供配電系統(tǒng)的負荷計算課件

第一節(jié)工廠的電力負荷與負荷曲線一.工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求二.工廠用電設(shè)備的工作制三.負荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié)工廠的電力負荷與負荷曲線一.工廠電力負荷的分級及1一、負荷的基本概念學(xué)習(xí)內(nèi)容：1.什么是負荷？為什么負荷計算？負荷計算內(nèi)容4.電力負荷的類型一、負荷的基本概念學(xué)習(xí)內(nèi)容：2“電力負荷”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，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。

什么是負荷？“電力負荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或3供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器等）繼電保護整定選擇儀表量程安排供電方案及系統(tǒng)運行方式為什么要進行負荷計算？所以本章內(nèi)容是分析工廠供配電系統(tǒng)運行分析和進行供電設(shè)計計算的基礎(chǔ)。工廠用電設(shè)備工作時的實際負荷不等于設(shè)備的額定負荷（安裝容量）：在工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計時，如果直接采用額定容量進行設(shè)計勢必會造成浪費，應(yīng)首先計算出全部設(shè)備的實際負荷。供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器等）為什么要進行負荷43.負荷計算的主要內(nèi)容（1）求計算負荷：即正常工作時的實際最大負荷。目的選擇各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量、電氣設(shè)備的型號等；保證使其在通過正常工作電流時不至于過熱而損壞。（選擇設(shè)備）（2）求尖峰電流：目的用于計算電壓波動、電壓損失，選擇熔斷器和保護元件等。（校驗設(shè)備）（3）求平均負荷：目的計算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無功補償容量等。（節(jié)能措施）3.負荷計算的主要內(nèi)容（1）求計算負荷：即正常工作時的實際5按用途可分為：照明負荷和動力負荷按行業(yè)分：工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負荷（民用電）電力負荷（設(shè)備）按工作制的分類長期連續(xù)工作制短時工作制

（這類設(shè)備的工作時間較短，而停歇時間相對較長。）斷續(xù)周期工作制4.電力負荷的類型按用途可分為：照明負荷和動力負荷4.電力負荷的類型6①生產(chǎn)加工機械的拖動設(shè)備；②電焊、電鍍設(shè)備；③電熱設(shè)備；④照明設(shè)備。

1、工廠常用用電設(shè)備類型二、工廠用電設(shè)備的工作制①生產(chǎn)加工機械的拖動設(shè)備；1、工廠常用用電設(shè)備類型二、工廠用7

生產(chǎn)機械的拖動設(shè)備

機床設(shè)備起重運輸設(shè)備功能

金屬切削金屬壓力加工功能

起吊搬運物料運輸客貨車床銑床刨床鉆床磨床組合機床鏜床沖床鋸床剪床砂輪機吊車行車輸送機電梯自動扶梯生產(chǎn)機械的拖動設(shè)備生產(chǎn)機械的拖動設(shè)備機床設(shè)備起重運輸設(shè)備功能功能車床8

電焊和電鍍設(shè)備

電焊設(shè)備電焊機的工作特點是：（1）工作方式呈一定的周期性，工作時間和停歇時間相互交替。（2）功率較大。（3）功率因數(shù)很低。（4）一般電焊機的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動。電焊和電鍍設(shè)備電焊設(shè)備電焊機的工作特點是：9電鍍設(shè)備的工作特點是：（1）工作方式是長期連續(xù)工作的。（2）供電采用直流電源，需要晶閘管整流設(shè)備。（3）容量較大，功率因數(shù)較低。

電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘?，如鍍銅、鍍鉻。電鍍設(shè)備電鍍設(shè)備的工作特點是：電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零10

電熱設(shè)備

電熱設(shè)備的工作特點是：（1）工作方式為長期連續(xù)工作方式。（2）電力裝置一般屬二級或三級負荷。（3）功率因數(shù)都較高，小型的電熱設(shè)備可達到1。電阻加熱爐電弧爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等電熱設(shè)備電熱設(shè)備的工作特點是：電阻加熱爐電弧爐感應(yīng)爐其11

照明設(shè)備

常用照明設(shè)備白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。

照明設(shè)備的工作特點：（1）工作方式屬長期連續(xù)工作方式。（2）除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的燈具功率因數(shù)均較低。（3）照明負荷為單相負荷，單個照明設(shè)備容量較小。照明設(shè)備常用照明設(shè)備照明設(shè)備的工作特點：122、工廠用電設(shè)備的工作制長期連續(xù)工作制設(shè)備短時工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時間超過8小時，運行時負荷比較穩(wěn)定。如：照明設(shè)備、電動扶梯、空調(diào)風(fēng)機、電爐等。

這類設(shè)備的工作時間較短，停歇時間較長。如：金屬切削用的輔助機械(龍門刨橫梁升降電動機、刀架快速移動裝置)、水閘用電動機等。這類設(shè)備的工作呈周期性，時而工作時而停歇，如此反復(fù)，且工作時間與停歇時間有一定比例。如起重機、電焊機、電梯等2、工廠用電設(shè)備的工作制長期連續(xù)工作制設(shè)備短時工作制設(shè)備斷13（2－1）起重電動機的標準暫載率有15%、25%、40%、60%四種。電焊設(shè)備的標準暫載率有50%、65%、75%、100%四種。通常用一個工作周期內(nèi)工作時間占整個周期的百分比來表示負荷持續(xù)率（或稱暫載率）ε負荷持續(xù)率工作時間停歇時間（2－1）起重電動機的標準暫載率有15%、25%、40%、614同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時，其輸出功率是不同的。在計算其設(shè)備容量時，必須先轉(zhuǎn)換到一個統(tǒng)一的ε下。斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的功率與負荷持續(xù)率的關(guān)系例如某設(shè)備在時ε1的設(shè)備容量為P1,那么該設(shè)備在ε2時的設(shè)備容量P2為多少呢?這就需要進行“等效”換算,即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進行換算。

同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時，其輸出功率是不同的。在計算其15三、負荷曲線繪制及有關(guān)物理量1、什么是負荷曲線？電力負荷隨時間變化的曲線，反映了用戶用電的特點和規(guī)律。描述負荷變化趨勢的數(shù)學(xué)手段，可用來預(yù)測負荷變化趨勢。2、負荷曲線用途確定系統(tǒng)運行方式安排供電計劃安排設(shè)備檢修計劃三、負荷曲線繪制及有關(guān)物理量1、什么是負荷曲線？16（1）按負荷性質(zhì)分有功負荷曲線無功負荷曲線（2)按負荷變動的時間分日負荷曲線(24h)（冬季日負荷曲線、夏季日負荷曲線）年負荷曲線（8760h）月負荷曲線（3）按負荷對象分工廠的負荷曲線車間的負荷曲線某類設(shè)備的負荷曲線3、負荷曲線分類（1）按負荷性質(zhì)分3、負荷曲線分類174、日負荷曲線的繪制24小時內(nèi)負荷隨時間的變化，隨季節(jié)、地區(qū)不同而變繪制的方法（1）以某個監(jiān)測點為參考點，在24h中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線。(2)通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔（一般為半小時）將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的是階梯形負荷曲線。意義：日有功曲線與時間軸之間的所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。4、日負荷曲線的繪制24小時內(nèi)負荷隨時間的變化，隨季節(jié)、18日負荷曲線的繪制

負荷曲線通常都繪制在直角坐標上，橫坐標表示負荷變動時間，縱坐標表示負荷大?。üβ蔾W、kvar）。日有功負荷曲線依點連成的負荷曲線梯形負荷曲線日負荷曲線的繪制負荷曲線通常都繪制在直角坐標上，橫坐標19年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年負荷持續(xù)時間曲線。

年運行負荷曲線可根據(jù)全年日負荷曲線間接制成。反映一年內(nèi)逐月（或逐日）電力系統(tǒng)最大負荷的變化。年負荷持續(xù)時間曲線的繪制，是不分日月先后，僅按全年的負荷變化，按不同負荷值在年內(nèi)累計持續(xù)時間重新排列組成。需借助一年中具有代表的冬季和夏季日負荷曲線。5、年負荷曲線：代表用戶全年（8760h)內(nèi)用電負荷變化規(guī)律（又稱年每日最大負荷曲線）年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年負荷持續(xù)時間曲線。5、年20年負荷曲線年負荷持續(xù)時間曲線，反映了全年負荷變動與對應(yīng)的負荷持續(xù)時間（全年按8760h計）的關(guān)系。年每日最大負荷曲線，反映了全年當中不同時段的電能消耗水平，是按全年每日的最大半小時平均負荷來繪制的。這種曲線的負荷從大到小依次排列專用來確定經(jīng)濟運行方式用的年負荷曲線年負荷持續(xù)時間曲線，反映了全年負荷變動與對應(yīng)的負荷21圖2-2年負荷持續(xù)時間曲線的繪制a)夏日負荷曲線b)冬日負荷曲線c)年負荷持續(xù)時間曲線繪制方法：從夏季日負荷曲線和冬季日負荷曲線中的最大功率開始，以功率遞減的順序，依次繪制到年持續(xù)負荷曲線坐標系中（注意橫坐標最大值為8760h）圖2-2年負荷持續(xù)時間曲線的繪制繪制方法：從夏季日負荷曲22年最大負荷Pmax也稱為半小時最大負荷P30

年負荷持續(xù)時間曲線上的最大負荷，它是全年中負荷最大的工作班消耗電能最多的半小時平均負荷P30。(不是偶然出現(xiàn)，一年至少2-3次）年最大負荷利用小時Tmax（假想時間）(用電負荷均衡性標志，越大越好)假設(shè)負荷按最大負荷Pmax持續(xù)運行時，在此時間內(nèi)電力負荷所耗用的電能與電力負荷全年實際耗用的電能相同。6、與負荷曲線及其計算的物理量一班制工廠Tmax約為1800～3000h，兩班制工廠Tmax約為3500～4800h,三班制工廠Tmax約為5000～7000h，居民用戶Tmax約為1200～2800h。它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān)

年最大負荷Pmax也稱為半小時最大負荷P306、與負荷曲線23供配電系統(tǒng)的負荷計算課件24平均負荷Pav和年平均負荷

平均負荷就是負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率

年平均負荷就是全年工廠負荷消耗的總功率除全年總小時數(shù)。Wa表示全年實際消耗的電能

時間t內(nèi)消耗的電能為Wt

平均負荷Pav和年平均負荷平均負荷就是負荷在一定時間t內(nèi)平25負荷系數(shù):又稱負荷率是指平均負荷與最大負荷的比值，有有功負荷系數(shù)KaL和無功負荷系數(shù)KrL，即有時也用α表示有功負荷系數(shù)，用β表示無功負荷系數(shù)。一般工廠α=0.7~0.75，β=0.76~0.82

對于單個用電設(shè)備或用電設(shè)備組，負荷系數(shù)是指設(shè)備的輸出功率P和設(shè)備額定容量PN之比值，即它表征該設(shè)備或設(shè)備組的容量是否被充分利用。

負荷系數(shù)用來表征負荷變化規(guī)律：其值越大，曲線越平坦，負荷波動越小。負荷系數(shù):又稱負荷率是指平均負荷與最大負荷的比值，有有26第二節(jié)三相用電設(shè)備組計算負荷的確定

計算負荷(calculatedload)，是通過統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。計算負荷---等效負荷；按此負荷持續(xù)運行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按照實際變動負荷長期運行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)應(yīng)相等。

計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。工程上常取半小時平均最大負荷P30（亦即年最大負荷Pmax）作為計算負荷。第二節(jié)三相用電設(shè)備組計算負荷的確定

計算負荷(ca27負荷計算:是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析，從而求出該線路的計算負荷的過程。P30----負荷的有功計算負荷(單位kW)

Q30----負荷的無功計算負荷(單位kvar)

S30----負荷的視在計算負荷(單位kVA)

I30----負荷的計算電流(單位A)

負荷計算:是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析，28負荷計算統(tǒng)計方法一、估算法確定計算負荷1.單位產(chǎn)品耗電量法估算法實為指標法，在做設(shè)計任務(wù)書或初步設(shè)計階段，尤其當需要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。工程上依據(jù)不同的計算目的，總結(jié)出了估算法、需要系數(shù)法、二項式法等負荷計算方法。已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量A和每一產(chǎn)品的單位耗電量a,則企業(yè)全年電能Wa為：

Wa=a·A有功計算負荷為：負荷計算統(tǒng)計方法一、估算法確定計算負荷1.單位產(chǎn)品耗電量29需要系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的負荷情況來確定的，適用于變、配電所的負荷計算。二、按需要系數(shù)法確定計算負荷2.車間生產(chǎn)面積負荷密度法已知車間生產(chǎn)面積S（m2）和負荷密度指標ρ（kW/m2）時，車間平均負荷為：

Pav=ρ·S負荷密度指標查表，S表示車間面積。

需要系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的負荷情況來二、按需要系數(shù)法30(一)基本公式

用電設(shè)備組的計算負荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負荷P30，如下圖所示。用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用的設(shè)備）的額定容量PN之和，即Pe

＝ΣPN。而設(shè)備的額定容量PN

是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率（出力）。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實際上不一定都同時運行，運行的設(shè)備也不太可能都滿負荷，同時設(shè)備本身和配電線路還有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計算負荷應(yīng)為(一)基本公式31需要系數(shù)法—需要系數(shù)需要系數(shù)同時系數(shù)K∑：并非供電范圍內(nèi)的所有用電設(shè)備都會同時投入使用負荷系數(shù)KL：并非投入使用的所有電氣設(shè)備任何時候都會滿載運行電氣設(shè)備的平均效率ηe：電氣設(shè)備額定功率與輸入功率不一定相等

注：工程實際中，很難通過Kd的表達式來求得需要系數(shù)，一般都是通過查表求得其經(jīng)驗值線路的平均效率ηW1

：考慮直接向電氣設(shè)備配電的配電線路上的功率損耗后，電氣設(shè)備輸入功率與系統(tǒng)向設(shè)備提供的功率不一定相同需要系數(shù)法—需要系數(shù)需要系數(shù)同時系數(shù)K∑：并非供電范圍內(nèi)的所32

由于一個用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時工作，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)備或設(shè)備組的計算負荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用Kd表示。

需要系數(shù)Kd

由于一個用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時工作，工作的設(shè)33需要系數(shù)法

需要系數(shù)法需要系數(shù)用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和每組用電設(shè)備的設(shè)備容量需要系數(shù)法需要系數(shù)法需要系數(shù)用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和每34表1各用電設(shè)備組的需要系數(shù)Kd及功率因數(shù)用電設(shè)備組名稱

需要系數(shù)Kd

二項式系數(shù)

最大容量設(shè)備臺數(shù)

功率因數(shù)ab小批量生產(chǎn)金屬冷加工機床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機床

0.16～0.20.18～.250.25～0.30.3～0.350.140.140.240.260.40.50.40.555550.50.50.60.651.731.731.331.17通風(fēng)機、水泵、空壓機

0.7～0.80.650.2550.80.75非聯(lián)鎖的連續(xù)運輸機械聯(lián)鎖的連續(xù)運輸機械0.5～0.60.65～0.70.40.60.20.2550.750.750.880.88鍋爐房和機加、機修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車0.1～0.150.15～0.250.060.090.20.3330.50.51.731.73表1各用電設(shè)備組的需要系數(shù)Kd及功率因數(shù)用電設(shè)備組名稱35自動裝料電阻爐非自動裝料電阻爐小型電阻爐、干燥箱0.75～0.80.65～0.750.70.70.70.70.30.3—

22—

0.950.951.00.330.330高頻感應(yīng)電爐（不帶補償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補償）電弧熔爐0.80.80.9———

———

———

0.60.350.871.332.680.57點焊機、縫焊機對焊機0.350.35——

——

——

0.60.71.331.02自動弧焊變壓器單頭手動弧焊變壓器多頭手動弧焊變壓器0.50.350.4———

———

———

0.40.350.352.292.682.68廠房、辦公室、實驗室照明變配電室、倉庫照明生活照明室外照明0.8～10.5～0.70.6～0.81————

————

————

1.01.01.01.00000自動裝料電阻爐0.75～0.80.70.320.950.3336需要系數(shù)法求解用電設(shè)備組的計算負荷（1）對1~2臺用電設(shè)備宜取

(2)用電設(shè)備組的計算負荷

有功計算負荷：

無功計算負荷：

視在計算負荷：

計算電流：

需要系數(shù)法求解用電設(shè)備組的計算負荷（1）對1~2臺用電設(shè)備宜37例2-1

解此機床組電動機的總?cè)萘繛?/p>

例2-1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3kW17臺，7.5kW3臺，4kW8臺，1.5kW10臺。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷。

查表1“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項得Kd＝0.2、cosφ＝0.5、tanφ＝1.73。因此可得Pe＝＝7.5kW×3＋4kW×8＋3kW×17＋1.5kW×10=120.5kW例2-1解此機床組電動機的總?cè)萘繛槔?38通過上例看出：（1）如果該車間只有此組負荷，計算得到的計算負荷實際上是該車間的低壓進線的計算負荷。（2）計算某一個設(shè)備組設(shè)備容量的方法，為多組設(shè)備的計算提供基礎(chǔ)。通過上例看出：39（二）設(shè)備容量的計算1.長期工作制和短期工作制的用電設(shè)備

長期工作制和短時工作制的設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定功率之和，即

Pe=PN

2.斷續(xù)工作制的用電設(shè)備

斷續(xù)工作制的設(shè)備容量是指不同負荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。（二）設(shè)備容量的計算1.長期工作制和短期工作制的用電設(shè)備40對電焊機設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=100%，換算公式為：

（3-3）

電焊機設(shè)備設(shè)備銘牌額定容量設(shè)備銘牌功率因數(shù)對電焊機設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=100%，換算公式為：（3-41對起重電動機應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=25%，換算公式為：（3－2）起重電動機(吊車電動機)換算后設(shè)備容量（換算前）設(shè)備銘牌額定功率設(shè)備銘牌暫載率對起重電動機應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=25%，換算公式為：（3－2）422.需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大,

因此,計算時首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯誤。

例如機修車間的代表性金屬切削機床電動機，應(yīng)屬小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，因為金屬切削就是冷加工，而機修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機，拉絲機和鍛錘等，應(yīng)屬于熱加工機床。再如起重機，行車，電葫蘆，卷揚機等，實際上都屬于吊車類。注意點：1.需要系數(shù)一般比較低，宜適當取大。3.設(shè)備容量不含備用設(shè)備的容量，而且此容量的計算與設(shè)備工作制有關(guān)。2.需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大,因此,計43

在確定多組用電設(shè)備的計算負荷時，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不會同時出現(xiàn)的因素，計入一個同時系數(shù)。(三)多組用電設(shè)備計算負荷的確定對車間干線，取，

對低壓母線，分兩種情況

(1)由用電設(shè)備組的計算負荷直接相加來計算時，取

(2)由車間干線的計算負荷直接相加來計算時，取在確定多組用電設(shè)備的計算負荷時，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的44應(yīng)用范圍

KΣ

確定車間變電所低壓線路最大負荷

冷加工車間熱加工車間動力站

0.7~0.80.7~0.90.8~1.0確定配電所母線的最大負荷

負荷小于5000kW

計算負荷小于5000~10000kW

計算負荷大于10000kW

0.9~1.00.850.8表2需要系數(shù)法的同時系數(shù)KΣ

值應(yīng)用范圍KΣ確定車間變電所低壓線路最大負荷45總的有功計算負荷：

總的無功計算負荷：

總的視在計算負荷：

總的計算電流：

多組用電設(shè)備的計算負荷注意：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K∑來計算?？偟挠泄τ嬎阖摵桑憾嘟M用電設(shè)備的計算負荷注意：總的視在計46

例2-2

某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW(其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4kW3臺，2.2kW7臺)，通風(fēng)機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。

解：先求各組的計算負荷

(1)金屬切削機床組查附錄表1，取故

(2)通風(fēng)機組查附錄表1，取故(3)電阻爐查附錄表1，取故

因此總的計算負荷為（取）

例2-2某機修車間380V線路上，接有金4734.522.718.513.1

取19.113.85523車間總計01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風(fēng)機217.3101.730.50.25020切削機床1計算負荷

需要系數(shù)容量臺數(shù)n設(shè)備名稱序號表2-1例2-2的電力負荷計算表（按需要系數(shù)法）

在實際工程設(shè)計說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計算表格的形式，如表2-1所示。34.522.718.513.148例2-3某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機床共20臺（其中10.5kW-4臺，7.5kW-8臺，5kW-8臺），車間有380V電焊機2臺（每臺容量20kVA，），車間有吊車1臺11kW，），試計算此車間的計算負荷。

例2-3某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機床共249解：（1）金屬切削機床組的計算負荷查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：所以，有Pe＝＝10.5kW×4＋7.5kW×8＋5kW×8＝142kW解：（1）金屬切削機床組的計算負荷所以，有Pe＝50（2）電焊機組的計算負荷查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：（2）電焊機組的計算負荷51（3）吊車組的計算負荷查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為（3）吊車組的計算負荷52（4）全車間的總計算負荷根據(jù)表2-8，取同時系數(shù)，所以全車間的計算負荷為：

（4）全車間的總計算負荷53

一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW，其中較大容量電動機有7.5kW2臺，4kW2臺，2.2kW8臺；另接通風(fēng)機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷（設(shè)同時系數(shù)K∑p、K∑q均為0.9）。

例2-4(練習(xí))一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動54

解:(1)冷加工機床：查表1可得Kd1=0.2，cosφ1=0.5，tgφ1=1.73Pca1=Kd1Pe1=0.2×50=10kWQca1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar(2)通風(fēng)機：Kd2=0.8，cosφ2=0.8，tgφ2=0.75Pca2=Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kWQca2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar

解:55

(3)電阻爐：因只1臺，故其計算負荷等于設(shè)備容量

Pca3=Pe3=2kWQca3=0(4)車間計算負荷：

Pca=K∑p(Pca1+Pca2+Pca3)=0.9(10+1.92+2)=12.53

(3)電阻爐：因只1臺，故其計算負荷等于設(shè)備容量56例2-5

某380V線路上，接有水泵電動機（15kW以下）30臺共205kW，另有通風(fēng)機25臺共45kW，電焊機3臺共10.5kW（ε=65%）。試確定線路上總的計算負荷。

解先求各組用電設(shè)備的計算負荷Q

301＝P301tanφ＝164kW×0.75=123kvar1．水泵電動機組查表1得Kd=0.7~0.8(取0.8），cosφ＝0.8，tanφ＝0.75，因此2.通風(fēng)機組查表1得Kd=0.7~0.8（取0.8），cosφ=0.8,tanφ=0.75,因此

P302=0.8×45kW=36kWQ302=36kW×0.75=27kvarP30(1)=Kd1Pe1＝0.8×205kW=164kW例2-5某380V線路上，接有水泵電動機（15kW以下）3573.電焊機組查表1得Kd=0.35，cosφ=0.35，tanφ=2.68。

P303=0.35×8.46kW=2.96kW

P30＝0.95×(164＋36＋2.96)kW=192.81kWQ30＝0.97×(123+27+7.94)kvar=153.20kvar總計算負荷（取K∑p＝0.95，K∑q＝0.97

）為

S30==246.26kVAI30=246.26kVA/(×0.38kV)=374.2AQ303=2.96kW×2.68=7.94kvar

在ε＝100%下的設(shè)備容量：Pe=10.5

=8.46kW。3.電焊機組查表1得Kd=0.35，co58式中bPe(二項式第一項)表示設(shè)備組的平均功率，其中Pe是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，其計算方法如前需要系?shù)法所述；cPx(二項式第二項)表示設(shè)備組中x臺容量最大的設(shè)備投入運行時增加的附加負荷，其中Px是x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘?；b、c是二項式系數(shù)。附錄表1中也列有部分用電設(shè)備組的二項式系數(shù)b、c和最大容量的設(shè)備臺數(shù)x值，供參考。但必須注意：按二項式法確定計算負荷時，如果設(shè)備總臺數(shù)n少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺數(shù)x的2倍，即n<2x

時，其最大容量設(shè)備臺數(shù)x宜適當取小，建議取為且按“四舍五入”修約規(guī)則取其整數(shù)[文獻32]。例如某機床電動機組只有7臺時，則其最大設(shè)備臺數(shù)取為x=n/2=7/2≈4。如果用電設(shè)備組只有1~2臺設(shè)備時，則可認為P30=Pe。對于單臺電動機，則P30=PN/η，這里PN為電動機額定容量，η為其額定效率。在設(shè)備臺數(shù)較少時，值也宜適當取大。由于二項式法不僅考慮了用電設(shè)備組最大負荷時的平均負荷，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投入運行時對總計算負荷的額外影響，所以二項式法比較適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷。但是二項式系數(shù)b、c

和x

的值，缺乏充分的理論依據(jù)，而且只有機械工業(yè)方面的部分數(shù)據(jù)，從而使其應(yīng)用受到一定的局限。

(一)基本公式二項式法的基本公式是

(2-21)

三.按二項式法確定計算負荷式中bPe(二項式第一項)表示設(shè)備組的平均功率，其中Pe是59

比較例2-1和例2-3的計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果稍大，特別是在設(shè)備臺數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計的經(jīng)驗說明，選擇低壓分支干線或分支線時，按需要系數(shù)法計算的結(jié)果往往偏小，以采用二項式法計算為宜。我國建筑行業(yè)標準JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》也規(guī)定：“用電設(shè)備臺數(shù)較少、各臺設(shè)備容量相差懸殊時，宜采用二項式法。”

例2-3試用二項式法來確定例2-1所示機床組的計算負荷。解：由附錄表1查得。

設(shè)備總?cè)萘?見例2-1)為

X臺最大容量的設(shè)備容量為因此按式（2-21）可求得其有功計算負荷為

按式（2-11）可求得其無功計算負荷為按式（2-12）可求得其視在計算負荷為按式（2-13）可求得其計算電流為

例2-1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3kW17臺，7.5kW3臺，4kW8臺，1.5kW10臺。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷。

比較例2-1和例2-3的計算結(jié)果可以看出，按二60

關(guān)于總的視在計算負荷S30

和總的計算電流I30，仍按式（2-19）和式（2-20）計算。為了簡化和統(tǒng)一，按二項式法計算多組設(shè)備的計算負荷時，也不論各組設(shè)備臺數(shù)多少，各組的計算系數(shù)b、c、x和等，均按附錄表1所列數(shù)值。例2-4試用二項式法確定例2-2所述機修車間380V線路的計算負荷。解：先求各組的bPe和cPx(1)金屬切削機床組查附錄表1，取故，

(2)通風(fēng)機組查附錄表1，取，故，

(3)電阻爐查附錄表1，取，故，(二)多組用電設(shè)備計算負荷的確定采用二項式法確定多組用電設(shè)備總的計算負荷時，也應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素，但不是計入一個同時系數(shù)，而是在各組設(shè)備中取其中一組最大的有功附加負荷(cPx)max，再加上各組的平均負荷bPe，由此求得其總的有功計算負荷為

(2-22)

總的無功計算負荷為

(2-23)式中為最大附加負荷(cPx)max的設(shè)備組的平均功率因數(shù)角的正切值。

例2-2

某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW(其中較大容量電動機有7.5kW1臺，4kW3臺，2.2kW7臺)，通風(fēng)機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。關(guān)于總的視在計算負荷S30和總的計算電流I61

以上各組設(shè)備中，附加負荷以cPx(1)為最大，因此總計算負荷為

按一般工程設(shè)計說明書要求，以上計算可列成表2-2所示電力負荷計算表。表2-2例2-4的電力負荷計算表(按二項式法)cb最大容量臺數(shù)x總臺數(shù)n52.134.328.6195523總計01.40100.70201電阻爐31.46+0.561.95+0.750.750.80.250.653352通風(fēng)機212.1+15.07+8.681.730.50.40.1421.750520金屬切削機床1計算負荷二項式系數(shù)容量設(shè)備臺數(shù)用電設(shè)備組名稱序號

比較例2-2和例2-4的計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果較之按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得比較多，這也更加合理。以上各組設(shè)備中，附加負荷以cPx(162民用建筑負荷計算CivilBuilding’sloadcalculated

１）普通中小學(xué)負荷計算（需要系數(shù)法，插座100W/個，kd取0.6-0.9）２）多層住宅的負荷計算（需要系數(shù)法，插座100W/個，負荷不平衡時按最大相3倍計算，k∑：20戶以下，取0.6以上；20-50戶，取0.5-0.6;50-100戶，0.4-0.5）３）)高層住宅的負荷計算（需要系數(shù)法和負荷密度法，kd取0.6-0.7,負荷密度：50-100V.A/m2）大酒店80V.A/m2，空調(diào)旅游賓館100V.A/m2，豪華型旅游賓館150V.A/m2民用建筑負荷計算63第三節(jié)單相用電設(shè)備組計算負荷的確定一、概述

單相負荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當單相負荷的總?cè)萘啃∮谟嬎惴秶鷥?nèi)負荷的總?cè)萘康?5％時，全部按三相對稱負荷計算；如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5％時，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負荷計算。負荷的不平衡度第三節(jié)單相用電設(shè)備組計算負荷的確定一、概述負荷的不平衡度64

1、單相設(shè)備接于相電壓時的等效三相負荷計算

按最大負荷相所接單相設(shè)備的3倍計算：2、單相設(shè)備接于線電壓時的等效三相負荷計算3、單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時的等效三相負荷計算

先將接于線電壓的設(shè)備換算到接于相電壓的設(shè)備容量，然后分相計算各相設(shè)備容量和計算負荷，計算公式如下：

二、單相設(shè)備組等效三相負荷的計算按最大負荷相所接單相設(shè)備65等換算系數(shù)可查相間負荷換算為相負荷表總的等效三相計算負荷為為其最大有功負荷相的計算負荷的3倍：其中，等換算系數(shù)可查相間負荷換算為相負荷表總的等效三相計算負荷為為66供配電系統(tǒng)的負荷計算課件67例2-5某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單相電熱干燥箱6臺、單相電加熱器2臺和380V單相對焊機6臺。其在線路上的連接情況為：電熱干燥箱2臺20kW接于A相，1臺30kW接于B相，3臺10kW接于C相；電加熱器2臺20kW分別接于B相和C相；對焊機3臺14kW（ε=100%）接于AB相，2臺20kW（ε=100%）接于BC相，1臺46kW（ε=60%）接于CA相。試求該線路的計算負荷。例2-5某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單68解1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計算負荷查表2得Kd=0.7，cosφ=1，tgφ=0，因此只要計算有功計算負荷A相P30.A1=KdPeA=0.7×20×2=28kWB相P30.B1=KdPeB=0.7×(30×1+20×1)=35kWC相P30.C1=KdPeC=0.7×(10×3+20×1)=35kW2.對焊機的各相計算負荷查表2得Kd=0.35，cosφ=0.7，tgφ=1.02查相間功率換算表得cosφ=0.7時

pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8解1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計算負荷2.對焊機的各相69先將接于CA相的46kW（ε=60%）換算至ε=100%的設(shè)備容量，即

各相的設(shè)備容量為A相PeA=pAB-APAB+pCA-APCA=0.8×14×3+0.2×35.63=40.73kWQeA=qAB-APAB+qCA-APCA=0.22×14×3+0.8×35.63=37.74kvarB相PeB=pBC-BPBC+pAB-BPAB=0.8×20×2+0.2×14×3=40.4kWQeB=qBC-BPBC+qAB-BPAB=0.22×20×2+0.8×14×3=42.4kvarC相PeC=pCA-CPCA+pBC-CPBC=0.8×35.63+0.2×20×2=36.5kWQeC=qCA-CPCA+qBC-CPBC=0.22×35.63+0.8×20×2=39.84kvar各相的計算負荷為先將接于CA相的46kW（ε=60%）換算至ε=100%的設(shè)70A相P30.A2=KdPeA=0.35×40.73=14.26kWQ30.A2=KdQeA=0.35×37.74=13.21kvarB相P30.B2=KdPeB=0.35×40.4=14.14kWQ30.B2=KdQeB=0.35×42.4=14.84kvarC相P30.C2=KdPeC=0.35×36.5=12.78kWQ30.C2=KdQeC=0.35×39.84=13.94kvar2.各相總的計算負荷為（設(shè)同時系數(shù)為0.95）A相P30.A=K∑（P30.A1+P30.A2）=0.95×（28+14.26）=40.15kWQ30.A=K∑（Q30.A1+Q30.A2）=0.95×（0+13.21）=12.55kvarB相P30.B=K∑（P30.B1+P30.B2）=0.95×（35+14.14）=46.68kWQ30.B=K∑（Q30.B1+Q30.B2）=0.95×（0+14.84）=14.10kvarC相P30.C=K∑（P30.C1+P30.C2）=0.95×（35+12.78）=45.39kWQ30.C=K∑（Q30.C1+Q30.C2）=0.95×（0+13.94）=13.24kvarA相P30.A2=KdPeA=0.35×713.總的等效三相計算負荷為

因為B相的有功計算負荷最大，所以

P30mφ=P30B=46.68kW

Q30mφ=Q30B=14.10kvarP30=3P30mφ=3×46.68=140.04kWQ30=3Q30mφ=3×14.10=42.3kvarS30I30S303.總的等效三相計算負荷為S30I30S3072小結(jié)：單相用電設(shè)備組計算負荷的求解步驟1、分組計算各相用電設(shè)備的計算負荷；（若有接于線的又有接于相的，則先將接于線的換算到相來計算容量，再算其計算負荷）2、求各相的總的有功負荷和無功負荷3、總的等效三相計算負荷小結(jié)：單相用電設(shè)備組計算負荷的求解步驟1、分組計算各相用電73

第四節(jié)供配電系統(tǒng)的負荷計算一、工廠計算負荷的確定工廠計算負荷是選擇工廠電源進線及主要電氣設(shè)備包括主變壓器的基本依據(jù)，也是計算工廠功率因數(shù)和無功補償容量的基本依據(jù)。(一)按需要系數(shù)法確定工廠計算負荷將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘縋e（不計備用設(shè)備容量）乘上一個需要系數(shù)Kd，即得全廠的有功計算負荷，即(二)按年產(chǎn)量估算工廠計算負荷（見第2節(jié)）(三)按逐級計算法確定工廠計算負荷

逐級計算法由用電設(shè)備處逐步向電源進線側(cè)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、變電所低壓出線、變壓器低壓母線、高壓進線等處。第四節(jié)供配電系統(tǒng)的負荷計算一、工廠計算負74供配電系統(tǒng)的負荷計算課件75逐級計算法計算全廠計算負荷的求解步驟1、用電設(shè)備組的計算負荷（如圖中P30(6)）目的：用于選擇車間配電干線以及干線上的電氣設(shè)備2、車間變電所二次側(cè)的計算負荷（如圖中P30(3)）---------多組用電設(shè)備的計算負荷目的：選擇變壓器容量和臺數(shù)3、車間變壓器一次側(cè)的計算負荷（如圖中P30(2)）-------考慮變壓器損耗目的：選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備（開關(guān)、熔斷器等）4、配電所進線的計算負荷（如圖中P30(1))目的:選擇配電所進線和相應(yīng)的電氣設(shè)備逐級計算法計算全廠計算負荷的求解步驟1、用電設(shè)備組的計算負荷761.求各用電設(shè)備的設(shè)備容量用需要系數(shù)法逐級計算;2.在配電點要考慮同時系數(shù);3.在變壓器的安裝處要考慮變壓器的損耗,線路中的損耗原則可不考慮;新型低損耗電力變壓器如S9、SC9等的功率損耗可按下列簡化公式近似計算4.在并聯(lián)電容安裝處，要考慮補償容量。有功損耗無功損耗注意點：有功損耗無功損耗注意點：77如下圖，變電所低壓母線的視在計算負荷為

變電所高壓側(cè)計算負荷為低壓母線的計算負荷加上變壓器的損耗，即P30.(1)=P30.(2)+ΔPT；Q30.(1)=Q’30.(2)+ΔQTP30.(1)P30.(2)如下圖，變電所低壓母線的視在計算負荷為變電所高壓側(cè)計78

例2-6某工廠有一個35/10kV總降壓變電所，分別供電給1＃～4＃車間變電所及4臺冷卻水泵用的高壓電動機（PN＝4×300kW、Kd＝0.8、cosφ＝0.8），10kV母線上接有2700kvar無功補償電容器組。已知1?！?＃車間變電所10kV側(cè)計算負荷分別為：1＃為1430kW＋j1230kvar；2＃為1350kW＋j1200kvar；3＃為1260kW＋j1030kvar；4＃為960kW＋j750kvar。試計算該總降壓變電所35kV側(cè)計算負荷及功率因數(shù)大?。ㄈ∑=0.9）。

例2-6某工廠有一個35/10kV總降壓變電所，79解：（1）求10kV母線計算負荷1＃車間變電所P301＝1430kW，Q301＝1230kvar2＃車間變電所P302＝1350kW，Q302＝1200kvar3＃車間變電所P303＝1260kW，Q303＝1030kvar4＃車間變電所P304＝960kW，Q304＝750kvar高壓電動機組P305＝Kd

PN=0.8×4×300kW＝960kW

Q305＝P305tanφ=960×0.75＝720kvar

10kV母線計算負荷

=0.9×（1430+1350+1260+960+960）＝5364kW＝0.9×(1230+1200+1030+750+720)－2700＝1737kvar解：（1）求10kV母線計算負荷1＃車間變電所P380（2）求35kV側(cè)計算負荷變壓器損耗ΔPT≈0.01S30＝0.01×5638＝56.38kWΔQT≈0.05S30＝0.05×5638＝281.9kvar35kV側(cè)計算負荷

P30.1=P30.2+ΔPT＝5364+56.38＝5420.4kW

Q30.1=Q30.2+ΔQT＝1737+281.9＝2018.9kvar

（2）求35kV側(cè)計算負荷變壓器損耗ΔPT≈0.0181某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負荷數(shù)據(jù)如下圖所示，按照需要系數(shù)法，各級負荷計算如下。圖2-4負荷計算示例圖例2-7某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負荷數(shù)據(jù)如下圖所示，按照需要系數(shù)法，各級82解(1)通風(fēng)機通風(fēng)機：PN=29kW，查表得Kd＝0.85和tan=0.75，于是（2）高頻加熱設(shè)備高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tan=1.02，于是（3）機加工車間冷加工機床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73；熱加工機床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是1.用電設(shè)備組的負荷計算解(1)通風(fēng)機（2）高頻加熱設(shè)備（3）機加工車間1.用電設(shè)83（4）點焊機點焊機：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是取1＃變電所各組負荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是2.1＃變電所低壓側(cè)計算負荷（4）點焊機取1＃變電所各組負荷的同期系數(shù)為：K=0.984采用電容器分組自動投切的低壓集中補償方式，設(shè)補償后功率因數(shù)cos=0.93，則補償后變壓器低壓側(cè)計算負荷為108kW+j30kvar，S30=112kVA。1＃變電所變壓器損耗按下式估算：1＃變電所高壓側(cè)計算負荷為：3.低壓集中補償容量的計算4.變電所高壓側(cè)計算負荷采用電容器分組自動投切的低壓集中補償方式，設(shè)補償后功率因數(shù)c85取全廠負荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是5.全廠總計算負荷取全廠負荷的同期系數(shù)為：K=0.90，于是5.全廠總計算86

監(jiān)測負荷用。(2)．平均功率因數(shù)調(diào)整電費用。(3)．最大負荷時的功率因數(shù)確定需要無功補償容量用。(1)．瞬時功率因數(shù)

(四)工廠的功率因數(shù)、無功補償及補償后工廠的計算負荷

1、工廠的功率因數(shù)監(jiān)測負荷用。(2)．平均功率因數(shù)87瞬時功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負荷時功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)指運行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時刻的功率因數(shù)值

P——功率表測出的三相有功功率讀數(shù)；U——電壓表測出的線電壓讀數(shù)；I——電流表測出的線電流讀數(shù)。指某一規(guī)定時間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值指配電系統(tǒng)運行在年最大負荷時（計算負荷）的功率因數(shù)WP——有功電度表讀數(shù)；Wq——無功電度表讀數(shù)。

P30——工廠的有功計算負荷；S30——工廠的視在計算負荷。

指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補償裝置時的功率因數(shù)指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補償后的功率因數(shù)瞬時功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負荷時功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率88※功率因數(shù)降低后，無功功率增加，將帶來以下不良后果：增加輸電線路上的電能損耗設(shè)備容量不能充分利用線路電壓損耗增大?！鶉蚁嚓P(guān)規(guī)定：我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定：高壓供電的工廠，最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，其它工廠則不得低于0.85。若達不到要求，則要提高功率因數(shù)。人工補償無功功率提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)（并聯(lián)電容器）目前，供電部門征收電費，將用戶的功率因數(shù)高低作為一項重要的經(jīng)濟指標※功率因數(shù)降低后，無功功率增加，將帶來以下不良后果：※892、無功功率補償

圖2-9功率因數(shù)的提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。式中，稱為無功補償率，或比補償容量。這無功補償率，是表示要使1kW的有功功率由提高到所需要的無功補償容量kvar值。附錄表3列出了并聯(lián)電容器的無功補償率，可利用補償前和補償后的功率因數(shù)直接查得。在確定了總的補償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個容量qC來確定電容器個數(shù)：要使功率因數(shù)由提高到，其容量為2、無功功率補償圖2-9功率因數(shù)的提高與無功功率和視90無功功率補償Atoneforreactivepower無功功率補償裝置類型及裝設(shè)Equipmentsofreactivepowercompensation’stypeandfix１）無功功率補償裝置類型①并聯(lián)電容器補償裝置②同步補償機③SVC靜態(tài)無功功率補償裝置２）并聯(lián)電容器組的裝設(shè)位置（補償方式）高壓集中補償?shù)蛪杭醒a償、低壓就地補償無功功率補償91高壓集中補償?shù)蛪杭醒a償?shù)蛪壕偷匮a償高壓集中補償?shù)难a償區(qū)未補償區(qū)低壓集中補償?shù)难a償區(qū)未補償區(qū)低壓就地補償?shù)难a償區(qū)未補償區(qū)并聯(lián)電容器在工廠供電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置和補償效果高壓集中補償?shù)蛪杭醒a償?shù)蛪壕偷匮a償高壓集中補償?shù)难a償區(qū)未補92高壓集中補償電容器組的接線高壓集中補償電容器組的接線93低壓集中補償電容器組的接線低壓集中補償電容器組的接線94

感應(yīng)電動機旁就地補償?shù)牡蛪杭醒a償電容器組的接線壓集中補償電容器組的接線95

例某用戶10kV變電所低壓計算負荷為800kW＋580kvar。若欲使低壓側(cè)功率因數(shù)達到0.92，則需在低壓側(cè)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)及每組容量。解：（1）求補償前的視在計算負荷及功率因數(shù)

（2）確定無功補償容量

＝800×(tanarccos0.810－tanarccos0.92)＝238.4kvar例某用戶10kV變電所低壓計算負荷為800

（3）選擇電容器組數(shù)及每組容量初選BSMJ0.4-20-3型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量qN.30=20kvar。取12組補償后的視在計算負荷

減少118.8kVA。（3）選擇電容器組數(shù)及每組容量初選BSMJ0.4-20-3例2-6某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計算負荷為650kW，無功計算負荷為800kvar。為了使工廠變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不低于0.9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進行補償時，需裝設(shè)多少補償容量？并問補償前后工廠變電所所選主變壓器容量有何變化？解：(1)補償前應(yīng)選變壓器的容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計算負荷為主變壓器容量的選擇條件為SNT>S30(2)，因此在未進行無功補償時，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為(2)無功補償容量按規(guī)定變電所高壓側(cè)的，考慮到變壓器的無功功率損耗ΔQT

遠大于其有功損耗ΔPT

，一般，因此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9，這里取。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.63提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為

取例2-6某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電98(3)補償后的變壓器容量和功率因數(shù)補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為因此補償后變壓器容量可改選為800kVA，比補償前容量減少450kVA。變壓器的功率損耗為

變電所高壓側(cè)的計算負荷為補償后工廠的功率因數(shù)為，滿足要求。由此例可以看出，采用無功補償來提高功率因數(shù)能使工廠取得可觀的經(jīng)濟效果。(3)補償后的變壓器容量和功率因數(shù)99工廠的年耗電量可用工廠的年產(chǎn)量和單位產(chǎn)品耗電量進行估算，如前面式（2-35）所示。工廠年耗電量較精確的計算，可利用工廠的有功和無功計算負荷P30與Q30，即年有功電能消耗量年無功電能消耗量式中α為年平均有功負荷系數(shù)，一般取0.7~0.75；β為年平均無功負荷系數(shù)，一般取0.76~0.82；Tα

為年實際工作小時數(shù)，按每周五個工作日計，一班制可取2000h，兩班制可取4000h，三班制可取6000h

。

例2-7假設(shè)例2-6所示工廠為兩班制生產(chǎn)，試計算其年電能消耗量。解：按式（2-47）和式（2-48）計算，取可得工廠年有功耗電量為工廠年無功耗電量為

二.工廠年耗電量的計算工廠的年耗電量可用工廠的年產(chǎn)量和單位產(chǎn)品耗電量進行估算，如前100尖峰電流（peakcurrent）是指持續(xù)時間1~2s的短時最大電流。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護裝置及檢驗電動機自啟動條件等。用電設(shè)備尖峰電流的計算

(一)單臺用電設(shè)備尖峰電流的計算單臺用電設(shè)備的尖峰電流就是其啟動電流（startingcurrent），因此尖峰電流為式中IN

為用電設(shè)的備額定電流；Ist

為用電設(shè)備的啟動電流