工厂供配电1.doc

前言
众所周知，电能是现代工业生产的主要 ，电能既易于由其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制﹑调节﹑测量，有利于实现生产过程自动化。而工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配，工厂供电设计要达到为工业生产服务，保障工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须做到：安全﹑可靠﹑优质﹑经济。
《工厂供电课程设计》是继《工厂供电》课程后的一个重要性的实践性教学环节，也是整个教学过程中不可缺少的重要组成部分。通过该课程设计可以巩固本课程理论知识，了解变电所设计的基本方法和变电所电能分配的各种实际问题，从而培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习、工作奠定良好的基础。
本次课程设计是对某电机制作总厂降压变电所进行电气设计，在设计中根据该厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并考虑工厂以后的发展，按照可靠、技术先进、经济合理的要求完成了以下七部分内容：
（1） 该厂负荷计算和无功功率计算及补偿方案的选定；
（2） 变电所主变压器台数和容量的选择；
（3） 变电所位置和形式的选择；
（4） 主接线方案的选择；
（5） 高低压电力网导线的选择；
（6） 短路电流的计算；
（7） 变电所一次设备的选择与校验；
（8） 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；
（9） 防雷和接地装置的确定；
后有此次课程设计的心得体会和参考文献，并附图纸2张（以附图形式给出），分别是：附图一《变电所平面图》，附图二《变电所电气主接线图》。
电气设计有很强的实践性，作者初次接触这方面的设计，而且知识掌握的深度和广度有限，设计中难免存在不完善的地方，敬请老师和读者批评斧正！

第一章 设计任务
1.1设计要求
要根据本厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定主变压器的台数和分变压器的台数，容量及类型。选择变电所主要接线方案及高低压设备进、出线。确定二次回路方案，选择整定继电器保护装置，确定防雷和接地保护装置，（横线部分内容本次课程设计不作具体要求）最后按要求写出设计说明书，绘制设计图样。
1.2设计依据
1.2.1工厂总平面图

1.2.2工厂负荷情况
1、工厂负荷情况：本总厂多数分厂为两班制，年最大负荷小时数为6800 小
时，日最大符合持续时间为8 小时。除特种电机分厂、试验站为一级负荷，铸造
分厂、锅炉房为二级负荷外，其余为三级负荷。本总厂的负荷统计资料如表所示。
2、供电电源情况：按照该总厂与当地供电部门签订的供电用电协议规定，
该厂可以离厂5000 米和8000 米（0.4Ω/KM）两处的35KV 的公用电源干线上取得工作电源。干线首端所装设的高压断路器的断流容量为800MVA。该干线的走向见总厂平面图。
3、最热月平均最高温度为35℃，年平均温度为18℃，最热月土壤平均温度
为30℃。——气象资料概况。
表0
厂方
编号
厂方
名称
负荷
类别
设备容
量(KW)
额定
电压(KV)
功率
因素cosθ
tanθ
需要系数Kd
1
成品试验站
动力
1°，5000
2°，2000
1°，10
2°，0.38
0.82～0.87
1.37
0.5～0.6
照明
6～12
0.38
1.0
0
0.5～0.6
2
电机制造分厂
动力
860
0.38
0.6～0.68
1.17
0.18～0.25
照明
6～12
1.0
0
0.7～0.9
3
新品制造分厂
动力
740
0.38
0.6～0.7
1.16
0.2～0.3
照明
5～10
1.0
0
0.7～0.9
4
特种电机分厂
动力
440
0.38
0.65～0.72
1.23
0.65～
照明
5～10
1.0
0
0.65～0.7
5
铸造
分厂
动力
290
0.38
0.6～0.7
1.02
0.5～0.6
照明
6～12
1.0
0
0.7～0.9
6
锻造
分厂
动力
280
0.38
0.62～0.68
1.17
0.3～0.35
照明
5～10
1.0
0
0.7～0.9
7
原材
料分厂
动力
410
0.38
0.63～0.72
1.17
0.3～0.36
照明
4～8
1.0
0
0.7～0.9
8
机加工
分厂
动力
330
0.38
0.6～0.65
1.12
0.22～0.32
照明
5～10
1.0
0
0.7～0.9
9
线圈制
造分厂
动力
560
0.38
0.6～0.7
1.17
0.2～0.3
照明
6～12
1.0
0
0.7～0.9
10
锅炉房
动力
125
0.38
0.8～0.9
1.05
0.6～0.8
照明
3～5
1.0
0
0.7～0.9
11
生活区
照明
600
0.38
0.9～1.0
0.5
0.7～0.8
第二章 负荷计算和无功功率计算
2.1 负荷计算的目的及意义
（1）选择电力变压器的容量
（2）选择电力导线的截面（线径大小）
（3）选择电器及开关容量和互感器的额定参数
计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。
2.2计算负荷的计算公式
2.2.1 单组计算负荷计算公式
1） 有功计算负荷(单位为KW)
=×，为需要系数
2） 无功计算负荷(单位为kvA)
=×tanθ
3）视在计算负荷(单位为kvA)

4）计算电流
，为用电设备的而定电压。
5）只有1台—2台设备时，可认为=1，即=。对于电动机，由于它本身功率损耗较大，因此当只有一台电动机时，其=/
2.1.2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） =
式中是所有设备组有功计算负荷之和，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）
=，是所有设备无功之和；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） =
4)计算电流（单位为A） =
注：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算。在计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均按表0所列的计算系数计算，而不必考虑设备台数少而适当增大和cosθ。
2.3各分厂负荷计算
1.成品实验站
（1）动力。取cosθ=0.85，则θ=31.79°，tanθ=0.62，Kd=0.6
a.当容量为5000KW，即=5000KW
Pc1=×=5000×0.6=3000KW
=Pc1×tanθ=3000×0.62=1860 kvar
=Pc1/cosθ=3000/0.85=3529.4 KV∙A
==3529.4/(√3×10)=203.77A
b. 当容量为2000KW，即=2000KW
Pc2=×=2000×0.6=1200KW
=Pc2×tanθ=1200×0.62=744 kvar
=/cosθ=1200/0.85=1411.76 KV∙A;
==1411.76/(√3×0.38)=2144.95A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=12KW
P照明=×=12×0.8=9.6KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=9.6/1=9.6 KV∙A;
==9.6/(√3×0.38)=14.59A
2.电机制造分厂
（1）动力。取cosθ=0.65，则θ=49.46°，tanθ=1.17，Kd=0.25，=860KW
Pc1=×=860×0.25=215KW
=Pc1×tanθ=215×1.17=251.55 kvar
=Pc1/cosθ=215/0.65=330.77 KVA
==330.77/(√3×0.38)=502.55A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=12KW
P照明=×=12×0.8=9.6KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=9.6/1=9.6 KVA
==9.6/(√3×0.38)=14.59A
3.新品制造分厂
（1）动力。取cosθ=0.65，则θ=49.46°，tanθ=1.17，Kd=0.3，=740KW
Pc1=×=740×0.3=222KW
=Pc1×tanθ=222×1.17=259.74 kvar
=Pc1/cosθ=222/0.65=341.54 KVA
==341.54/(√3×0.38)=518.9A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=10KW
P照明=×=10×0.8=8KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=8/1=8 KVA
==8/(√3×0.38)=12.15A
4.特种电机分厂
（1）动力。取cosθ=0.70，则θ=45.57°，tanθ=1.02，Kd=0.7，=440KW
Pc1=×=440×0.7=308KW
=Pc1×tanθ=308×1.02=314.16 kvar
=Pc1/cosθ=308/0.70=440 KVA
==440/(√3×0.38)=668.5A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.7，=10KW
P照明=×=10×0.7=7KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=7/1=7 KVA
==7/(√3×0.38)=10.64A
5.铸造分厂
（1）动力。取cosθ=0.70，则θ=45.57°，tanθ=1.02，Kd=0.6，=290KW
Pc1=×=290×0.6=174KW
=Pc1×tanθ=174×1.02=177.48 kvar
=Pc1/cosθ=174/0.70=248.57 KVA
==248.57/(√3×0.38)=377.66A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=12KW
P照明=×=12×0.8=9.6KW
Q照明=×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=9.6/1=9.6 KVA
==9.6/(√3×0.38)=14.59A
6.锻造分厂
（1）动力。取cosθ=0.65，则θ=49.46°，tanθ=1.17，Kd=0.35，=280KW
Pc1=×=280×0.35=98KW
=Pc1×tanθ=98×1.17=114.66 kvar
=Pc1/cosθ=98/0.65=150.77 KVA
==150.77/(√3×0.38)=229.07A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=10KW
P照明=×=10×0.8=8KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=8/1=8 KVA
==8/(√3×0.38)=12.15A
7.原材料分厂
（1）动力。取cosθ=0.70，则θ=45.57°，tanθ=1.02，Kd=0.36，=410KW
Pc1=×=410×0.36=147.6KW
=×tanθ=147.6×1.02=150.55 kvar
=/cosθ=147.6/0.70=210.86KVA
==210.86/(√3×0.38)=320.37A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=8KW
P照明=×=8×0.8=6.4KW
Q照明=×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=6.4/1=6.4KVA
==6.4/(√3×0.38)=9.72A
8.机加工分厂
（1）动力。取cosθ=0.65，则θ=49.46°，tanθ=1.17，Kd=0.32，=330KW
Pc1=×=330×0.32=105.6KW
=×tanθ=105.6×1.17=123.55 kvar
=/cosθ=105.6/0.65=162.46 KVA
==105.6/(√3×0.38)=160.44A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=10KW
P照明=×=10×0.8=8KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=8/1=8 KVA
==8/(√3×0.38)=12.15A
9.线圈制造分厂
（1）动力。取cosθ=0.65，则θ=49.46°，tanθ=1.17，Kd=0.3，=560KW
Pc1=×=560×0.3=168KW
=×tanθ=168×1.17=196.56 kvar
=/cosθ=168/0.65=258.46KVA
==258.46/(√3×0.38)=392.69A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=12KW
P照明=×=12×0.8=9.6KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=9.6/1=9.6 KVA
==9.6/(√3×0.38)=14.59A
10.锅炉房
（1）动力。取cosθ=0.85，则θ=31.79°，tanθ=0.62，Kd=0.8，=125KW
Pc1=×=125×0.8=100KW
=×tanθ=100×0.62=62 kvar
=/cosθ=100/0.85=117.65KVA
==117.65/(√3×0.38)=178.75A
（2）照明。取cosθ=1.0，tanθ=0，Kd=0.8，=5KW
P照明=×=5×0.8=4KW
Q照明=P照明×tanθ=0 kvar
=P照明/cosθ=4/1=4 KVA
==4/(√3×0.38)=6.08A
11.生活区
（1）照明。取cosθ=0.95，则θ=18.2°，tanθ=0.33，Kd=0.8，=600KW
P照明=×=600×0.8=480KW
Q照明=P照明×tanθ=480×0.33=158.4kvar
=P照明/cosθ=480/0.95=505.26KVA
==505.26/(√3×0.38)=767.67A
为了使人一目了然，便于审核，常采用计算表格的形式，如表1
厂方
编号
厂方
名称
负荷
类别
计算负荷
功率
因素cosθ
tanθ
需要系数Kd
(KW)

(kvar)
S30
(kva)

(A)
1
成品试验站
动力
30001200
1860
744
3529
1412
204
2145
0.85
0.85
0.62
0.62
0.6
照明
9.6
0
9.6
14.6
1.0
0
0.8
2
电机制造分厂
动力
215
251.6
330.8
503
0.65
1.17
0.25
照明
9.6
0
9.6
14.6
1.0
0
0.8
3
新品制造分厂
动力
222
259.7
341.5
519
0.65
1.17
0.3
照明
8
0
8
12.2
1.0
0
0.8
4
特种电机分厂
动力
308
314.2
440
669
0.70
1.02
0.7
照明
7
0
7
10.6
1.0
0
0.8
5
铸造
分厂
动力
174
177.5
248.6
378
0.7
1.02
0.6
照明
9.6
0
9.6
14.6
1.0
0
0.8
6
锻造
分厂
动力
98
114.7
150.8
229
0.65
1.17
0.35
照明
8
0
8
12.2
1.0
0
0.8
7
原材
料分厂
动力
148
150.6
210.9
320
0.70
1.02
0.36
照明
6.4
0
6.4
9.72
1.0
0
0.8
8
机加工
分厂
动力
105.6
123.55
162.5
160
0.65
1.17
0.32
照明
8
0
8
12.2
1.0
0
0.8
9
线圈制
造分厂
动力
168
196.6
258.5
393
0.65
1.17
0.3
照明
9.6
0
9.6
14.6
1.0
0
0.8
10
锅炉房
动力
100
62
117.7
179
0.85
0.62
0.8
照明
4
0
4
6.08
1.0
0
0.8
11
生活区
照明
480
158.4
505.3
768
0.95
0.33
0.8

2.3全厂负荷计算
（1）对于低压母线，由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，KΣ p1= 0.9, KΣ q1= 0.95
（2）对于车间干线，由车间干线计算负荷直接相加来计算时，KΣ p2= 0.95, KΣ q2= 0.97
2.3.1 TM2（10/0.4KV）二次侧（0.4KV侧）计算（取KΣ=0.9）
有功计算负荷
P303 = KΣ *（Pc+ P照明）=0.9*3298.4=2965.56KW
无功计算负荷
Q303 = KΣ * Q30=0.9*2552.85=2297.57kvar
=3913 KVA
计算电流
=3913 /(√3×0.38)=5945.19A
TM2（10/0.4KV）二次侧（0.4KV侧）功率因数
cosθ=/=2965.56/3913=0.758﹤0.86
折算至高压侧10KV侧
=0.015 =0.015×3913 =58.7 KW；
=0.06 =0.06×3913 =234.78Kvar；
P302= P303+=3024.26 KW
Q302= Q303+=2532.35 kvar
=3944.48KVA
计算电流
=3944.48 /(√3×10)=227.73A
TM2（10/0.4KV）一次侧（10KV侧）功率因数
cosθ=/=3024.26/3944.48=0.767﹤0.92

2.3.2 TM1（35/10.5KV）低压侧（10.5KV）计算
有功计算负荷
P301 = KΣ *（Pc1+ P302）=0.9*（3000+3024.26）=5421.83KW
无功计算负荷
Q301 = KΣ * Q30=0.9*（Qc1+ Q302）=0.9*（1860+2532.35）=3953.12kvar
=6709.95 KVA
计算电流
=6709.95 /(√3×10)=387.4A
TM1（35/10.5KV）二次侧（10.5KV侧）功率因数
cosθ=/=5421.83/6709.95=0.808﹤0.86
电力变压器的功率损耗按照下式近似计算
=0.015 =0.015*6709.95=100.65KW
=0.06 =0.06*6709.95=402.6 kvar
P30= P301+=5421.83+100.65=5522.48KW
Q30= Q301+=3953.12+402.6 =4355.72kvar
==7033.5KVA
计算电流
=7033.5 /(√3×35)=116.02A
TM1（35/10.5KV）二次侧（35KV侧）功率因数
cosθ=/=5522.48/7033.5 =0.785<0.92
所以需要进行无功功率补偿。
2.4无功功率补偿
2.4.1无功补偿的作用
无功功率主要作用是提高功率因数，在满足同样有功功率的同时，降低无功功率和视在功率，从而减少负荷电流。这样就降低了电力系统的电能损耗和电压损耗，既节约了电能，又提高了电压质量，而且还可以选用较小的导线或电缆截面，节约有色金属。
2.4.2无功补偿的形式
无功补偿装置主要有三种：并联电容补偿、同步补偿机和静止无功补偿器。三种无功补偿装置的性能见表2。
表1-2 三种无功补偿装置的比较

并联电容器
同步补偿机
静止无功补偿器
设备情况
静止电器，设备简单
旋转机械，要附属系统、设备复杂
静止电器，设备复杂

运行特性
1.通过开关投切，属于静态无功补偿，
2.主要用于稳态电压调整和功率因数校正
3.运行中本身损耗小
1.通过控制系统实现双向平滑调节
2.属于动态无功补偿
3.运行中本身损耗大
1.通过控制系统实现双向平滑调节
2.属于快速动态无功补偿，响应速度快
3.主要用于调相、调压

使用范围
1.容量和设置点灵活
2.用于电力系统及负荷变电站
1.容量和设置点受限制
2.主要用于电力系统枢纽变电站、换流站
1.容量和设置地点灵活
2.用于电力系统枢纽变电站、换流站
运行要求和费用
1.简单，运行维护要求低
2.单位容量投资低
3.运行费用最低
1.运行维护工作量大
2.单位容量投资大
3.运行费用最大
1.运行维护技术水平要高
3.单位容量投资大
4.运行费用次之
由上表可见，采用并联电容器进行无功补偿是一种投资少、施工简单、见效快的补偿方式，它可以很方便的就地控制电容投切，以减少线损，消除无功馈乏给系统带来的负面影响。所以我们选用并联电容器来补偿。
并联电容器的装设方式有高压集中补偿，低压集中补偿和单独就地补偿三种。其中高压集中补偿补偿范围小，只能补偿总降压变电所的10KV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此不选用。低压集中补偿补偿范围较大，能使变压器的视在功率减小，从而使变压器的容量可选得较小，因此比较经济。单独就地补偿投资较大，电容器的利用效率较低。综上考虑，我们选择BSMJ0.4-60-3型电容器进行低压集中补偿如图1-1所示：

图1-1 BSMJ0.4-60-3型电容器
BSMJ0.4-60-3型电容器符合GB12747.1-2004和IEC60831-1996标准，使用条件如下：
Ø 环境温度-25℃～+50℃，湿度≤85%，海拔2000米以下；
Ø 额定电压400VAC，耐电压极间2.15倍额定电压5秒钟，极壳间6KVAC可10秒钟，最高允许过电压1.10倍额定电压；
Ø 额定容量60Kvar，容量允许-5～+10%；
Ø 损耗角正切值，在工频额定电压下，20℃时tanδ≤0.1%；
Ø 绝缘性，极壳间500DVC，1分钟，R≥1000MQ；
Ø 最高允许过电流为1.30倍额定电流；
Ø 自放电特性，电容器断电后3分钟，剩余电压从2Un降至75V或更低。
BSMJ0.4-60-3型电容器主要特点如下：
Ø 体积小，重量轻
由于采用金属化聚丙烯膜新材料作为介质，体积小、重量仅为老产品的1/4和1/5；
Ø 损耗低
实际值低于0.1%，自身的能耗低、发热少、温升低、工作寿命长、节能效果佳；
Ø 优良的自愈性能
过电压所造成介质局部击穿能迅速自愈，恢复正常工作，使可靠性大为提高；
Ø 安全性
内装自放电电阻和保险装置，使用安全可靠；
Ø 不漏油
采用微晶蜡作为浸渍剂，常温呈固态，熔点高于70℃，使用时不漏油。
要求在高压侧的功率因数不低于0.92，而变压器的无功损耗远大于有功损耗，故在低压侧补偿时应要求低压侧的功率因数大于0.92，因此在功率补偿时，暂定低压侧功率因数为0.95，这样也满足低压侧的功率因数大于0.86。（由负荷关系和负荷计算可知，由于厂房有一级负荷及二级负荷，所以需要两台35/10.5KV的总降压变压器TM1，以及供给个分厂的两台10/0.4KV降压变压器TM2）

1）10/0.4KV降压变压器TM2无功功率补偿
低压侧
0.4KV侧：
补偿前的无功功率：Q303 = KΣ * Q30=0.9*2552.85=2297.57kvar
补偿后的有功功率不变，为： P303 = KΣ *（Pc+ P照明）=0.9*3298.4=2965.56KW
需要补偿的无功功率：
=
=1577.11 Kvar
补偿电容器的个数为=1577.11/30=52.57,取n=54为3的整数倍
补偿后的无功功率：= Q303- Qc=2297.57-30*54=677.57Kvar
补偿后的视在容量： =3041.98KVA
补偿后的计算电流：/ =3041.98/(√3×0.38)=4621.81A
补偿后的功率因数：cosθ=/=2965.56/3041.98=0.975＞0.86，满足要求。

高压侧10KV侧:
电力变压器的功率损耗按照下式近似计算
=0.015=45.63KW
=0.06=182.52Kvar
高压侧
补偿后的有功功率：P302= P303+=2965.56+45.63=3011.19KW
补偿后的无功功率：= Q302+=677.57+182.52=860.09kvar
补偿后的视在容量：=3131.62KVA
补偿后的计算电流：3131.62 /(√3×10)=180.8A
补偿后的功率因数：cosθ=/=3011.19/3131.62=0.961＞0.92，满足要求。
取补偿电容器的个数为54个。即在TM2低压侧（0.4KV侧）无功功率补偿需要54个BWF0.4-30-3的电容器。
2）补偿后验证35/10.5KV变压器是否需要补偿
低压侧10．5KV侧：
有功功率为： P301 = KΣ *（Pc1+ P302）=0.9*（3000+3011.19）=5410.07KW
无功功率： =0.9*（+）=2448.08 kvar
=5938.2 KVA
计算电流：=5938.2 /(√3×10)=342.84A
功率因数：cosθ= / =5410.07/5938.2=0.911＞0.86，满足要求。
=0.015=89.07KW
=0.06=356.29Kvar
高压侧35KV侧：
有功功率：P30= P302+=5410.07+89.07=5499.14KW
无功功率：Q30= Q302+=2448.08 +356.29=2804.37kvar
视在容量：==6172.93KVA
功率因数：cosθ=/=5499.14/6172.93=0.891﹤0.92，可知主变压器需要进行无功功率补偿。仍在10KV侧低压侧进行无功补偿。
3）35/10.5KV降压变压器TM2无功功率补偿
低压10.5KV侧：
补偿前的无功功率： =0.9*（+）=2448.08 kvar
补偿后的有功功率不变，为： P301 = KΣ *（Pc1+ P302）=0.9*（3000+3011.19）=5410.07KW
需要补偿的无功功率：
=
=670.9 Kvar
补偿电容器的个数为=670.9/30=22.36,取n=24为3的整数倍
补偿后的无功功率：= Q301- Qc=2448.08-30*24=1728.08Kvar
补偿后的视在容量： =5679.36KVA
补偿后的计算电流：/ =5679.36/(√3×10)=327.9A
补偿后的功率因数：cosθ=/=5410.07/5679.36=0.953＞0.86，满足要求。
高压侧35KV侧:
电力变压器的功率损耗按照下式近似计算
=0.015=85.19KW
=0.06=340.76Kvar
高压侧
补偿后的有功功率：P30= P301+=5410.07+85.19=5495.26KW
补偿后的无功功率：= +=1728.08+340.76=2068.84kvar
补偿后的视在容量：=5871.8KVA
补偿后的计算电流：=5871.8 /(√3×35)=96.86A
补偿后的功率因数：cosθ=/=5495.26/5871.8=0.936＞0.92，满足要求。
取补偿电容器的个数为24个。即在TM1低压侧（10.5KV侧）无功功率补偿需要24个BWF0.4-30-3的电容器。

第四章 高低压电力网导线的选择
导线和电缆的选择是供配电设计中的重要内容之一。导线和电缆是分配电能的主要器件，选择的合理与否，直接影响到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力网的安全经济运行。选择导线和电缆以前应贯彻以铝代铜的技术政策，尽量采用铝心导线，目前提倡采用铜导线，以减少损耗，节约电能。
4.1导线和电缆的选择原则
导线和电缆的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，合理布局，维修方便。
导线型号根据其使用环境、工作条件确定。架空线是通过铁塔、水泥杆塔架设在空气中的导线，一般为裸导线。架空线设备简单、造价低廉且维护方便，是目前主要线路形式；电缆是利用绝缘层将层线（一般为铜线或铝线）包裹起来，一般110KV以上为单相，以下为三相。造价极高，一般在城市使用。所以我们选用架空线给此厂区供电。
导线截面的选择有以下五个选择原则：
(1) 按允许载流量选择导线和电缆截面；
(2) 按允许电压损失选择导线和电缆截面；
(3) 按经济电流密度选择导线和电缆截面；
(4) 按机械强度选择导线和电缆截面；
(5) 满足短路稳定的条件（架空线因散热性较好，可不做短路稳定校验，母线要校验其热稳定，其截面不应小于短路热稳定最小截面）。
在实际设计中，一般根据经验按其中一个原则选择，在校验其他原则。对于10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常按允许载流量选择截面，再校验电压损失和机械强度；对低压照明线路，因其对电压要求高，所以通常先按允许电压损失选择截面，再校验其他条件。选择导线截面时，要求在满足上述原则的基础上选择其中最大的截面。

4.2高低压母线的选择
4.2.1高压母线的选择
母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上，有矩形母线和管型母线，母线的材料有铜、铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。变电所高压开关柜上的高压母线，通常选用硬铝矩形母线（LMY）。
年平均负荷、传输容量较大时，母线截面宜按经济电流密度选择。

现计算成品实验站10KV处高压侧：
1）选择经济截面
对于铝母线，年最大负荷利用小时数为6800小时，查表得=0.90。
==3529.4/(√3×10)=203.77A
=203.77/0.9=226.4
选择标准截面为240的单排矩形铝母线宽*厚=20*12。
2）校验发热条件
3）校验机械强度
4.2.2低压侧母线的选择
相母线：低压侧母线仍按经济电流密度选择硬铝矩形母线，
计算电流 / =4734.46A
=4734.46/0.90=5260.5
选择时，应选比偏小的截面，因为电能损耗费和年运行费在电流较大时变化较小，考虑负荷计算值偏大，以及其变化规律，理论计算的电能损耗亦将稍大于实际值，截面选择比计算稍小，节省初投资和有色金属消耗量。所以选标准截面为5200的单排矩形铝母线宽*厚=520*10。
中性母线：一般三相四线制线路中的中性线截面应不小于相线截面的一半，即=2600，所以选择单排矩形铝母线宽*厚=260*10
4.3高低压进出线的选择
4.3.1 10KV高压进线的选择和校验
对于降压变压器高压侧的导线，取变压器额定一次电流作为计算电流，所以：===3529.4/(√3×10)=203.77A
查选择标准截面28，即型号为LGJ-25的钢芯铝绞线。
校验发热条件：查可知，LGJ-25在室外温度为25时的允许载流量为=135A，而在此厂区，实际环境温度即最热月平均最高气温为35，实际的允许载流量为==0.882135=119.06A>=109.60A
校验机械强度：查可知，10KV架空铝绞线的机械强度最小截面为=16<S=28，因此，所选的导线截面也满足机械强度的要求。
4.3.2 低压出线的选择和校验
户外架空线380V电压等级一般采用绝缘导线，绝缘导线的线芯材料有铝心和铜心两种。绝缘导线外皮的绝缘材料有塑料绝缘和橡胶绝缘。塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设可取代橡胶绝缘线。橡胶绝缘线现已不使用，塑料绝缘线不宜在户外使用，以免高温时软化，低温时变硬变脆。因低压出线为户外架空线，所以我们选择常用的BBX型橡皮绝缘导线。
对每个车间分别选择变电所低压出线。其中动力负荷导线按允许载流量选择，标准载流量为导线在环境温度为25时的载流量，实际载流量是厂区实际环境温度下的载流量。满足==0.845。
下面以原料库车间为例说明选择导线截面的方法。
动力线路：因=22.79A，选截面为2.5，标准载流量为33A的导线。
校验：发热条件。实际载流量为==0.845=28A满足要求。
其他车间按此方法选择，选出线如表5-1所示。
表5-1 各车间低压出线选择和校验
编号
名称

(A)
导线截面（）
标准载
流量（A）
实际载
流量(A)
导线类型
NO1变电所
1
薄模车间
2127.08
2000
2860
2500
矩形铝母线
2
原料库
22.79
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
3
生活间
26.24
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
4
成品库一
22.79
2.5

33

28

BBX型铜芯橡皮线

5
成品
库二
21.88
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
6
包装材料库
18.23
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
NO2变电所
1
单丝车间
2104.29
2000
2860
2500
矩形铝母线
2
水泵房
24.69
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
NO3变电所
1
注塑车间
191.44
50
215
200
BBX型铜芯橡皮线
2
管材车间
668.51
360
870
770
矩形铝母线
NO4变电所
1
复制车间
251.6
95
325
302
BBX型铜芯橡皮线
2
生活间
20.99
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
3
浴室
6.29
1
20
17
BBX型铜芯橡皮线
4
锻工车间
21.04
2.5
33
28
BBX型铜芯橡皮线
5
原料间
18.23
2.5
33