下载文档原格式
供电工程复习题—翁双安第一章1.P1 电力系统的构成包含：发电、输电、变电、配电和用电。
2.P4 电力系统运行的特点：（1）电力系统发电与用电之间的动态平衡（2）电力系统的暂态过程十分迅速 (3）电力系统的地区性特色明显(4）电力系统的影响重要3、P4 简答:对电力系统运行的要求（1）安全在电能的生产、输送、分配和使用中,应确保不发生人身和设备事故(2）可靠在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足用户对供电可靠性的要求(3)优质就是要满足用户对电压和频率等质量的要求(4）经济降低电力系统的投资和运行费用，尽可能节约有色金属的消耗量,通过合理规划和调度，减少电能损耗,实现电力系统的经济运行。
4、P7 电力系统中性点的接地方式：电源中性点不接地，电源中性点经消弧线圈接地，电源中性点经小电阻接地和中性点直接接地.P9 电源中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压电压升至电源相电压的√3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的√3,而故障相的对地电容电流升至正常工作时的3倍.·中性点不接地发生单相短路时，短路电流小;·源中性点直接接地发生单相短路时，短路电流很大。
对于3-10kV电力系统中单相接地电流大于30A,20kV及以上电网中单相接地电流大于10A时，电源中性点必须采用经消弧线圈的接地方式.5、P14 三相低压配电系统分类N、TT和IT系统。
6、P18 各级电力负荷对供电电源的要求：一级负荷:由两个独立电源供电二级负荷:采用两台变压器和两回路供电三级负荷：对供电方式无特殊要求（一个回路）7、额定电压的计算：P6用电设备的额定电压=所连电网的额的电压UN发电机的额定电压UN。
G =1.05UN(UN同级电网额定电压）电力变压器的额定电压:一次绕组：与发电机或同级电网的额定电压相同,U1N.T =UN.G或U1N。
T=UN1;二次绕组：线路长：U2N.T =1.1UN.G；线路短： U2N.T=1.05UN28、输电电压等级:220/380v，380/660v,1kv，3kv，6kv，10kv，20kv，35kv,66kv，110kv，220kv，330kv，500kv，750kv. 我国最高电压等级为750kv。
一期项目地块施工用电负荷估算(一)工程概况：一期项目地块，共有7层的多层18栋，3层的别墅53栋，1栋2层会所,建筑总面积73109.7mm2(二)设备容量数量估算（三）负荷估算负荷计算：干线同期系数KX=O.95有功功率Pjz=K x(Pjzl+Pjz2+ .................... ÷Pjzn)=0.95X610二579无功功率Qjz=Kχ(Qjzl+Qjz2+.................. +Qjzn)=0.95x657=624视在功率：Sjz=(Pjz2+Qjz2),z2=(5792+6242)1/2=896KVA(四)照明用电负荷计算查表KX=O.8照明用电量可依据电气设备的视在负荷的10%进行估算Pjz=K x XSjz=0.8X896X10%=72KVA依据电力公司供应的合同规定，每个变压器低压侧都装有无功补偿装置，其中补偿的容量为变压器容量的20%视在功率：Sjz=Sjzl+Sjz2=(896+72)KVA=968KVA则Q c=968X20%=193KvarSjZ=(PjZ2+(QjZ-QC)2)∣z2=[5792+(624-l93)2]1/2=721KVA(五)总负荷计算现场总负荷Sjz=Sjzl+Sjz2=721+72=793KVA依据估算结果须要安装的变压器容量为793KVA(六)变压器容量选择：依据计算结果选择1台800KVA的变压器(七)(八)负荷估算负荷计算：干线同期系数KX=O.95有功功率Pjz=Kχ(Pjzl+Pjz2+ ..................+Pjzn)=775无功功率Qjz=Kχ(Qjzl+Qjz2+..................... +Qjzn)=0.95x878=834视在功率：Sjz=(Pjz2+Qjz2),z2=(7752+8342)1/2=1138KVA(九)照明用电负荷计算查表KX=O.8照明用电量可依据电气设备的视在负荷的10%进行估算Pjz=K x XSjz=0.8X1138X10%=9IKVA依据电力公司供应的合同规定，每个变压器低压侧都装有无功补偿装置，其中补偿的容量为变压器容量的20%视在功率：Sjz=Sjzl+Sjz2=(1138+91)KVA=1229KVA则Q c=1229X20%=245KvarSjz=(Pjz2+(Qjz-Q c)2),z2=[8l52+(878-245)2]1/2=1001KVA(十)总负荷计算现场总负荷Sjz=Sjzl+Sjz2=1001+91=1092KVA依据估算结果须要安装的变压器容量为1092KVA(十一)变压器容量选择：依据计算结果选择2台630KVA的变压器，容量合计为1260KVA。
《供配电负荷计算及⽆功补偿》试题与答案《负荷计算及⽆功补偿》课后习题⼀、单选题1. 车间某三相配电系统中，每相均接⼊⼀盏交流 220V 2kW碘钨灯，同时在A相和B相间接⼊⼀个交流380V 、2kW的全阻性负载，清计算等效三相负荷，下列哪-项数值是正确的?(A) 5kW (B) 6kW (C) 9kW (D) 10kW答案: 【 C 】解答过程:依据《⼯业与民⽤供配电设计⼿册)) (第四版) P20 ，P21 。
⾸先将相间负荷转为相负荷。
由题中全阻性负载可知功率因数为1，查表1.6-1，则: Pu = Puv . p(UV)U+ Pwu . p(WU)U = 2×0.5 = lkWPv = Puv . p(UV)U + Pvw . p(VW)V= 2×0.5 = lkWPw = Pvw . p(VW)W + Pwu . p(WU)W= 0kW其次将各相负荷分别相加，取最⼤相负荷的 3倍作为等效三相负荷。
则: (2 +1)×3 = 9kW2. 假设某车间变电所设置⼀台10/0.4kV、630kV A变压器。
其空载有功损耗1.5kW、满载有功损耗6.8kW。
0.4kV侧计算视在功率为520kV A ，功率因数为0.95，问变电所10kV侧计算⽆功功率为那项?(A) 183k var(B) 185.6k var(C) 198k var(D) 188.24k var答案:【D 】解答过程:依据《⼯业与民⽤供配电设计⼿册》(第四版) P30 式(1.10-6) 。
0.4kV 侧计算⽆功功率: Q0.4 = Sc× sinψ= 520×0.312= 162.24kvar变压器⽆功功率损耗: △Q T=0.05Sc=0.05×520=26kvar10kV 侧计算有功功率:Q10 = Q0.4 +△Q T = 162.24 + 26= 188.24kvar解析：本题给出的空载有功损耗1.5kW、满载有功损耗6.8kW是⼲扰项，题中未给出空载⽆功损耗、满载⽆功损耗，则可⽤概略计算公式计算。
第三章 负荷计算及无功补偿广东省唯美建筑陶瓷有限公司 刘建川3．1 负荷曲线与计算负荷负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。
在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位） 日负荷曲线年负荷曲线年每日最大负荷曲线年最大负荷和年最大负荷利用小时数3．1．2 计算负荷计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。
通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。
3．2 用电设备额定容量的确定3．2．1 用电设备的一作方式（1）连续工作方式在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。
（2）短时运行工作制（3）断续工作制用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。
取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即暂载率亦称为负荷持续率或接电率。
根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。
吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。
3．2．2 用电设备额定容量的计算（1）长期工作和短时工作制的设备容量等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。
（2）重复短时工作制的设备容量○1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量εN 为铭牌暂载率Pn 为换算前的电动机铭牌额定功率注意：电葫芦、起重机、行车等都可以用电动机考虑○2电焊机及电焊装置的设备容量统一换算到ε=100%时的额定功率。
《工厂供电》教学大纲与课程标准永城职业学院机电工程系2012年9月1日《工厂供电》课程教学大纲课程编号：060024适应专业：机电一体化、供用电技术等专业学时数：64（讲课：44，实验：20）执笔者：王宝成编写日期：2011年11月一、课程性质与任务《工厂供电》是机电一体化、供用电专业的一门专业限修课，也是一门综合性较强的工程技术类课程。
学生在学习供电系统设计和运行管理知识的同时，也对电力工程领域的知识有所了解。
本课程的主要任务是：掌握工业与民用电力用户供电系统的基本原理、工程设计方法和运行管理基本知识，同时，了解电力工程领域的基本知识。
二、课程教学基本内容第一单元绪论（6学时）建立电力系统的基本概念；掌握电力系统的额定电压；学会分析电力系统的中性点接地方式。
第二单元负荷计算与无功功率补偿（10学时）建立电力负荷和负荷曲线的有关概念；掌握需要系数法、二项式系数法确定计算负荷的方法；了解单相用电设备组计算负荷的确定；熟悉尖峰电流的概念、计算方法；掌握变配电所无功功率补偿计算；掌握计算负荷概念、计算负荷的确定方法及无功功率补偿、供电系统的总计算负荷的计算。
第三单元短路电流计算（2学时）了解短路原因、类型及其后果；了解无限大容量电力系统供电时短路过程的简单分析及有关短路的物理量；了解欧姆法计算三相短路电流；掌握短路电流的效应与设备短路稳定度校验。
第四单元电器、导线电缆及其选择（12学时）了解电器的分类，供电系统对电器的要求，电器选择的一般条件；了解电弧的产生与熄灭机理，交流电弧的特性与熄灭，现代开关电器中的灭弧方法。
熟悉高压电器和低压电器的功能、结构原理与技术参数、选择与校验。
掌握导线与电缆截面的选择与校验。
掌握变电所电力变压器台数和容量的选择。
第五单元供电系统的一次接线和二次接线（8学时）掌握电气主线路的基本形式，学会分析和阅读一次接线，了解变配电所的布置和对供电系统的方案进行比较的方法。
掌握二次接线图的阅读和接线。
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ～0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3～4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1～1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5～2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
3章例题讲解【案例一7】某车间有下列用电负荷：1) 机床：80kW2 台；60kW4 台；30kW15 台。
2) 通风机：80kW4台，其中备用1台；60kW4台，其中备用1台；30kW 12台，其中备用2台。
3) 电焊机：三相380V, 75kW 4 台，50kW 4 台30kW 10 台，负载持续率100%。
4) 起重机：160kW 2台，100kW 2台，80 kW 1台，其负载持续率25%。
5) 照明：采用高压钠灯，功率~220V, 400W数量90个，镇流器的功率消耗为灯管功率的8%负荷计算系数表上述负荷中通风机为二类级负荷，其余为三类级负荷。
请回答下列问题：1. 采用需要系数法确定本车间的照明计算负荷，并确定把照明负荷功率因数提高到0.9,计算需要无功功率的补偿容量是多少？(A) 58.16kvar ( B)52.35 kvar(C) 48.47 kvar ( D) 16.94 kvar答案【B J解答过程：依据《配电手册》P2、P3、P21。
气体放电灯的设备功率应计入镇流器损耗，即P e = 0.4 X90X 1.08 =38.88 kW;照明负荷计算功率P c = KxR 二0.9 X 38.88 = 34.99 kW。
功率因数提高到0.9所需的补偿容量Q C = P c (tg © 1- tg © 2)=34.99 (1.98-0.484 ) = 52.35 kvar 。
2. 采用二项式法计算本车间通风机组的视在功率应为( )。
(A) 697.5 kVA (B) 716.2 kVA(C) 720 kVA (D) 853.6 kVA答案【A J解答过程：依据《钢铁手册》。
通风机设备功率不应包括备用设备，即P e = 80 X 3 + 60 X 3 + 30 X10 = 720 kW;最大5 台设备功率之和P5 = 80 X 3 + 60 X 2 = 360 kW。
1 简介1.1 设计任务及要求要求变电站的位置和类型应根据供电情况和工厂用电负荷的实际情况确定，并适当考虑工厂生产的发展。
变电站主变台数、容量及型号，选择变电站主接线方案、高低压设备及进出线，确定二次回路方案，选择和设置继电保护装置，确定防雷接地装置，最后按要求进行。
编写设计规范并绘制设计图纸。
1.2 实用价值和意义在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究和日常生活对电能的供应提出了更高的要求。
因此，保证良好的供电质量非常重要。
这本设计书侧重于理论与实践的融合。
理论知识力求全面、通俗易懂，实践技能注重实用性、可操作性和针对性。
同时，重点引进和体现现代供配电技术新技术。
这本设计书讨论了供配电系统的整体功能和相关技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成部分。
系统的设计和计算相关系统的运行管理根据工厂的实际供电和用电负荷，适当考虑工厂的发展，并符合安全要求，可靠性、先进技术和经济合理性。
讨论了变电站的位置和形式，变电站到变电站的数量和容量，变电站主布线方案的类型和选择，高低设备，进出线。
本设计包括：负荷计算与无功补偿、变电站选址及形式选择、短路电流计算、变电站电气主接线图等。
1.3 工厂电源设计的基本内容厂区供电设计主要包括厂区变压器设计、配电站设计、厂区高压配电电路设计、车间低压配电电路设计、电气设备的设计。
光。
其基本内容如下：(1)负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算是在车间负荷计算的基础上进行的。
考虑车间变电站变压器的功率损耗，得到全厂总降压变电站高压侧的计算负荷和总功率因数。
列出负荷计算表并表达计算结果。
（2）厂区总降压变电站的选址和主变台数、容量的选择应参考进线电源方向，综合考虑设置总变的相关因素。
降压变电站，并结合全厂计算负荷，满足扩容和后备需求。
.如有必要，确定变压器的数量和容量。
(3)厂区通用降压变电所主接线设计根据变电站内配电回路的数量、负荷要求的可靠性等级和计算负荷的数量，结合主变的数量确定变电站的高低接线方式。
红光机械厂降压变电所的电气设计摘要本设计根据红星机械厂所取得的电源与本厂用电负荷的实际情况，适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求。
通过负荷计算，短路计算，校验等等，来确定变电所型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案与高低压设备和进出线，确定二次回路方案，确定变电所防雷接地装置，绘制变电所系统图，功率因数需要补偿到0.9。
关键词: 负荷计算变压器继电保护二次回路目录摘要I第1章负荷计算和无功功率补偿11.1 负荷计算和无功功率计算11.2 无功功率补偿5第2章变电所主变压器和主接线方案的选择62.1 变电所形式和位置的选择62.2 变电所主变压器的选择62.2.1 只装一台主变压器72.2.2 装设两台主变压器72.2.3 两种方案的技术经济比较72.3 变电所主接线方案的选择7第3章变电所短路电流的计算93.1 确定基准值103.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值103.3 k-1点的短路电路总电抗标么值与三相短路电流和短路容量103.4 k-2点短路电路总电抗标么值与三相短路电流和短路容量11 第4章变电所一次设备的选择和校验114.1 变电所高压一次设备的选择114.2 变电所高压一次设备的校验124.3 变电所低压母线的选择和校验13第5章变电所高、低压配电线路的选择145.1 高、低压线路导线的选择14第6章变电所二次回路方案选择与继电保护的整定156.1 二次回路方案选择156.1.1 二次回路电源选择156.1.2 高压断路器的控制和信号回路156.1.3 电测量仪表与绝缘监视装置166.1.4 电力系统中的自动重合闸装置166.2 继电保护的整定16第7章防雷装置的确定177.1 防雷装置确定177.2 雷电侵入波保护17总结18参考文献19附录20第1章 负荷计算和无功功率补偿1.1 负荷计算和无功功率计算表1-1 工厂负荷统计资料由表1-1中的工厂负荷统计资料分别计算出各自的计算负荷和工厂总的计算负荷：（1）铸造车间 动力部分：kw kv p 903.0300)2(30=⨯=var 8.9102.190)2(30k kw q =⨯=A kv s .55.1288.919022)2(30=+=A kvAkv I 77.19738.0732.1.55.128)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 8.48.06)2(30=⨯=var 0)2(30k q =工厂编号厂房名称 负荷类别 设备容量/kw需要系数 功率因数 1 铸造车间 动力 300 0.3 0.7 照明 6 0.8 1 2 锻压车间 动力 350 0.3 0.65 照明 8 0.7 1 7 金工车间 动力 400 0.2 0.65 照明 10 0.8 1 6 工具车间 动力 360 0.3 0.6 照明 7 0.9 1 4 电镀车间 动力 250 0.5 0.8 照明 5 0.8 1 3 热处理车间 动力 150 0.6 0.8 照明 5 0.8 1 9 装配车间 动力 180 0.3 0.7 照明 6 0.8 1 10 机修车间 动力 160 0.2 0.65 照明 4 0.8 1 8 锅炉房 动力 50 0.7 0.8 照明 1 0.8 1 5仓库动力 20 0.4 0.8 照明 1 0.8 1 11 生活区照明3500.70.9A kv s .8.4)2(30=A kvAkv I 60.1222.0732.1.8.4)2(30=⨯=（2）锻压车间 动力部分：kw kv p 1053.0350)2(30=⨯=var 85.12217.1105)2(30k kw q =⨯=A kv s .61.16185.12210522)2(30=+=A kvAkv I 55.24538.0732.1.61.161)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 6.57.08)2(30=⨯=var 0)2(30k q = A kv s .6.5)2(30=A kvAkv I 70.1422.0732.1.6.5)2(30=⨯=（3）金工车间 动力部分：kw kv p 802.0400)2(30=⨯=var60.9317.180)2(30k kw q =⨯=A kv s .13.12360.938022)2(30=+=Akv Akv I 08.18738.0732.1.13.123)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 88.010)2(30=⨯=var 0)2(30k q =Akv s .8)2(30=Akv Akv I 9.2122.0732.1.8)2(30=⨯=（4）工具车间 动力部分：kw kv p 1083.0360)2(30=⨯=var64.14333.1108)2(30k kw q =⨯=A kv s .71.17964.14310822)2(30=+=Akv Akv I 86.19238.0732.1.71.179)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 48.05)2(30=⨯=var 0)2(30k q = Akv s .4)2(30=A kvAkv I 50.1022.0732.1.4)2(30=⨯=（5）电镀车间 动力部分：kw kv p 1255.0250)2(30=⨯=var 75.9375.0125)2(30k kw q =⨯=A kv s .25.15675.9312522)2(30=+=A kvAkv I 40.23738.0732.1.25.156)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 48.05)2(30=⨯=var 0)2(30k q = Akv s .4)2(30=A kvAkv I 50.1022.0732.1.4)2(30=⨯=（6）热处理车间 动力部分：kw kv p 906.0150)2(30=⨯=var 5.6775.090)2(30k kw q =⨯=A kv s .5.1125.679022)2(30=+=A kvAkv I 93.17038.0732.1.5.112)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 48.05)2(30=⨯=var 0)2(30k q = Akv s .4)2(30=A kvAkv I 50.1022.0732.1.4)2(30=⨯=（7）装配车间 动力部分：kw kv p 483.0180)2(30=⨯=var 96.4802.148)2(30k kw q =⨯=A kv s .56.6896.484822)2(30=+=A kvAkv I 48.10538.0732.1.56.68)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 8.48.06)2(30=⨯=var 0)2(30k q = A kv s .8.4)2(30=A kvAkv I 60.1222.0732.1.8.4)2(30=⨯=（8）机修车间 动力部分：kw kv p 322.0160)2(30=⨯=var 44.3717.132)2(30k kw q =⨯=A kv s .25.4944.373222)2(30=+=A kvAkv I 83.7438.0732.1.25.49)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 2.38.04)2(30=⨯=var 0)2(30k q =A kv s ..2.3)2(30=A kvAkv I 40.822.0732.1.2.3)2(30=⨯=（9）锅炉房 动力部分：kw kv p 357.050)2(30=⨯=var 25.2675.035)2(30k kw q =⨯=A kv s .75.4325.263522)2(30=+=A kvAkv I 47.6638.0732.1.75.43)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 8.08.01)2(30=⨯=var 0)2(30k q =A kv s .8.0)2(30=A kvAkv I 10.222.0732.1.8.0)2(30=⨯=（10）仓库 动力部分：kw kv p 84.020)2(30=⨯=var 84.348.08)2(30k kw q =⨯=A kv s .884.3822)2(30=+=A kvAkv I 31.1238.0732.1.8)2(30=⨯=照明部分：kw kw p 8.08.01)2(30=⨯=var 0)2(30k q = A kv s .8.4)2(30=A kvAkv I 10.222.0732.1.8.0)2(30=⨯=（11）生活区 照明部分：kw kw p 2457.0350)2(30=⨯=var 6.11748.0245)2(30k q =⨯= A kv s .76.271)2(30=A kvAkv I 19.71322.0732.1.245)2(30=⨯=取全厂的同时系数为：80.0=∑p k 85.0=∑q k ，则全厂的计算负荷为：kw p p i i 2.812)(80.0111)(30)2(30==∑=var 6.727)(85.0111)(30)2(30k q q i i ==∑=A kv q p s ⋅=+=1090)2(30)2(3030A kvAkv I 165638.0732.1.1090)2(30=⨯=工厂总的计算负荷表见附录表A 。
