河北工程大学科信学院毕业设计说明书
2.1.4总计算负荷的确定
取K?p?0.95 K?q?0.97 ⑴总的有功计算负荷为
P30?K?p?P30.i?6068.94kW ⑵总的无功计算负荷为
Q30?K?q?Q30.i?4880.88kvar
⑶总的视在计算负荷为
S30?22P30?Q30?(6068.94kW)2?(4880.88kvar)2?7788.11kVA
⑷总的计算电流为
I30?S303UN?7788.11kVA?749.41A
3?6kV2.2无功补偿计算 2.2.1 功率因数补偿
电网中功率因数的高低是关系到降低电能损耗，提高供电质量，以及运行经济效益的重要问题。用户在当地供电局规定的用电高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：
⑴高压供电的工业用户和高压侧装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数应达到0.90以上；
⑵其它100kW及以上的电力用户和大，中型电力排灌站，应保证功率因数不低于0.85；
⑶趸售和农业用电，功率因数应达到0.80。
在负载有功功率不变的情况下，当功率因数降低后，则发电机和变压器的工作电流增大，使其能够输出的有功功率下降（P?S?cos?），使设备容量不能充分利用。电流增大，使电能损耗和导线截面增加（当U不变，cos??，则I?，P?I2R?），电网的初期投资和运行费用也相应提高；电流的增大，还造成发电机、变压器和网络中的电压损失增大，电动机的端电压下降，从而减小了感应电动机的起动转矩和过负荷能力，因此要提高功率因数。
提高功率因数的关键，在于如何减少电力系统中各个部分所需要的无功功率，特别是减少负载从电网中取用的无功功率，使电网在传送一定的有功功率时，尽量少输送或不输送无功功率。
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2.2.2提高功率因数的方法主要有：
⑴ 提高用电设备本身的功率因数。
在生产中，尽量采用鼠笼式异步发电机，避免电动机与变压器的转载运行；对不需调速的大型设备，尽量采用同步机，采用高压电动机等。
⑵人工补偿法。
企业为了使功率因数达到规定值以上，一般都用并联电容器的方法进行人工补偿。 并联电容器补偿法有投资少，有功功率损耗小，运行维修方便，故障范围小、无震动与噪声、安装地点灵活等优点。其缺点是只能有级调节，而不能随负荷无功功率需要的变化进行自动平滑的调节。
本设计就选择并联电力电容器作为无功补偿装置。
2.2.3并联电容器选择的主要要求
⑴并联电容器的补偿容量，应按负荷或主变压器需补偿的满足功率因数要求的最大容性无功功率或满足某点符合电压变化范围要求的容量，容量宜分别为主变压器容量的
30%以下。
⑵电容器组的分组容量应满足以下要求：
①分组装置在不同组合方式中投切时，不会引起高次谐波谐振和有危害的谐波放大。
②投切一组补偿设备所引起的变压器中压侧的线电压变化值不超过额定电压的
2.5%。
③与断路器投切电容器的能力相适应。
④不超过单台电容器的爆破容量和熔断器的耐爆容量。
2.2.4补偿容量的计算
电力用户的无功负荷进行补偿时，用户变电所所需要装设的电容器组总容量，可由用户最大负荷月的平均有功功率PP，补偿前的最大负荷月的平均功率因数cos?1，以及补偿后欲达到的平均功率因数cos?2来确定。计算公式如下：
Q?PP(tan?1?tan?2) 式中，Q—需要装设的电容器组总容量；
PP—最大负荷月的平均有功功率；
tan?1—补偿前月平均功率因数角?1的正切值； tan?2—补偿后月平均功率因数角?2的正切值；
其中PP，tan?1可由最大负荷月的有功和无功用电量求出，PP一般等于P30。
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PP?月无功电度月有功电度 tan?1?
16小时/日?30月有功电度补偿前的最大负荷月的平均功率因数：
cos?1?
1 ?Q301?()?P30补偿后欲达到的平均功率因数：
cos?2?1
?Q30?Q1?()?P30式中，?,? —有功及无功的月平均负荷系数；?=0.7，?=0.77
在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qc来确定电容器的个数，即
N=Qc/qc
由上式计算所得的电容器个数N，对单相电容器来说，应取三的倍数，以便三相均衡分配。
建筑装设了无功补偿装置以后，则在确定补偿地点以前的总计算负荷时，应扣除无功补偿容量，及总的无功计算负荷
Q30’= Q30- Qc
补偿后总的视在计算负荷
S30=sqar[P30+(Q30-QC)]
补偿前的功率因数cos?1?P30/S30=0.779 即为最大负荷时功率因数。根据规定：100KVA及以上高压供电的用户功率因数为0.90以上，则需要添加无功补偿装置进行补偿。
2.3 无功补偿装置的选择 2.3.1补偿容量的确定
取补偿后的cos?2?0.92 则低压侧需要装设的并联电容器容量为
QC=P30*（tan?1-tan?2）=6068.94*0.379=2299.59KVar 则取QC=2300KVar，因此，无功补偿容量定为2300kvar。
2.3.2电容器数和型号的确定
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2.3.2.1并联电容器装置的分组
1分组原则
⑴对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。
⑵配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。
⑶终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。
2分组方式
并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、总断路器的等容量分组、总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求，而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。
2.3.2.2并联电容器装置的接线
并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。经常采用的还有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。
从《电力工程电气设计手册》（一次部分）可比较得出，应采用Y形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。
并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。
电容器采用双星型接线接在变电所的二次母线上，因此选择选用BWF6.3—120—1型号的并联电容器。额定电压6.3kV。额定容量120kVar,装于电容柜中，设置单独投切装置。由于电容器柜应分成相等的两组，所以每段母线上每组的电容器补偿容量应该就是Q=2300/2=1150，则每段母线上的电容器数为n=1150/120=9.58取n为整数,则n≈10，即需要电容器的个数共为20台。
2.3.3检验
补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为 S’30（2）=6594.89KVA 变压器的功率损耗为
△PT=0.015*6594.89KVA=98.92KW △QT=0.06*6594.89KVA=395.69Kvar
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变电所高压侧的计算负荷为
P30’=6068.94+98.92=6167.86KW
Q30’=(4880.88-2300)kvar+395.69kvar=2976.57kvar S30’=6848.54KVA
则补偿后的功率因数为P30’/ S30’=6167.86/6848.54=0.9006达到了0.90以上，可见功率因数符合要求。
接下来，就是根据上面的一系列计算来确定主变的容量，以及变压器型号和技术参数等。
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