企业10Kv配电系统设计(二)

2.1.2企业配电室负荷计算

针对该企业的用电车间的负荷分布情况，我们将每一个车间当做一个单组用电设备组，将整个企业当做多组用电设备。同时低压输电线路均在380V的线路上（已将线电压单项设备容量换算为相电压的设备容量）。在次基础上统计了其每一个车间用电设备组的运行情况，并在此时设置多组用电设备的同时系数为常数0.9。下表2-1为该轴承车间各个部门及场所分布的总额定容量、设备功率因数角余弦值和需要系数。

编号

名称

设备组额定容量/KW

设备功率因数

需要系数  

1 磨加工车间 500 0.826 0.5

2 生产部 200 0.951 0.55

3 设备部 55 0.910 0.65

4 行政部 100 0.707 0.45

5 品保部 30 0.799 0.6

6 应急照明 35 0.868 0.75

7 职工宿舍 650 0.899 0.60

8 消防用电 80 0.992 0.70

表2-1企业用电设备功率和需求系数情况

通常采用需要系数法来计算负荷的主要公式有：

， =，，  ， 

式中：—计算有功功率（kW）；—需求系数；—是用电设备组的设备容量（kW）；

—设备的实在功率； —设备负荷电流；为功率因数的余弦值；

根据公式我们得到该企业的负荷情况如表2-2

编号 名称 （kW）

（KVAR） （kW）

1 磨加工车间 154 0.68 105.09 186.44

2 生产部 203.5 0.33 66.21 213.99

3 设备部 35.75 0.46 16.30 39.29

4 行政部 45 1.00 45.01 63.65

5 品保部 78 0.75 58.70 97.62

6 应急照明 26.25 0.57 15.01 30.24

7 职工宿舍 390 0.48 189.99 433.82

8 消防用电 56 0.127 7.11 56.45

表2-2 用电计算负荷情况

我们将该企业用户用电设备组。对于该设备组的计算负荷公式有：

，，， 

式中：—n组用电设备组的总有功功率；—n组用电设备组的总无功功率；为同时系数，在此取常数0.9；为n组用电设备组的总视在功率；通过我们的最终计算可以得到该用电设备组的总有功功率=889.65kW，总无功功率=467.79kVAR，总视在功率=1005.14kW，计算电流=2645.11A。

2.1.3无功功率补偿计算

在电能输送过程中，输出的功能包括有有功功率和无功功率，有功功率直接消耗电能，并将电能转换为机械能、光能、热能等。不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，如果在电磁元件电路中有比例的安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能做功的能力，这就是无功功率补偿的原理。

现有有用功率的功率因数= =0.88；即=0.54；

现进行改进其功率因数提高到=0.95，即=0.33；

需要进行电容器功率补偿，其计算公式为：

=186.82kvar；

此时的视在功率降低为=936.47kW；

补偿后的负荷电流2464.35A；

此时选择型号为BW0.4-12-1的电容器单相户内型十二烷基苯浸渍的并联电容器，额定电压为0.4kV、容量为=12kvar；

此时需要的电容器个数大约为N==15.57.；

即每相所需要的电容器个数为n=15.37/3=5.12

我们将n取其相等或稍大的偶数因此需要6个电容器。

第四章 电气主接线设计

4.1 主接线概述

电气接线是指电气设备在电路中相互连接的先后顺序。按照电气设备的功能及电压不同，电气接线可分为一次接线而二次接线。

一次接线泛指发、输、变、配、用电电路的接线，即电气主接线。供配电的变配电所中承担受电、变压、输送和分配电能任务的电路，称为主接线。一次电路中所有的电气设备，如变压器、各种高低压开关设备、母线等称为电气一次设备。为保证一次电路正常、安全、经济运行，需要对一次设备进行控制、保护、测量、监察等电路成为二次电路。

4.1.1 主接线基本要求和分类

电气主接线是变配电所接受、汇集、分配电能的电路。它应满足电气运行的可靠性和灵活性，使用其具备操作简单、运行经济合理、便于扩建等基本条件。对于电气主接线的基本要求包括：

1.电气主接线不仅能适应各种运行方式，而且便于检修，在其中一部分电路进行检修时，应尽量保证未检修回路能够继续供电。

2.电气主接线应该保证简单清晰，布局对称合理，运行方便，使设备切换所需的操作步骤最少。

3.电气主接线在满足可靠性、灵活性、操作方便的这三个方面的基础前提下，应力求投资省、维护费用少。

单母线分为单母线不分段、单母线分段接线、单母线分段接线带旁路接线，单母线不分段接线如图4-1-1所示

图4-1-1单母线不分段连接图

该为一种最原始、最简单的接线。所有电源及出现接在同一母线上。它的每条引入线和引出线中都安装有隔离开关和断路器。优点是线路简单明显，采用设备少，操作方便。缺点是供电可靠性低，母线及母线隔离断路器等任一元件故障或检修时，都需要使整个配电装置停电。

单母线分段接线如图4-2所示，其在单母线不分段接线的基础上，将单母线用断路器一分为二，通常用隔离开关或断路器分段。母线分段后可以分段检修。当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障迅速切除，从而保证了母线段不间断供电和不致使重要用户停电。缺点是当一段母线断路器故障或检修，该母线所有回路都要停电。

图4-2单母线分段连接图

单母线分段接线带旁路母线如图4-3所示，该接线保证单母线分段在断路器检修或者调试保护装置中，不中断对用户供电，可增设旁路母线。当然这样也会增加断路器的成本。

图4-3单母线分段带旁路母线连接图

4.1.2主接线设计

通过以上分析，为了保障电能输送的稳定同时也为了节约成本，本次设计10kV高压侧采用双电源供电，单母线分段接线方式，第一电源来自220kV变电站电源专线，第二电源来自某一支路引线，2路进线6路出线。本次设计中，电梯、消防用电和应急照明为二级负荷，其余全为三级负荷。

开闭所装设有kVA变压器，由于轴承车间包含电梯，为二级负荷，设计时采用了两台变压器分别从1#进线和2#进线，单母线分段；企业 1配电室由于负荷中包含消防负荷和应急照明，为二级负荷，所以在接线时采用双路进线，分别从1进线和2进线各引一线，保障了供电要求；2导轨项目为磨加工车间用电三级负荷，采用单母线进线；3精加工配电室为数控设备车间，三级负荷，采用单母线进线的接线方式。

  4.1.3一二次电气控制原理图

1、柜内常用一次电器元件：

电流互感器CT 、电压互感器PT 、开关柜接地开关 、避雷器(阻容吸收器)、隔离开关、高压断路器、高压接触器、高压熔断器、变压器、高压带电显示器、绝缘件、主母线和分支母线高压电抗器、负荷开关

2.柜内常用的主要二次元件(又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备进行监察、控制、测量、调整和保护的低压设备):电流表、电压表、一多表、Mach表、熔断器、空气开关、转换开关、信号灯、按钮、微机综合保护装置等。