kW=210.6kvar 视在计算负荷： S30?P30/cos?=443.2kVA 计 算 电 流： I30?S30/3UN=42.656A

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尖 峰 电 流： Ipk?27+（27*2-27）A=54A ②车间Ⅱ：

有功计算负荷： P30?KdPe=170*0.75Kw=127.5kW 无功计算负荷： Q30?P30tan?=127.5*0.75Kw=95.63kvar 视在计算负荷： S30?P30/cos?=159.4 KVA

计 算 电 流： I30?S30/3UN=159.4/（1.732*0.38）A=242.2A ③全场照明：

有功计算负荷： P30?KdPe =50*0.75Kw=37.5Kw 无功计算负荷： Q30?P30tan?=0 视在计算负荷： S30?P30/cos?=37.5 KVA

计 算 电 流： I30?S30/3UN=37.5/（1.732*0.38）=57A

逐个进行计算后，可将总的计算结果统计于表2-2中，总的计算结果如表2-2所示。

表2-2 某小型冶金实验工厂用电设备计算负荷

计算负荷 序用电设备号 名称 设备容量（KW） 需要系数功率因数tan? UN (KV) P30 Q30 S30 I30 (A) 313 Kd 0.75 cos? 0.88 （kW） (kvar) （kVA） 165 89.1 187.5 车间I 中频感应一 电炉 中频感应发电机 二 车间II 220 0.54 0.38 260*2 0.75 0.88 0.54 6 390 210.6 443.2 42.65 170 0.75 0.8 0.75 0.38 127.5 95.63 159.4 242.2 三 车间III 四 五 六 车间IV 车间V 车间VI 100 220 110 20 50 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.65 0.85 0.8 0.65 1 1.17 0.38 0.62 0.38 0.75 0.38 1.17 0.38 0 0.38 75 165 82.5 15 37.5 87.75 136.4 61.88 17.55 0 115.4 194.1 103.1 23.08 37.5 175.3 294.9 156.6 35.1 57 14

七 全场照明

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由表2-2可计算出10kV/380V低压侧的计算负荷，可取K则有

?p=0.95，K?q=0.97；

有功功率：P30?K?p?P30(i)

=0.95*（165+390+127.5+75+165+82.5+15+37.5）

=0.95*1057.5=1004.625kW

无功功率：Q30?K?q?Q30(i)

=0.97*（89.1+210.6+95.63+87.75+136.4+61.88+17.55+0）

=0.97*698.91=678kvar

22?Q30 视在功率：S30?P30

22 =(1004.625)?678

=1212 Kva

计算电流：I30?S30/3UN =1212/(1.732*0.38)

=1841.4A

2.3 无功功率补偿方案设计

工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性变压器，从而使得功率因数减低。此时，为了提高功率因数，应采取一定的措施进行补偿。 2.3.1 无功补偿的作用

进行无功补偿可以实现以下的功能：

1. 提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率; 2. 减少电力网络的有功损耗；

3. 合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；

4. 在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；