5 制材场 20 0.0.1.8 5.6 7.449.33 148 18 .1 28 60 33 综合楼 20 0.9 小计(KΣ1 1 18 25.5 27.3 476.686.9 04 1018 No.5车变 1×400 98— — — 471.3 0.0.0.=0.9) 6 5 锅炉房 12225 168.1125 428 7.4 00 75 80 75 No.2水泵房 仓库28 0.0.0.21 15.8 26.3 40.0 26.4 30.9 88.16 61.9 75 80 75 880.0.1.（1、2） .12 污水提升站 小计(KΣ65 65 17 14 0.0.0.9.1 6.8 14 17.3 8 80 75 43— — — 253.4 200.1128 491 0.6 =0.9) 0 表3.2 各车间6kV高压负荷计算表
序车间高压设设备Kd P30kW 计算负荷 Q30kvar S30kVA I30A 号 （单位） 名称 备名称 容量kW
1 铸钢车间 2 铸铁车间 电弧炉 2×1250 0.9 0.8 0.85 0.87 0.57 2250 1282.5 2589.8 532.4 479.03 3241.1 248.9 34.2 48.1 331.4 工频炉 2×300 2×250 0.9 0.48 0.85 0.52 320 153.6 425 263.5 1699.6 3 空压站 空压机 小计 3600 — — — 2995
表3.3 工厂负荷计算表
全厂设备容量kW 11154 Kd P30kW 计算负荷 Q30kvar S30kVA 4787.2 7598.83 I30A 285.3 0.35 0.79 0.78 5773.51 3.4 无功功率补偿及其计算
工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负载，还有感性的电力变压器，从而使功率因素降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因素的情况下，尚达不到规定的工厂功率因素要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。假设功率因数由cos提高到cos＇，这时在用户需要的有功功率P30不变的条件下，由公式（2.2）和公式（2.3）知无功计算功率和视在功率都有所减小。相应地负荷电流I30也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因素对供电系统大有好处。在提高功率因素的同时，
工厂总降压变电所的主变压器容量可以选的小一些，这不仅可降低变电所的初投资，而且可以减少工厂的电费开支，因此进行无功功率补偿对工厂本身也有一定经济实惠。
通过该厂的负荷计算表可知该厂的功率因素=0.79，不能达到供电部门的要求。在《供电营业规则》中规定：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因素应达到下列规定：100kVA及以上高压供电的用户功率因素为0.90以上。”并规定，凡功率因素未达到上述规定的，应增添无功补偿装置。
无功功率的人工补偿装置主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此本设计选用并联电容进行无功补偿。
由该厂的负荷计算表可知，总变压器低压侧的视在计算负荷为4942kVA，因此为进行功率补偿时，主变压器容量应选为5000kVA。此时变电所低压侧的功率因素未0.79。按规定，变电所高压侧的功率因素cos≥0.9.。考虑到变压器本身的无功功率损耗ΔQT远大于其有功功率损耗ΔPT，一般ΔQT=（4~5）ΔPT，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因素应略高于0.90，这里取cos＇=0.93。
要使低压侧功率因素由0.79提高到0.93，低压侧需装设的并联电容器容量为
QC = 4787.2×（tanarccos0.76－tanarccos0.96）kvar = 2697.6kvar 取 QC=2700kvar 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为
S30?5773.512?(4787.2?2700)2?6139.2KVAKVA.
因此主变补偿后选择容量变选择7000kVA。
变压器的功率损耗为
ΔPT ≈ 0.015= 0.015×6139.2kVA =92.1kW ΔQT ≈ 0.06=0.06×6139.2 kVA=368.4kvar
变电所高压侧的计算负荷为
= 5773.5kW +92.1kW = 5865.6kW
=（4787.2—2700）kvar + 368.4kvar =2455.6kvar
'S305865.62?2455.62?6358.9KVA (1)?=109.25A
补偿后工厂的功率因素为
''cos?'?P30(1)/S30(1)?5865.6/6358.9?0.92
这一功率因素满足供电部门规定的要求。
联电容器13台进行该工厂的无功功率补偿。 四、总降压变电所变压器台数和容量的选择
根据工厂提供的数据，本工厂负荷为二级负荷，且工厂视在计算负荷为4941.9kVA，故本工厂总降压变电所应选择两台主变压器。由于本工厂选用两台主变压器，故每台主变压器的容量SN·T不应小于总的计算负荷S30的60%~70%。但由于本工厂的负荷均为二级负荷，故该工厂的总降压变电所选用两台容量为 额定容量kVA 额定电压kV 高压 低压 5000 35， 3.38± 15 空载 6.50 短路 31.00 7 0.7 Y d11 11.15 沈变 损耗kW 阻抗电压空载电流联结总体备注 组别 质量t （%） （%）
2×2.5% 6.3 10.5 上变 福变 武变 五、 短路电流计算
5.1 短路电流计算的目的
工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。然而由于各种原因（如工作人员误操作、鸟兽跨越在裸露的相线之间）也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路（short circuit）。短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。
短路后，系统中出现的短路电流（short-circuit current）比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的电流可产生很大的点动力和很高的温度，而使线路中的原件受到损害。由于短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行和降低产品质量。继电保护装置在发现短路电流后动作，切除故障线路，可造成不同范围的停电。
由此可见，短路的危害是很大的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。 为了断则切除短路故障的开关电源、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的原件等，也必须计算短路电流。