第一章 负荷计算和无功功率补偿

第一章负荷计算和无功功率补偿负荷计算：负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种，本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：cdePKP(1.1)无功功率:tanccQP或（tantanarccos）(1.2)视在功率:cosccPS或22cccSPQ(1.3)计算电流:3ccNSIU(1.4)注:由校园生活区计算负荷直接相加来计算时，取95.0~90.0pK，97.0~93.0qK(1.5)总的有功计算负荷为：.ccipPKP(1.6)总的无功计算负荷为：.cciqQKQ(1.7)总的视在计算负荷为：22cccSPQ(1.8)总的计算电流为：3ccNSIU(1.9)所有校园生活区总的计算负荷：取0.95,0.95pqKK..220.95(380+270+100+130+10+25)869.250.95(210+120+100+98+1+20)var521.55var869.25521.551013.7111013.7111540.2230.38869.25cos0.851013.711ccipcciqccccPKPkWkWQKQkkSKVAKVAKVAIAKVPQ751.2确定补偿容量由资料可知，该学校生活区380V侧最大负荷时的功率因素只有0.8575。而现要求变电所最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。主要公式有：12.(tantan)cccQP（1.23）根据公式（1.23）计算补偿容量：12.(tantan)869.25tan(arccos0.8575)tan(arccos0.92))var869.25(0.4260.600)151.25cccQPk（（1.24）查书表A-2-2并联电容器的技术数据，选用BW0.4-14-3电容进行补偿，需要的数量为：..151.2510.8021214ccNcQnQ（1.25）实际补偿容量为：.1214168varccQk（1.26）1.3补偿后的计算负荷和功率因数补偿后的计算负荷和功率因数：11.111111869.25521.55168353.55var938.40,938.401425.7530.3830.38cos0.92cccccccccccPPkWQQQkSPQkVASIA（1.27）变压器的功率损耗为：110.01514.0760.0656.304varTcTcPSkWQSk（1.28）变压器高压侧的计算负荷为：112222'869.2514.076883.326'353.5556.304409.854var'''883.326409.864973.78'973.78'56.22310310'883.326cos'0.907'973.78ccTccTcccccccPPPkWQQQkSPQkVASIAPS（1.29）表格1无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷'cP/kW'cQ/kvar'cS/kVA'cI/A380V侧补偿前负荷0.8575869.25521.551013.7111540.22380V侧无功补偿容量151.25380V侧补偿后负荷0.92869.25353.55938.401425.75主变压器功率损耗14.07656.30410KV侧负荷总计0.907883,326409.854973.7856.22第二章主变压器台数、容量和类型的选择2.1变电所的容量因变电所中有二级负荷，所以变电所中选用2台变压器，选择明备用接线方式，一台变压器为主变压器，另一台为备用变压器，每台变压器单独运行，其额定容量NS满足全部用电设备计算负荷cS，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：NS≥(1.15～1.4)cS(2.1)cS=(1.15～1.4)NS=(1.15～1.4)×973.78kVA=1119.847～1363.292kVA(2.2)因此选用容量为1600kVA的三相油浸式自冷变压器，具体型号S9-1600/10。第三章变电所主接线方案的设计图1变电所主接线第四章短路计算4.1绘制计算电路架空线路图2供电系统图1/0.22/3.123/3.75图3短路计算等效电路图4.2确定基准值设Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则kVMVAUIdd5.510.5kV31003S1d1(4.1)kAkVMVAUSIddd1444.03100322(4.2)4.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1)电力系统电抗标么值：因断路器得断流容量ocS＝500MVA，故11000.2500docSMVAXSMVA(4.3)架空线路电抗的标幺值：查书表A-15-1得：0X＝0.344/Km221000.344/103.12(10.5)MVAXkmkmkV＝(4.4)电力变压器1T的电抗标要幺值，查的KU%=63%6100*3.751001001.6dKNSUXS(4.5)(2)1K点三相短路的短路电流和容量的计算①计算短路电路总电抗标幺值：1120.23.123.32kXXX(4.6)②计算1K点所在电压级的基准电流：kVMVAUIdd5.510.5kV31003S1d1(4.7)③计算1K点短路电流各量：*11110.303.32KkIX(4.8)*1115.50.301.65KdKIIIkA(4.9).12.551.654.21shKikAkA(4.10).11.511.652.49shkIkAkA(4.11)1*11000.30030.0dKKSSMVAMVAX(4.12)(3)2K点三相短路的短路电流和容量的计算①计算短路电路总电抗标幺值：21230.23.123.757.07kXXXX(4.13)②计算2K点所在电压级的基准电流：kAkVMVAUSIddd1444.03100322(4.14)③计算2K点短路电流各量：*22110.1417.07KkIX(4.15)*2221440.14120.304KdKIIIkA(4.16).11.8420.30437.36shKikAkA(4.17).21.0920.30422.13shKIAkA(4.18)2*21000.14114.1dKKSSMVAMVAX(4.19)表格2短路计算表短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA3kI3shi3shI3kS1K1.654.212.4930.02K20.30437.3622.1314.1第五章变电所一次设备的选择与校验5.1高压断路器的选择选择独立变电所，根据变压器一次侧额定电流来选择断路器的个顶电流，1160087.983310.5NNNSIAU(5.1)故选择户内少油断路器查表A-4选择SN10-10Ⅱ/1000，表格3高压断路器选择校验表序号SN10-10Ⅱ/1000选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1NU10kV.WNU10kV合格2NI1000AcI87.98A合格3ocI31.5kA(3)kI1.65kA合格4maxi80kA(3)shi4.21kA合格52tIt2imaIt221.65(1.30.1)3.81kAs合格5.2高压隔离开关的选择高压隔离开关主要用于电器隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，因此只需选择额定电压和额定电流，校验动稳定和热稳定。表格4高压隔离开关选择校验表序号68GN-10/200选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1NU10kV.WNU10kV合格2NI200AcI87.98A合格3maxi25.5kA(3)shi4.21kA合格42tIt22105500kAs2imaIt221.65(1.30.1)3.81kAs合格5.3高压熔断器的选择断路器没有触头，而且分断短路电流后熔体熔断，故不必校验动稳定和热稳定，仅需校验断流能力。序号RN1-10选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1NU10kV.WNU10kV合格2.NFUI100AcI87.98A合格3.NFEI40A.NFUI合格4ocI12kA(3)shi4.21kA合格52tIt22105500kAs2imaIt221.65(1.30.1)3.81kAs合格5.4互感器的选择（1）电流互感器的选择已知电流互感器采用两项式接线，如下图所示，其中0.5级二次绕组用于测量，接有三相有功电度表和三相无功电度表各一只，每一电流线圈消耗功率0.5VA，电流表一只，消耗功率3VA。电流互感器二次回路采用BV—500—1×2.5mm的铜芯塑料线，互感器距仪表的单相长度为2m.变压器二次侧额定电压10KV，额定电流87.98A，查表A-7，选变比为100/5A的LQJ—10型电流互感器，225esK，90tK，t=1s，0.5级二次绕组的20.4nZ。图5-1电流互感器和测量仪器的接线图①准确度校验2222250.410NNNSIZVA(5.2)2222()5.6510iNWLXCNSSIRRVASVA(5.3)满足准确度要求。②动稳定校验122251.4140.131.82esNKIkA(5.4)满足动稳定性要求。③热稳定校验222(3)2221()(900.1)1811.65(1.70.1)4.90tNimaKIkAsItkAs(5.5)满足热稳定性要求。所以选择LQJ-10100/5A型电流互感器满足要求。(2)电压互感器的选择电压互感器的一次侧和二次侧均有熔断器保护，素以不需要动态稳定和热稳定。电压互感器的选择如下：（1）按安装地点环境及工作要求选择电压互感器型号；（2）电压花干起的额定电压应不低于装设点线路额定电压；（3）按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。故选用JDZJ-10型电压互感器，额定电压/31031.0/31.0kV。5.5380V侧一次设备的选择校验380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数NUCI)3(kI)3(shitI2)3(数据380V1425.75A20.304kA37.36kA23.81kAs一次设备型号规格额定参数NUNIOCImaxitIt2低压断路器DW15-1500/3电动380V1500A40kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A-电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-5.6高低压母线的选择查表得到，10kV母线选LMY(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY（12010）+806，即相母线尺寸为120mm10mm，而中性线母线尺寸为80mm6mm。第六章继电保护选择、整定计算6.1变电所继电保护装置1.主变压器的继电保护装置a）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。b）装设反时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。2.保护动作电流整定maxLirewrelopIKKKKI(6.1)其中AAKVKVAIITNL1157.572)103/(1000221max，可靠系数1.3relK=，接线系数1wK=，继电器返回系数0.8reK=，电流互感器的电流比iK=100/