某轧钢厂供电系统设计

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3 4 5 6 精轧机 水泵房 锅炉房 生产准备车间 1 1 1 2 2700 830 300 520 2160 664 240 338 1836 883 319 398 2835 1105 399 522 2092 1679 607 794 7 8 办公用电 3 加热炉 1 350 1038 350 1038 0 1381 350 1278 532 2626 总负荷计算（查阅相关资料可以得到有功功率同时系数为0.85，无功功率同时系数为0.9）

P总?0.85×（1840+2080+2160+664+240+338+350+1038）=7404(kw) Q总=0.9×（1564+1768+1836+883+319+398+0+1381）=7334(kvar)

22S总?P总?Q总=10421（kva）

2.4无功补偿的原理

电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90度，而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90度在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180度如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理.

2.5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cosΦ=0.8增加到cos4=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

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言,相当于增大了发、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-cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数,cosΦ为补偿前的功率因数则

cosΦ>cosΦ,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。所以，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。

2.6无功补偿计算

为了使该厂的（变电所的高压侧）的功率因数不低于0.9，由于办公用电的功率因数大于0.9，所以不需要补偿，可忽略。初步设计在变压器低压侧装设并联电容器进行补偿。

由前面算出该变电所低压侧总的有功计算负荷，无功计算负荷。按着视在功率平均分进行补偿，则可将粗轧机，中轧机，加热炉和生产准备车间分为一组进行补偿。精轧机，水泵房，锅炉房和办公用电进行补偿,其总的负荷分别为6810KVA和6489KVA。下面分别进行无功补偿计算可设为S1侧和S2侧。 2.6.1 S1侧：

①补偿前S1容量和功率因数：经计算变压器低压侧的视在计算负荷为6810KVA，S1侧的功率因数是

cos??Ps1 Ss1Ps1?0.85×（1840+2080+338+1038）=4501 (kw) Qs1=0.9×（1564+1768+398+1381）=5111 (kvar)

2Ss1?Ps21?Qs1?=6810（kva）

cos??Ps14501==0.66 6810Ss1②无功补偿容量 按设计的要求，变电所高压侧的cos??0.9，考虑到变压器本身

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的无功功率损耗△Qt远大于其有功功率损耗△Pt，因此在变压器低压侧进行无功补偿

‘时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取cos??0.92。要使低压侧功率因数

由0.66提高到0.92，低压侧需安装的并联电容器容量为：

Q30?4501??tanarccos0.66?tanarccos0.92?kvar?2887.35kvar

取Qc?4000kvar

补偿后Ss,1?Ps21??Q30?Qc??4901 KV·A

2cos?=

’

Ps1×100%=0.95>0.92 Ss1查设计手册表可选用BWF10.5-100-1型电容器，BWF10.5-100-1型电容型补偿器技术参数如下表2-3：

表2-3 BWF10.5-100-1型电容器参数

BWF 10.5-100-1 额定电压(KA) 10 额定容量(Kvar) 100 总电容量(uf) 597 额定电流(A) 43.3 其个数为：n?2.6.2 S2侧：

4000?40，选42个。 100①补偿前S2容量和功率因数：经计算变压器低压侧的视在计算负荷为6489KVA，S2低压侧的功率因数是

cos??Ps2 Ss2Ps2?0.85×（2160+664+240+350+1038）=3784(kw) Qs2=0.9×（1836+883+319+0+1381）3977.1= (kvar)

2Ss2?Ps22?Qs2?=6489（kva）

cos??Ps23784==0.69 6489Ss2②无功补偿容量 按设计的要求，变电所高压侧的cos??0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗△Qt远大于其有功功率损耗△Pt，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，

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‘低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取cos??0.92。要使低压侧功率因数由

0.69提高到0.92，低压侧需安装的并联电容器容量为：

Q30?3784??tanarccos0.66?tanarccos0.92?kvar?2427kvar

取Qc?3000kvar

补偿后Ss,1?Ps21??Q30?Qc??4049KV·A

2cos?=

’

Ps1×100%=0.93>0.92 Ss1查设计手册表可选用BWF10.5-100-1型电容器，BWF10.5-100-1型电容型补偿器技术参数如下:

表2-4BWF10.5-100-1型电容器参数

BWF 10.5-100-1 额定电压(KA) 0.4 额定容量(Kvar) 100 总电容量(uf) 2.89 额定电流(A) 43.3 其个数为：n?

3000?30，选33个。 100

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