工廠供電負荷計算與無功功率補償

1、第二章第二章 負荷計算負荷計算與與 無功功率補償無功功率補償 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設備組計算負荷的確定三相用電設備組計算負荷的確定 （重點重點） 第三節(jié)第三節(jié)單相用電設備組計算負荷的確定單相用電設備組計算負荷的確定第四節(jié)第四節(jié)尖峰電流的計算尖峰電流的計算（重點重點）第五節(jié)第五節(jié)無功功率補償無功功率補償（重點重點）第六節(jié)第六節(jié)供電系統(tǒng)的總計算負荷供電系統(tǒng)的總計算負荷（重點重點）第七節(jié)第七節(jié)供電系統(tǒng)的電能節(jié)約供電系統(tǒng)的電能節(jié)約 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、計算負荷的概念一、計算負荷的概念 載流導體溫升曲線載流導體溫升曲線二、用電設備工作制及二、用電設備工作制及設備容量的計

2、算設備容量的計算 計算負荷是根據(jù)已知的用電設備容量按一定統(tǒng)計方法確定計算負荷是根據(jù)已知的用電設備容量按一定統(tǒng)計方法確定的，預期不變的最大假想負荷，作為按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)的，預期不變的最大假想負荷，作為按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)各元件的依據(jù)。各元件的依據(jù)。 1. .長期連續(xù)運行工作制長期連續(xù)運行工作制 指工作時間內能達到穩(wěn)指工作時間內能達到穩(wěn)定溫升的用電設備。定溫升的用電設備。 該類設備不允許過載運該類設備不允許過載運行（只允許短時過載）。行（只允許短時過載）。 ( (一一) )用電設備工作制用電設備工作制 續(xù)上頁續(xù)上頁3.3.斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制指有規(guī)律性的，時而工作、時而停歇的用電設

3、備。工作時指有規(guī)律性的，時而工作、時而停歇的用電設備。工作時間內也達不到穩(wěn)定溫升，允許過載運行。間內也達不到穩(wěn)定溫升，允許過載運行。0100%ttt工作時間工作時間停歇時間停歇時間 指工作時間很短，停歇時間相當長的用電設備，工作時間指工作時間很短，停歇時間相當長的用電設備，工作時間內達不到穩(wěn)定溫升。允許過載運行。內達不到穩(wěn)定溫升。允許過載運行。斷續(xù)周期工作制設備容量斷續(xù)周期工作制設備容量P與其負荷持續(xù)率與其負荷持續(xù)率密切相關，對供密切相關，對供電系統(tǒng)而言，按發(fā)熱等效原則（同一周期內）求得其關系式：電系統(tǒng)而言，按發(fā)熱等效原則（同一周期內）求得其關系式：用負荷持續(xù)率表征其工作特性用負荷持續(xù)率表征其

4、工作特性( (二二) )設備容量的計算設備容量的計算長期連續(xù)工作制和短時工作制的設備容量長期連續(xù)工作制和短時工作制的設備容量Pe，就取所有設就取所有設備（不含備用設備）的銘牌額定容量備（不含備用設備）的銘牌額定容量PN之和。之和。1P2.短時運行工作制短時運行工作制續(xù)上頁續(xù)上頁NNePP規(guī)定負荷持續(xù)率規(guī)定負荷持續(xù)率 25或或100銘牌負荷持續(xù)率銘牌負荷持續(xù)率銘牌容量銘牌容量等效容量等效容量則得：則得：（1 1）電焊機組要求設備容量統(tǒng)一換算到）電焊機組要求設備容量統(tǒng)一換算到 下下, ,則則100%NeNNNNN100cosPPPS（2）吊車電動機組）吊車電動機組當采用需要系數(shù)法計算負荷時，要當采

5、用需要系數(shù)法計算負荷時，要求設備容量統(tǒng)一換算到求設備容量統(tǒng)一換算到下下,則則25%NeNNN252PPP 當采用利用系數(shù)法計算負荷時，要求設備容量統(tǒng)一換算到當采用利用系數(shù)法計算負荷時，要求設備容量統(tǒng)一換算到 下。下。100%三、負荷曲線三、負荷曲線負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的圖形。負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的圖形。042200400148610 12181620 22 24800600P/kWt/h一班制工廠日一班制工廠日有功負荷曲線有功負荷曲線繪制負荷曲線采用的時間間隔繪制負荷曲線采用的時間間隔t為為30min。 求確定計算負求確定計算負荷的有關系數(shù)，一荷的有關系數(shù)，一般

6、是依據(jù)用電設備般是依據(jù)用電設備組最大負荷工作班組最大負荷工作班的負荷曲線。的負荷曲線。 續(xù)上頁續(xù)上頁 從發(fā)熱等效的觀點來看，計算負荷實際上與年最大負荷從發(fā)熱等效的觀點來看，計算負荷實際上與年最大負荷是基本相當?shù)?。所以計算負荷也可以認為就是年最大負荷，是基本相當?shù)?。所以計算負荷也可以認為就是年最大負荷，即即Pc=PmP30。年負荷曲線年負荷曲線 P/kW876080006000400020000t/h200400600800Pm 年最大負荷年最大負荷PmPm全年中有代表性的最大負荷班的半小全年中有代表性的最大負荷班的半小時最大負荷。時最大負荷。續(xù)上頁續(xù)上頁年平均負荷年平均負荷Pav電力負荷在全年

7、時間內平均耗用的電力負荷在全年時間內平均耗用的功率，即功率，即08760年負荷曲線Pt/hPmPavaav8760WP全年時間內耗用的電能全年時間內耗用的電能 負荷曲線填充負荷曲線填充系數(shù)，亦稱負系數(shù)，亦稱負荷率或負荷系荷率或負荷系數(shù)，即數(shù)，即avmPP四、確定計算負荷的系數(shù)四、確定計算負荷的系數(shù) 1.需要系數(shù)需要系數(shù)Kd需要系數(shù)定義為：需要系數(shù)定義為：mdePKP設備容量設備容量 Kd值的相關因素：用電設備組中設備的負荷率；值的相關因素：用電設備組中設備的負荷率； 設備的平均效率；設備的平均效率； 設備的同時利用系數(shù)；設備的同時利用系數(shù)； 電源線路的效率。電源線路的效率。 Kd值值只能靠測量

8、統(tǒng)計確定。只能靠測量統(tǒng)計確定。利用系數(shù)定義為：利用系數(shù)定義為：2.利用系數(shù)利用系數(shù)KuavuePKPKu可查附錄表可查附錄表5Pe0.38kVMMMPm 續(xù)上頁續(xù)上頁3.附加系數(shù)附加系數(shù)KamaavPKPKa值與設備容量差別程度、設備臺數(shù)和利用系數(shù)有關。值與設備容量差別程度、設備臺數(shù)和利用系數(shù)有關。 為便于分析比較，從導體發(fā)熱的角度出發(fā)，不同容量的用為便于分析比較，從導體發(fā)熱的角度出發(fā)，不同容量的用電設備需歸算為同一容量的用電設備，于是可得到其等效臺數(shù)電設備需歸算為同一容量的用電設備，于是可得到其等效臺數(shù)neq為：為： 2e.i2e.ieqeqPPnn附加系數(shù)定義為：附加系數(shù)定義為：根據(jù)利用系

9、數(shù)根據(jù)利用系數(shù)Ku和等效臺數(shù)和等效臺數(shù)neq查附錄表查附錄表6，可得到附加系數(shù)，可得到附加系數(shù)Ka值。值。2e.ieq2e.iPnP續(xù)上頁續(xù)上頁年最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷利用小時數(shù)Tmax是假設電力負荷按年最大負荷是假設電力負荷按年最大負荷Pm持續(xù)運行時，在此時間內電力負荷所耗用的電能恰與電力負持續(xù)運行時，在此時間內電力負荷所耗用的電能恰與電力負荷全年實際耗用的電能相同。荷全年實際耗用的電能相同。amaxmWTP4.年最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷利用小時數(shù)08760年負荷曲線PmPt/hTmax第二節(jié)三相用電設備組計算負荷第二節(jié)三相用電設備組計算負荷 的確定的確定 一、單位容量法一、單位容

10、量法 在進行供電工程方案設計階段，可采用單位容量法確定計在進行供電工程方案設計階段，可采用單位容量法確定計算負荷。算負荷。 二、需要系數(shù)法二、需要系數(shù)法 1. 1. 單位產品耗電量法單位產品耗電量法 2. 2. 單位面積負荷密度法單位面積負荷密度法（一）（一）一組用電設備的計算負荷一組用電設備的計算負荷 按需要系數(shù)法確定三相用電設備組計算負荷的基本公式為按需要系數(shù)法確定三相用電設備組計算負荷的基本公式為cctanPQcmdePPK PcccosPSccN3SIU有功計算負荷有功計算負荷（kW）無功計算負荷無功計算負荷（kvar）視在計算負荷視在計算負荷（kVA）計算電流計算電流（A） 例例2-

11、1 解此機床組電動機的總容量為解此機床組電動機的總容量為 例例2- -1已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓380V的三相電動機的三相電動機22kW2臺，臺，7.5kW6臺，臺，4kW12臺，臺，1.5kW6臺。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷臺。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷Pc、Qc、Sc和和Ic。查附錄表查附錄表1“小批生產的金屬冷加工機床電動機小批生產的金屬冷加工機床電動機”項得項得Kd0.2、cos 0.5、tan1.73。因此可得因此可得 Pe 22 kW27.5 kW64kW121.5kW6N.iPPc=KdPe0.2146kW=29.2kW

12、 cctan=29.2kW 1.73=50.52kvarQPcc29.2kW58.4kVAcos0.5PSccN58.4 kVA88.73A330.38kVSIU=146 kW 在確定低壓干線上或低在確定低壓干線上或低壓母線上的計算負荷時，可壓母線上的計算負荷時，可結合具體情況對其有功和無結合具體情況對其有功和無功計算負荷計入一個同時系功計算負荷計入一個同時系數(shù)數(shù)K。續(xù)上頁續(xù)上頁cpc.iPKPcqc.iQKQ22cccSPQccN3SIU注意：總的視在計算負荷和計算電流不能用各組的視在計算負荷注意：總的視在計算負荷和計算電流不能用各組的視在計算負荷 或計算電流之和乘以或計算電流之和乘以K來計

13、算。來計算。 (二二)多組三相用電設備的計算負荷多組三相用電設備的計算負荷0.38kVPc , QcSc , IcPc1 , Qc1Pc2 , Qc2Pci , Qci 例例2-2 某某380V線路上，接有水泵電動機（線路上，接有水泵電動機（15kW以下）以下）30臺共臺共205kW，另有通風機另有通風機25臺共臺共45kW，電焊機電焊機3臺共臺共10.5kW（=65%）。試確定線路上總的計算負荷。試確定線路上總的計算負荷。例例2-2解先求各組用電設備的計算負荷解先求各組用電設備的計算負荷Q c1 Pc1 tan 164kW0.75=123kvar1水泵電動機組查附錄表水泵電動機組查附錄表1得

14、得Kd=0.70.8(取取0.8），），cos0.8，tan0.75，因此因此2.通風機組查附錄表通風機組查附錄表1得得Kd=0.70.8（取取0.8），），cos=0.8, tan=0.75,因此因此 P c2=0.845kW=36kW Q c2=36kW0.75=27kvarPc1= Kd1Pe10.8205kW=164kW續(xù)上頁續(xù)上頁3.電焊機組查附錄表電焊機組查附錄表1得得Kd=0.35，cos=0.35，tan=2.68。 P c3=0.358.46kW=2.96kW Pc0.95(164362.96)kW=192.81kW Qc0.97(123+27+7.94)kvar=153.2

15、0kvar總計算負荷（取總計算負荷（取Kp0. 95， Kq0. 97）為為 Sc= =246.26kVAIc=246.26kVA/( 0.38kV)=374.2A 22192.81153.203Q c3=2.96kW2.68=7.94kvar65%100%在在100%下的設備容量：下的設備容量：Pe=10.5=8.46kW。三、利用系數(shù)法1.1.求用電設備組在最大負荷班的平均負荷：求用電設備組在最大負荷班的平均負荷：av.iu.ie.iPK Pav.iav.iitanQPav.iue.iPKP2e.ieq2e.iPnPcaav.iPKPcaav.iQKQ22cccSPQccN3SIU2.2.

16、求平均利用系數(shù)及等效設備臺數(shù)：求平均利用系數(shù)及等效設備臺數(shù)：3.3.根據(jù)根據(jù)Ku與與neq查附錄表查附錄表6，得出附加系數(shù)，得出附加系數(shù)Ka。4.4.利用下列公式求出總計算負荷：利用下列公式求出總計算負荷： 例例2-32-3已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓380V的三相電動機的三相電動機22kW2臺，臺，7.5kW6臺，臺，4kW12臺，臺，1.5kW6臺。臺。試用利用系數(shù)法來確定機床組的計算負荷。試用利用系數(shù)法來確定機床組的計算負荷。 例例2-3解解1用電設備組在最大負荷班的平均負荷用電設備組在最大負荷班的平均負荷Q av Pav tan機床電

17、動機機床電動機查附錄表查附錄表5得得Ku=0.12，tan=1.73,因此因此2.平均利用系數(shù)平均利用系數(shù)因只有因只有1組用電設備，故組用電設備，故Ku.avKu0.12Pav=K u Pe3用電設備的有效臺數(shù)用電設備的有效臺數(shù)22e.ieq22222e.i14614.12227.56412 1.56PnP （?。ㄈ?4）0.12146 kW =17.52kW17.52 kW1.73=30.34kvar續(xù)上頁續(xù)上頁4計算負荷及計算電流計算負荷及計算電流 利用利用Ku.av=0.12及及neq=14查附錄表查附錄表6，通過插值求得，通過插值求得Ka=2。caav.iPKP217.52 kW 35

18、.04kW caav.iQKQ230.34 kvar60.68kvar 22cccSPQ2235.0460.68 kVA =70.07kVAccN3SIU70.07kVA106.46A30.38kVa0.12 0.1(1.85 2.1) 2.1 20.15 0.1K第三節(jié)第三節(jié) 單相用電設備組計算負荷單相用電設備組計算負荷 的確定的確定如果單相設備容量超過三相設備容量如果單相設備容量超過三相設備容量15%時，則應將單相時，則應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再進行負荷計算。設備容量換算為等效三相設備容量，再進行負荷計算。1.接于相電壓的單相設備容量換算接于相電壓的單相設備容量換算ee.m

19、3PP2.接于接于同一同一線電壓的單相設備容量換算線電壓的單相設備容量換算 ee.3PP3.單相設備接于單相設備接于不同不同線電壓時的負荷計算線電壓時的負荷計算 應將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量；應將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量；分相計算各相的設備容量，并按需要系數(shù)法計算其計算負荷；分相計算各相的設備容量，并按需要系數(shù)法計算其計算負荷；總的等效三相計算負荷為其最大有功負荷相的計算負荷的總的等效三相計算負荷為其最大有功負荷相的計算負荷的3 3倍。倍。4.單相設備分別接于線電壓和相電壓時的負荷計算單相設備分別接于線電壓和相電壓時的負荷計算 e12= 3

20、+(3- 3)P PPe1122= 3tan(3- 3) tanQPP第四節(jié)第四節(jié) 尖峰電流的計算尖峰電流的計算 尖峰電流是指只持續(xù)尖峰電流是指只持續(xù)12s的短時最大負荷電流，它用來計算的短時最大負荷電流，它用來計算電壓波動、選擇熔斷器和低壓斷路器及整定繼電保護裝置等。電壓波動、選擇熔斷器和低壓斷路器及整定繼電保護裝置等。 單臺用電設備（如電動機）的尖峰電流單臺用電設備（如電動機）的尖峰電流Ipk，就是其起動電就是其起動電流流Ist，即即 接有多臺用電設備的線路，只考慮一臺設備起動時的尖峰接有多臺用電設備的線路，只考慮一臺設備起動時的尖峰電流，按下列公式計算電流，按下列公式計算 式中，式中，I

21、st.max為起動電流最大的一臺設備的起動電流；為起動電流最大的一臺設備的起動電流；Ic(n-1)為為除起動設備以外的線路計算電流。除起動設備以外的線路計算電流。IpkIstkstIN.M pkst.maxc(n-1)III第五節(jié)第五節(jié) 無功功率補償無功功率補償 一一、功率因數(shù)定義功率因數(shù)定義1瞬時功率因數(shù)瞬時功率因數(shù) 監(jiān)測負荷用。監(jiān)測負荷用。 cos3PPSUI2平均功率因數(shù)平均功率因數(shù) 調整電費用。調整電費用。 pav22pqcosWWW3最大負荷時的功率因數(shù)最大負荷時的功率因數(shù) 確定需要無功補償容量用。確定需要無功補償容量用。cccosPSSCSCPCQCQC二、無功補償容量的確定二、無

22、功補償容量的確定 QN.C=QcQc Pc(tan-tan) QN.C 穩(wěn)態(tài)無功功率補償設備，主要穩(wěn)態(tài)無功功率補償設備，主要有同步補償機和并聯(lián)電容器（自愈有同步補償機和并聯(lián)電容器（自愈式）。式）。 三、無功補償裝置的選擇三、無功補償裝置的選擇低壓并聯(lián)電容器裝置根據(jù)負荷低壓并聯(lián)電容器裝置根據(jù)負荷變化相應自動循環(huán)投切的電容器組數(shù)，變化相應自動循環(huán)投切的電容器組數(shù)，在無功補償容量在無功補償容量QN.C確定后可根據(jù)選確定后可根據(jù)選定的單組容量定的單組容量qNC來選擇：來選擇：N.CN.CQnq動態(tài)無功功率補償設備動態(tài)無功功率補償設備（SVC）用于急劇變動的沖擊負荷用于急劇變動的沖擊負荷如煉鋼電弧爐、軋

23、鋼機等的無功補償。如煉鋼電弧爐、軋鋼機等的無功補償。四、無功補償裝置的裝設位置四、無功補償裝置的裝設位置 在用戶供電系統(tǒng)中，有三種方式：高壓集中補償、低壓集在用戶供電系統(tǒng)中，有三種方式：高壓集中補償、低壓集中補償和分散就地補償（個別補償）。中補償和分散就地補償（個別補償）。M1C分散就地補償2C3C610kV0.38kV高壓集中補償高壓集中補償?shù)难a償區(qū)低壓集中補償?shù)难a償區(qū)分散就地補償?shù)难a償區(qū)未補償區(qū)未補償區(qū)未補償區(qū)低壓集中補償例例23某用戶某用戶10kV變電所低壓計算負荷為變電所低壓計算負荷為800kW580kvar。若欲使低壓側功率因數(shù)達到若欲使低壓側功率因數(shù)達到0.92，則需在低壓側進行補

24、償?shù)牟⒙?lián)電，則需在低壓側進行補償?shù)牟⒙?lián)電容器無功自動補償裝置容量是多少？并選擇電容器組數(shù)及每組容容器無功自動補償裝置容量是多少？并選擇電容器組數(shù)及每組容量。量。例例2-32-3解：（解：（1 1）求補償前的視在計算負荷及功率因數(shù)）求補償前的視在計算負荷及功率因數(shù) （2 2）確定無功補償容量）確定無功補償容量 800(tanarccos0.810tanarccos0.92)2222ccc800580 kVA988.1kVASPQcc800kWcos0.810988.1kVAPSN Cc(tantan)QP238.4kvar續(xù)上頁續(xù)上頁（3 3）選擇電容器組數(shù)及每組容量）選擇電容器組數(shù)及每組容量初

25、選初選BSMJ0.4-20-3型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量qN.C=20kvar。N CN C238.4kvar11.9220kvarQnq取取12組組2222cccN C()800(580240)869.3kVASPQQ補償后的視在計算負荷補償后的視在計算負荷減少減少118.8kVA。第六節(jié)第六節(jié) 供電系統(tǒng)的總計算負荷供電系統(tǒng)的總計算負荷 一、供電系統(tǒng)的功率損耗一、供電系統(tǒng)的功率損耗 （一）電力線路的功率損耗（一）電力線路的功率損耗 有功損耗（有功損耗（kW）無功損耗（無功損耗（kvar）（二（二）電力變壓器的功率損耗電力變壓器的功率損耗有功損耗有功損耗23WL3

26、10cPI R23WL310cQI XX=x0l R=r0l 22ccTFecu.N0kN.TN.TSSPPPPPSS 無功損耗無功損耗22c0ckT0NN.TN.TN.T%100100SISUQQQSSS 簡化公式：簡化公式：PT0.01Sc ；QT0.05Sc 。 例例2-4 2-4 某工廠有一個某工廠有一個35/10kV總降壓變電所，分別供電給總降壓變電所，分別供電給14車間變電所及車間變電所及4臺冷卻水泵用的高壓電動機臺冷卻水泵用的高壓電動機（PN4300kW、Kd0.8、cos0.8），10kV母線上接有母線上接有2700kvar無無功補償電容器組。已知功補償電容器組。已知14車間變

27、電所車間變電所10kV側計算負荷分別側計算負荷分別為：為：1為為1430 kWj1230kvar；2為為1350 kWj1200kvar；3為為1260 kWj1030kvar；4為為960 kWj750kvar。試計算該總降試計算該總降壓變電所壓變電所35kV側計算負荷及功率因數(shù)大?。ㄈ扔嬎阖摵杉肮β室驍?shù)大?。ㄈ=0.9）。）。例例2-42-4解：（解：（1）求）求10kV母線計算負荷母線計算負荷1車間變電所車間變電所Pc11430 kW，Qc11230kvar2車間變電所車間變電所Pc21350 kW，Qc21200kvar3車間變電所車間變電所Pc31260 kW，Qc31030kv

28、ar4車間變電所車間變電所Pc4960 kW，Qc4750kvar高壓電動機組高壓電動機組Pc5Kd PN =0.84300kW960 kW Qc5Pc5tan=9600.75720 kvar 10kV母線計算負荷母線計算負荷=0.9（1430+1350+1260+960+960）5364 kWcpc.iPKPCT0.38kV低壓集中補償10kV如下圖，變電所低壓母線的視在計算負荷如下圖，變電所低壓母線的視在計算負荷為為2222c.2c.2c.2c.2c.2N C()SPQPQQ 變電所高壓側計算負荷為低變電所高壓側計算負荷為低壓母線的計算負荷加上變壓器的壓母線的計算負荷加上變壓器的損耗，即損

29、耗，即Pc.1= Pc.2 +PT； Qc.1= Qc. 2 +QT22c.1c.1c.1SQPc.1c.11N3SIU二、供電系統(tǒng)的總計算負荷二、供電系統(tǒng)的總計算負荷 一般采用逐級計算法由用電設備處逐步向電源進線側計算。一般采用逐級計算法由用電設備處逐步向電源進線側計算。 各級計算點的選取，一般為各級配電箱（屏）的出線和進線各級計算點的選取，一般為各級配電箱（屏）的出線和進線、變電所低壓出線、變壓器低壓母線、高壓進線等處。、變電所低壓出線、變壓器低壓母線、高壓進線等處。續(xù)上頁續(xù)上頁（2）求）求35kV側計算負荷側計算負荷變壓器損耗變壓器損耗PT0.01Sc 0.01563856.38 kW

30、QT0.05Sc 0.055638281.9 kvarcc.N.iCQKQQ0.9(1230+1200+1030+750+720)27001737 kvar222253641737 =5638kVAcccSQP25420.42018.95784.2kVAcccSQP.1.1.15420.4cos0.9375784.2ccPS35kV側計算負荷側計算負荷Pc.1= Pc.2 +PT5364+56.385420.4kW Qc.1= Qc.2 +QT1737+281.92018.9 kvar4000200010002000100003000400030001.06

31、00050007000cos0.6800060005000700090008000/hTmax/h第七節(jié)第七節(jié) 供電系統(tǒng)的電能節(jié)約供電系統(tǒng)的電能節(jié)約一、年電能需要量的計算一、年電能需要量的計算 年有功電能消耗量年有功電能消耗量(kWh) Wp=PcTa 取取0.70.75二、供電系統(tǒng)的電能損耗二、供電系統(tǒng)的電能損耗 變壓器全年電能損耗為變壓器全年電能損耗為Wa=Wa1 +Wa2 P08760+PkKL2 年無功電能消耗量年無功電能消耗量(kvarh) Wq=QcTa 取取0.760.82線路上全年電能損耗為線路上全年電能損耗為Wa=3I2c RWL年最大負荷損耗小時年最大負荷損耗小時與與年最大

32、負荷利用小時年最大負荷利用小時Tmax有一有一定關系，如圖所示定關系，如圖所示。續(xù)上頁續(xù)上頁 用戶供電系統(tǒng)的電能節(jié)約主要從降低用電設備的能耗和供用戶供電系統(tǒng)的電能節(jié)約主要從降低用電設備的能耗和供電系統(tǒng)的能耗兩方面著手，提高能源利用率。電系統(tǒng)的能耗兩方面著手，提高能源利用率。三、電能節(jié)約的技術措施三、電能節(jié)約的技術措施 供電系統(tǒng)的能耗主要為變壓器及線路的能耗，可采?。汗╇娤到y(tǒng)的能耗主要為變壓器及線路的能耗，可采取：選用高效節(jié)能變壓器，更新淘汰低效高耗能產品；選用高效節(jié)能變壓器，更新淘汰低效高耗能產品；合理選擇電力變壓器容量及數(shù)量，實行經濟運行方式；合理選擇電力變壓器容量及數(shù)量，實行經濟運行方式；

33、改造現(xiàn)有不合理的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗；改造現(xiàn)有不合理的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗；改善系統(tǒng)功率因數(shù)，進一步降低系統(tǒng)功率損耗。改善系統(tǒng)功率因數(shù)，進一步降低系統(tǒng)功率損耗。用電設備的能耗可下述技術措施降低：用電設備的能耗可下述技術措施降低：通過通過改造原有的設備，提高效率及性能；改造原有的設備，提高效率及性能； 采用新技術，選用高效節(jié)能設備；采用新技術，選用高效節(jié)能設備； 改進操作方法，改革落后的生產工藝；改進操作方法，改革落后的生產工藝； 提高設備的運行維護檢修水平等提高設備的運行維護檢修水平等。（一）電能節(jié)約的一般措施（一）電能節(jié)約的一般措施續(xù)上頁續(xù)上頁 1單臺變壓器的經濟運行單臺變壓器的經濟

34、運行（二）電力變壓器的經濟運行（二）電力變壓器的經濟運行 變壓器經濟運行的條件是：傳輸單位變壓器經濟運行的條件是：傳輸單位kVA負荷所消耗的有負荷所消耗的有功功率損耗歸算值最小。功功率損耗歸算值最小。2TqT0q0kqkLPPkQPkQPkQK N.TL1PPSSKL0PdSdK令0q0eckqkPkQKPkQ得0SScr P/（兩臺） P/（一臺） P P= P2兩臺變壓器的兩臺變壓器的經濟運行經濟運行0q0crN.Tkqk2PkQSSPkQ本章小結本章小結 本章是分析供電系統(tǒng)和進行供電設計計算的基礎。本章是分析供電系統(tǒng)和進行供電設計計算的基礎。 本章首先簡介了負荷計算的有關基本知識本章首先

35、簡介了負荷計算的有關基本知識; ;然后著重講述了用電設備組然后著重講述了用電設備組計算負荷的確定方法，介紹線路尖峰電流的計算計算負荷的確定方法，介紹線路尖峰電流的計算; ;接著講述了供電系統(tǒng)無功接著講述了供電系統(tǒng)無功補償、總計算負荷的確定及電能節(jié)約。補償、總計算負荷的確定及電能節(jié)約。本章重點：本章重點：三相用電設備組計算負荷的確定方法、尖峰電流的計算方三相用電設備組計算負荷的確定方法、尖峰電流的計算方法、無功功率補償容量的確定與無功功率補償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計法、無功功率補償容量的確定與無功功率補償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計算負荷確定方法。算負荷確定方法。本章難點：本章難點：利用系數(shù)法確

36、定三相用電設備組的計算負荷。利用系數(shù)法確定三相用電設備組的計算負荷。 教學基本要求：教學基本要求：了解單相用電設備組計算負荷的確定方法、電能節(jié)約的了解單相用電設備組計算負荷的確定方法、電能節(jié)約的技術措施；理解用電設備工作制、確定計算負荷的系數(shù)；技術措施；理解用電設備工作制、確定計算負荷的系數(shù)；掌握三相用電設備掌握三相用電設備組計算負荷的確定方法、尖峰電流的計算方法、無功功率補償容量的確定與組計算負荷的確定方法、尖峰電流的計算方法、無功功率補償容量的確定與無功功率補償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計算負荷確定方法。無功功率補償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計算負荷確定方法。 思考題與習題解答提示思考題與習題

37、解答提示2-1提示：參見教材提示：參見教材P18。2-2提示：參見教材提示：參見教材P19。2-3提示：參見教材提示：參見教材P18和和P21P22。2-4提示：參見教材提示：參見教材P26。2-5提示：參見教材提示：參見教材P28和和P18。2-6提示：參見教材提示：參見教材P31。2-7提示：參見教材提示：參見教材P39。2-8提示：第一步求各組用電設備的計算負荷，對行車，要求設備容量提示：第一步求各組用電設備的計算負荷，對行車，要求設備容量統(tǒng)一換算到統(tǒng)一換算到 ，對點焊機，要求設備容量統(tǒng)一換算到對點焊機，要求設備容量統(tǒng)一換算到 ；第二步計算總計算負荷（可取第二步計算總計算負荷（可取Kp0

38、. 95， Kq0. 97）。100%25%續(xù)上頁續(xù)上頁2-9提示：采用利用系數(shù)法（步驟參見例提示：采用利用系數(shù)法（步驟參見例2-3）分別計算兩組用電設備的）分別計算兩組用電設備的計算負荷，然后進行比較，從而說明設備容量組成不同對最大負荷的影響。計算負荷，然后進行比較，從而說明設備容量組成不同對最大負荷的影響。2-10提示：先將各相所接的單相設備容量大致相同（不能只接在一相提示：先將各相所接的單相設備容量大致相同（不能只接在一相上），然后將其等效成上），然后將其等效成1臺三相設備進行負荷計算。臺三相設備進行負荷計算。2-11提示：計算單元和整棟樓的計算負荷時，都將其當成一組用電設備，提示：計算

39、單元和整棟樓的計算負荷時，都將其當成一組用電設備，然后按附錄表然后按附錄表3選取選取Kd值，值，。cos0.852-12提示：提示：（1）確定補償容量時，采用低壓側計算負荷代入公式計算，）確定補償容量時，采用低壓側計算負荷代入公式計算，取取。（。（2）確定高壓側計算負荷時，變壓器損耗可按經驗公式）確定高壓側計算負荷時，變壓器損耗可按經驗公式估算。估算。cos0.922-13提示：根據(jù)教材提示：根據(jù)教材P39圖圖2-9查出查出值，代入公式計算即可。值，代入公式計算即可。自自 測測 題題 一、填空題一、填空題1計算電流是指線路中持續(xù)時間計算電流是指線路中持續(xù)時間的最大負荷電流，而尖峰電的最大負荷電

40、流，而尖峰電流是指線路中持續(xù)時間流是指線路中持續(xù)時間的最大負荷電流。按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)的最大負荷電流。按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)各元件應采用各元件應采用，而整定過電流保護動作電流則采用，而整定過電流保護動作電流則采用。 2并聯(lián)電容器的補償方式分為三種并聯(lián)電容器的補償方式分為三種:、和、和。由于。由于電力負荷的變動性，低壓并聯(lián)電容器組的投切方式一般采用電力負荷的變動性，低壓并聯(lián)電容器組的投切方式一般采用方式。方式。 3計算負荷是根據(jù)已知用電設備組計算負荷是根據(jù)已知用電設備組確定的，預期不變確定的，預期不變的的假想負荷。用來作為按假想負荷。用來作為按條件選擇供電系統(tǒng)元件的依據(jù)。條件選擇供電系統(tǒng)元件

41、的依據(jù)。 續(xù)上頁續(xù)上頁二、計算題二、計算題 1某用戶某用戶10/0.38kV變電所供電給變電所供電給5個回路：個回路：1回路回路PN=230kW，Kd=0.2，cos0.6；2回路回路PN=800kW，Kd=0.4，cos0.7；3回路回路PN=720kW，Kd=0.5，cos0.8；4回路回路PN=540kW，Kd=0.5，cos0.7；5回路計算負荷回路計算負荷150kW+j120kvar。（1）試求低壓母線總計算負荷）試求低壓母線總計算負荷Pc、Qc、Sc、Ic（K0.9）；）；（2）為使功率因數(shù)不小于）為使功率因數(shù)不小于0.9，則需在低壓側進行補償?shù)臒o功容量是多，則需在低壓側進行補償?shù)臒o功容量是多少？少？2某用戶某用戶10/0.38kV變電所設有一臺變壓器，已知低壓側計算負荷為變電所設有一臺變壓器，已知低壓側計算負荷為650kW+j800kvar。按規(guī)定，高壓側功率因數(shù)不得低于。按規(guī)定，高壓側功率因數(shù)不得低于0.9。（1）求補償前高壓側總計算負荷）求補償前高壓側總計算負荷Pc、Qc、Sc、Ic、cos？（2）求在低壓側裝設的無