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第2章 负荷分析计算 2.1 负荷计算的内容和目的
在进行变电所设计时，基本的原始资料以用户提供的额定容量为设计依据。但是，能否简单地用用户提供的容量来选择导体和设备呢？显然是不能的。因为各条线路的设备并非都同时运行，再有运行的设备实际需用的负荷，也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内，时大时小地变化着。所以直接用各条线路提供的额定容量选择设备，必将导致浪费和工程投资的增加，因而，设计的第一步需要计算全所和各条线路的实际负荷。
2.2 负荷计算方法
1.需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。
2.利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数，得出计算负荷。适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。 有功总负荷：∑P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8
=550+540+550+580+500+510+550+575=4355(kW)
无功总负荷：∑Q=P1tan（arccosφ1）+P2 tan（arccosφ2）+P3 tan（arccosφ3）+P4 tan（arccosφ4）+P5 tan（arccosφ5）+P6 tan（arccosφ6）+P7 tan（arccosφ7）+P8 tan（arccosφ8）
=296.86+320.23+340.86+343.95+309.87+302.44+311.7+431.25=2
657(kVar)
有功功率计算负荷：Pca?KP??P (2.1)
=0.8×4355=3484(kW)
无功功率计算负荷：Qca?KQ??Q (2.2)
=0.8×2657=2126(kVar) 考虑线损 5%
P1?Pca(1?5%)=3658(kW)
Q1?Qca(1?5%)=2232(kVar)
KP、KQ为同时率取0.8 视在功率计算负荷：S=P12?Q1=4283（KVA）
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第3章 主变压器的选择 3.1.1 主变台数的确定
变电所中主变压器的台数为一台或两台。根据本地区的负荷情况以及重要负荷所占的比例，同时60千伏系统提供了两个电源。因此，考虑供电的可靠性和经济性选择两台为宜。这样在一台主变因故障或检修影响供电时，仍然可以由备用变压器向重要负荷提供电源，保证不间断供电，满足供电可靠性的要求。
3.1.2 主变容量的确定
ⅰ主变压器容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷选择。
ⅱ根据变电所所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器容量。并考虑变压器正常和事故时的过负荷能力。对两台变压器的变电所，每台变压器的容量按不小于负荷容量的70％来选择，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％～80％。对保证重要负荷来说是可行的。
II主变压器初步选定为SFZ9－10000/66型三相油循环风冷变压器
3.1.3 主变压器绕组的接线方式
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y和△，高、低侧绕组如何组合应根据工程确定。我国35KV以下电压，变压器绕组都采用Δ型连接，因为是作为变电所的主变压器，所以我选择了YN,d11接线。考虑到容量及负荷的重要性，选择有载调压。
3.2 主变压器容量的计算
考虑同时系数、线损及无功补偿后得：
变电所有功总负荷：∑P=3658(kW)
变电所无功总负荷：∑Q=Q1 －QC=2232－768=1464(kVar) 负荷侧容量
最大负荷容量：SMAX=（KVA）
1、单台变压器应满足全部负荷的70% 变压器负荷容量： S= SMAX×70%
=3940×70%=2758（KVA）
2、单台变压器应满足全部Ⅰ类负荷
3
P1?(Q1?QC)22?36582?(2232?768)2=3940
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根据运行条件、供电可靠性、今后发展和负荷容量的要求，选择两台SFZ9-10000/66型变压器，并列运行。
表3.1 变压器主要参数表
内容 额定容量（kVA） 参数 10000 额定电压 （kV） 高压 60±8×1.25% 低压 10.5 YN,d11 连接组标号 短路损耗（kW） 50.4 空载损耗（kW） 14.2 空载电流（%） 0.85 阻抗电压（%） 9.0 4
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第4章 无功补偿
4.1 提高功率因数的意义
(1)减小电力网中输电线路上有功功率损耗和电能损耗。 (2)使电力系统内的电气设备容量得到充分利用。
(3)功率因数低，使线路的电压损失增加，负荷端的电压下降，甚至低于允许值，严重影响异步电动机及其他用电设备正常运行。
4.2 电容器组总容量确定的要求
1.并联补偿电容器组的总容量应满足所需的无功功率补偿值，其中串联组数应根据电力网和电容器的额定电压确定；
2.串联补偿电容器组的容量应满足补偿度的要求，其中并联台数应按线路正常最大负荷电流选择。
4.3 并联电容器组的基本接线类型
并联电容器组的基本接线分为星形和三角形两种，当单台并联电容器的额定电压不能满足电网正常工作电压要求时，需由两台或多台并联电容器串接后达到电网政党工作电压的要求。为达到要求的补偿容量，又需用若干台并联才能组成并联电容器。
4.4 并联电容器组每相内部的接线方式
1.串接线方式，该接线方式的优点在于当一台故障电容器由于熔断器熔断后退出运行，对该相的容量变化和与故障电容器串整个退出运对行，对该相的容量变化和与故障电容器并联的电容器承受的工作电压影响较小，同时熔断器的选择只需考虑与单台电容器相配合，故工程中普遍采用。
2.并接线方式，该接线方式的缺点为，当一台故障电容器由于熔断器熔断退出运行后，对该相的容量变化和剩余串电容器的断口绝缘水平应等于电网的绝缘水平，致使熔断器选择不易，故工程中不采用该接线方式。
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4.5 功率因数的计算
在没有考虑低压母线（10kV）上装无功补偿装置情况下，只要满足有关的参数即可选择主变压器，但根据设计要求，变电所的平均功率因数应补偿到0.92以上，则需计算出补偿前的变电所平均功率因数，若低于0.92，则还需在低压母线上装设无功功率补偿装置，以提高变电所的平均功率因数。由于用户负荷多为感性负载，因而造成无功功率在线路上的损耗，给系统带来不利的经济损失。需要尽可能在负荷末端进行无功功率补偿，补偿装置选用电力电容器组，安装在10kV配电室内，连接在10kV母线上。
经过计算补偿前变电所的平均功率因数COSφ=0.854＜0.92 经过计算得出需补偿的无功功率为： 无功补偿计算
负荷侧功率因数
有功功率计算负荷 Pca?KP??P (4.1) =0.8×4355=3484(kW)
无功功率计算负荷 Qca?KQ??Q (4.2) =0.8×2657=2126(kVar) 考虑线损
P1?Pca(1?5
QC=768(kVar)
=3658(kW)
Q1?Qca(1?5%)=2232(kVar)
KP、KQ为同时率取0.8
视在功率计算负荷S=P1?P2=4283（KVA） 补偿前的10KV负荷侧平均功率因数 cos?1?P1P1?Q1P1P1?Q12222
＝=
356836582?22322＝0.854
取补偿后的功率因数cosφ2=0.93
需补偿的无功容量 QC= P1（tanφ1－tanφ2） (4.3) =3658（0.61－0.4）=768（Kvar）
. 选用QC＝1200 Kvar 电容器组，补偿电容器型号为TCF10.5—100—1W（Kvar），每台电容器容量为100 Kvar，每相4台，共三相。补偿后功率因数为0.93，合格。选定的电容器型号如表4.1
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