1 电力负荷及计算1.1电力负荷计算的内容和目的计算负荷又称需要负荷或最大负荷。

计算负荷是一个假想的持续性的负荷其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。

在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。

一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。

在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。

平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。

常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。

平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

1.2负荷的确定本设计是为某纺织厂设计一座高压配电所，该纺织厂主要生产化纤产品，大部分车间为三班制，少数车间为两班或一班制。

该厂有二级负荷和三级负荷。

二级负荷也属于重要负荷，供电变压器可由一台或者两台变压器。

当只有一台变压器的时候可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源以满足二级负荷的要求，工厂不致中断供电。

只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路10kV 及以上的专用架空线路供电。

这是考虑架空线发生故障时易于发现且易于检查和修复。

当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。

该纺织厂中锻工车间、纺纱车间、软水站是二级负荷，其余均为三级负荷。

工厂负荷计算及无功补偿（1）.有功计算负荷：e d c P K P •= （1-1） （2）.无功计算负荷：c Q ＝c P φtan （1-2） （3）.视在功率负荷：c S ＝φcos cP （1-3） （4）.计算负荷： Nc c U S I 3=（1-4）而在NO.1车间里的合计中：...21++=c c c P P P...21++=c c c Q Q Qc S ＝22c c Q P + （1-5）因为变压器上有功率损耗，所以计算高压配电线路的计算负荷总c P '应该是该线路所供车间变电所低压侧计算负荷总c P 加上变压器的功率损耗。

故： （1）.T P P P ∆+=c 'c （1-6）（2）.T c c Q Q Q ∆+='（1-7） （3）.2'2''c cc Q P S += （1-8）（4）. 总的计算电流为 Nc c U S I 3'= （1-9）根据上面公式进行负荷计算有功损耗： c T S P 015.0≈∆无功损耗： c T S Q 06.0≈∆ （1-10） NO.1：8.624=c P 792.471=c Q 92.782=c S19.1380392.7823=⨯==nc c U S I74.1195.782015.0015.0=⨯==∆C T S P51.63674.118.624'=+=∆+=T c c P P P 978.4692.78206.006.0=⨯==∆c T S Q 79.518978.4680.471'=+=∆+=T c c Q Q Q='cS 5.82179.51851.63622=+='+'cc Q P A U S I Ncc 41.4710315.8213''=⨯==NO.2：710=c P 5..532=c Q 5.887=c S 35.138035.8873=⨯==Nc c U S I3.135.887015.0015.0=⨯==∆c T S P3.7233.13710'=+=∆+=T c c P P P 25.535.88706.006.0=⨯==∆c T S Q 75.58525.535.532'=+=∆+=T c c Q Q Q 9.93075.5853.723222'2''=+=+=cc c Q P S745.531039.9303''=⨯==Ncc U S I56.2166875.19875.196'=+=∆+=T c c Q Q Q 11.34456.216422.267222'2''=+=+=c c c Q P S87.1910311.3443''=⨯==Ncc U S I高压母线上所有高压配电线路计算负荷之和 ： 21'NO NO c P P P +=∑45.13593.72315.636=+=21'NO NO c Q Q Q +=∑54.110475.585.79.518=+=∑∑∑+=2'2''cc c Q P S1.1011036.17513=⨯='='N c cU S I ∑∑'=ccSP )2(cos ϕ6.175145.1359==0.78根据计算可得表1-1变电所高压侧的9.0cos ≥ϕ，取9.0cos =ϕ。

电压侧需要的并联电容器容量为：c av C q P Q ∆∑=371.045.1359⨯= 36.504=根据各种数据，我选定并联电容器的型号为： 1305.10--BWF 所以 CC q Q n =8.163036.504==个数应该是3的倍数，所以在低压侧得并联18个型号为1305.10--BWF 的电容器。

说明实际中并联电容器的容量为： C c q n Q '=''5403018=⨯=22''54054.110445.1359）（-+=c S 6.1501= Ncc U S I 3''''=7.861036.1501=⨯=ccS P ''=∑'cos ϕ =91.06.150145.1359=2 变电站主接线的设计主接线又称一次接线或主电路。

电气主接线是由各种主要电气设备，按一定顺序连接而成的一个接受和分配电能的总电路。

由于交流供电系统通常是三相对称的，故在主接线图中，一般用一根线来表示三相电路，仅在个别三相设备不对称或需进一步说明的地方，部分地用三条线表示，这样就将三相电路图绘成了单线图。

为使看图容易起见，图上只绘出系统的主要元件及相互间的连接。

2.1单母线主接线母线也称汇流排，即汇集和分配电能的硬导线。

设置母线可以方便地把电源图2-1 单母线接线图2-2 单母线分段接线进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保证供电的可靠性和灵活性。

在主接线中，断路器是电力系统的主开关；隔离开关的功能主要是隔离高压电源，以保证其它设备和线路的安全检修。

例如，固定式开关柜中的断路器工作一段时间需要检修时，在断路器断开电路的情况下，拉开隔离开关；恢复供电时，应先合隔离开关，然后合断路器。

这就是隔离开关与断路器配合操作的原则。

由于隔离开关无灭弧装置，断流能力差，所以不能带负荷操作。

如图3-1所示。

2.2 单母线分段单母线分段接线是采用断路器（或隔离开关）将母线分段，通常是分成两段，如图3-2所示。

母线分段后可进行分段检修，对于重要用户，可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器QF1在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线段不间断供电和不致使重要用户停电。

两段母线同时故障的几率很小，可以不予考虑。

在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段（QS1），任一段母线发生故障时，将造成两段母线同时停电，在判断故障后，拉开分段隔离开关QS1，完好段即可恢复供电。

由上可知，单母线分段便于分段检修母线减小母线故障影响范围，提高供电的可靠性和灵活性。

变电所主变压器容量的选择该工厂引用10kV 进线，下分2个车间变电所，每个变电所都可以采用一台或者两台变压器。

从技术指标，两台变压器的方案略微优于一台变压器。

从经济指标来看，一台变压器的方案远优于两台变压器的方案。

所以这里每个车间变电所选一台变压器的方案。

根据负荷计算确定个车间变电所变压器型号。

NO.1 车间变电所： )6(10/10009-S NO.2 车间变电所： )6(10/10009-S电气总接粗略线图见附录1所示3 电源进线及工厂高压配电线路的设计3.1 变电所进出线及与邻近单位联络线的选择3.1.1 10kV 高压进线的选择校验 采用LJ 型铝绞线架空敷设，接往10kV 公用干线。

1）按发热条件选择 由4.1157.577.571=+=•T N I 查表初选LJ-35，其35°C 时的A A I al 4.115150≥=满足发热条件。

2）校验机械强度 查表得 最小允许截面2min 25mm A =，因此按发热条件的LJ-35满足机械强度要求。

3.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。

1）按发热条件选择 由A I T N 4.1151=•及土壤温度得初选截面为216mm 的交联电缆，因该型电缆最小芯线截面积为225mm ，故选为225mm ，其A I al 167=＞115.4A ，满足发热条件。

2）校验短路热稳定 按式计算满足短路热稳定的最小截面22)3(min 157775.01359mm mm C t I A ima =⨯==∞＜=252mm C 值由表查得；ima t 按终端变电所保护动作时间0.5s ，加断路器短路时间0.2s ，再加0.05s 计，故s t ima 75.0=。

因此YJL22-10000-3×25电缆满足短路热稳定条件。

3.1.3作为备用电源的高压联络线的选择校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设，与相距2km 的邻近单位变电所的10kv 母线相联。

（1）按发热条件选择工厂二级负荷容量共821.15kVA ，A I c 41.4710315.821=⨯=，而最热月土壤平均温度为25°C ，一次查表，初选缆芯截面为225mm 的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆（该型电缆最小芯线截面积为225mm ），其c al I A I ＞167=，满足发热条件。

（2）校验电压损耗 由表可查得缆芯为225mm 铝芯电缆的km R /54.10Ω=（缆芯温度按80°C 计），km X /12.00Ω=，而二级负荷的kW P c 51.636=，var 79.518k Q c =，线路长度按2km 计，因此V U 5.20810)212.0(79.518)254.1(51.636=⨯⨯+⨯⨯=∆%5%08.2100005.208%＜==∆U（3）短路热稳定校验 由前述引入电缆的短路热稳定性校验，可知缆芯225mm 的交联电缆是满足短路热稳定要求的。