第二章 負(fù)荷計(jì)算

1、電力工程系Department of Electrical Engineering是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)第二章第二章 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償?shù)诙碌诙?負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償 電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法 企業(yè)負(fù)荷的確定和變壓器選擇企業(yè)負(fù)荷的確定和變壓器選擇 功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)主要要研究三個(gè)問題：主要要研究三個(gè)問題：n什么是負(fù)荷？什么是負(fù)荷？n為什么要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？為什么要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？1.怎樣進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？怎樣進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？第二章第二章 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償概念：概念：“電力負(fù)

2、荷電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。的大小。 n負(fù)荷分類：負(fù)荷分類： 按用途可分為：照明負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷按用途可分為：照明負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷 按行業(yè)分：工業(yè)負(fù)荷、非工業(yè)負(fù)荷和居民生按行業(yè)分：工業(yè)負(fù)荷、非工業(yè)負(fù)荷和居民生活負(fù)荷（民用電）活負(fù)荷（民用電） 電力負(fù)荷（設(shè)備）按工作制的分類電力負(fù)荷（設(shè)備）按工作制的分類長期連續(xù)工作制長期連續(xù)工作制短時(shí)工作制短時(shí)工作制 斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制2 2 為什么負(fù)荷計(jì)算為什么負(fù)荷計(jì)算從工

3、礦企業(yè)用電角度從工礦企業(yè)用電角度供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器等等）繼電保護(hù)整定繼電保護(hù)整定選擇儀表量程選擇儀表量程從系統(tǒng)供電角度從系統(tǒng)供電角度安排供電方案及系統(tǒng)運(yùn)行方式安排供電方案及系統(tǒng)運(yùn)行方式估算估算過高過高：增加供電設(shè)備的容量，使電網(wǎng)復(fù)雜；增加供電設(shè)備的容量，使電網(wǎng)復(fù)雜；浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量；浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量；由于由于工廠企業(yè)工廠企業(yè)是國家電力的是國家電力的主要用戶主要用戶，將給電力系統(tǒng)及，將給電力系統(tǒng)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來很大的危害；整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來很大的危害；估算估算過低過低：投入生產(chǎn)后

4、，線路及電氣設(shè)備過熱；投入生產(chǎn)后，線路及電氣設(shè)備過熱；絕緣老化加快，降低使用壽命，增大電能損耗；絕緣老化加快，降低使用壽命，增大電能損耗；影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。3 3 負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算方法需要系數(shù)法需要系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來確定的，適用于負(fù)荷情況來確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，一般適用于荷影響的附加功率，一般適用于低壓配電支干線和配電箱

5、的負(fù)荷低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。計(jì)算。負(fù)荷計(jì)負(fù)荷計(jì)算方法算方法第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線及參數(shù)負(fù)荷曲線及參數(shù)什么是負(fù)荷曲線？什么是負(fù)荷曲線？ 電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，反映了電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。描述負(fù)荷變化趨用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。描述負(fù)荷變化趨勢的數(shù)學(xué)手段：可用來預(yù)測負(fù)荷變化趨勢。勢的數(shù)學(xué)手段：可用來預(yù)測負(fù)荷變化趨勢。負(fù)荷曲線用途負(fù)荷曲線用途 確定系統(tǒng)運(yùn)行方式確定系統(tǒng)運(yùn)行方式 安排設(shè)備檢修計(jì)劃安排設(shè)備檢修計(jì)劃 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算負(fù)荷曲線分類負(fù)荷曲線分類按負(fù)荷性質(zhì)分按負(fù)荷性質(zhì)分有功負(fù)荷曲線有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線按負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間分按負(fù)荷變動(dòng)

6、的時(shí)間分日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線(24h)(24h)月負(fù)荷曲線月負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線（年負(fù)荷曲線（8760h8760h 4. 4. 日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線：負(fù)荷在一晝夜間（負(fù)荷在一晝夜間（024h）變化）變化情況。情況。 繪制：繪制： n以某個(gè)監(jiān)測點(diǎn)為參考點(diǎn)，在以某個(gè)監(jiān)測點(diǎn)為參考點(diǎn)，在24h24h中各個(gè)時(shí)刻記錄有功中各個(gè)時(shí)刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制而成折線形狀，稱折線形負(fù)功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制而成折線形狀，稱折線形負(fù)荷曲線。荷曲線。 通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來，（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來， 求

7、出求出0.5h0.5h的的平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成階梯狀的是階梯形負(fù)荷曲線。成階梯狀的是階梯形負(fù)荷曲線。日負(fù)荷曲線的繪制圖日負(fù)荷曲線的繪制圖 負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大?。üβ首儎?dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大?。üβ蔾WkW、kvarkvar）。）。日有功負(fù)荷曲線日有功負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線階梯形負(fù)荷曲線階梯形負(fù)荷曲線n年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線 年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年持續(xù)年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)

8、荷曲線。負(fù)荷曲線。 年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成。年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成。反映一年內(nèi)逐月（或逐日）電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的反映一年內(nèi)逐月（或逐日）電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的變化。變化。年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制，是不分日月先后，僅按年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制，是不分日月先后，僅按全年的負(fù)荷變化，按不同負(fù)荷值在年內(nèi)累計(jì)持續(xù)全年的負(fù)荷變化，按不同負(fù)荷值在年內(nèi)累計(jì)持續(xù)時(shí)間重新排列組成。時(shí)間重新排列組成。年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，反映了全年負(fù)荷變動(dòng)反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（全年按間（全年按8760h計(jì)）計(jì)）的關(guān)系。的關(guān)系。年每日

9、最大負(fù)荷曲線，年每日最大負(fù)荷曲線，反映了全年當(dāng)中不同反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，時(shí)段的電能消耗水平，是按全年每日的最大是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來繪半小時(shí)平均負(fù)荷來繪制的。制的。工程上，企業(yè)的年有功負(fù)荷曲線可以根據(jù)企業(yè)一年中具有代表性的工程上，企業(yè)的年有功負(fù)荷曲線可以根據(jù)企業(yè)一年中具有代表性的冬季和夏季的日有功負(fù)荷曲線來繪制。冬季和夏季的日有功負(fù)荷曲線來繪制。圖圖c就假定是繪制我國南方某企業(yè)的年負(fù)荷曲線。就假定是繪制我國南方某企業(yè)的年負(fù)荷曲線。 200165211ttT年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷P Pmaxmax 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷， 它是全年中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最

10、多的半小時(shí)平均負(fù)荷P30。年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷利用小時(shí)T Tmaxmax假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗用的電能相同。l有關(guān)負(fù)荷計(jì)算的幾個(gè)物理量有關(guān)負(fù)荷計(jì)算的幾個(gè)物理量平均負(fù)荷平均負(fù)荷平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間t t內(nèi)消耗內(nèi)消耗電能的平均值電能的平均值tWPtav年平均負(fù)荷年平均負(fù)荷年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總電能除全年總小時(shí)數(shù)。電能除全年總小時(shí)數(shù)。 8760aavWP負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù): : 負(fù)荷系數(shù)又稱負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷Pav,與其最大負(fù)荷Pmax的比

11、值，即 用來表征負(fù)荷變化程度，比值越大，則負(fù)荷越平穩(wěn)。用來表征負(fù)荷變化程度，比值越大，則負(fù)荷越平穩(wěn)。 計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷n計(jì)算負(fù)荷，是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(fā)熱條件計(jì)算負(fù)荷，是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中導(dǎo)體和電氣設(shè)備的假想負(fù)荷。選擇供電系統(tǒng)中導(dǎo)體和電氣設(shè)備的假想負(fù)荷。n計(jì)算負(fù)荷持續(xù)流過導(dǎo)體（或其它電氣設(shè)備）所產(chǎn)生的計(jì)算負(fù)荷持續(xù)流過導(dǎo)體（或其它電氣設(shè)備）所產(chǎn)生的 熱效應(yīng)熱效應(yīng)（恒定溫升）應(yīng)等于按實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長期運(yùn)行（恒定溫升）應(yīng)等于按實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長期運(yùn)行 時(shí)所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)（平均最高溫度）時(shí)所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)（平均最高溫度）n計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。工程上常取

12、半計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。工程上常取半小時(shí)平均最大負(fù)荷小時(shí)平均最大負(fù)荷P30（亦即年最大負(fù)荷）作為計(jì)算（亦即年最大負(fù)荷）作為計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算: :是指對(duì)某一線路中的實(shí)際用是指對(duì)某一線路中的實(shí)際用電負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行分析，從而求出電負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行分析，從而求出該線路的計(jì)算負(fù)荷的過程。該線路的計(jì)算負(fù)荷的過程。 PcaPca-負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷 QcaQca-負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷 ScaSca-負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷 Ica-Ica-負(fù)荷的計(jì)算電流負(fù)荷的計(jì)算電流第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法 我國目前普遍采用的

13、確定用電設(shè)備組計(jì)算我國目前普遍采用的確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法，有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要負(fù)荷的方法，有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是世界各國普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)法是世界各國普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，但在基本方法，二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，但在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而設(shè)備容量差別懸殊的分支確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而設(shè)備容量差別懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法較之采用需干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法較之采用需要系數(shù)法合理，且計(jì)算也較簡便。要系數(shù)法合理，且計(jì)算也較簡便。一、用電設(shè)備容量的確定一、用電設(shè)備容量的確定1 1、設(shè)備容量的定義、設(shè)備容量的定義 在

14、每臺(tái)用電設(shè)備的銘牌上都有在每臺(tái)用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功額定功率率”PN，但由于各用電設(shè)備的額定工作方，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其功率直接相加，必須先將其換算為同一工換算為同一工作制下的額定功率作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率額定功率”稱為稱為“設(shè)備額定容量設(shè)備額定容量”，用，用Pe表示。表示。2 2、工廠用電設(shè)備的工作制、工廠用電設(shè)備的工作制長期連續(xù)工作制設(shè)備長期連續(xù)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備反復(fù)

15、短時(shí)工作制設(shè)備反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備%1000tttN工作時(shí)間工作時(shí)間停歇時(shí)間停歇時(shí)間同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時(shí)，其輸出功同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時(shí)，其輸出功率是不同的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)率是不同的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的換到一個(gè)統(tǒng)一的下。下。這種換算按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進(jìn)行換這種換算按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進(jìn)行換算。算。n 斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的功率與負(fù)荷持續(xù)斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的功率與負(fù)荷持續(xù)率的關(guān)系率的關(guān)系212121ttt1tPPPTIRIAIPUIP下，功率的換算公式為所以，不同負(fù)荷持續(xù)率因此有，在同一周期內(nèi)負(fù)荷持續(xù)率熱量相同時(shí)，在設(shè)備電阻不變而

16、發(fā)熱量散失，則過程，即發(fā)熱不向四周假設(shè)工作周期內(nèi)為絕熱，故在相同電壓下功率3 3、 設(shè)備容量的確定方法設(shè)備容量的確定方法長期工作制和短期工作制的用電設(shè)備長期工作制和短期工作制的用電設(shè)備 長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是所長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定功率，即有設(shè)備的銘牌額定功率，即 Pe=PPe=PN N 反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備 反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的率的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。功率。對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到=

17、25%=25%，換算公式為：，換算公式為： NNNNePPP225起重電動(dòng)機(jī)起重電動(dòng)機(jī)換算后設(shè)換算后設(shè)備容量備容量（換算前）設(shè)（換算前）設(shè)備鉻牌額定功備鉻牌額定功率率設(shè)備鉻牌暫載設(shè)備鉻牌暫載率率對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到=100%=100%，換算，換算公式為：公式為： NNNNeSPPcos電焊機(jī)設(shè)備電焊機(jī)設(shè)備設(shè)備鉻牌額定容量設(shè)備鉻牌額定容量設(shè)備鉻牌功率因數(shù)設(shè)備鉻牌功率因數(shù)二、需要系數(shù)法二、需要系數(shù)法 1 1、需要系數(shù)、需要系數(shù)KdKd 由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，工作的設(shè)備也不一定都工作在額定狀態(tài)下，另外考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗等因素，設(shè)

18、備或設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€(gè)小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用Kd表示。 需要系數(shù)的含義需要系數(shù)的含義llodKKKe需要需要系數(shù)系數(shù)同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù)K：并并非供電范圍內(nèi)的非供電范圍內(nèi)的所有用電設(shè)備都所有用電設(shè)備都會(huì)同時(shí)投入使用會(huì)同時(shí)投入使用負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù)KLo：并并非投入使用的所有非投入使用的所有電氣設(shè)備任何時(shí)候電氣設(shè)備任何時(shí)候都會(huì)滿載運(yùn)行都會(huì)滿載運(yùn)行電氣設(shè)備的平均效電氣設(shè)備的平均效率率e：電氣設(shè)備額電氣設(shè)備額定功率與輸入功率定功率與輸入功率不一定相等不一定相等 線路的平均效率線路的平均效率l ：考慮直接向考慮直接向電氣設(shè)備配電的電氣設(shè)備配電的配電線路上的功配電線路上的功

19、率損耗后，電氣率損耗后，電氣設(shè)備輸入功率與設(shè)備輸入功率與系統(tǒng)向設(shè)備提供系統(tǒng)向設(shè)備提供的功率不一定相的功率不一定相同同 注：注：工程實(shí)際中，很難通工程實(shí)際中，很難通過過Kd的表達(dá)式來求得需要的表達(dá)式來求得需要系數(shù)，一般都是通過查表系數(shù)，一般都是通過查表求得其經(jīng)驗(yàn)值求得其經(jīng)驗(yàn)值 2 2、需要系數(shù)法、需要系數(shù)法 edcaPKPeiePP需要系數(shù)需要系數(shù)用 電 設(shè) 備用 電 設(shè) 備組 所 有 設(shè)組 所 有 設(shè)備 容 量 之備 容 量 之和和用電設(shè)備組每用電設(shè)備組每臺(tái)設(shè)備的容量臺(tái)設(shè)備的容量n（1）對(duì)）對(duì)1臺(tái)用電設(shè)備宜取臺(tái)用電設(shè)備宜取n (2) 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 有功計(jì)算負(fù)荷：有功

20、計(jì)算負(fù)荷： 無功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷： 1dKedcaPKPtancacaPQ視在計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷： 計(jì)算電流：計(jì)算電流： 22cacacaQPSNcacaUSI3各用電設(shè)備組的需要系數(shù)各用電設(shè)備組的需要系數(shù)K Kd d及功率因數(shù)及功率因數(shù) 用電設(shè)備組名稱用電設(shè)備組名稱 需要系數(shù)需要系數(shù)Kd 二項(xiàng)式系數(shù)二項(xiàng)式系數(shù) 最大最大容量容量設(shè)備設(shè)備臺(tái)數(shù)臺(tái)數(shù) 功率功率因數(shù)因數(shù)ab小批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床小批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床 0.160.20.18.25

21、0.250.30.30.35 0.140.140.240.26 0.40.50.40.5 5555 0.50.50.60.65 1.731.731.331.17 通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī) 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配車間的吊車車間的吊車鑄造車間吊車鑄造車間吊車0.10.150.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.

22、50.5 1.731.73 tan自動(dòng)裝料電阻爐自動(dòng)裝料電阻爐非自動(dòng)裝料電阻爐非自動(dòng)裝料電阻爐小型電阻爐、干燥箱小型電阻爐、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.70.70.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）電弧熔爐電弧熔爐0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)對(duì)焊機(jī)對(duì)焊機(jī)0.350.35 0.60.71.331.02 自動(dòng)弧焊變壓器自動(dòng)弧焊變壓器單頭手動(dòng)弧焊變壓器單頭手動(dòng)弧焊變壓器多頭手動(dòng)弧焊變

23、壓器多頭手動(dòng)弧焊變壓器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 n當(dāng)當(dāng)Kd值有一定變動(dòng)范圍時(shí)，取值要作具體值有一定變動(dòng)范圍時(shí)，取值要作具體分析。如臺(tái)數(shù)多時(shí)，一般取用較小值，臺(tái)分析。如臺(tái)數(shù)多時(shí)，一般取用較小值，臺(tái)數(shù)少時(shí)取用較大值；設(shè)備使用率高時(shí)，取數(shù)少時(shí)取用較大值；設(shè)備使用率高時(shí)，取用較大值，使用率低時(shí)取用較小值。當(dāng)一用較大值，使用率低時(shí)取用較小值。當(dāng)一條線路內(nèi)的用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)較少時(shí)，一般條線路內(nèi)的用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)較少時(shí)，一般是將用電設(shè)備額定容量的總和作為計(jì)算負(fù)是將用電設(shè)備額定容量的總和作為計(jì)算負(fù)荷，或者采用較大的荷，或者采用較大的Kd值值(0.851)。 n (3)

24、 多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 總的有功計(jì)算負(fù)荷：總的有功計(jì)算負(fù)荷： 總的無功計(jì)算負(fù)荷：總的無功計(jì)算負(fù)荷： caicaPKPcaicaQKQ 在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K。 總的視在計(jì)算負(fù)荷：總的視在計(jì)算負(fù)荷： 總的計(jì)算電流：總的計(jì)算電流： 22cacacaQPSNcacaUSI3 在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入

25、一個(gè)同時(shí)系數(shù)的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K。 應(yīng)用范圍 K 確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷 冷加工車間 熱加工車間 動(dòng)力站 0.70.80.70.90.81.0 確定配電所母線的最大負(fù)荷 計(jì)算負(fù)荷小于5000kW 計(jì)算負(fù)荷小于500010000kW 計(jì)算負(fù)荷大于10000kW 0.91.00.850.8 n例例 2-12-1某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V380V線路上接有金屬切削機(jī)床線路上接有金屬切削機(jī)床共共2020臺(tái)（其中臺(tái)（其中10.5kW-410.5kW-4臺(tái)，臺(tái)，7.5kW-87.5kW-8臺(tái)，臺(tái)，5kW-85kW-8臺(tái)），臺(tái)），車間有車間有380V380V

26、電焊機(jī)電焊機(jī)2 2臺(tái)（每臺(tái)容量臺(tái)（每臺(tái)容量20kVA20kVA， ），車間有吊車），車間有吊車1 1臺(tái)臺(tái)11kW11kW， ），試計(jì)算此車間的），試計(jì)算此車間的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷。 %65N5 .0cosN%25N解：（解：（1 1）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷 查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：73. 1tan 5 . 0cos 2 . 0，dKkW4 .281422 . 0)1(30Pvark1 .494 .2873. 1) 1 (30QkVA8 .561 .494 .2822) 1 (30SA3 .8638. 038 .56)1(30I所以，有所

27、以，有（2 2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷查表查表 取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：68. 2tan 35. 0cos 35. 0，dKkW6 . 51 .1635. 0)2(30Pkvar0 .1568. 26 . 5)2(30QkVA0 .160 .156 . 522)2(30SA3 .2438. 0316)2(30I（3 3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷）吊車組的計(jì)算負(fù)荷查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為73. 1tan 5 . 0cos 15. 0，dKkW11)3(30Pvark03.1973.111)3(30QkVA2203.191122)3(30

28、SA47.3338. 0*322)3(30I（4 4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷）全車間的總計(jì)算負(fù)荷 查表取同時(shí)系數(shù)為查表取同時(shí)系數(shù)為0.80.8，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為：，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為： 8.0KkW36)116 . 54 .28(8 . 030eiPKPvark504.66)03.19151 .49(8 . 030eiqQKQkVA75504.66362230SA08.11438.037530I 一機(jī)修車間的一機(jī)修車間的380V380V線路上，接有金線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)2020臺(tái)共臺(tái)共50kW50kW，另接通，另接通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)1.2kW21.2kW2臺(tái)；電阻爐臺(tái)；

29、電阻爐1 1臺(tái)臺(tái)2kW2kW。試求計(jì)。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)為算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.90.9）。）。 n例例 2-2 解 : (1) 冷加工機(jī)床：查表可得冷加工機(jī)床：查表可得K Kd1d1=0.2=0.2，coscos1 1=0.5=0.5， tgtg1 1=1.73=1.73 P Pca1ca1= K= Kd1d1P Pe1e1=0.2=0.250=10kW 50=10kW Q Qca1ca1=P=Pc1c1tgtg1 1=10=101.73=17.3kvar1.73=17.3kvar (2) (2)通風(fēng)機(jī)：通風(fēng)機(jī)：K Kd2d2=0.8=0.8，coscos2 2=0.8=0.8，tg

30、tg2 2=0.75=0.75 P Pca2ca2= K= Kd2d2P Pe2e2=0.8=0.82.4=1.92kW 2.4=1.92kW Q Qca2ca2=P=Pc2c2tgtg2 2=1.92=1.920.75=1.44kvar0.75=1.44kvar (3)(3)電阻爐：因只電阻爐：因只1 1臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量 P Pca3ca3=P=Pe3e3=2kW=2kW Q Qca3ca3=0 =0 (4) (4)車間計(jì)算負(fù)荷：車間計(jì)算負(fù)荷： Pca=Kp(PPca=Kp(Pca1 +ca1 +P Pca2 +ca2 +P Pca3ca3) ) =0

31、.9(10+1.92+2) =0.9(10+1.92+2) =12.53 =12.533、 二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和干線的的低壓支線和干線的 計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法。計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法。對(duì)于同一工作制的單組用電設(shè)備，二項(xiàng)式系數(shù)法對(duì)于同一工作制的單組用電設(shè)備，二項(xiàng)式系數(shù)法 的基本公式為的基本公式為: : 221tancacacacacaNxcaQPSPQPbPcP但是必須注意：但是必須注意：l按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)備總臺(tái)數(shù)備總臺(tái)數(shù)

32、n2xn2x時(shí)，則時(shí)，則x x 宜相應(yīng)取小一些，宜相應(yīng)取小一些，建議取為建議取為x=n/2x=n/2如果用電設(shè)備組只有如果用電設(shè)備組只有1-21-2臺(tái)設(shè)備時(shí)，就可臺(tái)設(shè)備時(shí)，就可認(rèn)為認(rèn)為P P3030=P=Pe e，即，即 b=1b=1、c=0c=0。 第三節(jié)第三節(jié) 企業(yè)負(fù)荷的確定與變壓器的選擇企業(yè)負(fù)荷的確定與變壓器的選擇1、供電線路的功率損耗供電線路的功率損耗 (kvar) 103(kw) 1033232XIQRIPcalcal一一 供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗式中式中 IcaIca線路中的計(jì)算電流，線路中的計(jì)算電流，A A； R R線路每相電阻線路每相電阻，等于單

33、位長度的電阻，等于單位長度的電阻R0R0乘以長度乘以長度L L； X X線路每相電抗線路每相電抗，等于單位長度的電抗，等于單位長度的電抗X0X0乘以長度乘以長度L L。 變壓器的功率損耗包括有功功率損耗變壓器的功率損耗包括有功功率損耗PT和和無功功率損耗無功功率損耗QT。變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：一部分是變壓器在額定電壓一部分是變壓器在額定電壓UN時(shí)不變的空時(shí)不變的空載損耗載損耗P0，也就是鐵損，也就是鐵損PFe；另一部分是隨；另一部分是隨負(fù)荷而變化的繞組損耗，即有載損耗負(fù)荷而變化的繞組損耗，即有載損耗Pl，也就，也就是銅損是銅損PCu。變壓器的短路損

34、耗。變壓器的短路損耗Pk可認(rèn)為是可認(rèn)為是額定電流下的銅損額定電流下的銅損PCuN。2、變壓器的功率損耗、變壓器的功率損耗由于有載損耗與變壓器負(fù)荷電流的平方成正由于有載損耗與變壓器負(fù)荷電流的平方成正比，所以變壓器在計(jì)算負(fù)荷比，所以變壓器在計(jì)算負(fù)荷Sca下的有功功率損下的有功功率損耗耗PT為：為： 式中式中 Sca變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷，變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷，kVA； SNT變壓器額定容量，變壓器額定容量，kVA； P0變壓器空載有功損耗，變壓器空載有功損耗，kW； Pk變壓器有功短路損耗，變壓器有功短路損耗，kW。 kWSSPPPPPNTcaklT,200變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：變

35、壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：一部分是變壓器空載時(shí)不變的無功損耗一部分是變壓器空載時(shí)不變的無功損耗Q0，另一，另一部分是隨著變壓器負(fù)荷而變化在繞組中產(chǎn)生的無功損耗。部分是隨著變壓器負(fù)荷而變化在繞組中產(chǎn)生的無功損耗。所以變壓器在計(jì)算負(fù)荷所以變壓器在計(jì)算負(fù)荷Sca下的無功功率損耗下的無功功率損耗QT為：為：式中式中 變壓器空載時(shí)的無功損耗，變壓器空載時(shí)的無功損耗，kvar； 變壓器額定負(fù)荷時(shí)的無功損耗，變壓器額定負(fù)荷時(shí)的無功損耗，kvar； 變壓器空載電流的百分值；變壓器空載電流的百分值； 變壓器阻抗電壓的百分值。變壓器阻抗電壓的百分值。 2020100%100%NTcakNTNTcaNTSS

36、UISSSQQQNTSIQ100%00NTkNSUQ100%0I%kU 在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和無功損在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下式近似計(jì)算：耗可按下式近似計(jì)算： (kvar) 05. 0 (kw) 01. 0CaTCaTSQSP (kvar) 06. 0 (kw) 015. 0CaTCaTSQSPSL9等型號(hào)變壓器等型號(hào)變壓器SL7等型號(hào)變壓器等型號(hào)變壓器 3 企業(yè)年電能損耗lcalPRIW23208760NTcaSSkTPPW線路年平均損耗 ：稱為最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)。：稱為最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)。 其物理意義為：當(dāng)線路和變壓器中以最大負(fù)荷電其物理意義為：當(dāng)線路和變壓器

37、中以最大負(fù)荷電流流 流過流過 小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于實(shí)際變化電流時(shí)全年的電能損耗。實(shí)際變化電流時(shí)全年的電能損耗。caI變壓器年平均損耗NPNcaPP 企業(yè)計(jì)算負(fù)荷可以按企業(yè)計(jì)算負(fù)荷可以按逐級(jí)計(jì)算法逐級(jí)計(jì)算法來確來確定。這種方法是先用需用系數(shù)法確定各級(jí)定。這種方法是先用需用系數(shù)法確定各級(jí)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，然后從用電末端用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，然后從用電末端向車間變電所向車間變電所0.4kV0.4kV母線及母線及6-10kV6-10kV母線考母線考慮同時(shí)系數(shù)逐級(jí)相加的計(jì)算方法。慮同時(shí)系數(shù)逐級(jí)相加的計(jì)算方法。 二、二、 企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定1求用電

38、設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷求用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 先將車間用電設(shè)備按工作先將車間用電設(shè)備按工作制的不同分為若干組，求各用制的不同分為若干組，求各用電設(shè)備組的設(shè)備容量，再用需電設(shè)備組的設(shè)備容量，再用需用系數(shù)法確定各用電設(shè)備組的用系數(shù)法確定各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。如圖中的計(jì)算負(fù)荷。如圖中的點(diǎn)。點(diǎn)。 2求車間低壓變壓器側(cè)的求車間低壓變壓器側(cè)的Pca 將低壓各用電設(shè)備組的計(jì)將低壓各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷的總和乘以同時(shí)系數(shù)就算負(fù)荷的總和乘以同時(shí)系數(shù)就得到得到0.4kV母線的計(jì)算負(fù)荷。母線的計(jì)算負(fù)荷。如圖中如圖中點(diǎn)。點(diǎn)?？蛇x擇車間變壓器可選擇車間變壓器的容量及低壓導(dǎo)線的截面。的容量及低壓導(dǎo)線的截面。3求車間變壓器高壓

39、側(cè)求車間變壓器高壓側(cè)Pca 變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷加變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷加上該變壓器的功率損耗（估算上該變壓器的功率損耗（估算法）便得變壓器高壓側(cè)的計(jì)算法）便得變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（圖中負(fù)荷（圖中點(diǎn)）。點(diǎn)）。用于選擇車間變電用于選擇車間變電所高壓側(cè)進(jìn)線導(dǎo)線的截面。所高壓側(cè)進(jìn)線導(dǎo)線的截面。4總降壓站總降壓站610kV側(cè)的側(cè)的Pca總降壓站各配出線計(jì)算負(fù)荷總降壓站各配出線計(jì)算負(fù)荷的總和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)，再的總和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)，再加上各高壓配出線的功率損耗加上各高壓配出線的功率損耗（如線路不長，其功率損耗可（如線路不長，其功率損耗可以忽略。圖中以忽略。圖中點(diǎn)）。點(diǎn)）。用來選擇總降壓站用來選擇總降壓

40、站主變壓器的容量及臺(tái)數(shù)。主變壓器的容量及臺(tái)數(shù)。5企業(yè)總計(jì)算負(fù)荷的確定企業(yè)總計(jì)算負(fù)荷的確定 首先計(jì)算出主變壓器的功首先計(jì)算出主變壓器的功率損耗，然后將率損耗，然后將610kV側(cè)的側(cè)的計(jì)算負(fù)荷加上主變壓器功率損計(jì)算負(fù)荷加上主變壓器功率損耗。（圖中耗。（圖中點(diǎn)）點(diǎn)）全廠總計(jì)算負(fù)荷的全廠總計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值可作為向供電部門申請(qǐng)全數(shù)值可作為向供電部門申請(qǐng)全廠用電的依據(jù)，并作為原始資廠用電的依據(jù)，并作為原始資料進(jìn)行高壓供電線路的電氣計(jì)料進(jìn)行高壓供電線路的電氣計(jì)算，選擇高壓進(jìn)線導(dǎo)線及進(jìn)線算，選擇高壓進(jìn)線導(dǎo)線及進(jìn)線開關(guān)設(shè)備。開關(guān)設(shè)備。三、三、 變壓器選擇變壓器選擇1. 車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)與容量的選擇車間變電所變

41、壓器臺(tái)數(shù)與容量的選擇 對(duì)于一般生產(chǎn)車間，盡量裝設(shè)一臺(tái)變壓器，其額對(duì)于一般生產(chǎn)車間，盡量裝設(shè)一臺(tái)變壓器，其額定容量應(yīng)大于用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷，且應(yīng)有適當(dāng)定容量應(yīng)大于用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷，且應(yīng)有適當(dāng)富裕容量。富裕容量。 對(duì)于有對(duì)于有一、一、二級(jí)負(fù)荷的車間，要求兩個(gè)電源供電二級(jí)負(fù)荷的車間，要求兩個(gè)電源供電時(shí)，應(yīng)選用兩臺(tái)變壓器，每臺(tái)變壓器容量應(yīng)能承擔(dān)時(shí)，應(yīng)選用兩臺(tái)變壓器，每臺(tái)變壓器容量應(yīng)能承擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷的供電。如果與相鄰車間有聯(lián)絡(luò)全部一、二級(jí)負(fù)荷的供電。如果與相鄰車間有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，當(dāng)車間變電所出現(xiàn)故障時(shí)，其一、二級(jí)負(fù)荷線時(shí)，當(dāng)車間變電所出現(xiàn)故障時(shí)，其一、二級(jí)負(fù)荷可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電，亦可選用一

42、臺(tái)變壓可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電，亦可選用一臺(tái)變壓器器。 n對(duì)于隨季節(jié)變動(dòng)較大的負(fù)荷，為了使運(yùn)對(duì)于隨季節(jié)變動(dòng)較大的負(fù)荷，為了使運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，減少變壓器空載損耗，也宜采行經(jīng)濟(jì)，減少變壓器空載損耗，也宜采用兩臺(tái)變壓器，以便在低谷負(fù)荷時(shí)，切用兩臺(tái)變壓器，以便在低谷負(fù)荷時(shí)，切除一臺(tái)。除一臺(tái)。n凡選用兩臺(tái)變壓器的變電所，任一臺(tái)變凡選用兩臺(tái)變壓器的變電所，任一臺(tái)變壓器單獨(dú)投入運(yùn)行時(shí)，必須能滿足變電壓器單獨(dú)投入運(yùn)行時(shí)，必須能滿足變電所總計(jì)算負(fù)荷所總計(jì)算負(fù)荷70%70%的需要和一、二級(jí)負(fù)荷的需要和一、二級(jí)負(fù)荷的需要的需要。 對(duì)第三級(jí)負(fù)荷供電的總降變電所，或者有對(duì)第三級(jí)負(fù)荷供電的總降變電所，或者有少量一、二級(jí)負(fù)荷，但

43、可由鄰近企業(yè)取得備用少量一、二級(jí)負(fù)荷，但可由鄰近企業(yè)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器；其額定容量電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器；其額定容量應(yīng)大于企業(yè)全部車間變電所計(jì)算負(fù)荷的總和，應(yīng)大于企業(yè)全部車間變電所計(jì)算負(fù)荷的總和，并考慮并考慮15%15%25%25%的富裕。的富裕。 當(dāng)企業(yè)中一、二級(jí)負(fù)荷占全部負(fù)荷比重較當(dāng)企業(yè)中一、二級(jí)負(fù)荷占全部負(fù)荷比重較大時(shí)，應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，兩臺(tái)主變壓器之大時(shí)，應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，兩臺(tái)主變壓器之間互為備用。當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)事故或檢修時(shí)，另一間互為備用。當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)事故或檢修時(shí)，另一臺(tái)能承擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷。臺(tái)能承擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷。 2 .企業(yè)總降壓變電所主變壓器的選擇企業(yè)

44、總降壓變電所主變壓器的選擇 所謂變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是指變壓器在功率損耗最小的所謂變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是指變壓器在功率損耗最小的情況下的運(yùn)行方式。這樣使電能損耗最小，運(yùn)行費(fèi)用最低。情況下的運(yùn)行方式。這樣使電能損耗最小，運(yùn)行費(fèi)用最低。 如果把無功損耗歸算為有功損耗，則變壓器在實(shí)際負(fù)荷如果把無功損耗歸算為有功損耗，則變壓器在實(shí)際負(fù)荷S S下，其總的功率損耗可由下式求得：下，其總的功率損耗可由下式求得：式中式中 Kq為無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。它的意義是指供電系統(tǒng)中每增為無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。它的意義是指供電系統(tǒng)中每增 加加1kvar的無功損耗，相當(dāng)于有功損耗增加的千瓦數(shù)，的無功損耗，相當(dāng)于有功損耗增加的千瓦數(shù)，

45、此值通常取此值通常取0.060.1kW/kvar。 200NTkqkqSSQKPQKPP四、四、 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 求出兩種運(yùn)行方案求出兩種運(yùn)行方案歸算以后的功率損耗，歸算以后的功率損耗，并分別繪出隨負(fù)荷而變并分別繪出隨負(fù)荷而變化的曲線。化的曲線。 現(xiàn)假設(shè)變電所有兩臺(tái)同型號(hào)同容量的變壓器，現(xiàn)假設(shè)變電所有兩臺(tái)同型號(hào)同容量的變壓器，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，它承擔(dān)所有的負(fù)荷當(dāng)其中一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，它承擔(dān)所有的負(fù)荷S；當(dāng)兩臺(tái)變壓器同時(shí)并列運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)承擔(dān)負(fù)荷當(dāng)兩臺(tái)變壓器同時(shí)并列運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)承擔(dān)負(fù)荷S/2。n 兩條曲線交于兩條曲線交于n n點(diǎn)，它所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷稱為點(diǎn)，它所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷稱為變壓

46、器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷ScrScr。n 同理，如果變電所裝設(shè)同容量多臺(tái)變壓器，根據(jù)n臺(tái)和n+1臺(tái)兩種運(yùn)行方式總有功損耗相等的原則，可求出其臨界負(fù)荷值： 顯然，實(shí)際負(fù)荷小于Scr應(yīng)取n臺(tái)運(yùn)行，大于Scr則取n+1臺(tái)運(yùn)行。kqkqNTcrQKPQKPnnSS00) 1(一、功率因數(shù)概論一、功率因數(shù)概論（一）功率因數(shù)的定義（一）功率因數(shù)的定義 工廠供配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備絕大多數(shù)都是根據(jù)電磁工廠供配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備絕大多數(shù)都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。一部分用于作功，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械感應(yīng)原理工作的。一部分用于作功，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，稱為有功功率；另一部分用來建立交變磁場，將電能

47、能，稱為有功功率；另一部分用來建立交變磁場，將電能轉(zhuǎn)換為磁能，再由磁能轉(zhuǎn)換為電能，這樣反復(fù)交換的功轉(zhuǎn)換為磁能，再由磁能轉(zhuǎn)換為電能，這樣反復(fù)交換的功率，稱為無功功率。率，稱為無功功率。 在交流電路中，有功功率與視在功率的比值稱為功率在交流電路中，有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用因數(shù)，用coscos表示。表示。 當(dāng)有功功率一定時(shí)，用戶所需感性當(dāng)有功功率一定時(shí)，用戶所需感性無功功率越大，其功率因數(shù)越小。無功功率越大，其功率因數(shù)越小。 第四節(jié)第四節(jié) 功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)（二）企業(yè)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)（二）企業(yè)供電系統(tǒng)的功率因數(shù) 1. 瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)由功率因數(shù)表或相位表直接讀

48、出，瞬時(shí)功率因數(shù)由功率因數(shù)表或相位表直接讀出，或由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：或由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：式中：式中：P功率表測出的三相功率讀數(shù)（功率表測出的三相功率讀數(shù)（kW）；）；U電壓表測出的線電壓讀數(shù)（電壓表測出的線電壓讀數(shù)（kV）；）；I電流表測出的相電流讀數(shù)（電流表測出的相電流讀數(shù)（A）。）。瞬時(shí)功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無功功率的瞬時(shí)功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無功功率的變化情況。變化情況。 UIP3cos 2. 平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)指某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)，功率因數(shù)的平平均功率因數(shù)指某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)，功率因數(shù)的平均值。其計(jì)算公式為均值。其計(jì)算

49、公式為式中：式中： AP-某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kWh）；）； 由有功電度表讀出。由有功電度表讀出。Aq-某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kvarh）；）；由無功電度表讀出。由無功電度表讀出。 我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)來調(diào)整。上式用以計(jì)算定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)來調(diào)整。上式用以計(jì)算已投入生產(chǎn)的工業(yè)企業(yè)的功率因數(shù)。已投入生產(chǎn)的工業(yè)企業(yè)的功率因數(shù)。 P222PQQP1cos1AAAAA對(duì)于正在進(jìn)行設(shè)計(jì)的工業(yè)企業(yè)則采用下述的計(jì)算對(duì)于正在進(jìn)行設(shè)計(jì)的工業(yè)企業(yè)則采用下述的計(jì)算方

50、法：方法：式中：式中： Pca-全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；Qca-全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；-有功負(fù)荷系數(shù)，一般為有功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.70.75；-無功負(fù)荷系數(shù)，一般為無功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.760.82。 222)(11)()(coscacacacacaavavavPQQPPSP3、最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)、最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷（即計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的功率因數(shù)。根據(jù)功率因數(shù)的定義可以分別寫出：式中：Pca全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；Qca全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；Sca全企業(yè)的視在計(jì)

51、算負(fù)荷，kVA。 22coscacacacacacaQPPSP（1）系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，）系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測量儀表等規(guī)容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測量儀表等規(guī)格尺寸增大，因而格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用增大了初投資費(fèi)用。（2）增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗。（3）線路的電壓損耗增大線路的電壓損耗增大。影響負(fù)荷端的異步電動(dòng)機(jī)及其它用。影響負(fù)荷端的異步電動(dòng)機(jī)及其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。電設(shè)備的正常運(yùn)行。（4）使電力系統(tǒng)內(nèi)

52、的電氣設(shè)備容量不能充分利用使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量不能充分利用。 綜上可知綜上可知, ,電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低是十分重要的問題，電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低是十分重要的問題，因此，必須設(shè)法提高電力網(wǎng)中各種有關(guān)部分的功率因數(shù)。目因此，必須設(shè)法提高電力網(wǎng)中各種有關(guān)部分的功率因數(shù)。目前供電部門實(shí)行按功率因數(shù)征收電費(fèi)，因此功率因數(shù)的高低前供電部門實(shí)行按功率因數(shù)征收電費(fèi)，因此功率因數(shù)的高低也是供電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。也是供電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 （三）（三） 功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響n我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定：高壓供電的工廠，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，其它工廠則不得低于

53、0.85。 n目前，供電部門征收電費(fèi)，將用戶的功率因數(shù)高低作為一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（四）（四） 國家相關(guān)規(guī)定國家相關(guān)規(guī)定 1、提高自然功率因數(shù)、提高自然功率因數(shù) 不添置任何無功補(bǔ)償設(shè)備，是不添置任何無功補(bǔ)償設(shè)備，是采用降低各用電設(shè)備所需采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，它不需要增加投資，它不需要增加投資，是提高功率因數(shù)的基本措施。是提高功率因數(shù)的基本措施。主要有：主要有： 正確選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和容量，使其接近滿載運(yùn)行；正確選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和容量，使其接近滿載運(yùn)行； 更換輕負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或者改變輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的接線；更換輕負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

54、或者改變輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的接線； 電力變壓器不宜輕載運(yùn)行；電力變壓器不宜輕載運(yùn)行； 合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，限合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，限 制電焊機(jī)、機(jī)床電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的空載運(yùn)轉(zhuǎn)；制電焊機(jī)、機(jī)床電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的空載運(yùn)轉(zhuǎn)； 使用無電壓運(yùn)行的電磁開關(guān)。使用無電壓運(yùn)行的電磁開關(guān)。 二、提高功率因數(shù)的方法二、提高功率因數(shù)的方法 當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍不能達(dá)到功率因數(shù)仍不能達(dá)到供用電規(guī)則供用電規(guī)則所要求的數(shù)值所要求的數(shù)值時(shí)，就需要設(shè)置專門的無功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償無時(shí)，就需要設(shè)置專門的無功補(bǔ)償電源，人

55、工補(bǔ)償無功功率。功功率。 人工補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下幾種：人工補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下幾種： 并聯(lián)電容器補(bǔ)償并聯(lián)電容器補(bǔ)償 同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償 動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償 2、 人工補(bǔ)償無功功率人工補(bǔ)償無功功率三、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)三、并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)數(shù)數(shù)（一）電容器并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟恚ㄒ唬╇娙萜鞑⒙?lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟韴D210并聯(lián)電容器的補(bǔ)償原理 a接線圖；b相量圖 對(duì)于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償、對(duì)于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償?shù)蛪撼山M補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償3種方式種方式 。高壓集中補(bǔ)償

56、高壓集中補(bǔ)償 將電容器組集中裝設(shè)在變電所的將電容器組集中裝設(shè)在變電所的6kv6kv10kv10kv母線上。母線上。補(bǔ)償范圍最小，補(bǔ)償范圍最小， 經(jīng)濟(jì)效果較差。但裝設(shè)集中，運(yùn)行條件較好，經(jīng)濟(jì)效果較差。但裝設(shè)集中，運(yùn)行條件較好，維護(hù)管理方便，投資較少；維護(hù)管理方便，投資較少；低壓成組補(bǔ)償?shù)蛪撼山M補(bǔ)償 把低壓電容器組或無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置裝設(shè)在把低壓電容器組或無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置裝設(shè)在車間動(dòng)力變壓器的低壓母線上。車間動(dòng)力變壓器的低壓母線上。補(bǔ)償范圍比高壓集中補(bǔ)償大，比補(bǔ)償范圍比高壓集中補(bǔ)償大，比較經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行維護(hù)安全方便較經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行維護(hù)安全方便；分散就地補(bǔ)償分散就地補(bǔ)償 將電容器組分別地裝設(shè)在各組用電

57、設(shè)備或單獨(dú)的將電容器組分別地裝設(shè)在各組用電設(shè)備或單獨(dú)的大容量電動(dòng)機(jī)處。大容量電動(dòng)機(jī)處。補(bǔ)償范圍最大，效果最好，但投資較大，電容補(bǔ)償范圍最大，效果最好，但投資較大，電容器的利用率較低器的利用率較低。 （二）無功補(bǔ)償區(qū)的概念（二）無功補(bǔ)償區(qū)的概念 （三）補(bǔ)償電容器組的接線方式（三）補(bǔ)償電容器組的接線方式 在無功補(bǔ)償中，在無功補(bǔ)償中，10kV10kV及以下線路的補(bǔ)償電容器組常按三角形接線，主及以下線路的補(bǔ)償電容器組常按三角形接線，主要原因如下：要原因如下： 1 1）可以防止電容器容量不對(duì)稱而出現(xiàn)的過電壓。）可以防止電容器容量不對(duì)稱而出現(xiàn)的過電壓。 2 2）若發(fā)生一相斷線，只是使各相的補(bǔ)償容量有所減少，不致于使該相失）若發(fā)生一相斷線，只是使各相的補(bǔ)償容量有所減少，不致于使該相失 去補(bǔ)償。去補(bǔ)償。 3 3）可以充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力）可以充分發(fā)揮電容器的補(bǔ)償能力 。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)任何一臺(tái)電容器被擊穿時(shí)，就形成兩相短路，當(dāng)任何一臺(tái)電容器被擊穿時(shí)，就形成兩相短路， 其故障電流很大。其故障電流很大。 當(dāng)單相電容器的額定電壓低于電網(wǎng)額定電壓時(shí)，應(yīng)采用當(dāng)單相電容器的額定電壓低于電網(wǎng)額定電壓時(shí)，應(yīng)采用Y Y聯(lián)結(jié)，或聯(lián)結(jié)，或幾個(gè)電容器串聯(lián)后，使每相電容器組的額定電壓高于或等于電網(wǎng)的額定幾個(gè)電