供配電課件第2章

2.1負荷曲線⊙負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，反映了用戶用電的特點和規(guī)律?！沿摵汕€的分類：按負荷功率的功率性質(zhì)不同，分有功負荷曲線和無功負荷曲線；按時間單位的不同，分日負荷曲線和年負荷曲線；按負荷對象不同，分用戶、車間或某類設(shè)備負荷曲線。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.1.1

日負荷曲線特點

（1）電力負荷是變化的，不等于額定功率。

（2）電力負荷的變化是有規(guī)律的。（3）日負荷曲線與橫坐標所包圍的面積代表全日所消耗的電能。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章時間間隔越短，曲線越能反映負荷實際變化CompanyLogo2.1.2年負荷曲線

年負荷曲線反映負荷全年（8760小時）的變化情況。說明：年負荷曲線表示用戶在一年內(nèi)(8760h)不同大小的負荷所持續(xù)的時間，在排列上不分日、月界線，從0h到8760h，以負荷的大小和實際使用時間累積從左向右階梯繪出。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.1.2年負荷曲線

年負荷曲線反映負荷全年（8760小時）的變化情況。

類型：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.1.3負荷曲線的有關(guān)物理量

1.年最大負荷和年最大負荷利用小時

（1）年最大負荷Pmax

年最大負荷是指全年中負荷最大的工作班內(nèi)30分鐘平均功率的最大值。（也可表示為P30）

（2）年最大負荷利用小時Tmax

如圖所示，陰影面積為全年實際消耗電能，如果以Wa表示全年實際消耗的電能，則有：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.1.3負荷曲線的有關(guān)物理量

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章2.平均負荷和負荷系數(shù)

（1）平均負荷Pav

——指電力負荷在一定時間內(nèi)消耗功率的平均值。

（2）負荷系數(shù)KL——指平均負荷與最大負荷的比值，分有功負荷系數(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）

年平均負荷對于單個設(shè)備或用電設(shè)備組，負荷系數(shù)是指設(shè)備輸出功率與設(shè)備額定容量的比值。KL=P/PNCompanyLogo2.2用電設(shè)備的設(shè)備容量1.設(shè)備容量Pe的定義

經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為設(shè)備容量。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章2.設(shè)備容量的確定

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，即

Pe=PN

Pe=PN？CompanyLogo第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章2.設(shè)備容量的確定

2）反復短時工作制的用電設(shè)備：

反復短時工作制的設(shè)備容量是指某負荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。

CompanyLogo第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章2.設(shè)備容量的確定

3）電爐變壓器組：設(shè)備容量是指額定功率下的有功功率。

4）照明設(shè)備：設(shè)備容量是指額定功率下的有功功率。

CompanyLogo2.3

負荷計算的方法

概念回顧：什么是計算負荷？

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章供電設(shè)計與計算的基礎(chǔ)。計算負荷是指導體中通過一個等效負荷時，導體的最高溫升正好和通過實際的變動的負荷時其產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。CompanyLogo計算負荷的實用計算方法負荷計算目前常用的方法有需用系數(shù)法和二項式法。實用計算方法估算法需要系數(shù)法二項式法單相負荷計算CompanyLogo2.3.1計算負荷的估算法（指標法）

——用于初期方案設(shè)計與比較

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo需要系數(shù)法是指利用需要系數(shù)來確定用電設(shè)備組計算負荷的方法，其實質(zhì)是用一個小于1的系數(shù)Kd對用電設(shè)備組的總額定容量打一定折扣，使所確定出的計算負荷PC比較接近該組設(shè)備從電網(wǎng)取用的最大半小時平均負荷Pmax。需要系數(shù)Kd：負荷曲線中的最大有功計算負荷Pmax與全部用電設(shè)備的設(shè)備容量之比，即2.3.2需要系數(shù)法

為什么會有這個系數(shù)？CompanyLogo確定用電設(shè)備組的計算負荷時，應(yīng)考慮以下幾種因素：◆線路的供電效率，線路有損耗◆各用電設(shè)備的平均效率◆各用電設(shè)備不一定在滿負荷下運行，應(yīng)考慮一個負荷系數(shù)◆各用電設(shè)備可能不同時工作，應(yīng)考慮同時使用系數(shù)因此，一個用電設(shè)備組的需要系數(shù)可表示為2.3.2需要系數(shù)法

CompanyLogo（1）先確定計算范圍(如某低壓干線上的所有設(shè)備)；（2）確定設(shè)備容量Pe（將不同工作制下的用電設(shè)備的額定功率PN換算到同一工作制下）；（3）設(shè)備分組：將工藝性質(zhì)相同并有相近需要系數(shù)的用電設(shè)備合并成組，考慮到需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計算負荷；（4）最后匯總各級計算負荷得到總的計算負荷。利用需要系數(shù)法進行負荷計算的步驟：需要系數(shù)用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和每組中用電設(shè)備的設(shè)備容量CompanyLogo1、單組用電設(shè)備的計算負荷-不包含備用設(shè)備式中:Kd為需要系數(shù)；Pe為設(shè)備容量；tan為設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。

單組用電設(shè)備組：用電設(shè)備性質(zhì)相同的一組設(shè)備，即Kd相同。如均為機床的電動機，或均為通風機。說明：Pc、Qc、Sc的單位分別為kW、kvar、kVA對于用電設(shè)備組，設(shè)備容量越大，Kd越大；設(shè)備容量越小，kd越小。設(shè)備臺數(shù)較多時取較小值，臺數(shù)少時取較大值。CompanyLogo解：查表（A-1-1)可得，Kd=0.16~0.2(取0.2計算)，cosФ=0.5,tanФ=1.73。根據(jù)前述公式得：PC=KdPe=0.2×120=24(KW)QC=PCtgФ=24×1.73=41.52(kvar)Sc=Pc/cosφ=24/0.5=48(kVA)例1已知某機修車間的金屬切削機床組，有電壓為380V的電動機30臺，其總設(shè)備容量為120kW。試求其計算負荷。和書上不一樣CompanyLogo例2已知某化工廠機修車間采用380V供電，低壓干線上接有冷加工機床26臺，其中11kW1臺，4.5kW8臺，2.8kW10臺，1.7kW7臺，試求該機床組的計算負荷?！窘狻吭撛O(shè)備組的總?cè)萘繛镻e∑=11×1+4.5×8+2.8×10+1.7×7=86.9(kW)查表附錄表1Kd=0.16～0.2(取0.2),tanφ=1.73,cosφ=0.5，則有功計算負荷Pc=0.2×86.9=17.38(kW) 無功計算負荷Qc=17.38×1.73=30.06(kvar)視在計算負荷Sc=17.38／0.5=34.76(kV·A)計算電流Ic=34.76/(1.732×0.38)=52.8(A)CompanyLogo2、多組用電設(shè)備的計算負荷式中:n為用電設(shè)備組的組數(shù)；K∑p、K∑q分別為有功、無功同時系數(shù)；Pci，Qci為各用電設(shè)備組的計算負荷。當車間配電干線上有多組用電設(shè)備時，各組用電設(shè)備的最大負荷可能不同時出現(xiàn)，計算時應(yīng)計入一個同時系數(shù)。新的概念CompanyLogo例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的4臺，7.5kW的8臺，5kW的8臺），車間有380V電焊機2臺（每臺容量20kVA，=65%，cos=0.5），車間有吊車1臺（11kW，=25%），試計算此車間的計算負荷。（假設(shè)K∑p、K∑q均取0.8）。解：各設(shè)備組容量計算1）金屬切削機床組，長期連續(xù)工作制設(shè)備，總?cè)萘繛椋?）電焊機組，反復短時工作制設(shè)備，設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到e=100%，設(shè)備容量為：CompanyLogo3）吊車組，反復短時工作制設(shè)備，其設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=25%，所以1臺吊車的容量為：4）車間的設(shè)備總?cè)萘繛椋豪?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的4臺，7.5kW的8臺，5kW的8臺），車間有380V電焊機2臺（每臺容量20kVA，=65%，cos=0.5），車間有吊車1臺（11kW，=25%），試計算此車間的計算負荷。（假設(shè)K∑p、K∑q均取0.8）。CompanyLogo車間的計算負荷

1）金屬切削機床組，查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為

CompanyLogo2）電焊機組，查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車間的計算負荷

CompanyLogo3）吊車組，查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車間的計算負荷

CompanyLogo4）全車間的總計算負荷。由題目給定條件，取同時系數(shù)均為0.80，所以全車間的計算負荷為：

車間的計算負荷

CompanyLogo為使人一目了然，便于審核，實際工程設(shè)計中常采用計算表格形式，如下表所示。CompanyLogo解:(1)冷加工機床：查附錄表A-1-1可得

Kd1=0.2，cosφ1=0.5，tgφ1=1.73Pc1=Kd1Pe1=0.2×50=10kWQc1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar(2)通風機：

Kd2=0.8，cosφ2=0.8，tgφ2=0.75Pc2=Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kWQc2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar(3)電阻爐：因只1臺，故其計算負荷等于設(shè)備容量Pc3=Pe3=2kW

Qc3=0

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章和書上不一樣

例4一機修車間的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）。

CompanyLogo

(4)車間計算負荷：

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章例4一機修車間的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）。CompanyLogo注意事項：需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)有關(guān)，計算時一定要正確判斷，否則會造成錯誤。經(jīng)驗：（1）機修車間的金屬切削機床電動機屬于小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機；（2）壓縮機、拉絲機和鍛造等屬于熱加工機床；（3）起重機、行車或電葫蘆等都屬吊車。CompanyLogo第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章小結(jié)——需要系數(shù)法優(yōu)點：簡單方便，較符合實際，長期使用積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)；應(yīng)用場合：只有當設(shè)備臺數(shù)較多、總?cè)萘孔銐虼螅瑳]有特大型用電設(shè)備時，需要系數(shù)的值才較符合實際。普遍應(yīng)用于大用戶、全廠和大型車間變電所的計算負荷。缺點：沒有考慮用電設(shè)備組中大容量設(shè)備對計算負荷的影響。在確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，采用二項式法CompanyLogo2.3.3

二項式法1）單組用電設(shè)備組的計算負荷b、c、x查表A-1注意：當用電設(shè)備組的設(shè)備總臺數(shù)n<2x時，取x=n/2（按四舍五入取整）；

當只有一臺設(shè)備時，可認為Pc=Pe。x臺最大設(shè)備的總?cè)萘坑秒娫O(shè)備組的平均功率該組用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘縝、c：二項式系數(shù)；每組用電設(shè)備組中x臺容量較大的設(shè)備的附加負荷CompanyLogo2.3.3

二項式法2）多組用電設(shè)備組的計算負荷b、c、x查表A-1同樣要考慮用電設(shè)備各組的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素，因此在確定總計算負荷時，只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負荷，再加上各組用電設(shè)備的平均負荷。各用電設(shè)備組的平均功率附加負荷最大的一組設(shè)備的附加負荷CompanyLogo解：1）求出各組平均功率bPe和附加負荷cPx

（１）

金屬切削機床電動機組查附錄表A-1-1，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cosφ1=0.5，tgφ1=1.73，則(bPe∑)1=0.14×50=7kW

(cPx)1=0.4×(7.5×2+4×2+2.2×1)=10.08kW例5一機修車間的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；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷。為何取1？CompanyLogo解：1）求出各組平均功率bPe和附加負荷cPx（2）

通風機組

查附錄表A-1-1，取b2=0.65，c2=0.25，cosφ2=0.8，x=5tgφ2=0.75，n=2＜2x，取x2=n/2=1，則(bPe∑)2=0.65×2.4=1.56kW(cPx)2=0.25×1.2=0.3kW例5一機修車間的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；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷。CompanyLogo解：1）求出各組平均功率bPe和附加負荷cPx（3）

電阻爐

(bPe∑)3=2kW(cPx)3=0

顯然，三組用電設(shè)備中，第1組的附加負荷(cPx)1最大。

例5一機修車間的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；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷。

(bPe∑)1=7kW(cPx)1=10.08kW

(bPe∑)2=1.56kW(cPx)2=0.3kWCompanyLogo解：1）求出各組平均功率bPe和附加負荷cPx

2）總計算負荷為

Pc=∑（bPe∑）i+（cPx）1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW

Qc=∑（bPe∑tgφ）i+（cPx)1tgφ1

=(7×1.73+1.56×0.75+0)+10.08×1.73=30.72kvar

SC=

37.01kVA

Ic=56.23A

例5一機修車間的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；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷。

(bPe∑)1=7kW(cPx)1=10.08kW

(bPe∑)2=1.56kW(cPx)2=0.3kW(bPe∑)3=2kW(cPx)3=0CompanyLogo需要系數(shù)法Pc=12.95kWQc=16.9kvar

SC=21.02kVA

Ic=31.94A

二項式法Pc=20.64kWQc=30.72kvar

SC=37.01kVA

Ic=56.23A

例5一機修車間的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；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷。對比CompanyLogo小結(jié)——二項式法選擇低壓分支干線或支線負荷時，按需要系數(shù)法計算結(jié)果往往偏小,適合采用二項式法。（二項式法更適合于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負荷計算）二項式計算系數(shù)b、c和x的值，缺乏充分的理論依據(jù)，且只有極限工業(yè)方面的部分數(shù)據(jù)，應(yīng)用受到一定局限。CompanyLogo需要系數(shù)法二項式系數(shù)法負荷計算方法負荷計算統(tǒng)計方法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，偏保守?？紤]用電設(shè)備中幾臺功率較大的設(shè)備工作時對負荷影響的附加功率，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負荷計算。估算法只能參考，更多的使用方法是

CompanyLogo

2.4功率損耗和電能損耗

2.4.1供配電系統(tǒng)的功率損耗

供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時功率損耗。1.

線路的功率損耗：

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.變壓器的功率損耗有功功率損耗△PT鐵損△PFe——是指變壓器主磁通在鐵芯中產(chǎn)生的有功損耗。

空載損耗△P0可認為就是鐵損，所以鐵損又稱為空載損耗。銅損△PCu

——是指負荷電流在變壓器一次、二次繞組的電阻中產(chǎn)生的有功損耗。由變壓器的負載試驗（短路試驗）得到。

負載損耗△PK可認為就是額定電流下的銅損△PCu。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.變壓器的功率損耗無功功率損耗△QT△Q0——是指變壓器空載時，由產(chǎn)生主磁通的勵磁電流造成的。與繞組電壓有關(guān)，與負荷無關(guān)，大小與勵磁電流（或近似與空載電流）成正比?！鱍——是指變壓器負荷在變壓器一次、二次繞組的電抗上產(chǎn)生的無功損耗。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.變壓器的功率損耗（1）估算法

ΔPT=0.015ScΔQT=0.06Sc（2）精確法

①有功功率損耗△PT鐵損

銅損

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章一般用P26(2-35)計算CompanyLogo2.變壓器的功率損耗（2）精確法

①無功功率損耗△QT△Q0：與勵磁電流（或近似與空載電流）成正比。

△Q第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.4.2供配電系統(tǒng)的電能損耗

(1)線路電能損耗

最大負荷損耗時間τ：當線路或變壓器中以最大計算電流Ic流過τ小時后所產(chǎn)生的電能損耗，等于全年流過實際變化的電流時所產(chǎn)生的電能損耗。

(2)變壓器的電能損耗

（3）線損率：線損率是一定時間內(nèi)的電能損耗和總供電量W之比。它標示用戶的電能利用效率。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.5用戶總負荷計算和尖峰電流計算

確定用戶的計算負荷是選擇電源進線和一次、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，同時也是與電力部門簽訂用電協(xié)議的基本依據(jù)。

在制定計劃、初步設(shè)計、方案比較時可用估算法；設(shè)備選型時，則應(yīng)進行詳細的負荷計算，常用方法是逐級計算法。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.5用戶總負荷計算和尖峰電流計算

2.5.1用戶總負荷計算

逐級計算法確定用戶計算負荷的原則如下：將用電設(shè)備分類，采用需要系數(shù)法確定各用電設(shè)備組的計算負荷；根據(jù)用戶的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備朝電源方向逐級計算負荷；在配電點處考慮同時系數(shù)；在變壓器安裝處計及變壓器損耗；用戶的電力線路較短時，可不計電力線路損耗；在并聯(lián)電容器安裝處計及無功補償容量。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo逐級計算法步驟：（1）供給單臺用電設(shè)備的支線的計算負荷確定（如圖中1點處）

目的：用于選擇其開關(guān)設(shè)備和導線截面。單臺設(shè)備，不存在同時系數(shù)，即KΣ=1設(shè)備最大運行方式一般可達到額定狀態(tài)，負荷系數(shù)KL=1線路短，線路效率ηWL=1若設(shè)備確實無法達到額定狀態(tài)，可引入負荷系數(shù)；設(shè)備不存在效率問題，則需要系數(shù)Kd=1。CompanyLogo逐級計算法步驟：（2）用電設(shè)備組計算負荷的確定（如圖中2點處）

目的：用來選擇車間配電干線及干線上的電氣設(shè)備。CompanyLogo逐級計算法步驟：（3）車間干線或多組用電設(shè)備的計算負荷確定（如圖中3點處）

目的：用來選擇干線上的電氣設(shè)備。CompanyLogo逐級計算法步驟：（4）車間變電所低壓母線計算負荷的確定（如圖中4點處）目的：用來選擇車間變電所的變壓器容量。CompanyLogo逐級計算法步驟：（5）車間變電所高壓母線的計算負荷確定（如圖中5點處）目的：用來選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備。CompanyLogo逐級計算法步驟：（6）總降變電所二次側(cè)的計算負荷確定（如圖中6點處）CompanyLogo逐級計算法步驟：（7）總降變電所高壓側(cè)的計算負荷確定（如圖中7點處）總降壓變電所低壓側(cè)計算負荷加上總降壓變壓器的損耗即可得到。CompanyLogo2.5.2尖峰電流的計算

尖峰電流Ipk是指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1~2秒的短時最大負荷電流。

計算尖峰電流的目的是選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護裝置、計算電壓波動及檢驗電動機自起動條件等。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.5.2尖峰電流的計算

1.給單臺用電設(shè)備供電的支線尖峰電流計算

尖峰電流就是用電設(shè)備的起動電流，即

Ipk=Ist=KstIN

2.給多臺用電設(shè)備供電的干線尖峰電流計算第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章K∑為上述n–1臺設(shè)備的同時系數(shù)（0.7~1）除了Istmax設(shè)備，其余（n-1）臺設(shè)備額定電流之和Istmax為用電設(shè)備組中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設(shè)備的起動電流。Istmax設(shè)備的起動電流與額定電流之差全部設(shè)備投入運行時，線路的計算電流CompanyLogo例

計算某380V供電干線的尖峰電流，該干線向3臺機床供電，已知3臺機床電動機的額定電流和啟動電流倍數(shù)分別為

IN1=5A，,Kst1=7；IN2=4A，Kst2=4；IN3=10A，Kst3=3。

解（1）計算啟動電流與額定電流之差

Kst1×IN1—IN1=7×5—5=30A

Kst2×IN2—IN2=4×4—4=12A

Kst3×IN3—IN3=3×10—10=20A

可見，第1臺用電設(shè)備電動機的啟動電流與額定電流之差最大。（2）計算供電線路的尖峰電流Ipk=0.9×（4+10）+35=47.6ACompanyLogo2.6.2

功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高方法1.功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響

●電能損耗增加

●電壓損失增大

●供電設(shè)備利用率降低

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章2.6功率因數(shù)和無功功率補償CompanyLogo2.6.2

功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高方法2.提高功率因數(shù)的方法(1)提高自然功率因數(shù)

自然功率因數(shù)是指未裝設(shè)任何補償裝置的實際功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)，采用科學措施減少用電設(shè)備的無功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。具體措施：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.6.2

功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高方法2.提高功率因數(shù)的方法

(2)人工補償功率因數(shù)

●并聯(lián)電容器

●同步電動機補償

●調(diào)相機(僅發(fā)無功功率的同步發(fā)電機)補償

●動態(tài)無功補償（SVG）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章2.6功率因數(shù)和無功功率補償CompanyLogo補充電容器并聯(lián)補償?shù)墓ぷ髟碓诠I(yè)企業(yè)中，絕大部分電氣設(shè)備的等值電路可視為電阻R和電感L的串聯(lián)電路，其功率因數(shù)可表示為：當在R、L電路中并聯(lián)接入電容器C后，如圖所示，回路電流為：電容器無功補償原理圖CompanyLogo可見，并聯(lián)電容器后與之間的夾角變小了，因此，供電回路的功率因數(shù)提高了。欠補償：補償后電流落后電壓，如圖b所示。過補償：補償后電流超前電壓，如圖c所示。補充一般都不采用過補償，因為這將引起變壓器二次側(cè)電壓的升高，會增大電容器本身的損耗，使溫升增大，電容器壽命降低，同時還會使線路上的電能損耗增加。CompanyLogo2.6.3并聯(lián)電容器補償

1.并聯(lián)電容器的型號

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章例如：BW0.4-12-1如果電容性負荷過大，會引起電壓升高，故應(yīng)合理補償。CompanyLogo2.補償容量和電容器臺數(shù)的確定

在變電所6~10kV高壓母線上進行人工補償時，一般采用固定補償，即補償電容器不隨負荷變化投入或切除，其補償容量按下式計算。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章（1）補償容量的確定①采用固定補償時的補償容量②采用自動補償時的補償容量

在變電所0.38kV母線上進行補償時，都采用自動補償，即根據(jù)cosφ測量值按功率因數(shù)設(shè)定值,自動投入或切除電容器。其補償容量按下式計算。

CompanyLogo2.補償容量和電容器臺數(shù)的確定第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章（2）電容器臺數(shù)的確定式中，QcN為單個電容器的額定容量（kvar）

①若為單相電容器，n為3的整數(shù)倍，以便在線路上均勻分配電容器

，根據(jù)電容器的額定電壓選擇具體的連接方式（星形或三角形）。②若為三相電容器，n為整數(shù)。

實際補償容量為

CompanyLogo例題：如某一企業(yè)的計算負荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9，在10kV側(cè)固定補償，問需要裝設(shè)并聯(lián)電容器的容量？如果采用BWF-10.5-40-1型電容器，需裝設(shè)多少個？解：

tgφav1=tg(arccos0.67)=1.1080tgφav2=tg(arccos0.9)=0.4843

需要裝設(shè)并聯(lián)電容器的容量為

Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）

=0.75×2400×(1.1080-0.4843)＝1122.66kvar

安裝電容器的臺數(shù)

n=Qcc/qcN=1122.66/40=28個

電容器為單相電容器，應(yīng)裝設(shè)30個，

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章電容器應(yīng)該怎么與電網(wǎng)連接？CompanyLogo例題：如某一企業(yè)的計算負荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9，在10kV側(cè)固定補償，問需要裝設(shè)并聯(lián)電容器的容量？如果采用BWF-10.5-40-1型電容器，需裝設(shè)多少個？此時并聯(lián)電容器的實際值為

Qcc=30×40=1200kvar，實際平均功率因數(shù)為

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.6.4并聯(lián)電容器的裝設(shè)

1.并聯(lián)電容器的接線

并聯(lián)補償?shù)碾娏﹄娙萜鞔蠖嗖捎萌切谓泳€。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章對于單相電容器：若其額定電壓與電網(wǎng)電壓相同，則應(yīng)接為Δ形；若低于電網(wǎng)電壓，應(yīng)接為Y形。CompanyLogo注意事項：電容器為Δ形接法可防止電容器容量不對稱而出現(xiàn)的過電壓。（不對稱電容Y形接法時，會出現(xiàn)某一相電容電壓超過額定值。在發(fā)生一相短路時，會使其他兩相電容過電壓。）電容器接為Δ形時，任何一相斷路，三相線路仍能得到補償，不至于造成嚴重不平衡。而對于Y形接法，某一相斷線，則該相失去無功補償，嚴重影響電能質(zhì)量。CompanyLogo注意事項：電容器為Δ形接法，若電容器發(fā)生擊穿短路時，會造成短路電流過大，甚至電容器爆炸事故。而電容器為Y形接法時，發(fā)生一相電容擊穿短路，其短路電流是正常值的3倍。Δ形接法可以充分發(fā)揮電容器的補償能力。CompanyLogo綜合上述內(nèi)容，對于10kV以下的變電所，電容器接法為：高壓電容器組接為中性點不接地的Y形，容量較?。?50kvar以下）時接為Δ形；低壓電容器應(yīng)接為Δ形。CompanyLogo2.6.4并聯(lián)電容器的裝設(shè)

2.并聯(lián)電容器的裝設(shè)

并聯(lián)電力電容器在供配電系統(tǒng)中的裝設(shè)有三種，即：

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章并聯(lián)電容器的裝設(shè)地點示意圖CompanyLogo（1）高壓集中補償方式優(yōu)點：裝設(shè)集中，易維護；投資少；高壓母線停機機會少，電容利用率高。缺點：無功在企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無法補償；補償范圍最小。電容器的放電回路不允許設(shè)置熔斷器或開關(guān)。FU用于電容器擊穿短路故障保護TV的一次繞組作為電容器放回路。CompanyLogo（2）低壓集中補償優(yōu)點：補償范圍比高壓集中補償要大；可減少變壓器的視在功率，比較經(jīng)濟；補償屏安裝在低壓配電室內(nèi)，維護安全方便。缺點：對于變電所低壓母線后的設(shè)備不起補償作用。放電裝置為電阻或白熾燈（可作為電容器正常運行的指示信號）CompanyLogo（3）分散就地補償（在個別功率因數(shù)較低的設(shè)備附近設(shè)補償電容）優(yōu)點：補償范圍最大；可減少變壓器的視在功率，比較經(jīng)濟；適用于長期穩(wěn)定運行、無功需求較大，或距離電源較遠，不便于實現(xiàn)其他補償?shù)膱龊稀Ｈ秉c：利用率較低。用電設(shè)備的繞組電阻作為放電裝置。CompanyLogo

必須指出：電容器從電網(wǎng)上切除后有殘余電壓，其最高可達電網(wǎng)電壓的峰值。所以電容器組應(yīng)裝設(shè)放電裝置，且其放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開關(guān)設(shè)備，以免放電回路斷開，危及人身安全。對高壓電容器，通常利用母線上電壓互感器的一次繞組來放電；對分散補償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，通常采用白熾燈的燈絲電阻來放電；對就地補償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，通常利用用電設(shè)備本身的繞組來放電。CompanyLogo2.6.5補償后用戶的負荷和功率因數(shù)的計算

1.補償后的計算負荷

（1）若補償裝置裝設(shè)地點在變壓器一次側(cè)，補償后的計算負荷為

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.6.5補償后用戶的負荷和功率因數(shù)的計算

1.補償后的計算負荷（2）若補償裝置裝設(shè)地點在變壓器二次側(cè)，如圖所示。

補償電容器接于變壓器二次側(cè)

補償后的計算負荷為

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.補償后的功率因數(shù)計算

⑴固定補償

補償后的平均功率因數(shù)為

⑵自動補償

一般計算其最大負荷時的功率因數(shù)，補償后的功率因數(shù)為

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo解：（1）補償前的功率因數(shù)

低壓側(cè)的有功計算負荷

低壓側(cè)的功率因數(shù)cosФ1=590.25/800=0.74

變壓器的功率損耗（設(shè)選低損耗變壓器）

ΔPT=0.015SC1=0.015×800=12(kW)

ΔQT=0.06SC=0.06×800=48(kvar)

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