年雷暴日数为22天。本厂地区平均海拔100m，全厂地形平坦，地质以砂质粘土为主，地下水位2m，最大冻土层厚度为0.6m，地震级烈度<7度。
5. 依据电力法，实行高供高计供电，要求cos?>0.85(10kV)
1.5 参考资料
《供备电技术》（第2版）唐志平主编 《工厂供电》刘介才编
《供电技术》第4版 余健明 同向前 苏文成 编 《工厂供电设计指导》第2版 刘介才编 电力工程设计手册（一次部分） 供配电设计手册
第二章 负荷计算和无功补偿
2.1 负荷计算目的和意义及计算方法
电力负荷是工厂供电设计中非常重要的一环，它是今后合理选择导线、电缆截面和电器设备型号规格的理论依据。
负荷计算有多种计算方法，本次设计采用系数法进行负荷计算。
2.2 单组用电设备计算负荷的计算公式
1.有功计算负荷（单位为KW） P30=KdPe ， Kd为系数 2.无功计算负荷（单位为kvar） 3.视在计算负荷（单位为kvA）
Q30= P30tan? P30 cos?S30=
3.计算电流（单位为A） I30=
S303UN
, UN为用电设备的额定电压（单位为KV）
2.3 多组用电设备计算负荷的计算公式
1.有功计算负荷（单位为KW）
P30=K??p?P30?i
式中?P30?i是所有设备组有功计算负荷P30之和，K??p是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95
2.无功计算负荷（单位为kvar） Q30=K??q?Q30?i
?Q30?i是所有设备无功Q30之和；K??q是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97
3.视在计算负荷（单位为kvA）
22 S30=P30 ?Q30 6
4.计算电流（单位为A）
I30=
S303UN
经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）
表2.1 编号 设备容量名称 类别 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 照明 小计 动力 10 仓库 照明 小计 11 生活区 照明 动力 总计 照明 各厂房和生活区的负荷计算表 cos? 0.70 1.0 0.65 1．0 1．0 0.65 1．0 0.75 1．0 0.75 1．0 0．7 1．0 1．0 0.75 1．0 0.85 1．0 0.9 0.77 计算负荷 tan? 1.02 0 1.17 0 0 1.17 0 0.88 0 0.88 0 1.02 0 0 0.88 0 0.62 0 0.48 需要系数 Pe/kW 420 9 419 400 9 409 350 9 359 350 9 359 250 9 259 200 9 209 200 9 209 200 4 204 90 2 92 25 2 27 400 2575 471 Kd 0.3 0.7 —— 0.2 0.7 —— 0.2 0.7 —— 0.25 0.7 —— 0.4 0.7 —— 0.4 0.7 —— 0.3 0.7 —— 0．2 0.7 —— 0.6 0.7 —— 0.3 0.7 —— 0.7 P30/kW 126 6.3 129.3 80 6.3 86.3 70 6.3 76.3 87.5 6.3 93.8 100 6.3 106.3 80 6.3 86.3 60 6.3 66.3 40 2.8 42.8 54 1.4 55.4 7.5 1.4 8.9 280 1034.7 931.23 Q30/kvar 128.52 0 125.46 93.6 0 93.6 81.9 0 81.9 102.38 0 102.38 88 0 88 70.4 0 70.4 61.2 0 61.2 46.8 0 46.8 47.52 0 47.52 4.65 0 4.65 134.4 859.37 773.43 S30/kVA 179.98 6.3 182 123.12 6.3 129.42 107.74 6.3 114.04 134.67 6.3 140.97 133.21 6.3 139.51 106.57 6.3 112.87 85.71 6.3 92.01 61.56 2.8 64.36 71.93 1.4 73.33 8.8 1.4 10.2 310.6 —— 1210.5 I30/A 273.45 9.58 276.58 187.28 9.58 196.86 163.89 9.58 173.47 204.85 9.58 214.43 202.63 9.58 212.21 162.11 9.58 171.69 130.38 9.58 139.96 93.64 4.3 97.94 109.42 2.13 115.55 13.39 2.13 15.52 471.55 —— 1839.2 1 铸造 车间 锻压 车间 金工 车间 工具 车间 电镀 车间 热处理车间 装配 车间 机修 车间 锅炉 车间 2 0．65 1.17 3 4 5 6 7 0．65 1.17 8 9 计入K??p=0.9, K??q=0.9 7
2.4 无功功率补偿
无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.77。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
QC=P30(tan?1 - tan?2)=931.23[tan(arccos0.77) - tan(arccos0.92) ] = 374.91 kvar
参照图2，选PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar?5=420kvar。
'补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷Q30=
'2'2?P30?Q30（773.43-420）kvar=353.43 kvar，视在功率S30=996.04 kVA，计算电
流I'30P30=1513.3 A,功率因数提高为cos?='=0.935。 ?S303UN''S30在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。
主屏辅屏C1#方案6支路2#方案8支路C3#方案6支路4#方案8支路C项目
图2.1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案
表2.2 无功补偿后工厂的计算负荷 cos? 计算负荷 8
P30/KW 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 380V侧补偿后负荷 主变压器功率损耗 10KV侧负荷计算 0.77 0.935 0.935 931.2 931.2 0.015S30=14.9 946.1 Q30/kvar 773.4 -420 353.4 0.06S30=59.8 413.2 S30/kVA 1210.5 996.04 1032.4 I30/A 1839.2 1513.3 59.6 第三章 变电所位置与型式的选择
3.1 变电所位置选择的原则
1、应尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；
2、进出线方便，考虑电源的进线方向，偏向电源侧； 3、不应妨碍企业的发展，要考虑扩建的可能性； 4、设备运输方便；
5、变电所屋外配电装置与其他建筑物、构筑物之间的防火间距符合规定； 6、变电所建筑物、变电器及屋外配电装置应与附近的冷却塔或喷水池之间的距离符合规定。
3.2 负荷中心确定
在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，P1、P2、P3?P10分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定P1（2.2，5.4）、P2（2.2，3.8）、P3（2.2，2.3）、P4（4.4，6.6）、P5（4.4，5.3）、P6（4.4，3.8）、P7（4.4，2.3）、P8（8，5.3）、P9（10.2，7.4）、P10（7.2，2.5），并设P11（1.2，1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(x,y),其中P=P1+P2+P3?+P11=?Pi。因此仿照《力学》中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：
x?P1x1?P2x2?P3x3??P11x11?P1?P2?P3??P11?(Px) （3-1） ?PiiiiiPy?P2y2?P3y3??P11y11y?11?P1?P2?P3??P11?(Py) ?Pi
（3-2）
把各车间的坐标代入（1-1）、（2-2），得到x=5.76，y=5.06 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房（工具车间）的东北角。考虑到周围环境及进出线方
9
便，决定在6号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。
第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择
4.1 变压器台数和容量的确定
4.11 变压器台数的确定原则：
1、应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器以保证供电；
2、对季节负荷或昼夜负荷波动较大而宜采用经济运行方式的变电所，也可采用两台变压器;
3、一般车间变电所宜采用一台变压器。集中负荷较大的，即使是三级负荷，亦可采用两台变压器；
4、在确定变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。 4.12 变压器容量的确定原则
1、只有一台变压器的变电所主变压器的容量应满足全部用电设备的计算负荷的需要；
2、装有两台变压器的变电所每台变压器的容量应同时满足以下两个条件： （1）任意一台变压器单独运行时，宜满足全部计算负荷的70％的需要; （2）任意一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的的需要。 变压器台数和容量的最后确定，应结合变电所主接线方式作出技术经济比较，择优而定。
根据工厂的负荷性质和电源情况，变压器容量按补偿后低压侧总容量来确定。
4.13 变压器台数和容量的确定
工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：
1、装设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式SN?T?S30，SN?T为主变压
器容量，S30为总的计算负荷。选SN?T=1250 KVA>S30=1032.4 KVA，即选一台S9-1250/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。 2、 装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据式（4-1）（4-2）、选择，
装有两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量应满足：
SN?T?(0.6~0.7)?1032.4 KVA=（619.44~722.68）KVA SN?T?S30(?)=(182+139.51+73.33) KVA=394.84 KVA
（4-1） （4-2）
因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0 。
4.2 主接线方案的技术经济比较
表4-1 主接线方案的技术经济比较
比较项目 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 10