③在企业中,不宜设在容易沉积粉尘和纤维的场所。
④变配电站不应设在人员密集的地方。
⑤变配电站的选址和建筑还应考虑到灭火、防蚀、防污、防水、防雨、防 雪、防震以及防止小动物钻入的要求。
以上这些原则按目前的选址基本都能满足要求,后续在机房建设时会在火灾安全、粉尘和雨水防护方面加强要求。
变电所大致位置确定好以后就要选定具体的负荷中心进一步优化选址位置,一般负荷中心的确定有以下两种:
负荷指示图法
负荷指示图法是指用与局部负荷大小成比例的负荷圆表示的变电所供电负荷分布图。每个负荷圆面积代表该点负荷的大小,各负荷圆心位于该点负荷的重心,负荷圆半径按下式确定:
r= 𝑃30/Kπ 𝑃30—有功计算负荷 K—绘图比例
利用负荷指示图结合变电所位置选择原则及实际情况,可直观地确定负荷中心。该方法比较简单、直观但不够准确,只是通过作图的方法大致确定负荷中心。
负荷功率矩法
将各车间各负荷设为负荷𝑃1、𝑃2、𝑃3,…,𝑃𝑖,它们在任选坐标系中的坐标分别为𝑃1(𝑥1,𝑦1),𝑃2(𝑥2,𝑦2),𝑃3(𝑥3,𝑦3),…,𝑃𝑖(𝑥𝑖,𝑦𝑖),并设负荷中心为P=(x,y)则负荷中心的坐标可按下式计算:
𝑥 =(Pi 𝑥 i)/ Pi 𝑦=(Pi 𝑦 i)/ Pi
按负荷功率矩法计算负荷中心,求出的负荷中心比按负荷指示图法计算的位置更加精确,更加接近重负荷的一端,有功损耗更小。所以我们采用负荷功率负荷功率矩法求出理论负荷中心,另外综合考虑其他选址的要求和空地的区域位置并最终确认地址。
变电所经济运行位置就是使导线的有色金属消耗量最小、功率损耗最小时的变电所位置。变电所的位置应尽量靠近负荷中心这一基本原则就是为了达到这个要求而制定的。所以按照这种原则选择的地址能满足这个要求,使配电系统的成本更加优化,另外在功率损耗这一块也能做得更好。
2.变电所负荷计算和无功补偿的计算
22.1负荷情况
机械厂多数车间为三班制,最大负荷利用小时Tmax=5000h,除3#车间自动焊接
设备属二级负荷外,其它均属三级负荷。低压动力设备均为三相,额定电压为380V。电气照明设备为单相,额定电压为220V。本厂的负荷统计参见下表
统计数据。供电部门对功率因数的要求值:10kV供电时,cosφ≧0.9。
变电所位置已选定,每个车间距离变电所的距离为:
机加工车间:110m 数控车间:80m 焊接车间:100m 装配车间:90m
122.12.1.1负荷统计全厂的用电设备统计
车间 设备类别 各机械组代号 设备容量Pe/kVA 需要系数
机加工 动力 No.1 180 0.7 0.95
No.2 75 0.65 0.94
No.3 154.7 0.43 0.92
No.4 35.2 0.2 0.5
No.5 48.6 0.2 0.5
数控 动力 No.6 182 0.4 0.9
No.7 156 0.68 0.88
No.8 187 0.49 0.78
照明 No.9 12 0.36 0.88
焊接 动力 No.10 159 0.3 0.45
No.11 135 0.3 0.45
照明 No.12 8 0.36 0.88
装配 动力 No.13 180 0.3 0.5
No.14 147 0.3 0.56
照明 No.15 10 0.36 0.88
2.2变电站的负荷计算
2.2.1负荷计算
按需要系数法计算各组负荷:
有功功率 P= Kd Σpei
无功功率 Q=P*tanφ
视在功率 S=
上述三个公式中:ΣPei:每组设备容量之和,单位为kW;Kd:需要用系数;:功率因数。
总负荷的计算:
① 有功功率 Pc=K∑ pΣPc.i
② 无功功率 Qc= K∑qΣQc.i
③ 视在功率 Sc=
式中:对于干线,可取K∑ p =0.85-0.95,K∑q =0.90-0.97。对于低压母线,由用电设备计算负荷直接相加来计算时,可取K∑ p =0.8-0.9,K∑q =0.85-0.95。由干线负荷直接相加来计算时,可取K∑ p =0.9-0.95,K∑=0.93-0.97。
2.2.2无功补偿的目的和方案
由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等,都是感性负荷,使得功率因数偏低,因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9,按照实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上,因此,必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器装置。根据现场的实际情况,拟定采用低压集中补偿方式进行无功补偿。
2.2.3无功补偿的计算及设备选择
《供电营业规则》规定:容量在100kV·A及以上高压供电用户,最大负荷时的功率因数不得低于0.9,如达不到上述要求,则必须进行无功功率补偿。
一般情况下,由于机械厂里有一定数量的感应电动机、电焊机及气体放电灯等感性负荷,使得功率因数偏低,达不到上述要求,需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时,在有功功率不变的情况下,无功功率和视在功率分别减小,从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低,并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆,减少投资和节约有色金属。因此,提高功率因数对整个供电系统大有好处。
要使功率因数提高,通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量QN·C应为:
QN·C==PC(-)
按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量,当负荷减小时补偿容量也应相应减小,以免造成过补偿。因此无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器,针对预先设定的功率因数目标值,根据负荷的变化相应投切电容器组数,使瞬时功率因数满足要求。
提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。
低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装,根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后,就可根据选定的单相并联电容器容量qN·C来确定电容器组数:
n=QN.C/QN.C
在用户供电系统中,无功补偿装置位置一般有高压集中补偿、低压集中补偿、低压分散补偿三种方式。本次设计采用低压集中补偿方式,虽然补偿效果不如其他后种补偿方式,但初投资较少,便于集中运行维护,而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿,以满足企业总功率因数的要求。
PC QC SC 取自低压母线侧的计算负荷,需要将提高至0.92
cosφ=PC/SC =619.506/729.9=0.85
QN·C=PC(tanφ-tanφ1)=619.506*[tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)]=120kvar
选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器,qN·C=20kvar
n=QN.C/QN.C =120kvar/20kvar=6 取 n=6
补偿后的视在计算负荷
SC==674.19kV·A
cosφ=Pc/Sc=0.92
3.变电所变压器台数和容量的选择
33.1变压器的选择原则
电力变压器是供电系统中的关键设备,其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用,对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以,正确合理地选择变压器的类型、台数和容量,是对接下来主接线设计的一个主要前题。选择时必须遵照有关国家规范标准,因地制宜,结合实际情况,合理选择,并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品,并优先选用技术先进的产品。
3.2变压器类型的选择
电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却方式、联结组别等。
变压器按相数分,有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。
变压器按调压方式分,有无载调压和有载调压两种。10kV配电变压器一般采用无载调压方式。
变压器按绕组形式分,有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。
变压器按绝缘及冷却方式分,有油浸式、干式和充气式(SF6)等。
10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大,具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点,从而在TN及TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。
3.3变压器台数的选择
某机械厂10KV小型变电所及配电系统设计(二)由毕业论文网(www.huoyuandh.com)会员上传。