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3 全厂负荷计算
3.1 关于负荷计算 1、负荷计算的目的[6]：
负荷计算及负荷分级计算是确定供电设计,选择主变容量、电气设备、导线截面的依据。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。此阶段需要对原始资料分析。 2、主要计算公式有： 有功功率：P30 = Pe·Kd
无功功率: Q30 = P30·tgφ
视在功率: S3O = P30 / Cosφ 计算电流: I30 = S30 /3UN
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。 3.2 工厂的负荷计算[7]： 1、金工车间的总负荷计算： (1)需要系数Kd =0.25的设备
Pe1=7.2×14+13+7×3+10×4+9×2+3.2+1×2+9.2×2+14.3+13.2×2+10.2×2+15.7×2+63+39+20.1+10+85×2+7.2×3+9.3+9.8=651.7 KW 因为Cos?=0.5??tan?=1.73??
所以：P301=Kd1Pe1=0.25×651.7=162.925 KW
Q301= P301tan?=162.925×1.73=282 KVAR (2)需要系数Kd =0.15的设备 Pe2=23.2×1+29.5×2=82.2 KW
P302= Kd2Pe2=0.15×82.2=12.33 KW
Q302=P302tan?=12.33×1.73=21.331 kvar (3)金工车间照明的负荷计算： Pe3=12×60×24/1000=17.28 KW
因为Kd=1??Cos?=0.95??tan?=0.33 所以：P303=kd Pe3=1×17.28=17.28 KW
Q303=P303tan?=17.28×0.33=5.702 kvar
(4)所以金工车间的总负荷为：
P30金工= P301+ P302 +P303=162.925+12.33+17.28=192.535 KW Q30金工= Q301+ Q302+ Q303=282+21.331+5.702=309.033 kvar 2、全厂有功负荷计算：
( 条件：有功同时系数为0.95，无功同时系数为0.97 ) P30总 =Kp（P30金工+P30冷作+P30仓库+P30安装+P30户外?） =0.95×（192.535+100+80+20+20）=391.908 KW Q30总 =K q( Q30金工+Q30冷作+Q30仓库+Q30安装+Q30户外)
=0.97×（309.033+110+90+20+15）=527.712 kvar 3、补偿前工厂总容量：
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S1=P230总?Q230总=(391.908)2?(527.712)2=657.322 KVA 此时，Cos?1=P30总 /S1=391.908÷657.322=0.596 全厂补偿前与后的功率因数见表3-1：
表3-1 全厂补偿前与后的功率因素 补偿前 补偿后 CosCos?1 tan?1 ?1=0.596 Cos?2=0.9 ?tan?tan1=1.347 2=0.484 4、所以工厂需要补偿的无功容量为： △Qc补=P30总 (tan?1- tan?2)=391.908×(1.347-0.484)=338.217 kvar 补偿后工厂的总容量： S2=P230总?（Q30总?Qc)2=(391.908)2?527.712?38.217)2=435.319 KVA
此时，Cos?=P30总/S2=391.908/435.319=0.9003
功率因数为0.9003>0.9所以功率因数达到工厂所需要求。
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4 主变压器设备的选择
4.1主变压器台数的确定[8]
选择一台主变压器方式运行。这种方式，变压器的主接线及继电保护都较简单，变压器的运行经济指标较易控制，一次性投资最小，但可靠性较差，一旦变压器出现故障，就无法继续对用户供电，属于三类负荷的用户及容量较小的用户一般都采用单台变压器供电的方式（本厂供电总计算负荷不大于1250kvar的变电所，变电所另有低压联络性，或有其备用电源，而总计算负荷不大于1250KVA的含有部分一、二级负荷的变电所），符合机械厂的要求。
4.2 主变压器容量的确定[9] 1、注意事项
选择容量时应考虑环境温度对变压器容量的影响，电动机起动或其他负荷冲击条件对变压器容量选择的影响。单台容量一般不宜大于1000KVA。
2、本厂容量的确定
(1)机械厂的容量是全厂所需要变压器容量的总和。因此，机械厂容量的确定实质上就是各变压器容量的确定。变压器容量确定，不仅考虑负荷的现状和负荷的发展，而且还要考虑相当一段时间变压器运行的经济性。
(2)主变压气容量的选择应满足在运行有最大功率通过时而不过载的原则来选定,不然过大的容量不仅增加投资,而且还会加大有功和无功的损耗。
(3)主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。根据输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。
4.3主变压器型式的选择
根据表4-1选择主变压器的形式。综合考虑，选择采用油浸式变压器。
表4-1 主变压器选择 适用范围 油浸式：一般正常环境的变电所。 干式：用于防火要求较高或环境潮湿、多尘场所。 型号选择 应优先选SL7、S7、S9等系统低损变压器 SCL等系列环氧树脂浇注变压器具有较好难燃、防尘、防潮性能。 4.4联结组别选择 选用Y-Y联结组，二次绕组可引出中性线，成为三相四线制，用作配电变压器时可以兼动力和照明负载。适用于三相负荷基本平衡、供电系统中谐波干扰严重时。 4.5 变压器型号的选择[10]
综述分析和计算结果，结合《工厂供电简明设计手册》所给资料可查得如表4-2，S9系列是全国统一设计产品，其能耗和材耗比S7系列和SL7下列更低。
表4-2 S9系列性能表 型号 S9-500/10 空载电流 额定容量 高压 500KVA 空载损耗 10kv 阻抗电压 额定电压 低压 0.4kv 价格 12
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1.0% 960kW 4% 39360元 4.6 工厂变压器的选择 考虑以后的扩容与安全性能选容量为500KVA的变压器,选Y-Y联结方式,因为二次绕组要引出中性线,负载有电动机,照明,即选为S9系列。即：S9-500/10型号的变压器。
5 全厂主设备的选择
5.1 电气设备选择的一般条件：
1、按工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流。
2、按短路电流的热校验和电动机效应校验电器设备的热稳定和动稳定。 3、按装设点的三相短路容量校验开关电器的断流能力。 4、按装设地点和工作环境选择电气设备的形式。
5、工作环境设备的型号选择 如：户内户外、海拔高度、环境温度防尘、防爆等。 5.2 高压设备的选择[11]：
1、电缆的选择：
（1）选择时候的注意事项：
①根据它们使用的环境铺设方式，工作电压等选择； ②通过电缆的最大负荷电流不大于其允许载流量； ③工厂用电力电缆型号及适用范围。 （2）各种电缆的特性：
①油浸纸绝缘铝包或铝包电力电缆。它具有耐压强度高，耐热能力好，使用年限长等，不宜用在有较大高差的场所。
②塑料绝缘电力电缆，具有重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，并可敷设在有较大高差或垂直、倾斜环境中，目前生产的有：聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套的全塑电力电缆（VLV，VV型），已生产至10KV电压等级，另一种交联聚氯乙烯绝缘护套电力电缆（YJL和YJV型），已生产至35KV电压等级。
综上，选择直接埋地铺设，按允许载流量选择。 （3）电缆的选择根据：
①高压侧3-10KV在一般环境和场所，宜采用铝芯电缆；
500S②I高===28.87A；
173203U③查表电缆直埋地铺设10KV、三芯铝芯电缆环境温度30℃时（因为工厂环境温度为34.6度），49A主线芯线截面是3×16㎜2。
所以选择：型号为YJLV的电缆。
铝芯聚氯乙烯绝缘及护套铠装电力电缆允许载流量如表5-1所示：
表5-1 YJLV型号电缆性能表 型号 YJLV 主线芯数×截面mm3×150 2 10KV三芯电缆工作温度（70?C） 188 环境温度（30?C） 49 2、高压断路器、隔离开关的选择：
(1) 高压断路器的选择： ①高压少油断路器优点：
油量少，结构简单，体积小，重量轻。由于油量少，开关的结构很紧凑，不需要设置防爆小间和事故排油装置，使配电结构简单化，另外少油断路器的外壳带电，必须和
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大地绝缘，人体不能触及，燃烧和爆炸的危险少。
②所以由表5-2可知高压断路器QF选较经济的少油断路器。 (2)高压隔离开关QS的选择： ①隔离开关的选择：
隔离开关的选择，根据其额定电压和额定电流，工作环境等确定，并作短流时热稳定的校验。所以选择GN6-10T/400型号的隔离开关。
6②GN8-10T/400型号的隔离开关参数如表5-3所示：
表5-2 少油断路器性能表 型号 SN-10Ⅱ 动稳态电流（KA） 80 额定电压（KV） 10 热稳态电流（KA） 31．5（2S） 额定电流（A） 1000 固有分闸时间（S） ≤0．06 6开断电流（KA） 31．5 合闸时间（S） ≤0．7 断流容量（KVA） 500 配用操动机构型号 CT10Ⅰ、Ⅱ 表5-3 GN8-10T/400型隔离开关参数
型号 GN8-10T/200 6额定电压（KV） 10 额定电流（KA） 200 极限通过电流（KA） 峰值：40 有效值：30 5S热稳定电流（KA） 14 3、避雷器与高压熔断器的选择：
（1）避雷器：FS4-10??额定电压10KV。
（2）熔断器：根据按额定电压，发热的情况，切断能力和保护选择性四项条件选择。所以选择RN2-10型号的熔断器参数如表5-4所示。
表5-4 RN2-10型熔断器参数 型号 RN2-10 UN（KV） 10 IN（A） 0．5 三相最大断流容量（KVA） 1000 最大开断电流（KA） 50 过电压倍数 2．5 4、电流、电压互感器的选择： （1）电流互感器的选择： ①按环境及要求选择；
②额定电压不低于装设线路额定电压； ③电压互感器准确度要求并校验准确度，计量用的为0.5级以上，一般测量用为1.0-3.0级，保护用3P和5P级。
（2）所以选择LQJ-10型号的电流互感器。 （3） 电压互感器选择满足条件: ①按环境及要求选择；
②额定电压不低于装设线路额定电压； ③电压互感器准确度要求并校验准确度（计量回路的为0.5级以上，一般测量用为1.0～3.0级，保护用为3P级和5P级）。所选电压互感器性能如表5-5。
表5-5 电压互感器性能 型号 LQJ-10 变比 100/5 级别 1 额定二次负荷（1级） 0．6 (2) 电压互感器选择为JDZ-10参数如表5-6。 表5-6 JDZ-10型电压互感器参数 型号 JDZ-10 一次线圈 10000V 二次线圈 100V 级别 1 5.3 400V低压侧设备选择[12] 1、低压设备选择的原则：
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