工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算

工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算第1頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求電力負(fù)荷:

電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。工廠電力負(fù)荷的分級(jí):

工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-95規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)。第2頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、工廠用電設(shè)備的工作制連續(xù)工作制短時(shí)工作制斷續(xù)周期工作制

斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率（又稱暫載率）來(lái)表征其工作特征。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，即式中：T為工作周期；t為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；t。為工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。

第3頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌功率）PN，是對(duì)應(yīng)于某一標(biāo)稱負(fù)荷持續(xù)率εN的。

第4頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、工廠的負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線：表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)系的圖形?？芍庇^地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)于同類型的用戶，其負(fù)荷曲線形狀大致相同。（1）按負(fù)荷性質(zhì)分有功負(fù)荷曲線無(wú)功負(fù)荷曲線第5頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2)按持續(xù)工作時(shí)間分日負(fù)荷曲線(24h)年負(fù)荷曲線（8760h〕第6頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量（一）年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷Pmax：全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。第9頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最天負(fù)荷利用小時(shí)Tmax：一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax（或P30）持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，如圖所示。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)第10頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)

平均負(fù)荷Pav:

電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值，即

年平均負(fù)荷為Pav=Wa/8760第11頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月負(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的比值，即對(duì)用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，就是設(shè)備的輸出功率P與設(shè)備額定容量PN的比值，即

第12頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

1、概述計(jì)算負(fù)荷:

通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。通常將以半小時(shí)平均負(fù)荷為依據(jù)所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，用P30(Q30、S30、I30)表示。第13頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月規(guī)定取“半小時(shí)平均負(fù)荷”的原因：

一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ為10min以上，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，中小截面導(dǎo)線達(dá)到穩(wěn)定溫升所需時(shí)間約為3τ=3×10＝30（min），如果導(dǎo)線負(fù)載為短暫尖峰負(fù)荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達(dá)到最高值，只有持續(xù)時(shí)間在30min以上的負(fù)荷時(shí)，才有可能構(gòu)成導(dǎo)線的最高溫升。第14頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月負(fù)荷計(jì)算的意義和目的

負(fù)荷計(jì)算主要是確定計(jì)算負(fù)荷，如前所述，若根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇導(dǎo)體及電器，則在實(shí)際運(yùn)行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會(huì)超過(guò)允許值。計(jì)算負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇工廠供配電系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開(kāi)關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大，是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。第15頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（一）基本公式用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷:

是用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30，如圖所示。

用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷第16頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe：是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量PN之和，即Pe=ΣPN。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。第17頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中K——同時(shí)使用系數(shù)，為在最大負(fù)荷工作班某組工作著的用電設(shè)備容量與接于線路中全部用電設(shè)備總額定容量之比；KL——負(fù)荷系數(shù)，用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，此系數(shù)表示工作著的用電設(shè)備實(shí)際所需功率與其額定容量之比；ηwl——線路供電效率；ηe——用電設(shè)備組在實(shí)際運(yùn)行功率時(shí)的平均效率。第18頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷：

令式中：

P30——有功計(jì)算功率(kw)；

Kd——需要系數(shù)(三臺(tái)以下時(shí)Kd

＝1)；式中，Kd為需要系數(shù)。

單臺(tái)用電設(shè)備總會(huì)有滿載運(yùn)行的時(shí)候，其計(jì)算負(fù)荷P30為第19頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：

式中，tanΦ為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組cosΦ中的正切值。

第20頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月視在計(jì)算負(fù)荷：式中，cosΦ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計(jì)算電流：

式中，UN為用電設(shè)備組的額定電壓。第21頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：已知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW3臺(tái)；4kW8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1.5kW10

臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。解此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?/p>

Pe=7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+1.5×10=120.5kW

查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得Kd=0.16-0.2(取0.2),cosΦ=0.5,tanΦ=1.73。因此求得:

有功計(jì)算負(fù)荷無(wú)功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷

計(jì)算電流第22頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（二）設(shè)備容量的計(jì)算需要系數(shù)法基本公式中的設(shè)備容量Pe計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān):一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組:

設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。第23頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量換算的公式如式(2-2)所示。（1）電焊機(jī)組要求統(tǒng)一換算到ε=100%的設(shè)備功率。第24頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）吊車電動(dòng)機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）

要求統(tǒng)一換算到ε=25％的設(shè)備功率。第25頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（配電干線和變電所低壓母線）

K∑P－－同時(shí)系數(shù)第26頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2.2一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW；另接通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷。解：冷加工電動(dòng)機(jī)組：查附錄表1可得Kd=0.16~0.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73，因此P30(1)=Kd∑Pe=0.2×50=10(kW)Q30(1)=P30(1)tan=10×1.73=17.3(kvar)

S30(1)=P30(1)/cos=10/0.5=20(kVA)第27頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通風(fēng)機(jī)組：查附錄表1可得Kd=0.7~0.8（取0.8），cos=0.8，tan=0.75，因此 P30(2)=Kd∑Pe=0.8×3=2.4(kW)

Q30(2)=P30(2)tan=2.4×0.75=1.8(kvar)

S30(2)=P30(2)/cos=2.4/0.8=3(kVA)第28頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電阻爐：由于是單臺(tái)設(shè)備，可取Kd=1，查附錄表1可得cos=1，tan=0，因此P30(3)=Pe=2(kW)Q30(3)=P30(3)tan=2×0=0(kvar)

S30(3)=P30(3)/cos=2/1=2(kVA)第29頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月取同時(shí)系數(shù)Ｋ∑p=0.95，Ｋ∑q=0.97。因此總計(jì)算負(fù)荷為P30＝Ｋ∑pΣP30=0.95×（10+2.4+2）=13.68(kW)

Q30＝Ｋ∑qΣQ30=0.97×（17.3+1.8+0）=18.53(kW)第30頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為了使人一目了然，便于審核，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中常采用計(jì)算表格形式，如下表所示。23.0318.5313.68——?。恕苝=0.95Ｋ∑q=0.97—19.114.4———5523負(fù)荷總計(jì)20201121電阻爐331.82.40.750.80.832通風(fēng)機(jī)組22017.3101.730.50.25020機(jī)床組1S30(kVA)Q30(kVar)P30(kW)計(jì)算負(fù)荷tancosKd設(shè)備容量（kW）臺(tái)數(shù)用電設(shè)備組名稱序號(hào)第31頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、按二項(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)大的低壓支線和干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)采用。（一）二項(xiàng)式法的基本公式第32頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2.3已知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW3臺(tái)；4kW8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1.5kW10臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。解：查附表1得b=0.14,c=0.4,x=5,cosφ=0.5,tanφ=1.73此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛镻e=7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+1.5×10=120.5kWX臺(tái)最大容量的設(shè)備容量為Px=P5=7.5kW×

3+4kW×

2=30.5kW第33頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月=0.14×120.5kW+0.4×30.5kW=29.1kWQ30=29.1kW×1.73=50.3kvarS30=29.1kW/0.5=58.2kV·AI30=88.4A第34頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷第35頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2.4一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW；另接通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷。

解：

金屬切削機(jī)床組：查附錄表1可得b=0.14,c=0.4,x=5,cosφ=0.5,tanφ=1.73，因此

bPe(1)=0.14×50=7(kW)

cP30(1)=0.4×(7.5kW+4kW×3+2.2kW)=17.3(kvar)

第36頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通風(fēng)機(jī)組：查附錄表1可得b=0.65,c=0.25,x=5,cosφ=0.8,tanφ=0.75，因此

bPe(2)=0.65×3kW=1.95(kW)

cP30(2)=0.25×3kW=0.75(kvar)

電阻爐：查附錄表1可得b=0.7,c=0,cosφ=1,tanφ=0，因此

bPe(3)=0.7×2kW=1.4(kW)

cP30(3)=0

第37頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月P30=(7+1.96+1.4)kW+8.68kW=19kWQ30=(7×1.73+1.95×

0.75+0)+8.68×

1.73=28.6kvarS30=34.3kV·AI30=52.1A第38頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)單相用電設(shè)備組

計(jì)算負(fù)荷的確定一、概述單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5％時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5％時(shí)，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。第39頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、單相設(shè)備組等效三項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線路上。（單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備的15％〕否則：（一）單相用電設(shè)備僅接于相電壓等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的三倍

Pe=3Pe.mφ第40頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）單相用電設(shè)備僅接于線電壓

單相設(shè)備接在線電壓上的電流等效為三相設(shè)備時(shí)的電流等效為三相設(shè)備容量(1)接于同一線電壓時(shí)第41頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)接于不同線電壓時(shí)ACBP1P2P3第42頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）用電設(shè)備分別接于線電壓和相電壓先將接于的線電壓的單相用電設(shè)備換算為接于相電壓的單相負(fù)荷。再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其3倍即為等效三相負(fù)荷。

P30=3P30.mφ第43頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總的等效三相無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為最大有功負(fù)荷的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的3倍。Q30=3Q30.mφ第44頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量的換算公式A相B相C相第45頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2-5三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺(tái)，其中2臺(tái)10kW接于A相，1臺(tái)30kW接于B相，1臺(tái)20kW接于C相。另有380V單相對(duì)焊機(jī)4臺(tái)，其中2臺(tái)14kW（ε=100%）接于AB相，1臺(tái)20kW（ε=100%）接于BC相，1臺(tái)30kW（ε=60%）接于CA相。試求此線路的計(jì)算負(fù)荷。解：（1）電熱干燥箱的各相計(jì)算負(fù)荷查表得Kd=0.7，cos=1，tan=0，因此A相P30.A(1)=KdPe.A=0.7×2×10=14(kW)B相P30.B(1)=KdPe.B=0.7×1×30=21(kW)C相P30.C(1)=KdPe.C=0.7×1×20=14(kW)第46頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷先將接于CA相間的30kW（ε=60%）換算至ε=100%的容量查附表1得Kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02，查2-3得pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8A相PA=0.8×2×14+0.2×23=27kWQA=0.22×2×14+0.8×23=24.6kvar第47頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B相PB=0.8×20+0.2×2×14=21.6kWQA=0.22×20+0.8×2×14=26.8kvarC相PC=0.8×23+0.2×20=22.4kWQA=0.22×23+0.8×20=21.1kvar各相計(jì)算負(fù)荷A相P30.A(2)=0.35×27=9.45kWQ30.A(2)=0.35×24.6=8.61kvarB相P30.B(2)=0.35×21.6=7.56kWQ30.B(2)=0.35×26.8=9.38kvarC相P30.C(2)=0.35×22.4=7.84kWQ30.C(2)=0.35×21.1=7.39kvar第48頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）各相總的計(jì)算負(fù)荷A相P30.A=P30.A(1)+P30.A(2)=

14+9.45=23.5kWB相P30.B=P30.B(1)+P30.B(2)==

21+7.56=28.6kWC相P30.C=P30.C(1)+

P30.C(2)=

14+7.84=21.8kW（4）總的等效三相計(jì)算負(fù)荷P30=3P30.B=

85.8kWQ30=Q30.B(2)=

28.1kvarS30=90.3kV?AI30=137A第49頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗一、工廠供電系統(tǒng)的功率損耗（一）線路功率損耗的計(jì)算1、線路的有功功率損耗其中第50頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、線路的無(wú)功功率損耗其中三相線路線間的幾何均距第51頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）變壓器功率損耗的計(jì)算

1、變壓器的有功功率損耗或第52頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、變壓器的無(wú)功功率損耗或第53頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月SL7、S7、S9、SC9等系列低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：第54頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、工廠供電系統(tǒng)的電能損耗

（一）線路的電能損耗τ為年最大負(fù)荷損耗小時(shí)：是一假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)中的元件持續(xù)通過(guò)計(jì)算電流I30所產(chǎn)生的電能損耗，恰好等于實(shí)際負(fù)荷電流全年在元件上產(chǎn)生的電能損耗。第55頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月年最大負(fù)荷損耗小時(shí)τ與年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax的關(guān)系:在cosφ=1得第56頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月得1.00.6τ/hTmax/h第57頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）變壓器的電能損耗第58頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)工廠的計(jì)算負(fù)荷和年耗電量的計(jì)算一、工廠計(jì)算負(fù)荷的確定（一）按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷P30=KdPe（二）按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷Wa=AaP30=Wa/Tmax第59頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）按逐級(jí)計(jì)算法確定工廠計(jì)算負(fù)荷ΔPT≈0.015S30ΔQT≈0.06S30第60頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、功率因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償1功率因數(shù)的計(jì)算（1）瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)由功率因數(shù)表或相位表直接讀出，或由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：式中：P——功率表測(cè)出的三相功率讀數(shù)（kW）； U——電壓表測(cè)出的線電壓讀數(shù)（kV）； I——電流表測(cè)出的線電流讀數(shù)（A）。 瞬時(shí)功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無(wú)功功率的變化情況。第61頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）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)的平均值。其計(jì)算公式為式中：

Wp----某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kW·h）；由有功電度表讀出。

Wq----某一時(shí)間內(nèi)消耗的無(wú)功電能（kvar·h）；由無(wú)功電度表讀出。

我國(guó)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(lái)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)。第62頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）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(xiě)出：

式中：P30——全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；Q30——全企業(yè)的無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；S30——全企業(yè)的視在計(jì)算負(fù)荷，kVA。第63頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響（1）系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(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。（3）線路的電壓損耗增大。影響負(fù)荷端的異步電動(dòng)機(jī)及其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。（4）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,電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低是十分重要的問(wèn)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)。第64頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.無(wú)功功率補(bǔ)償（1）提高自然功率因數(shù)

提高自然功率因數(shù)的方法，即采用降低各用電設(shè)備所需的無(wú)功功率以改善其功率因數(shù)的措施，主要有：

①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； ②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； ③電力變壓器不宜輕載運(yùn)行； ④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)； ⑤使用無(wú)電壓運(yùn)行的電磁開(kāi)關(guān)。

第65頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）人工補(bǔ)償無(wú)功功率

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《供用電規(guī)則》所要求的數(shù)值時(shí)，就需要設(shè)置專門的無(wú)功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償無(wú)功功率。人工補(bǔ)償無(wú)功功率的方法主要有以下三種：并聯(lián)電容器補(bǔ)償同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)?6頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電力電容器的補(bǔ)償容量可用下式確定

Qc=P30（tan-tan＇）=ΔqcP30

式中：

P30——最大有功計(jì)算負(fù)荷，kW；tan、tan＇——補(bǔ)償前、后平均功率因數(shù)角的正切值。

Δqc=tan-tan＇稱為無(wú)功補(bǔ)償率。用靜電電容器（或稱移相電容器、電力電容器）作無(wú)功補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，是目前工業(yè)企業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種補(bǔ)償裝置。φφ＇P30S30S30＇Q30Q30＇第67頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在確定總補(bǔ)償容量Qc之后，就可根據(jù)所選并聯(lián)電容器單只容量qc決定并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)：n=Qc/qc

由上式計(jì)算所得的數(shù)值對(duì)三相電容器應(yīng)取相近偏大的整數(shù)。若為單相電容器,則應(yīng)取3的整數(shù)倍,以便三相均衡分配。第68頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月 三相電容器，通常在其內(nèi)部接成三角形，單相電容器的電壓，若與網(wǎng)絡(luò)額定電壓相等時(shí)則應(yīng)將電容器接成三角形接線，只有當(dāng)電容器的電壓低于運(yùn)行電壓時(shí)，才接成星形接線。 相同的電容器，接成三角形接線，因電容器上所加電壓為線電壓，所補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量則是星形接線的三倍。若是補(bǔ)償容量相同，采用三角形接線比星形接線可節(jié)約電容值三分二，因此在實(shí)際工作中，電容器組多接成三角形接線。第69頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用戶處的靜電電容器補(bǔ)償方式可分個(gè)別補(bǔ)償、分組（分散）補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種。個(gè)別補(bǔ)償將電容器直接安裝在吸取無(wú)功功率的用電設(shè)備附近；分組（分散）補(bǔ)償將電容器組分散安裝在各車間配電母線上；集中補(bǔ)償指電容器組集中安裝在總降壓變電所二次側(cè)（6~10kV側(cè)）或變配電所的一次側(cè)或二次側(cè)（6~10kV或380V側(cè)）。 在設(shè)計(jì)中一般考慮將測(cè)量電能側(cè)的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)揭?guī)定標(biāo)準(zhǔn)。第70頁(yè)，課件共81頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2.6.1某工廠的計(jì)算負(fù)荷為2500kW，平均功率因數(shù)為0.67。根據(jù)規(guī)定應(yīng)將平均功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補(bǔ)償），如果采用BWF-10.5-40-1型并聯(lián)電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？解:tan=tan(arccos0.67)=1.108 tan’=tan(arccos0.9)=0.484 Qc=P30（tan-tan’） =2500×(1.10