摘要、关键词……………………………………………………………3

第一章 工厂配电的意义和要求   ………………………………………3

1.1工厂配电的意义       ………………………………………………3

1.2设计内容和步骤……………………………………………4

第二章   负荷计算及功率补偿  …………………………………………4

2.1负荷计算的内容和目的……………………………………4

2.2各用电车间负荷计算结果………………………………………5

第三章 无功补偿及其意义  ………………………………………………6

     3.1无功补偿的定义  ……………………………………………………6

     3.2无功补偿的意义   ……………………………………………………6

     3.3无功补偿的原理 ………………………………………………………6

     3.4无功补偿的基本原则 …………………………………………………6

     3.5无功补偿的方式 ………………………………………………………7

第四章 无功补偿电力电容计算………………………………………7

4.1  提高功率因数的办法 ………………………………………………7

     4.2无功补偿电力电容的计算………………………………8

     4.3电容器的个数…………………………………………………8

第五章 低压电容柜的设计…………………………………………8

      5.1电容柜接线图…………………………………………………8

       5.2材料表………………………………………………………9

小结……………………………………………………………………9

参考资料………………………………………………………………9

致谢………………………………………………10

东海化工厂高、低压配电所设计

-----计算无功补偿值并设计低压侧电力电容补偿柜

作者：丁琪琪

【摘要】：该厂变、配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中占有特别重要的地位。本设计通过前面同学计算出工厂的最大负荷，进而计算出人工无功补偿功率来确定工厂的无功补偿电力电容。本设计的计算出的无功补偿电力电容为1005.96Kvar,采用21Kvar电力电容个，路电容柜5个。

【关键词】：计算负荷 无功补偿 电力电容 电容柜

第一章工厂配电的意义和要求

1.1工厂配电的意义

一、工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

二 、  在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

二、因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

　　（1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

　　（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。

　　（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。

　　（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

　　此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 

1.2设计内容和步骤

1.2.1负荷计算

全厂总配电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间配电所变压器的功率耗损，从而求出全厂总降压变电所低压侧计算负荷几总功率因数，列出负荷计算表、表达计算成果。

1.2.2无功补偿电力电容计算

综合已计算出的全厂负荷值，求出无功补偿电力电容，并确定电容的个数 。

1.2.3低压电容柜的设计和个数

根据配电所负荷要求的可靠性级别和计算无功补偿电力电容，确定低压电容柜的接线图和电容柜的个数。

第二章负荷计算及功率补偿

2.1负荷计算的内容和目的

（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假象的持续性的负荷，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。在配电所设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电气或导体的依据。

（2）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，有事也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

2.2各用电车间负荷计算结果如下表：

根据前面同学计算的负荷值 

 总的有功计算负荷： P30 = P30i•K=3449.8×0.9=3104.82KW ：

总的无功计算负荷： Q30 = K•Q30i=0.9×2494.65=2245.185Kvar

总的视在计算负荷： S30 = =3831.55KVA

总的计算电流：     I30= S30/UN=3831.55/（×0.38）=5821.44A

根据前面同学的结果计算出自然功率因数

                   cosφ= P30/S30=3104.82/3831.55

               即cosφ1 0.8  tan=0.75

第三章 无功补偿及其意义

3.1 无功补偿的定义

无功功率不是无用功率。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流交流接触器不会吸合。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

3.2 无功补偿的意义

   (1)补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。

(2)减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cos1=0.8增加到cos2=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW。对原有设备而言，相当于增加了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。

(3)降低线损，由公式P%=(1-cos1/cos2) 100%得出其中cos2为补偿后的功率因数，cos1为补偿前的功率因数，则cos2> cos1，所以提高功率因数后，线损率也下降了，减少设计容量，减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。

3.3 无功补偿的原理

无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联  接在同一电 路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。

3. 4 无功补偿的基本原则

电力用户补偿与供电企业补偿相结合，供电部门在电源点进行补偿与用户自身用电设备进行补偿，两者实现理想配合。分散补偿与集中补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主，实现区域电网内的无功分层、分压、就地平衡。

3.5 无功补偿的方式

并联电容器为无功补偿的主要方式。根据系统负载情况的不同和需要达到的补偿效果的不同，按照安装位置的不同，无功补偿方式分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三种。

（1）集中补偿

集中补偿是把电容器组集中安装在变电所的二次侧的母线上或配电变压器低压母线上，这种补偿方法，安装简便，运行可靠，利用率较高，但当电气设备不连续运转或轻负荷时，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压升高，电压质量变坏。季节性用电较强、空载运行较长又无人值守的配电变压器不宜采用。

（2）分散补偿

分散补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路的出线上，形成低压电网内部的多组分散补偿方式，它能与工厂部分负荷的变动同时投切，适合负荷比较分散补偿场合，这种补偿方法效果较好，且补偿方式灵活，易于控制。

（3）个别补偿

个别补偿是对单台用电设备所需无功就近补偿的办法，把电容器直接接到单台用电设备的同一电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，俗称随机补偿。

由以上考虑，在此设计中采用低压并联电力电容器集中补偿方式。

第四章、无功补偿电力电容计算

4.1 提高功率因数的办法

提高功率因数的办法很多，可分为两大类，即提高自然功率因数的方法和人工补偿无功功率提高功率因数的方法。在工厂供配电系统中，人工补偿无功功率提高功率因数的方法通常是安装移相电容器。

4.2 无功补偿电力电容的计算

    按相关规定，补偿后变电所高压侧的功率因数不应低于0.9，即COS≧0.9。在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于0.9.这里取cosφ=0.92 ，算出tan=0.426    根据上面所算结果cosφ1 0.8  tan=0.75 

   通过公式：Qc=P30(tan-tan)=3104.82（0.75-0.426）    

即可得出Qc=1005.96Kvar

4.3 电容器的个数

在确定了总的补偿容量Qc后，还应选择补偿电容器的单台容量qc和电容器的数量n。在选择了移相电容器的单个容量qc后，根据公式确定电容器的个数。

        n=Qc/qc   n=1005.96/2147.9

由上式计算求出的电容器个数n，对于单相电容器，应取为3的倍数，一边三相平均分配安装，所以取电容器的个数为50

因此，采用低压600V电力电容补偿，三相电容器的容量是21Kvar，50个。无功补偿值电容柜5个。

第五章 低压电容柜的设计

5.1 电容柜一次接线图：

图5.1

根据以上计算补偿电力电容器共1005.96Kvar，本接线图采用21Kvar电力电容10个。

所以设计电力电容柜5个，每柜10路。

5.2 材料表

根据电容柜设计要求选择材料，电容柜的材料数量，规格型号，如表4.2

表4.2

小结：

我做的是某工厂全厂配电所的设计，我加深了对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤。作为大学阶段最后一次重要的学习经历，我感觉自己收益匪浅，同时深深的感觉到自己的学习能力在不断提升。

  这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对配电所的设计一无所知到现在的一定程度的掌握，起了非常重要的作用，对杨云辉老师的关心和指导，我们有感于心。

  不久我们将走上工作岗位，这样的学习机会对我们来说已经不多了，我们非常重视。

【参考资料】

《电气安全》高晓平 主编

《工厂供电》关 主编

《工厂供电设计》李宗纲、刘玉林等 主编

《工厂供配电技术》苏文成 主编

《工厂供配电技术》张莹 主编

致谢

本论文是在杨云辉老师悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在此感谢老师的指导和帮助；感谢重点实验室老师的指导和帮助；感谢老师和同学的关心、支持和帮助。

在三年的学习期间，曾得到师兄和师弟妹的关心和帮助，在此表示深深的感谢。没有他们的帮助和支持是没有办法完成我的论文的，同窗之间的友谊永远长存。最后在离开母校之际，为我的母校送上一份真诚的祝福。下载本文