變壓器容量及線路負(fù)荷詳細(xì)計算法則及配電方法

1、變壓器容量及線路負(fù)荷詳細(xì)計算法則及配電方法配電系統(tǒng)中有很多種方法計算線路負(fù)荷，有需用系數(shù)法、同時系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、單位面積法等等，當(dāng)不知道線路上設(shè)備的功率因數(shù)時，則可以用這些方法。比如計算一個小區(qū)的負(fù)荷時，我們就可以用需用系數(shù)法或單位面積法，計算一個工廠設(shè)備的負(fù)荷時，我們可以用同時系數(shù)法或二項(xiàng)式系數(shù)法，不過當(dāng)我們知道線路上每一臺設(shè)備的功率因數(shù)時，我們就可以不用這些方法，下面介紹直接根據(jù)所學(xué)電工基礎(chǔ)知識就能計算線路功率因數(shù)及分配電路的方法。假設(shè)一臺315kV變壓器（不管是什么型號），二次側(cè)最大電流值為 454.7A,保證電路功率因數(shù)為0.92 ，則能載動多少臺電機(jī)？設(shè)：客戶現(xiàn)有22kw,功率

2、因數(shù)為0.8 ,額定電流為44.7A電機(jī)4臺；15kw,功率因數(shù)為0.85 ，額定電流為30.3A 電機(jī) 6臺； 11kw, 功率因數(shù)為0.88，額定電流為21.8A 電機(jī) 2 臺；7.5kw,功率因數(shù)為0.8,額定電流為17A電機(jī)3臺（具體電機(jī)參數(shù)由客戶提供，也可以自己查找） ，要求設(shè)計師為客戶設(shè)計一項(xiàng)合理的、經(jīng)濟(jì)的配電方案。由于為了保證線路上的功率因數(shù)為0.92，則線路上最大允許負(fù)荷為：2 P=315X 0.92=289.8kw則線路上的最大有功功率為289.8kw設(shè)變壓器內(nèi)電抗和導(dǎo)線阻抗共消耗電壓20V則變壓器內(nèi)電抗和導(dǎo)線阻抗共消耗有功功率為P1Pi=0.02 X 1.732 X 0.9

3、2=14.49 kw則變壓器能載動的電機(jī)有功功率總和為P2=N P- P 1P2=289.8-14.49=275.31kw所以根據(jù)P2 數(shù)值，我們可以設(shè)計以下方案：22kw電機(jī)5臺（一臺備用），15kw電機(jī)6臺，11kw電機(jī)4臺（2臺備用），7.5kw電機(jī)4臺（1臺備用），以上電機(jī)總有功功率為P電機(jī)=22X 5+15X 6+11 X 4+7.5 X 4=274kw由于 P電機(jī)二274kw, P2=275.31kw, P2> P電機(jī)所以此設(shè)計是合理的。此工程總共備用了 22kw電機(jī)一臺，11kw電機(jī)2臺，7.5kw電機(jī)一臺，也就是總共備用了有功功率（負(fù)荷）22 X 1+11X2+7.5 X

4、1=51.5kw。也就是說這51.5kw備用功率（負(fù)荷）可以任意由設(shè)計人員設(shè)計備用電機(jī)，只要備用電機(jī)的總功率不超過51.5kw, 就可以。接下來需要考慮的就是這么多的電機(jī)，需要補(bǔ)償多少的無功功率，才能使電路上的功率因數(shù)達(dá)到0.92 。我們現(xiàn)在要做的就是滿足這個公式：cos e =P電機(jī)/S線路呈0.92 ,只要滿足了這個公式，那么線路上的功率因數(shù)就可以達(dá)到0.92 及以上，那么怎么才能滿足這個公式呢？現(xiàn)在把所有電機(jī)的容量S電機(jī)計算出來：22kw 電機(jī)容量為 22/0.8=27.5kvar15kw 電機(jī)容量為 15/0.85= 17.647kvar11kw 電機(jī)容量為 11/0.88=12.5k

5、var7.5kw 電機(jī)容量為7.5/0.8=9.375kvarS由和=27.5 X 5+17.647 X 6+12.5 X 4+9.375 X 4=330.882kvar ,由于線路上只有電機(jī)，無 電機(jī)其他設(shè)備，故S電機(jī)=S線路我們先計算下未補(bǔ)償前的功率因數(shù)為多少：cos (f) 1= P 電機(jī) /S 線路- cos (f) =274/330.882=0.8281可見，未補(bǔ)償無功功率時，線路上的功率因數(shù)才0.8281 ，所以我們可以根據(jù)以下公式求出線路需要補(bǔ)償多少的無功功率才能使線路的功率因數(shù)達(dá)到0.92 ：Qc= P 電機(jī) x tan 1 -tan 2 式中1為補(bǔ)償前的功率因數(shù)角，2為補(bǔ)償后

6、的功率因數(shù)角貝U Qc=274X tan (acos0.8281 ) -tan(acos0.92)=68.76kvar根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，我們選擇15kvar 一臺的智能型電力電容器，選擇 6 臺， 共補(bǔ)償 90kvar 。本來，補(bǔ)償68.76kvar ，就可以滿足系統(tǒng)的要求，但是考慮變壓器的承載力，我們需要多補(bǔ)償一點(diǎn)，假如只補(bǔ)償68.76kvar ，變壓器將處于滿載運(yùn)行，就好比一個人不能老是飽著肚子一樣。當(dāng)補(bǔ)償90kvar 無功功率后，我們可以求出線路上的功率因數(shù)：補(bǔ)償前的無功功率- 補(bǔ)償?shù)臒o功功率=補(bǔ)償后線路上剩余的無功功率補(bǔ)償前的線路上的無功功率為每一臺電機(jī)的無功功率之和(由于線路上的設(shè)備只

7、有電機(jī)，無其他設(shè)備，故線路上的無功功率就為每一臺電機(jī)的無功功率之和)，也可以直接用總的線路上的S線路來求得線路上的無功功率：Q補(bǔ)償前=S 線路 * sin 1 - 330.882 x sin (acos0.8281)=185.486kvarQ補(bǔ)償后=Q 補(bǔ)償前-Qc=185.486-90=95.486kvar則線路上的設(shè)備谷量變?yōu)椋篠線路補(bǔ)彳§后=sqrt(P電機(jī)+Q j卜償后)S線路補(bǔ)彳g后=sqrt（274 2 +95.486 補(bǔ)償后2）=290.161kVA所以當(dāng)補(bǔ)償90 kvar 無功功率后，線路上的功率因數(shù)為：cos 2 = P 電機(jī) /S 線路補(bǔ)償后=274/290.161=0.9443此時線路上的電流為：I 線路 = P 電機(jī) /1.732/0.38/0.9443=440.87A現(xiàn)在我們可以對比下變壓器容量和其二次側(cè)最