負(fù)荷計(jì)算方法無功功率補(bǔ)償(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第二章第二章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 負(fù)荷計(jì)算 為了確定供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷的大小，以便正確地選擇供電系統(tǒng)中的各個(gè)元件（包括電力變壓器、導(dǎo)線、電纜等）。對電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算成為必要。通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中組成元件的負(fù)荷值稱為計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確合理，將直接影響到電器和導(dǎo)線選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。反之，又將使電器和導(dǎo)線運(yùn)行時(shí)增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱引起絕緣過早老化、甚至燒毀現(xiàn)象，以致發(fā)生事故

2、。同樣給國家財(cái)產(chǎn)造成損失。由此可見，正確確定負(fù)荷具有重要意義。2.1.1 確定計(jì)算負(fù)荷的方法我國目前采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、以概率論為理論基礎(chǔ)的利用系數(shù)法、和我國設(shè)計(jì)部門提出的“ABC”等。下面簡單介紹各種方法的特點(diǎn)。 1、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)算負(fù)荷 需要系數(shù)它與用電設(shè)備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù)、同時(shí)運(yùn)30fZtXelSbKKPKP ；fZK行系數(shù)、電動(dòng)機(jī)的平均加權(quán)效率以及網(wǎng)路供電效率等系數(shù)有關(guān)，且值恒tKSblXK小于 1。（1）單臺用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷： ； - 計(jì)算負(fù)荷，- 電動(dòng)機(jī)的額定容量，edjSPPjSPedP- 電動(dòng)機(jī)額定負(fù)荷時(shí)的效率 對

3、于單個(gè)設(shè)備如白熾燈、電熱器、電爐等。設(shè)備容量 Psb： Pjs=Psb（2）成組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 計(jì)算負(fù)荷表達(dá)式： ； exjSPKPjSjSQP tg-計(jì)算負(fù)荷有功功率 - 無功功率 Kx-需要系數(shù)jSPjSQ - 功率因數(shù)角對應(yīng)的正切值tg精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)（3）多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 公式： ； )(11mxemjSKPKP11()mmjSxeQKK P tg - 同期系數(shù)，對于車間干線，可取，對于低壓母線，由用電K19 . 0 K設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)。8 . 09 . 0 K 2、二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷：、二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷：二項(xiàng)式法是用兩個(gè)系數(shù)表征

4、負(fù)荷變化規(guī)律的方法。（1） 對于一組用電設(shè)備：公式：Pjs=CPx+bPe，C，b - 系數(shù)（見 P23表 18）。Px-組中 X 臺容量最大的用電設(shè)備的總額定容量（kw），Pe-該組中所有用電設(shè)備的總額定容量（kw）計(jì)算電流時(shí)： ，C1，b1不同工作制的不同類用電設(shè)exjSPbPCI11備，規(guī)定取用大容量設(shè)備的數(shù)量 X 不同。金切機(jī)床采用 X=5，反復(fù)短時(shí)工作制采用 X=3，加熱爐 X=2；電焊設(shè)備 X=1 等。（2） 對于不同類用電設(shè)備組（m 組）其二項(xiàng)式表達(dá)式為：有功功率： mexmjSbPCPP1max式中- 各用電設(shè)備組算術(shù)中第一項(xiàng) CPx的最大值。maxxCP- 所有用電設(shè)備組算式

5、中第二項(xiàng)總和。meP1無功功率：1max1mjSxemQCPtgbP tg式中： - 與相應(yīng)的功率因數(shù)正切值， 1tgmaxxCP- 與各組設(shè)備相應(yīng)的功率因數(shù)正切值。tgebP3.“ABC”3.“ABC”法法“ABC”計(jì)算負(fù)荷的特點(diǎn)是：1）運(yùn)用概率論的基本原理找出計(jì)算負(fù)荷與設(shè)備容量之間的關(guān)系。2）利用單元功率的概念和“ABC”列表法，將繁雜的功率運(yùn)算簡化為臺數(shù)的運(yùn)算，使運(yùn)算簡單準(zhǔn)確，利用“ABC”法計(jì)算公式為： BACADKPLjs2精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)D-單臺等值功率（KW），一般容量（小于 50KW）的機(jī)床，取 D=3KW，對于電爐等，取 D=9KW。-該組用電設(shè)備的

6、利用系數(shù)。（見 P24表 19）.Lk， 。 -該組用電設(shè)備中某一單臺設(shè)備額定功率imiiknA.1DPKeiieiP（KW）。- 對應(yīng)于該功率設(shè)備的臺數(shù)。in ； ，imiinKB.13211115 . 1LkC無功功率：jSjsQP tg4、利用系數(shù)法（同濟(jì)大學(xué)）、利用系數(shù)法（同濟(jì)大學(xué)）公式：， “其中，PjsPKP.maxPjSQKQ.max22jjjQPSKmax-最大負(fù)荷班內(nèi)的半小時(shí)最大平均有功負(fù)荷 P30（等于 Pj）與總平均負(fù)荷（）之比。其值接近于負(fù)荷系數(shù)的倒數(shù)。PPPjPPPPPK/30max，QP-每一用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班內(nèi)的平均有功負(fù)荷和平均無功負(fù)荷。PP按利用系數(shù)法確定

7、計(jì)算負(fù)荷時(shí)，不論計(jì)算范圍大小，設(shè)備類型多少，都必須先將各類用電設(shè)備組的平均有功負(fù)荷 PP和平均無功負(fù)荷 QP分別代數(shù)相加，求得和 PP，再依次去求利用系數(shù) KLP 、nyx（有效臺數(shù)）、Kmax各值。求計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只PQ需最后乘一次 Kmax值即得，不需再乘同期系數(shù)，不必按供電范圍逐級求得 Pj 、Qj 、SJ之后，又求得， ，再乘以同期系數(shù)。因用利用系數(shù)求得的 PjjPjQjS是各類負(fù)荷最大值的總和，二者在概念上是有區(qū)別的?？v觀上述四種計(jì)算負(fù)荷的方法，各有特點(diǎn)。1）需要系數(shù)法是當(dāng)前通用的求計(jì)算負(fù)荷的方法。公式簡單計(jì)算方便。為設(shè)計(jì)人員普遍接受，需要系數(shù)法的數(shù)值來源于大量的測定值和統(tǒng)計(jì)，這個(gè)公式

8、對于單臺設(shè)備，用電設(shè)備組，一個(gè)車間甚至一個(gè)工廠的計(jì)算負(fù)荷均可進(jìn)行計(jì)算。這對于初步設(shè)計(jì)時(shí)估算全車間或全廠的計(jì)算負(fù)荷顯得尤為方便。其缺點(diǎn)是沒有考慮大容量電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性（如起動(dòng)和過載等）對整個(gè)計(jì)算負(fù)荷 P30，Q30的影響，尤其是當(dāng)總用電設(shè)備臺數(shù)少時(shí)，其影響較大，但當(dāng)設(shè)備臺數(shù)足夠多容量足夠大，其影響是微弱的。2）二項(xiàng)式法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，考慮了電動(dòng)機(jī)臺數(shù)和大容量電動(dòng)機(jī)對計(jì)算負(fù)荷的影響，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一般被用來計(jì)算車間干線，支干線的負(fù)荷，其缺點(diǎn)是 x 的取值仍缺乏足夠的理論依據(jù)，沒有考慮 x 值隨電動(dòng)機(jī)臺數(shù)的變化而變化，并且由于過分突出 x 臺大型設(shè)備對電氣負(fù)荷的影響，其計(jì)算結(jié)

9、果要比用需要系數(shù)法算出的結(jié)果大一些。3）“ABC”法也把計(jì)算負(fù)荷看作是平均負(fù)荷 PPj與計(jì)算負(fù)荷對平均負(fù)荷參差值的疊加，但它對這個(gè)參數(shù)的估計(jì)是由設(shè)備容量的總平方根表征的。該方根隨mieiiPn1設(shè)備臺數(shù)和設(shè)備容量而變化。容量值越大，對方根的影響越大。 ineiP“ABC”法適應(yīng)于連續(xù)工作制、短時(shí)工作制、反復(fù)短時(shí)工作制類設(shè)備。其另一特點(diǎn)就是它的基本計(jì)算系數(shù)是最大負(fù)荷班的平均利用系數(shù)，該系數(shù)的數(shù)值穩(wěn)定，易于通過實(shí)測取得，因而本方法具有實(shí)用價(jià)值。通過以上三種方法的綜合分析，從而充分熟悉了各種方法的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)和適用范圍，根據(jù)本次負(fù)荷的特點(diǎn)和性質(zhì)和鑒于指導(dǎo)老師的意見，本設(shè)計(jì)對于車間總的負(fù)荷計(jì)算則采用需要

10、系數(shù)法。2.1.2 各車間負(fù)荷計(jì)算： 根據(jù)下列公式：1）單個(gè)設(shè)備的容量計(jì)算：計(jì)算負(fù)荷表達(dá)式： ； exjSPKPjSjSQP tg-計(jì)算負(fù)荷有功功率 - 無功功率 Kx-需要系數(shù)jSPjSQ - 功率因數(shù)角對應(yīng)的正切值tg 2）整個(gè)車間的負(fù)荷計(jì)算：計(jì)算負(fù)荷表達(dá)式： ； )(11mxemjSKPKP 11()mmjSxeQKK P tg mjsjsjsQPS122 - 同期系數(shù)（同時(shí)率）。對于車間干線：可取，取 0.9；K19 . 0 K對于低壓母線：由于用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)。8 . 09 . 0 K 各車間變電所的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表：各車間變電所的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表：精選

11、優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)序車間或用電設(shè)備容量 需要系數(shù)功率因數(shù)功率因數(shù)角計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量號設(shè)備組名稱 （KW)Kx cos正切 tg有功 Pjs（千瓦）無功 Qjs(千乏） 視在 Sjs(千伏安） (臺數(shù)千伏安）（1 1）11 變電所變電所1薄膜車間16800.60.61.331008.00 1340.64 1677.311677.31 2原料庫3100.250.51.7377.50 134.08 154.86154.86 3生活間2900.811.33232.00 308.56 386.05386.05 4成品庫一3050.30.51.7391.50 158.30 18

12、2.84182.84 5成品庫二3040.30.51.7391.20 157.78 182.24182.24 6包裝材料庫3000.30.51.7390.00 155.70 179.84179.84 7小計(jì)小計(jì)318931891590.20 2255.05 2759.342759.34 K=0.9 時(shí)：=0.9*1590.20=1431.18(KW)(11mxemjSKPKP=0.9*2255.05=2029.545KVAR）11()mmjSxeQKK P tg= mjsjsjsQPS122)(41.2483545.202918.143122KVA查手冊選1 變電所變壓器型號 SG10-160

13、0KVA/10KV/0.4KV,短路阻抗 UK%=4,D,yn11序車間或用電設(shè)備容量需要系數(shù)功率因數(shù)功率因數(shù)角計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量號設(shè)備組名稱（KW)Kxcos正切 tg有功 Pjs（千瓦）無功 Qjs(千乏）視在 Sjs(千伏安）(臺數(shù)千伏安）（2 2）22 變電所變電所1單絲車間16850.60.61.31011.001314.301658.162水泵房及其附屬設(shè)備3200.650.80.75208.00156.00260.003小計(jì)小計(jì)200520051219.001470.301909.91K=0.9 時(shí)：=0.9*1219.00=1097.1(KW)(11mxemjSKPKP=

14、0.9*1470.30=1323.27（KVAR）11()mmjSxeQKK P tg精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)= mjsjsjsQPS122)(92.171827.13231 .109722KVA查手冊選2 變電所變壓器型號 SG10-1250KVA/10KV/0.4KV,短路阻抗 UK%=4,D,yn11 序車間或用電設(shè)備容量需要系數(shù)功率因數(shù)功率因數(shù)角計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量號設(shè)備組名稱 （KW)Kx cos正切 tg有功 Pjs（千瓦）無功 Qjs(千乏）視在 Sjs(千伏安） (臺數(shù)千伏安）（3 3）33 變電所變電所1注塑車間1890.40.61.3375.60 10

15、0.55 125.80 1 臺2管材車間8800.350.61.33308.00 409.64 512.51 SG10-800KV/10KV/0.4KV3小計(jì)小計(jì)10691069383.60 510.19 638.31 K=0.9 時(shí)：=0.9*608.60=365.16(KW)(11mxemjSKPKP=0.9*809.44=728.496（KVAR）11()mmjSxeQKK P tg= mjsjsjsQPS122)(48.57417.45924.36522KVA查手冊選3 變電所變壓器型號 SG10-800KVA/10KV/0.4KV,短路阻抗 UK%=4,D,yn11序車間或用電設(shè)備容

16、量需要系數(shù)功率因數(shù)功率因數(shù)角計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量號設(shè)備組名稱 （KW)Kx cos正切 tg有功 Pjs（千瓦）無功 Qjs(千乏）視在 Sjs(千伏安） (臺數(shù)千伏安）（4 4）44 變電所變電所1備料復(fù)制車間1380.60.51.7382.80 143.24 165.45 1 臺2生活間100.818.00 0.00 8.00 SG10-500KVA3浴室30.812.40 0.00 2.40 4鍛工車間300.30.651.179.00 10.53 13.85 5原料、生活間150.8112.00 0.00 12.00 6倉庫150.80.51.1712.00 14.04 18.47

17、 7機(jī)修模具車間1000.250.651.7325.00 43.25 49.96 8熱處理車間1500.60.71.0290.00 91.80 128.56 9鉚焊車間1800.30.51.7354.00 93.42 107.90 10小計(jì)小計(jì)641641295.20 396.28 494.15 K=0.9 時(shí)：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)=0.9*1870.20=1683.18(KW)(11mxemjSKPKP=0.9*1562.83=1406.547（KVAR）11()mmjSxeQKK P tg= mjsjsjsQPS122)(73.44465.35668.26522KVA

18、查手冊選4 變電所變壓器型號 SG10-500KVA/10KV/0.4KV,短路阻抗 UK%=4,D,yn11序車間或用電設(shè)備容量需要系數(shù)功率因數(shù)功率因數(shù)角計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量號設(shè)備組名稱 （KW)Kx cos正切 tg有功 Pjs（千瓦）無功 Qjs(千乏）視在 Sjs(千伏安） (臺數(shù)千伏安）（5 5）55 變電所變電所1鍋爐房5000.70.750.88350.00308.00466.222試驗(yàn)室4250.250.51.73106.25183.81212.313輔助材料庫4100.20.51.7382.00141.86163.854油泵房3150.650.80.75204.75153

19、.56255.945加油站3100.650.80.75201.50151.13251.886辦公室、招待所、食堂3150.60.61.33189.00251.37314.507小計(jì)227522751133.501189.731643.258全廠合計(jì)961896186421.507287.359712.93K=0.9 時(shí)：=0.9*1133.50=1020.15(KW)(11mxemjSKPKP=0.9*1189.73=1070.757（KVAR）11()mmjSxeQKK P tg= mjsjsjsQPS122)(22.1567757.107015.102022KVA查手冊選5 變電所變壓器型

20、號 SG10-315KVA/10KV/0.4KV,短路阻抗 UK%=4,D,yn112.2 無功功率補(bǔ)償： 2.2.1 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 電力系統(tǒng)無功功率優(yōu)化和無功功率補(bǔ)償是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的一個(gè)重要組成部分。通過對電力系統(tǒng)無功電源的合理配置和對無功負(fù)荷的最佳補(bǔ)償,不僅可以維持電壓水平和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性, 而且可以降低有功網(wǎng)損和無功網(wǎng)損,使電力系統(tǒng)能夠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。無功優(yōu)化計(jì)算是在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)負(fù)荷給定的情況下，通過調(diào)節(jié)控制變量（發(fā)電機(jī)的無功出力和機(jī)端電壓水平、電容器組的安裝及投切和變壓器分接頭的調(diào)節(jié)）使系統(tǒng)在滿足各種約束條件下網(wǎng)損

21、達(dá)到最小。通過無功優(yōu)化不僅使全網(wǎng)電壓在額定值附近運(yùn)行，而且能取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，使電能質(zhì)量、系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性完美的結(jié)合在一起。無功補(bǔ)償可看作是無功優(yōu)化的一個(gè)子部分，即它通過調(diào)節(jié)電容器的安裝位置和電容器的容量，使系統(tǒng)在滿足各種約束條件下網(wǎng)損達(dá)到最小。2.2.2 無功補(bǔ)償?shù)姆N類對于企業(yè)及大負(fù)荷用電單位，按照無功補(bǔ)償?shù)姆N類又分為高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和低壓就地補(bǔ)償。在補(bǔ)償容量相等的情況下，低壓就地補(bǔ)償減低的線損最大，因而經(jīng)濟(jì)效益最佳。這是可以理解的。由于低壓就地補(bǔ)償了負(fù)荷的感性部分，使流經(jīng)線路和變壓器上的無功電流大大減小，顯然此種方法所取得的經(jīng)濟(jì)效益最佳。2.2.3 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)的

22、一般要求1高壓并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)按全面規(guī)劃、合理布局、分級補(bǔ)償、就地平衡的原則確定最優(yōu)補(bǔ)償容量和分布方式。2變電所里的電容器安裝容量，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)無功規(guī)劃以及國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則和全國供用電規(guī)則的規(guī)定計(jì)算后確定。當(dāng)不具備設(shè)計(jì)計(jì)算條件時(shí)，電容器安裝容量可按變壓器容量的 10%30%確定。3電容器分組容量，應(yīng)根據(jù)加大單組容量、減少組數(shù)的原則確定。4當(dāng)分組電容器按各種容量組合運(yùn)行時(shí)，不得發(fā)生諧振，且變壓器各側(cè)母線的任何一次諧波電壓含量不應(yīng)超過現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波的有關(guān)規(guī)定。 5高壓并聯(lián)電容器裝置應(yīng)裝設(shè)在變壓器的主要負(fù)荷側(cè)。當(dāng)不具備條件時(shí)，可裝設(shè)在

23、三繞組變壓器的低壓側(cè)。6當(dāng)配電所中無高壓負(fù)荷時(shí)，不得在高壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器裝置。低壓并聯(lián)電容器裝置的安裝地點(diǎn)和裝設(shè)容量，應(yīng)根據(jù)分散補(bǔ)償和降低線損的原則設(shè)置。補(bǔ)償后的功精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)率因數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)全國供用電規(guī)則的規(guī)定。2.2.4 并聯(lián)電容器裝置的布置和安裝的一般規(guī)定1高壓并聯(lián)電容器裝置的布置和安裝設(shè)計(jì)，應(yīng)利于分期擴(kuò)建、通風(fēng)散熱、運(yùn)行巡視、便于維護(hù)檢修和更換設(shè)備。2高壓并聯(lián)電容器裝置的布置型式，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件、設(shè)備性能和當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇屋外布置或屋內(nèi)布置。一般地區(qū)宜采用屋外布置；嚴(yán)寒、濕熱、風(fēng)沙等特殊地區(qū)和污穢、易燃易爆等特殊環(huán)境宜采用屋內(nèi)布置。屋內(nèi)布置的并聯(lián)電容器裝置，應(yīng)設(shè)置防止凝露引起污閃事故的措施。3低壓并聯(lián)電容器裝置的布置型式，應(yīng)根據(jù)設(shè)備適用的環(huán)境條件確定采用屋內(nèi)布置或屋外布置。4屋內(nèi)高壓并聯(lián)電容器裝置和供電線路的開關(guān)柜，不宜同室布置。5低壓電容器柜和低壓配電屏可同室布置，但宜將電容器柜布置在同列屏柜的端部。2.3 無功補(bǔ)償容量的計(jì)算：初步計(jì)算總功率：=788.58+759.6+345.24+265.68+196.65=2355.75（KW）51jSP=1058.967+981.05+459.17+356.65+215.53=30