項(xiàng)目2負(fù)荷計(jì)算

1、項(xiàng)目項(xiàng)目2 2 電力負(fù)荷及其計(jì)算電力負(fù)荷及其計(jì)算 任務(wù)1 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線任務(wù)2 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定任務(wù)3 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定任務(wù)4 工廠總計(jì)算負(fù)荷的確定任務(wù)5 尖峰電流及計(jì)算任務(wù)1 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線p 電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電電源的要求電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電電源的要求u 電力負(fù)荷的概念電力負(fù)荷的概念 電力負(fù)荷指耗用電能的用電電力負(fù)荷指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位設(shè)備或用電單位（用戶）。（用戶）。 電力負(fù)荷指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電力負(fù)荷指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小電功率或電流大小 。u 電力負(fù)荷的分級(jí)（對(duì)供電可靠性的要求）電力負(fù)荷的分

2、級(jí)（對(duì)供電可靠性的要求） 一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷 二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷 三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷u 各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷要求由兩個(gè)電源供電，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，要求由兩個(gè)電源供電，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。常用的應(yīng)急電源可要的負(fù)荷，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。常用的應(yīng)急電源可使用下列幾種電源：使用下列幾種電源：l 獨(dú)立于正常電源的柴油發(fā)電機(jī)組；獨(dú)立于正常電源的柴油發(fā)電機(jī)組；l 供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門供電線路；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門供

3、電線路；l 蓄電池；蓄電池；l 干電池。干電池。 二級(jí)負(fù)荷要求由兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)（這兩臺(tái)變壓器不一定在同一變電所）。在其中一回路或一臺(tái)變壓器發(fā)生常見故障時(shí)，二級(jí)負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷供電后能迅速恢復(fù)供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回 6kV及以上的專用架空線路供電。 三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷屬于不重要的一般負(fù)荷，對(duì)供電電源沒有特殊要求。p 用電設(shè)備的工作制u連續(xù)工作制 設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行，且運(yùn)行時(shí)間長到足以使之達(dá)到熱平衡狀態(tài) 。u短時(shí)工作制 設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行的時(shí)間短，而停歇的時(shí)間長。u斷續(xù)周期工作制 設(shè)備周期性地時(shí)而工作，時(shí)而停歇，如此反復(fù)運(yùn)行，而工

4、作周期一般不超過10min ，無論工作或停歇，均不足以使設(shè)備達(dá)到熱平衡，如電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)等。n 負(fù)荷持續(xù)率及斷續(xù)周期工作制設(shè)備容量的換算負(fù)荷持續(xù)率及斷續(xù)周期工作制設(shè)備容量的換算一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用表示，即表示，即%100%100otttTt 式中式中T T 為工作周期；為工作周期；t t為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間； 為為工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。 如果設(shè)備在如果設(shè)備在 下的容量為下的容量為P PN N, ,則換算到則換算到下的設(shè)備容下的設(shè)備容量為量為PePe為為NNNePP 0tp

5、 負(fù)荷曲線及有關(guān)的物理量負(fù)荷曲線及有關(guān)的物理量u 負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線在直角坐標(biāo)紙上繪出的表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，縱在直角坐標(biāo)紙上繪出的表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷值，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間，一般以小時(shí)（坐標(biāo)表示負(fù)荷值，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間，一般以小時(shí)（h）為單位。）為單位。圖2-1 日有功負(fù)荷曲線a）依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線 b）繪成梯形的負(fù)荷曲線 年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線通常繪成負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，按負(fù)荷大小依次排列，如圖通常繪成負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，按負(fù)荷大小依次排列，如圖2-2c 所示，全年時(shí)間按所示，全年時(shí)間按8760h計(jì)。計(jì)。圖2-2 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制a）夏

6、日負(fù)荷曲線 b）冬日負(fù)荷曲線 c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線 從各種負(fù)荷曲線上，可以直觀地了解電力負(fù)荷變從各種負(fù)荷曲線上，可以直觀地了解電力負(fù)荷變動(dòng)的情況，掌握負(fù)荷變動(dòng)的規(guī)律，并從中可獲得一動(dòng)的情況，掌握負(fù)荷變動(dòng)的規(guī)律，并從中可獲得一些對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行有用的資料。些對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行有用的資料。u 有關(guān)物理量 年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)l 年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷全年中負(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)荷年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P P3030。 l 年最大負(fù)荷利用小時(shí)年

7、最大負(fù)荷利用小時(shí)是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷負(fù)荷按年最大負(fù)荷 持續(xù)運(yùn)行所消持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該負(fù)荷全年實(shí)際耗的電能，恰好等于該負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，如圖消耗的電能，如圖2-42-4所示。所示。maxP圖2-4 年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷利用小時(shí)按下式計(jì)算：年最大負(fù)荷利用小時(shí)按下式計(jì)算：式中式中 W Wa a 為全年消耗的電能量。為全年消耗的電能量。年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù)，年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù)，它與工廠的生產(chǎn)班制有明顯的關(guān)系。例如一班制工廠，它與工廠的生產(chǎn)班

8、制有明顯的關(guān)系。例如一班制工廠，T Tmaxmax=1800=18003000h3000h；兩班制工廠，；兩班制工廠， T Tmaxmax=3500=35004800h4800h；三班制；三班制工廠，工廠， T Tmaxmax =5000 =50007000h 7000h 。 平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)maxmaxPWTal 平均負(fù)荷（average load） 平均負(fù)荷Pav，就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)平均消耗的功率，即 式中Wt 為時(shí)間 t內(nèi)消耗的電能量。l 負(fù)荷系數(shù)又稱負(fù)荷率，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)備來說，負(fù)荷系數(shù)是設(shè)備的輸出功率P與設(shè)

9、備額定容量PN 的比值，即tWPtavmaxPPKavL圖2-5 年平均負(fù)荷 NLPPK 任務(wù)2 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定p 概述概述u 負(fù)荷計(jì)算是正確地選擇供電系統(tǒng)中的所有元件（如電力變壓器、負(fù)荷計(jì)算是正確地選擇供電系統(tǒng)中的所有元件（如電力變壓器、開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線電纜等）的依據(jù)開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線電纜等）的依據(jù) 。u 通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(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。各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。u 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理

10、，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。理，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。u 確定計(jì)算負(fù)荷的方法確定計(jì)算負(fù)荷的方法需要系數(shù)法需要系數(shù)法和和二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是國際上通用的確定計(jì)算。需要系數(shù)法是國際上通用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡便實(shí)用。二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，但負(fù)荷的方法，最為簡便實(shí)用。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)較少而容量差別懸殊的分支線路的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊的分支線路的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，較之采用需要系數(shù)法合理，且其計(jì)算也較簡便。較之采用需要系數(shù)法合理，且其計(jì)算也較簡便。p 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)法確定計(jì)

11、算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(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2-6所示。eWLeLPKKP30 式中 為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)； 為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)； 為設(shè)備組的平均效率； 為配電線路的平均效率。令上式中的 ，這Kd 即“需要系數(shù)”。由上式可知，需要系數(shù)的定義式為 即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)需用的有功功率與其設(shè)備容量的比值。 KLKeWLdWLeLKKK)/(edPPK30eWLeLPKKP30u 計(jì)算公式 有功計(jì)算負(fù)荷P30： 無功計(jì)算負(fù)荷： 視在計(jì)算負(fù)荷： 計(jì)算電流：edPKP 30tan3030PQcos3030PSNUSI33030cosl

12、公式中， 為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)； 為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組 的正切值；UN 為用電設(shè)備組的額定電壓。l負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：有功功率為“千瓦”（kW）；無功功率為“千乏”（kvar）視在功率為“千伏安”（kVA）電流為“A”，電壓為“kV”。tancoscos例例2-1 2-1 已知某機(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)7.5kW 3臺(tái),4kW 8臺(tái),3kW 17臺(tái),1.5kW 10臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。 解：解：此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?查附錄表中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得 （取0.2）, , 因此可求得: 有功計(jì)算負(fù)荷 無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算電流

13、7.53 48 317 1.510 120.5ePkWkWkWkWkW 0.16 0.2dK cos0.5tan1.73,3048.273.230.38kVAIAkV300.2 120.524.1PkWkW3024.11.7341.7 varQkWk30kWSkVAu 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, 不包含備用設(shè)備的容量, 而且要注意, 此容量的計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān)。 對(duì)一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量就是其所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）額定容量之和。 對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量就是將所有設(shè)備（亦不含備用設(shè)備）在不同負(fù)荷持續(xù)率下的

14、銘牌額定容量換算到一個(gè)統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率之和。l 電焊機(jī)組其容量要求統(tǒng)一換算到 =100% ，因此換算后的設(shè)備容量為：l 吊車電動(dòng)機(jī)組其容量要求統(tǒng)一換算到 ，因此可得換算后的設(shè)備容量為： 252NeNNNPPP100100cosNNeNNPPScoseNNNNPPS ，即25%u多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 和 ：l對(duì)車間干線取 l對(duì)低壓母線由用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取 由車間干

15、線的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取pKqK95. 085. 0pK0.900.97qK0.800.90pK0.850.95qK0.900.95pK0.930.97qK總的有功計(jì)算負(fù)荷為： 總的無功計(jì)算負(fù)荷為： 總的視在計(jì)算負(fù)荷為： 總的計(jì)算電流為： 注意：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來計(jì)算 。 3030pPKP3030qQKQ22303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機(jī)修車間某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共臺(tái)共50kW(其中較大容其中較大容量電動(dòng)機(jī)有量電動(dòng)

16、機(jī)有7.5kW1臺(tái)臺(tái), 4kW3臺(tái)臺(tái),2.2 kW7臺(tái)臺(tái)), 通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共臺(tái)共3kW, 電阻爐電阻爐1臺(tái)臺(tái)2kW。試確定。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。此線路上的計(jì)算負(fù)荷。 解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷 (1). 金屬切削機(jī)床組金屬切削機(jī)床組 查附錄表查附錄表1，取，取 故故 (2). 通風(fēng)機(jī)組通風(fēng)機(jī)組 查附錄表查附錄表1，取，取 故故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.25010PkWkWvar3 .1773. 110)1(30kkWQ0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8 varQkW

17、k(3). 電阻爐： 查附錄表1，取 0.7,cos1,tan0dK30(3)0.721.4PkWkW30(3)0Q故34.522.718.513.1 取取19.113.85523車間總計(jì)車間總計(jì)01.4010.721電阻爐電阻爐50.80.832通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床切削機(jī)床1計(jì)計(jì) 算算 負(fù)負(fù) 荷荷 需要系數(shù)需要系數(shù)容量容量 臺(tái)數(shù)臺(tái)數(shù)n設(shè)備名稱設(shè)備名稱 序號(hào)序號(hào)kWPe/dKcostankWP/30var/30kQkVAS/30AI/300.95,0.97pqKK表表2-1 2-1 例例2-22-2的電力負(fù)荷計(jì)算表的電力負(fù)荷計(jì)算表（

18、按需要系數(shù)法） 因此因此380V線路上的總計(jì)算負(fù)荷為線路上的總計(jì)算負(fù)荷為 （?。ㄈ?） 在供電工程設(shè)計(jì)說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計(jì)算表格的形式，在供電工程設(shè)計(jì)說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計(jì)算表格的形式，如表如表2-1所示。所示。0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV 式中式中bPbPe e為二項(xiàng)式第一項(xiàng)，表示設(shè)備組的平均負(fù)荷，其中為二項(xiàng)式第一項(xiàng)，表示設(shè)備組的平均負(fù)荷，

19、其中P Pe e是用電設(shè)備是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，其?jì)算方法如前需要系數(shù)法中所述；組的設(shè)備總?cè)萘?，其?jì)算方法如前需要系數(shù)法中所述；cPcPx x為二項(xiàng)式第二為二項(xiàng)式第二項(xiàng)，表示設(shè)備組中項(xiàng)，表示設(shè)備組中x x 臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中中P Px x是是x x 臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘?；臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘?；b b、c c為二項(xiàng)式系數(shù)。為二項(xiàng)式系數(shù)。 其余的計(jì)算負(fù)荷其余的計(jì)算負(fù)荷Q Q3030、S S3030和和I I30 30 的計(jì)算，與上述需要系數(shù)法的計(jì)算相同。的計(jì)算，與上述需要系數(shù)法的計(jì)算相同。 三三. 按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)

20、荷按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 (一). 二項(xiàng)式法的基本公式 二項(xiàng)式法的基本公式是 30exPbPcP任務(wù)3 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定p 概述概述如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)绻嗑€路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康娜萘康?5%15%，則不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與，則不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果單相設(shè)備容三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備容量量超過三相設(shè)備容量15%15%時(shí)，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算時(shí)，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)

21、備容量相加。 p 單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算n 單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算等效三相設(shè)備容量等效三相設(shè)備容量Pe應(yīng)按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量應(yīng)按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量 的的3倍計(jì)算，即倍計(jì)算，即等效三相計(jì)算負(fù)荷則按前述需要系數(shù)法計(jì)算。等效三相計(jì)算負(fù)荷則按前述需要系數(shù)法計(jì)算。n 單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 單相設(shè)備接于同一線電壓時(shí)單相設(shè)備接于同一線電壓時(shí)由于容量為由于容量為 的單相設(shè)備在線電壓上產(chǎn)生的電流的單相設(shè)備在線電壓上產(chǎn)生的電流，此電流應(yīng)與等效三相設(shè)備容量，此電流應(yīng)與等效三相設(shè)備容量P

22、e 產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電流相等，因此其等效三相設(shè)備容量為：相等，因此其等效三相設(shè)備容量為： 單相設(shè)備混合接入相、線電壓（換算，略）單相設(shè)備混合接入相、線電壓（換算，略）.3ee mPPmeP./(cos )eIPU eP/( 3cos )eIPU.3eePP任務(wù)4 工廠總計(jì)算負(fù)荷的確定p 線路功率損耗u 有功損耗是電流通過線路電阻所產(chǎn)生的，按下式計(jì)算：式中I30為線路的計(jì)算電流；Rwl為線路每相的電阻。電阻 ，這里 為線路長度，R0為線路單位長度的電阻值，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。u 無功損耗電流通過線路電抗所產(chǎn)生的，按下式計(jì)算：式中I30 為線路的計(jì)算電流；Xwl為線路每相的電抗。 2303WL

23、WLPI R0WLRR l2303WLWLQI Xlp 變壓器功率損耗u 有功損耗u 無功損耗在負(fù)荷計(jì)算中，對(duì)S9、SC9等新系列低損耗電力變壓器，可按下列簡化公式計(jì)算： 有功功率損耗 無功功率損耗 本公式簡單，在工程實(shí)際中應(yīng)用廣泛。 2300230NkNCuFeTSSPPSSPPP22300300%100100kTNNNNSIUSQQQSSS 300.01TPS300.05TQS p 工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 按逐級(jí)計(jì)算法 需要系數(shù)法 按年產(chǎn)量估算法將工廠年產(chǎn)量A乘上單位產(chǎn)品耗電量 ，就可得到工廠全年的需電量各類工廠的單位產(chǎn)品耗電量可由有關(guān)設(shè)計(jì)手冊或根據(jù)實(shí)測資料確定。在求出年需電量W后，將它除以工

24、廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax，就可求出工廠的有功計(jì)算負(fù)荷aaWAaa30maxaWPT其他計(jì)算負(fù)荷Q30、S30和I30 的計(jì)算，與上述需要系數(shù)法相同。p 功率因數(shù)及無功補(bǔ)償 功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù) 式中P 為三相功率；U 為線電壓；I 為電流。 平均功率因數(shù)我國供電企業(yè)每月向用戶計(jì)收電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低來調(diào)整。cos3PUI2221cos1ppqqpWWWWW 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售企業(yè)，

25、功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為 0.80。3030cosPSp 無功補(bǔ)償裝置 無功補(bǔ)償?shù)淖饔胠 提高電網(wǎng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備所需容量，減少不必要的損耗。l 穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)質(zhì)量。而在長距離輸電線路中安裝合適的無功補(bǔ)償裝置可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及輸電能力。l 提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電網(wǎng)中任何情況下都要求無功電源大于無功負(fù)荷，要有存儲(chǔ)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行資料，無功功率的儲(chǔ)備容量必須達(dá)到最大無功負(fù)荷的78%。 無功功率不僅要作全網(wǎng)平衡，而且要作各地區(qū)平衡；不僅全網(wǎng)平衡中要有儲(chǔ)備容量，而且各地區(qū)都要有儲(chǔ)備容量，才能保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 無功補(bǔ)償?shù)姆椒╨ 同步發(fā)電機(jī)：調(diào)整勵(lì)磁電流，使其在

26、超前功率因數(shù)下運(yùn)行，輸出有功功率的同時(shí)輸出無功功率； l 同步電動(dòng)機(jī)：與同步發(fā)電機(jī)一樣可提供無功；l 同步調(diào)相機(jī)：當(dāng)同步電機(jī)空載運(yùn)行而僅向電網(wǎng)輸送無功功率時(shí)，便被稱為調(diào)相機(jī)。l 靜止無功補(bǔ)償裝置：早期為飽和電抗器型的，目前較先進(jìn)的采用了自換相變流電路。l 并聯(lián)電容器：可提供超前的無功功率以補(bǔ)償感性負(fù)荷，多裝于降壓變電所，還可就地補(bǔ)償。 配置原則l 總體平衡與局部平衡結(jié)合，獲得最優(yōu)化的組合，到達(dá)最佳補(bǔ)償效果。l 分散補(bǔ)償與客戶補(bǔ)償相結(jié)合，供電部門補(bǔ)償電網(wǎng)的無功損耗，客戶補(bǔ)償用電設(shè)備的無功損耗，盡可能做到就地補(bǔ)償、就地平衡。l 分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主。分散補(bǔ)償是在配電網(wǎng)的配電線路

27、、配電變壓器和客戶的用電設(shè)備進(jìn)行分散直接補(bǔ)償，而集中補(bǔ)償是在變電站集中裝設(shè)較大容量的補(bǔ)償設(shè)備，用于補(bǔ)償主變及上級(jí)電網(wǎng)的無功損耗。 配電網(wǎng)常用無功補(bǔ)償方案u變電站集中補(bǔ)償l 變電站集中補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等，主要目的是平衡輸電網(wǎng)的無功功率，改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。l 這些補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但這種補(bǔ)償方案對(duì)10kV配電網(wǎng)的降損不起作用。u配電變低壓補(bǔ)償配電變低壓補(bǔ)償是目前應(yīng)用最普遍的補(bǔ)償方法。由于用戶的日負(fù)荷變化大，通常采用微機(jī)控制、跟蹤負(fù)荷波

28、動(dòng)分組投切電容器補(bǔ)償，總補(bǔ)償容量在幾十至幾百千乏不等。目的是提高專用變用戶功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，降低配電網(wǎng)損耗和改善用戶電壓質(zhì)量。u配電線路固定補(bǔ)償l 大量配電變壓器要消耗無功，很多公用變壓器沒有安裝低壓補(bǔ)償裝置，造成的很大無功缺額需要變電站或發(fā)電廠承擔(dān)，大量的無功沿線傳輸使得配電網(wǎng)的網(wǎng)損居高難下，這種情況下可考慮配電線路無功補(bǔ)償。l 線路補(bǔ)償既通過在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。由于線路補(bǔ)償遠(yuǎn)離變電站，因此存在保護(hù)難配置、控制成本高、維護(hù)工作量大、受安裝環(huán)境限制等問題。因此，線路補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償點(diǎn)不宜過多；控制方式應(yīng)從簡，一般不采用分組投切控制；補(bǔ)償容量也不宜過大，避免出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象。

29、u用電設(shè)備隨機(jī)補(bǔ)償l 在10kV以下電網(wǎng)的無功消耗總量中，變壓器消耗占30左右，低壓用電設(shè)備消耗占65以上。由此可見，在低壓用電設(shè)備上實(shí)施無功補(bǔ)償十分必要。從理論計(jì)算和實(shí)踐中證明，低壓設(shè)備無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效果最佳，綜合性能最強(qiáng)，是值得推廣的一種節(jié)能措施。l 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是消耗無功最多的低壓用電設(shè)備，故對(duì)于廠礦企業(yè)的較大容量電動(dòng)機(jī)，應(yīng)該實(shí)施就地?zé)o功補(bǔ)償，即隨機(jī)補(bǔ)償。l 與前三種補(bǔ)償方式相比，隨機(jī)補(bǔ)償更能體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：n 線損率可減少20%；n 改善電壓質(zhì)量，減小電壓損失，進(jìn)而改善用電設(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行條件；n 釋放系統(tǒng)能量，提高線路供電能力?？傊?，電網(wǎng)無功補(bǔ)償是一項(xiàng)建設(shè)性的技術(shù)措施，對(duì)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)

30、濟(jì)運(yùn)行有重要作用。無功補(bǔ)償工程是供電企業(yè)和產(chǎn)品廠家雙方的事情，都應(yīng)充分重視解決工程中的問題。 補(bǔ)償原理303030(tantan)CQQQPcoscos：補(bǔ)償前的功率因數(shù)；：補(bǔ)償后的功率因數(shù) 電容器個(gè)數(shù)的確定： 在確定并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)時(shí)，如果是三相電容器，則需取整數(shù)；如果是單相電容器，還要考慮去三的倍數(shù)，保證各相平衡。CCQnq 無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷u無功計(jì)算負(fù)荷為u補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷為3030CQQQ22303030()CSPQQl可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，由于低壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且減少了工廠的

31、電費(fèi)開支。使工廠獲得一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 并聯(lián)電容器u并聯(lián)電容器型號(hào)使用環(huán)境，W-戶外，無字母為戶內(nèi)式相數(shù)，1-單相，3-三相單臺(tái)容量（kvarkvar）額定電壓（kvkv）固體介質(zhì)代號(hào)，無字母為全電容器紙，F(xiàn)-紙、薄膜復(fù)合絕緣，M-全聚丙烯薄膜。介質(zhì)液體代號(hào)，無字母為 礦物質(zhì)油，W-烷基苯浸紙，G-苯甲基油，F(xiàn)-二芳烴烷，B-異丙基聯(lián)苯產(chǎn)品代號(hào)，B-并聯(lián)電容器，C-串聯(lián)補(bǔ)償電容u并聯(lián)電容器的安裝n 接線方式：三角形、單星形、雙星形。一般采用星形，但當(dāng)電容器的額定電壓等于電網(wǎng)額定電壓時(shí)應(yīng)為三角形。n 要有必要的控制、保護(hù)裝置。n 安裝注意事項(xiàng) 電容器本體大面朝東西方向，以減少日照。 裝設(shè)避雷器作過

32、電壓保護(hù)，外殼、支架、控制開關(guān)應(yīng)可靠接地。 端子連接應(yīng)松緊適度。 低壓無功補(bǔ)償裝置 例2-6 某廠擬建一座降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為650kW,無功計(jì)算負(fù)荷為800 kvar。為了使工廠變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不低于0.9，如果在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量？并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器容量有什么變化？u解： 補(bǔ)償前應(yīng)選變壓器的容量及功率因數(shù)值 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為22306508001031SkVAkVA 變電所主變?nèi)萘繎?yīng)滿足的條件為SNTS30(2)，因此在未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，變壓器容量應(yīng)選為1250kVA。 這時(shí)變電所低壓側(cè)的

33、功率因數(shù)為 (2)cos650/10310.63無功補(bǔ)償容量 要使高壓側(cè)的 ，由于 ，在變壓器低壓 側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略大于0.90，這里取 。 (4 5)TTQPcos0.9(2)cos0.92650(tan arccos 0.63tan arccos 0.92)var525varCQkk 為使低壓側(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)電容器容量應(yīng)為 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù) 因此補(bǔ)償后變壓器容量可選為800kVA。 變壓器的功率損耗為650 (tanarccos0.63tanarccos0.92) var525 varCQkk2230(2)650

34、(800530)704SkVAkVA30(2)0.010.01 7047.04TPSkVAkW 30(2)0.050.05 70435.2 varTQSkVAk 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 無功補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)（最大負(fù)荷時(shí)）為 這一功率因數(shù)值滿足規(guī)定（0.9）的要求。30(1)6507.04657PkWkWkW30(1)(800 530) var 35.2 var305 varQkkk2230(1)657305724SkVAkVA30(1)30(1)cos/657/7240.907PS 無功補(bǔ)償前后比較 變電所主變壓器在無功補(bǔ)償后減少容量為 這不僅會(huì)減少基本電費(fèi)開支，而且由于提高了功率因數(shù)，還會(huì)減少電度電費(fèi)開支。.1250800450N TN TSSkVAkVAkVA任務(wù)5 尖峰電流及其計(jì)算尖峰電流及其計(jì)算p 概述概述尖峰電流（peak current）是指持續(xù)時(shí)間12s的短時(shí)最大負(fù)荷電流。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(hù)裝置及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)條件等。p 用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算u 單臺(tái)設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺(tái)設(shè)備的尖峰電流就是其啟動(dòng)電流（starting curren