工业与民用配电设计手册

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第一章负荷计算用无功功率补偿

第一节概述 (1)

⒉负荷计算的方法

第二节设备功率的确定 (1)

(2)

⒉用电设备组的设备功率

⒊变电所或建筑物的总设备功率

⒋柴油发电机的负荷统计

第三节需要系数法确定计算负荷 (3)

⑵配电干线或车间变电所的计算负荷

⑶配电所或总降压变电所的计算负荷 (7)

⑷对于台数较少的用电设备(4台及以下)的计算负荷用系数

⑸自备柴油发电机组的计算负荷

第四节利用系数法确定计算负荷 (7)

⑵平均利用系数 (8)

⑶用电设备的有效台数 (8)

⑷计算负荷 (9)

⑸例1-1

第五节单位面积功率法与单位指标法确定计算负荷 (11)

⒈单位面积功率(或负荷密度)法

⒉单位指标法

⒊单位产品耗电法

第六节单相负荷计算 (12)

⒉单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法

⒊单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法 (13)

⒋例1-2

第七节电弧炉负荷计算 (14)

第八节尖峰电流的确定 (15) 电弧炉或电焊变压器的支线尖峰电流公式

⑵接有多台电动机的配电线路,只考虑一台电动机起动时的尖峰电流公式

⑶对于自起动的一组电动机

⑷供电给起重机的线路

第九节企业年电能消耗量计算 (15)

⑴用年平均负荷来确定(公式)

⑵单位产品耗电量法

第十节电网损耗计算 (16)

⑴三相线路中有功及无功功率损耗(公式)

⑵电力变压器的有功及无功功率损耗(公式)

⑶变压器空载无功损耗公式 (19)

⑷变压器满载无功损耗公式

⑸变压器负荷率不大于85%时,功率损耗公式

⒉电网中电能损耗 (20)

⑴供电线路年有功电能损耗公式

⑵变压器年有功电能损耗

第十一节无功功率补偿 (20)

二、采用并联电力电容器补偿 (21)

⒈功率因数计算

⑴补偿前平均功率因数公式

⑵已经投入使用的用户,其平均功率因数

⒉补偿容量的计算

⑴补偿容量的计算方法

⑵补偿计算负荷下的功率因数

三、利用同步电动机补偿 (22)

⒈同步电动机输出无功功率公式一

⒉同步电动机输出无功功率公式二

四、电力电容器补偿、控制及安装方式的选择 (23)

五、全厂负荷计算及无功功率补偿计算实例 (23) 第二章供配电系统

第一节负荷分级及供电要求 (25)

(25)

㈠一级负荷及一级负荷中特别重要的负荷(4条)

㈡二级负荷(2条)

㈢三级负荷

二、部分行业的负荷分级

⒈机械工厂的负荷分级表 (26)

⒉民用建筑负荷分级 (27)

三、一级负荷对供电电源的要求(2条)

⒈应由两个电源供电,一个电源故障时,另一个不应

同时损坏

⒉特别重要的负荷,还必须增设应急电源

四、二级负荷对供电电源的要求 (27)

⒈应由两个电源供电,即两回线路供电,供电变压器

亦应有两台

⒉负荷较小地区可由一回6kV及以上专用架空线供

电;采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的电缆段供电,每根应能承受100%的二级负荷

第二节供配电系统设计要则 (29)

(4条)

⒊应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行

的措施(保证专用性、防止反送电)

⒋除特别重要的负荷外,不应考虑电源检修时,另一个

又发生故障

⒌需要两回电源线路的用电单位,宜采用同级电压

⒍有一级负荷的用电单位,难从地区电力网取得两个

电源时,宜从临近单位取得第二电源

⒎同时供电的两回及以上供配电线路中,一回中断

时,其余能满足全部一级、二级负荷的用电需要同一电压供配电系统的变配电级数不宜多于两级

⒏变电所、配电所宜靠近负荷中心,可将35kV直降至220／380V配电电压

⒐单位内部邻近的变电所之间宜设置低压联络线

⒑小负荷的一般用电单位宜纳入地区低压电网

⒒冲击性负荷引起的电网电压波动与电压闪变(不含电动机起动),宜采取下列措施(4条)

⒓非线性用电设备的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率,应采取的措施(4条) (30)

第三节高压配电系统 (30)

一、电压选择

⒈3kV及以上交流三相系统的标称电压及电气设备

的最高电压值(表) (31)

⒉各级电压线路的送电能力(表) (31)

⒊决定配电电压高低的因素

⒋供电电压为35kV及以上的单位,配电电压宜采用35kV

二、接地方式 (31)

㈠接地种类

⒈中性点直接接地(大接地电流系统、有效接地)

⑴零序电抗与正序电抗的比值X0／X1≤3,零序

电阻与正序电抗的比值R0／X1≤1

⑵过电压水平、设备绝缘水平低,动态电压升高

不超过系统额定电压的80%

⑶单相接地电流大。供电连续性差

⑷要保证任何故障,不应使系统解列为不接地

⑸变压器中性点接地点的数量要求

①零序电抗与正序电抗的比值X0／X1≤3,零

序电阻与正序电抗的比值R0／X1≤1,以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器灭弧电压

②X0／X1还应大于1～1、5,使单相接地短路 电流不超过三相短路电流

⑹普通变压器中性点应经隔离开关接地、应在中性点装设避雷器保护

⑺终端变电所的变压器中性点一般不接地

⒉中性点不接地 (32)

⑴单相接地故障电流小,供电可靠性高

⑵要求系统绝缘水平较高

⑶线路很长时,接地电容电流大

⒊中性点经消弧线圈接地 (32)

⑴3～63kV电网当单相接地电流超过规定值时,可采用消弧线圈补偿电流

⑵消弧线圈接地方式,正常情况下,中性点的长时间电压位移不应超过电网标称相电压的15%,故障点的残余电流不宜超过10A,必要时电网分区。采用过补偿方式

⑶消弧线圈装设地点,不宜多台安装在一处;断开一、二回线路时,大部分不致失去补偿

⑷消弧线圈的连接

①直接接于YN,d或YN,yn,d接线的变压器中性点上,也可接在ZN,yn接线变压器的中性点上,容量不超过三相总容量的50%,并不得大于任一相容量

②接于YN,yn接线的变压器中性点上,容量不超过三相总容量的20%

③不应接在零序磁通经铁心闭路的YN,yn接线的变压器

③无中性点或中性点未引出时,应装设专用变压器

⑸两台变压器合用一台消弧线圈时,应分别经隔离开关与变压器中性点相连。运行时只合其中一组隔离开关,避免虚幻接地现象

⒋中性点经电阻接地 (33)

⑴中性点经高电阻接地

①限制单相接地故障电流,阻值数百-数千

②可消除大部分谐振过电压,限制单相间歇弧光接地过电压

③单相接地故障电流小于10A,不中断供电 ④系统绝缘水平较高

⑤主要用于发电机回路

⑵中性点经低电阻接地

①用于6～35kV由电缆构成的送、配电网络

②阻值一般在10～20Ω

③单相接地故障电流为100～1000A

④用于以电缆为主,不容易发生瞬时性单相接地故障且系统电容电流比较大的配电系统

⒌电网中性点各种接地方式的比较(表)

㈡中性点接地方式的选择 (34)

⒈选择中性点接地方式时应考虑的因素(5条)

⒉系统接地要求(3条)

⑴3～10kV不直接连接发电机的系统与35k系统,根据单相接地故障电容电流的大小,采用不接地或消弧线圈接地方式(2条)

⑵6～35kV主要由电缆构成的送、配电网络,单相接地故障电容电流较大时,可采用低、中电阻接地

⑶6kV与10kV配电系统以及发电厂厂用电系统,单相接地故障电容电流较小时,可采用高电阻接地

三、配电方式 (35)

⒈高压配电系统宜采用放射式、也可采用树干式、环式及其组合式(各种特点)

⒉10(6)kV配电系统接线方式及特点(表)

第四节变压器选择与变配电所主接线 (37)

(37)

㈠变压器类型的选择 (37)

⒈各类变压器性能比较(表)

⒉按环境条件选择变压器

各类变压器的适用范围与参考型号(表) (38)

⒊变压器绕组连接组别的选择 (38)

三相变压器常用连接组与适用范围(表) ⒋变压器调压方式的选择 (39)

⑴一般应采用无载手动调压变压器

⑵变压比与电压分接头的选择见第六章

⑶35kV降压变电所的主变压器应采用有载调压变压器,10(6)kV不宜采用

⒌按并列运行条件选择变压器

变电所变压器并列运行的条件(表)

⒍变压器阻抗电压(u k%)的选择 (40)

⑴满足系统电压偏差与电压波动要求(第六章)

⑵满足限制低压系统短路电流的要求(4、11章) ㈡35kV主变压器台数与容量的选择 (40)

⒈采用三相变压器,容量按5-10年预期选择,至少留有15%-25%的裕量

⒉有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器

⒊装有两台及以上主变压器的变电所中,断开一台时,其余能保证全部一、二级负荷,且不小于60%全部负荷

⒋具有三种电压的变电所中,各侧绕组的功率均达到该变压器的15%以上时,宜采用三绕组变压器

⒌过载能力满足运行要求

⒍变电所两台或多台主变压器经济运行的条件(表)

㈢10(6)kV配电变压器台数与容量的选择 (41)

⒈宜装设两台及以上变压器的条件(3条)

⒉装有两台及以上变压器的变电所中,断开一台时,其余能保证全部一、二级负荷的用电

⒊昼夜或季节性波动较大的负荷,可采用容量不一致的变压器

⒋一般情况下,动力与照明宜共用变压器。可设专用变压器的条件(6条)

㈣配电变压器能效及技术经济评价 (41)

⒈配电变压器能效评价方法及基本计算公式

⑴配电变压器的综合能效费用计算公式