變壓器容量及線路負荷詳細計算法則及配電方法

1、變壓器容量及線路負荷詳細計算法則及配電方法配電系統(tǒng)中有很多種方法計算線路負荷，有需用系數(shù)法、同時系數(shù)法、二項式系數(shù)法、單位面積法等等，當不知道線路上設備的功率因數(shù)時，則可以用這些方法。比如計算一個小區(qū)的負荷時，我們就可以用需用系數(shù)法或單位面積法，計算一個工廠設備的負荷時，我們可以用同時系數(shù)法或二項式系數(shù)法，不過當我們知道線路上每一臺設備的功率因數(shù)時，我們就可以不用這些方法，下面介紹直接根據(jù)所學電工基礎知識就能計算線路功率因數(shù)及分配電路的方法。 假設一臺315kv變壓器（不管是什么型號），二次側最大電流值為454.7a，保證電路功率因數(shù)為0.92，則能載動多少臺電機？設：客戶現(xiàn)有22kw,功率因

2、數(shù)為0.8，額定電流為44.7a電機4臺；15kw，功率因數(shù)為0.85，額定電流為30.3a電機6臺；11kw,功率因數(shù)為0.88，額定電流為21.8a電機2臺；7.5kw,功率因數(shù)為0.8，額定電流為17a電機3臺（具體電機參數(shù)由客戶提供，也可以自己查找），要求設計師為客戶設計一項合理的、經(jīng)濟的配電方案。由于為了保證線路上的功率因數(shù)為0.92，則線路上最大允許負荷為：p=3150.92=289.8kw則線路上的最大有功功率為289.8kw設變壓器內電抗和導線阻抗共消耗電壓20v則變壓器內電抗和導線阻抗共消耗有功功率為p1p1=0.021.7320.92=14.49 kw則變壓器能載動的電機有

3、功功率總和為p2=p- p1p2=289.8-14.49=275.31kw所以根據(jù)p2數(shù)值，我們可以設計以下方案：22kw電機5臺（一臺備用），15kw電機6臺，11kw電機4臺（2臺備用），7.5kw電機4臺（1臺備用），以上電機總有功功率為p=225+156+114+7.54=274kw由于p=274kw，p2=275.31kw，p2p所以此設計是合理的。此工程總共備用了22kw電機一臺，11kw電機2臺，7.5kw電機一臺，也就是總共備用了有功功率(負荷)221+112+7.51=51.5kw。也就是說這51.5kw備用功率（負荷）可以任意由設計人員設計備用電機，只要備用電機的總功率不超

4、過51.5kw,就可以。接下來需要考慮的就是這么多的電機，需要補償多少的無功功率，才能使電路上的功率因數(shù)達到0.92。我們現(xiàn)在要做的就是滿足這個公式：cos=p/s0.92，只要滿足了這個公式，那么線路上的功率因數(shù)就可以達到0.92及以上，那么怎么才能滿足這個公式呢？現(xiàn)在把所有電機的容量s計算出來:22kw電機容量為22/0.8=27.5kvar15kw電機容量為15/0.85= 17.647kvar11kw電機容量為11/0.88=12.5kvar7.5kw電機容量為7.5/0.8=9.375kvars=27.55+17.6476+12.54+9.3754=330.882kvar，由于線路上

5、只有電機，無其他設備，故s= s我們先計算下未補償前的功率因數(shù)為多少：cos1= p/scos=274/330.882=0.8281可見，未補償無功功率時，線路上的功率因數(shù)才0.8281，所以我們可以根據(jù)以下公式求出線路需要補償多少的無功功率才能使線路的功率因數(shù)達到0.92：qc= ptan-tan式中為補償前的功率因數(shù)角，為補償后的功率因數(shù)角則qc=274tan（acos0.8281）-tan(acos0.92)= 68.76kvar根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，我們選擇15kvar一臺的智能型電力電容器，選擇6臺，共補償90kvar。本來，補償68.76kvar，就可以滿足系統(tǒng)的要求，但是考慮變壓器的承

6、載力，我們需要多補償一點，假如只補償68.76kvar，變壓器將處于滿載運行，就好比一個人不能老是飽著肚子一樣。當補償90kvar無功功率后，我們可以求出線路上的功率因數(shù)：補償前的無功功率-補償?shù)臒o功功率=補償后線路上剩余的無功功率補償前的線路上的無功功率為每一臺電機的無功功率之和（由于線路上的設備只有電機，無其他設備，故線路上的無功功率就為每一臺電機的無功功率之和），也可以直接用總的線路上的s來求得線路上的無功功率：q= ssin330.882sin (acos0.8281)=185.486kvarq= q-qc=185.486-90=95.486kvar則線路上的設備容量變?yōu)椋簊=sqrt(p+q)s= sqrt(274+95.486)=290.161kva所以當補償90 kvar無功功率后，線路上的功率因數(shù)為：cos= p/s=274/290.161=0.9443此時線路上的電流為：i= p/1.732/0.38/0.9443=440.87a