計算負荷的確定

1、工廠供配電的負荷計算工廠供配電的負荷計算n 電力負荷和負荷曲線電力負荷和負荷曲線n 計算負荷的確定計算負荷的確定n 變配電所總計算負荷的確定變配電所總計算負荷的確定n 尖峰電流的計算尖峰電流的計算n 小結小結 一、電力負荷和負荷曲線一、電力負荷和負荷曲線“電力負荷電力負荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設備或用電單位，也可以指用電設備或用電單位的功率或電設備或用電單位，也可以指用電設備或用電單位的功率或電流的大小。電流的大小。供配電系統(tǒng)進行電力設計時，需要根據(jù)供配電系統(tǒng)進行電力設計時，需要根據(jù)計算負荷計算負荷選擇校驗供選擇校驗供電系統(tǒng)的導線截

2、面，確定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)電系統(tǒng)的導線截面，確定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護設備等。計算負荷的確定是否合理，的措施，選擇及整定保護設備等。計算負荷的確定是否合理，將直接影響到電器設備和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理，系將直接影響到電器設備和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理，系統(tǒng)是否正?？煽康倪\行。統(tǒng)是否正?？煽康倪\行。用電設備容量的確定用電設備容量的確定用電設備的銘牌用電設備的銘牌“額定功率額定功率”，經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下，經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的的“額定功率額定功率”稱為稱為設備容量設備容量，用，用Pe表示表示。1用電設備的工作制用電設備的工作制(1)

3、(1)長期工作制設備長期工作制設備 能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時間超過能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時間超過8 8小時，而且運行時小時，而且運行時負荷比較穩(wěn)定，如通風機、水泵、空壓機、電熱設備、照明設備、負荷比較穩(wěn)定，如通風機、水泵、空壓機、電熱設備、照明設備、電鍍設備、運輸機等。電鍍設備、運輸機等。(2)(2)短時工作制設備短時工作制設備 工作時間較短，而間歇時間相對較長，如有些機床上的輔助電工作時間較短，而間歇時間相對較長，如有些機床上的輔助電動機。動機。(3)(3)斷續(xù)周期工作制設備斷續(xù)周期工作制設備 工作具有周期性，時而工作、時而停歇、反復運行，如吊車用工作具有周期性，時而工作、時而停

4、歇、反復運行，如吊車用電動機、電焊設備、電梯等。通常這類設備的工作特點用負荷持續(xù)電動機、電焊設備、電梯等。通常這類設備的工作特點用負荷持續(xù)率率來表征，即一個工作周期內(nèi)的工作時間與整個工作周期的百分比來表征，即一個工作周期內(nèi)的工作時間與整個工作周期的百分比值。值。eNPP2 2設備容量的確定設備容量的確定(2)(2)斷續(xù)周期工作制的設備容量是將某負荷持續(xù)率下的銘牌額定功斷續(xù)周期工作制的設備容量是將某負荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。常用設備的換算要求如下：率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。常用設備的換算要求如下：(1)長期工作制和短時工作制的設備容量就是設備的銘牌額定功率

5、，長期工作制和短時工作制的設備容量就是設備的銘牌額定功率，即即 1) 電焊設備電焊設備要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時的功率，即時的功率，即100%cosNeNNNNPPS100%100%100%cosNN與銘牌額定容量對應的負荷持續(xù)率（計算中用小數(shù)）其值為的負荷持續(xù)率（計算中用1）銘牌規(guī)定的功率因數(shù) 2)2)起重機起重機( (吊車電動機吊車電動機) )要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時的額定功率，即時的額定功率，即25%2NeNNNPPP25%25%其值為25 的負荷持續(xù)率（計算中用0.25）3) 電爐變壓器組電爐變壓器組設備容量是指在額定功率下的有功功率，即設備容量是指在額定功率下的有功功率

6、，即coseNNPScosNNS電爐變壓器的額定容量電爐變壓器的額定功率因數(shù)4)4)照明設備照明設備不用鎮(zhèn)流器的照明設備不用鎮(zhèn)流器的照明設備( (如白熾燈、碘鎢燈如白熾燈、碘鎢燈) )的設備額定容量指燈頭的的設備額定容量指燈頭的額定功率，即額定功率，即 eNPP1.1eNPP1.2eNPP用鎮(zhèn)流器的照明設備用鎮(zhèn)流器的照明設備(如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈)的設備容量要的設備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。熒光燈：熒光燈： 高壓水銀燈、金屬鹵化物燈：高壓水銀燈、金屬鹵化物燈： 照明設備的設備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：照明設

7、備的設備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算： 1000ePS22mmS建筑物單位面積的照明容量（W）建筑物的面積（）負荷曲線負荷曲線1負荷曲線的繪制負荷曲線的繪制負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，可以直觀地反映用戶負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，可以直觀地反映用戶用電的特點和規(guī)律。用電的特點和規(guī)律。（1）日有功負荷曲線）日有功負荷曲線 代表負荷在一晝夜間代表負荷在一晝夜間(024h)變化情況。變化情況。其時間間隔取的愈短，曲線愈能反映負荷的實際變化情況。日負荷曲線與橫其時間間隔取的愈短，曲線愈能反映負荷的實際變化情況。日負荷曲線與橫坐標所包圍的面積代表全日所消耗

8、的電能。坐標所包圍的面積代表全日所消耗的電能。 日有功負荷曲線日有功負荷曲線(a)折線形負荷曲線折線形負荷曲線 (b)階梯形負荷曲線階梯形負荷曲線（2）年負荷曲線）年負荷曲線 反映負荷全年反映負荷全年(8760h)變動情況。變動情況。年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。年運行負荷曲線可年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。年運行負荷曲線可根據(jù)全年日負根據(jù)全年日負荷曲線間接制成；年持續(xù)負荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬荷曲線間接制成；年持續(xù)負荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬季日負荷曲線和夏季日負荷曲線。通常用年持續(xù)負荷曲線來表示年負荷季日負荷曲線和夏季日負荷曲線

9、。通常用年持續(xù)負荷曲線來表示年負荷曲線。其中夏季曲線。其中夏季 。和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定。和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定。一般在北方，近似認為冬季一般在北方，近似認為冬季200天，夏季天，夏季165天；在南方，近似認為冬季天；在南方，近似認為冬季165天，夏季天，夏季200天。圖天。圖2-2是南方某廠的年負荷曲線，圖中是南方某廠的年負荷曲線，圖中P1在年負荷曲在年負荷曲線上所占的時間計算為線上所占的時間計算為Tl=200t1+165t2。(a)夏季日負荷曲線夏季日負荷曲線 (b)冬季日負荷曲線冬季日負荷曲線 (c)年負荷持續(xù)時間曲線年負荷持續(xù)時間曲線2與

10、負荷曲線有關的參數(shù)與負荷曲線有關的參數(shù) 1）年最大負荷年最大負荷）年最大負荷年最大負荷是指全年中負荷最大的工作班內(nèi)是指全年中負荷最大的工作班內(nèi) (為防偶然性，這樣的工作班至少要在負為防偶然性，這樣的工作班至少要在負荷最大的月份出現(xiàn)荷最大的月份出現(xiàn)23次次)30分鐘平均功率的最大值，因此年最大負荷有時分鐘平均功率的最大值，因此年最大負荷有時也稱為也稱為30分鐘最大負荷。分鐘最大負荷。 2）年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時 maxmaxaTWP一班制工廠，約為一班制工廠，約為18003000h；兩班制工廠，約為兩班制工廠，約為35004800h；三班制工廠，約為三班制工廠，約為50007000

11、h。maxmaxaTWP最大負荷利用小時全年實際消耗的電能全年最大功率 3）平均負荷和年平均負荷）平均負荷和年平均負荷（1）平均負荷就是指電力負荷在一定時間內(nèi)消耗的功率的平均值。）平均負荷就是指電力負荷在一定時間內(nèi)消耗的功率的平均值。avtPW t（2）年平均負荷）年平均負荷8760avaPW 4）負荷系數(shù)）負荷系數(shù)（1）負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷）負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷的比值，負荷系數(shù)越接近的比值，負荷系數(shù)越接近1，負荷曲線越，負荷曲線越平坦。平坦。（2）對于單個用電設備或用電設備組，）對于單個用電設備或用電設備組，負荷系數(shù)是指設備的輸出功率和設備額定負荷系數(shù)是指設備的輸出功率和

12、設備額定容量之比值，其表征該設備或設備組的容容量之比值，其表征該設備或設備組的容量是否被充分利用。量是否被充分利用。maxLavKPPLNKP P二、計算負荷的確定二、計算負荷的確定l 單個用電設備的計算負荷單個用電設備的計算負荷l 用電設備組的負荷計算用電設備組的負荷計算l 單相用電設備計算負荷的確定單相用電設備計算負荷的確定計算負荷計算負荷也可以認為就是半小時最大負荷，即用半小時也可以認為就是半小時最大負荷，即用半小時最大負荷最大負荷 來表示有功計算負荷，用來表示有功計算負荷，用 分分別表示無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流。別表示無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流。30P303030

13、QSI、和單個用電設備的計算負荷單個用電設備的計算負荷1對單臺電動機，供電線路在對單臺電動機，供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負荷即內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負荷即計算負荷為計算負荷為 2 對單個白熾燈、單臺電熱設備、電爐變壓器等，設備額定容對單個白熾燈、單臺電熱設備、電爐變壓器等，設備額定容量就作為計算負荷。即：量就作為計算負荷。即： 3對單臺反復短時工作制的設備，其設備容量均作為計算負荷；對單臺反復短時工作制的設備，其設備容量均作為計算負荷；不過對于吊車類和電焊類設備，則應按公式進行相應的換算。不過對于吊車類和電焊類設備，則應按公式進行相應的換算。30/N MNN MPPP30NPPN MNP電

14、動機的額定功率電動機在額定負荷下的效率用電設備組的計算負荷用電設備組的計算負荷用電設備組求計算負荷的常用方法有用電設備組求計算負荷的常用方法有需要系數(shù)法需要系數(shù)法和和二項式系數(shù)法二項式系數(shù)法。1. 需要系數(shù)法需要系數(shù)法在所計算的范圍內(nèi)在所計算的范圍內(nèi)(如一條干線、一段母線或一臺變壓器如一條干線、一段母線或一臺變壓器)，將用電設備按其設備，將用電設備按其設備性質不同分成若干組，對每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設備的計算性質不同分成若干組，對每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設備的計算負荷，然后由各組計算負荷求總的計算負荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需負荷，然后由各組計算負荷求總的計

15、算負荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需要系數(shù)法一般用來求多臺三相用電設備的計算負荷。要系數(shù)法一般用來求多臺三相用電設備的計算負荷。30LedeeWLK KPPKPeLddeWLPK KKK設備額定容量需要系數(shù)，（1）單組用電設備組的計算負荷）單組用電設備組的計算負荷30303030303030/ cos/ ( 3)deNPK PQP tgSPISU例例1 已知某機修車間的金屬切削機床組，有電壓為已知某機修車間的金屬切削機床組，有電壓為380V的電動機的電動機30臺，臺，其總的設備容量為其總的設備容量為120kW。試求其計算負荷。試求其計算負荷。解：查表中的解：查表中的“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床

16、電動機小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，可得項，可得0.160.20dK （取0. 2算）cos0.5 tg1.73，303030303030300.2 12024kW24 1.7341.52kVar/ cos24/ 0.548kVA/ ( 3)48/ ( 30.38)72.93AdeNPK PQP tgSPISU（2）多組用電設備組的計算負荷）多組用電設備組的計算負荷在計算多組用電設備的計算負荷時，應先分別求出各組用電設備的計算負在計算多組用電設備的計算負荷時，應先分別求出各組用電設備的計算負荷，并且要考慮各用電設備組的最大負荷不一定同時出現(xiàn)的因素，計入一荷，并且要考慮各用電設備組的最大負

17、荷不一定同時出現(xiàn)的因素，計入一個個同時系數(shù)同時系數(shù)。3030.13030.12230303030303npiinqiiNPKPQKQSPQSIUpKqK同時系數(shù)同時系數(shù) 例例2 一機修車間的一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共臺共50kW，其中較大容量電動機有其中較大容量電動機有7.5kW2臺，臺，4kW2臺，臺，2.2kW8臺；另接通風機臺；另接通風機2臺臺共共2.4kW；電阻爐；電阻爐1臺臺2kW。試求計算負荷。試求計算負荷(設同時系數(shù)為設同時系數(shù)為09)。解：解：查表，得到各用電設備組的需要系數(shù)查表，得到各用電設備組的需要系數(shù) 冷加工電

18、動機冷加工電動機 11130.11, cos0.5,1.730.2 50 10kW10 1.73 17.3kVarddeKtgPK PQP tg通風機通風機22230.22, cos0.8,0.750.8 2.41.92kW21.92 0.751.44kVarddeKtgPKPQPtg電阻爐電阻爐33330.33330.30.7, cos1.0,00.721.4kW0kVarddeKtgPK PQ注意：注意：需要系數(shù)值與用電設備的類別和工作狀態(tài)有關，計算時一定要需要系數(shù)值與用電設備的類別和工作狀態(tài)有關，計算時一定要正確判斷，否則會造成錯誤。如機

19、修車間的金屬切削機床電動機屬于正確判斷，否則會造成錯誤。如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；壓縮機、拉絲機和鍛造等應屑熱加工小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機；壓縮機、拉絲機和鍛造等應屑熱加工機床；起重機、行車或電葫蘆等都屬吊車。機床；起重機、行車或電葫蘆等都屬吊車。2. 二項式法二項式法略！略！3030.13030.1222230303030300.9101.921.412kW0.917.3 1.44012kVar1216.920.73kVA/ ( 3)20.73/ ( 30.38)3.15AnpiinqiiNPKPQKQSPQISU單個用電設備的計算負荷單個用電設備的計算

20、負荷基本原則：基本原則：單相設備接于三相線路中，應盡可能地均衡分配，單相設備接于三相線路中，應盡可能地均衡分配，使三使三相負荷盡可能平衡相負荷盡可能平衡。如果三相線路中單相設備的總容量。如果三相線路中單相設備的總容量不超過不超過三相設備總容量的三相設備總容量的1515，可將單相設備總容量等，可將單相設備總容量等效為三相負荷平衡進行負荷計算。如果效為三相負荷平衡進行負荷計算。如果超過超過1515，則應，則應該將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再進行負該將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再進行負荷計算。荷計算。 三、變配電所總計算負荷的確定三、變配電所總計算負荷的確定l 供電系統(tǒng)的功率損耗

21、供電系統(tǒng)的功率損耗l 車間或全廠計算負荷的確定車間或全廠計算負荷的確定l 無功功率補償無功功率補償供電系統(tǒng)的功率損耗供電系統(tǒng)的功率損耗供電系統(tǒng)的功率損耗主要包括供電系統(tǒng)的功率損耗主要包括線路功率損耗線路功率損耗和和變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗兩部分。兩部分。1線路功率損耗的計算線路功率損耗的計算（1）有功功率損耗）有功功率損耗 2303WLWLPI R（2）無功功率損耗）無功功率損耗 2303WLWLQI X30WLWLIRX線路的計算電流線路的每相電阻線路的每相電抗2變壓器功率損耗的計算變壓器功率損耗的計算（1）有功功率損耗）有功功率損耗 0FePP 變壓器總的有功功率損耗變壓器總的有功

22、功率損耗 1）鐵損）鐵損鐵心中的有功功率損耗（由變壓器的鐵心中的有功功率損耗（由變壓器的空載實驗空載實驗得到近似值）得到近似值）2）銅損）銅損有負荷時一、二次繞組中的有功功率損耗（由變壓器的有負荷時一、二次繞組中的有功功率損耗（由變壓器的短短路實驗路實驗得到近似值）得到近似值）2300TFeCuKNPPPSPPS 230CuKNSPPS （2）無功功率損耗）無功功率損耗 00%100NIQS變壓器總的無功功率損耗變壓器總的無功功率損耗 1）用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵磁電流的一部分無功功率用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵磁電流的一部分無功功率 它只與繞組電壓有關，與負荷無關。它與勵磁電流它只與繞組電壓有關，與

23、負荷無關。它與勵磁電流(或近似地與空載或近似地與空載電流電流)成正比。成正比。2）消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。 由于變壓器繞組的電抗遠大于電阻，因此其近似地與短路電壓（即由于變壓器繞組的電抗遠大于電阻，因此其近似地與短路電壓（即阻抗電壓）成正比阻抗電壓）成正比230%100KNNNSUQSS02030%100100TNKNNQQQISUSS 0%KIU變壓器空載電流占額定電流的百分值變壓器短路電壓占額定電壓的百分值在負荷計算中，在負荷計算中，SL7、S7、S9等型低損耗電力變壓器的功率等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列損耗可按下列簡化

24、公式近似計算簡化公式近似計算。30300.0150.06TTPSQS車間或全廠計算負荷的確定車間或全廠計算負荷的確定1逐級計算工廠計算負荷和有功功率損耗逐級計算工廠計算負荷和有功功率損耗工廠的計算負荷（以有功負荷為例），工廠的計算負荷（以有功負荷為例）， 應該是高壓母線上所有高壓配電線計算負荷應該是高壓母線上所有高壓配電線計算負荷之和，再乘上一個同時系數(shù)。高壓配電線的之和，再乘上一個同時系數(shù)。高壓配電線的計算負荷計算負荷 ，應該是該線所供車間變電所，應該是該線所供車間變電所低壓側的計算負荷低壓側的計算負荷 ，加上變壓器的功，加上變壓器的功率損耗率損耗 和高壓配電線的功率損和高壓配電線的功率損耗

25、耗 如此逐級計算。但對一般工廠如此逐級計算。但對一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于線路一般不很長，因此供電系統(tǒng)來說，由于線路一般不很長，因此在確定計算負荷時往往略去不計。在確定計算負荷時往往略去不計。 30.1P30.2P30.3PTP.1WLP計算工廠及變電所低壓側總的計算負荷計算工廠及變電所低壓側總的計算負荷 時，時，30303030PQSI、 、和0.8 0.950.85 0.97pqKK2按需要系數(shù)法確定工廠計算負荷按需要系數(shù)法確定工廠計算負荷將全廠用電設備的總容量將全廠用電設備的總容量 （不（不含備用設備容量）乘上一個需要系含備用設備容量）乘上一個需要系數(shù)數(shù) ，即得到全廠的有功計算負，即得到

26、全廠的有功計算負荷，即荷，即 ePdK30dePK P無功功率補償無功功率補償1工廠的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)（1）瞬時功率因數(shù)）瞬時功率因數(shù) 瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表（相位表）瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表（相位表）直接測量直接測量，亦可由功率表、電流表，亦可由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出（和電壓表的讀數(shù)按下式求出（間接測量間接測量）：）：cos/ ( 3)PIU瞬時功率因數(shù)用來了解和分析工廠或設備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化瞬時功率因數(shù)用來了解和分析工廠或設備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況，以便采取適當?shù)难a償措施。情況，以便采取適當?shù)难a償措施。（2）平均功率因數(shù)）平均功率因數(shù) 平均功率

27、因數(shù)亦稱加權平均功率因數(shù)，按下式計算：平均功率因數(shù)亦稱加權平均功率因數(shù)，按下式計算：222cos/1/1(/)ppqqPWWWWW式中，式中， 為某一時間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出；為某一時間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出； 為某為某一時間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。一時間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。pWqW我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費，就規(guī)定電費要按我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費，就規(guī)定電費要按月平均功率月平均功率因數(shù)因數(shù)的高低來調(diào)整。的高低來調(diào)整。（3）最大負荷時的功率因數(shù)最大負荷時的功率因數(shù) 最大負荷時功率因數(shù)指在年最大負荷最大負荷時功率因數(shù)指在年最

28、大負荷( (即計算負荷即計算負荷) )時的功率因數(shù)，按下時的功率因數(shù)，按下式計算：式計算：3030cos/PS我國電力工業(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當?shù)毓╇娖笪覈娏I(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)，一般應達到下列規(guī)定：業(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)，一般應達到下列規(guī)定：100千伏千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為安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、中以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業(yè)，功率因數(shù)為型電力排灌站、躉購轉售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功以上。農(nóng)業(yè)用電

29、，功率因數(shù)為率因數(shù)為0.80及以上。及以上。2無功功率補償無功功率補償 如在充分發(fā)揮設備潛力、改善設備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，如在充分發(fā)揮設備潛力、改善設備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時，則需考慮人工無功功率補償。尚達不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時，則需考慮人工無功功率補償。功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關系如下圖所示。功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關系如下圖所示。無功功率補償原理圖無功功率補償原理圖3無功補償后的總計算負荷確定無功補償后的總計算負荷確定 供配電系統(tǒng)在裝設了無功補償裝置后在確定補償裝置裝設地點的總計供配電系統(tǒng)在裝設了無

30、功補償裝置后在確定補償裝置裝設地點的總計算負荷時，應先扣除無功補償?shù)娜萘?。算負荷時，應先扣除無功補償?shù)娜萘?。補償后補償后的的總的無功總的無功計算負荷為：計算負荷為：3030CQQQ補償后補償后的的總的視在總的視在計算負荷應為：計算負荷應為： 22303030()CSPQQ 由上式可以看出，在變電所低壓側裝設了無功補償裝置以后，由于低壓側由上式可以看出，在變電所低壓側裝設了無功補償裝置以后，由于低壓側總的視在計算負荷減小，從而可使總的視在計算負荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些變電所主變壓器的容量選得小一些。這。這不僅降低了變電所的初投資，而且可減少用戶的電費開支。不僅降低了變電所的

31、初投資，而且可減少用戶的電費開支。對于低壓配電網(wǎng)的無功補償，通常采用負荷側對于低壓配電網(wǎng)的無功補償，通常采用負荷側集中補償集中補償方式，即在低壓系方式，即在低壓系統(tǒng)（如變壓器的低壓側）利用自動功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負荷的變化，統(tǒng)（如變壓器的低壓側）利用自動功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負荷的變化，自動地投入或切除電容器的部分或全部容量。自動地投入或切除電容器的部分或全部容量。例例3 3 某廠擬建一降壓變電所，裝設一臺主變壓器。已知變電所低壓側有某廠擬建一降壓變電所，裝設一臺主變壓器。已知變電所低壓側有功計算負荷為功計算負荷為 650kW650kW無功計算負荷為無功計算負荷為800kvar800kvar

32、。為了使工廠。為了使工廠( (變電所高壓側變電所高壓側) )的功率因數(shù)不低于的功率因數(shù)不低于0 0，9 9，如在低壓側裝設并聯(lián)電容器進行補償時，需裝設，如在低壓側裝設并聯(lián)電容器進行補償時，需裝設多少補償容量多少補償容量? ?并問補償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化并問補償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化? ? 解解 ：（1）補償前的變壓器容量和功率因數(shù)）補償前的變壓器容量和功率因數(shù)變電所低壓側的視在計算負荷為：變電所低壓側的視在計算負荷為：2230(2)6508001031kVAS 因此未考慮無功補償時，主變壓器的容量應選擇為因此未考慮無功補償時，主變壓器的容量應選擇為1250

33、kVA變電所低壓側的功率因數(shù)為變電所低壓側的功率因數(shù)為(2)30(2)30(2)cos/650 /10310.63PS（2 2）無功補償容）無功補償容量量 按相關規(guī)定，補償后變電所高壓側的功率因數(shù)不應低于按相關規(guī)定，補償后變電所高壓側的功率因數(shù)不應低于0.9，即，即 。在變壓器低壓側進行補償時，因為考慮到變壓器的無功功率損耗遠大于。在變壓器低壓側進行補償時，因為考慮到變壓器的無功功率損耗遠大于有功功率損耗，所以低壓側補償后的低壓側功率因數(shù)應略高于有功功率損耗，所以低壓側補償后的低壓側功率因數(shù)應略高于0.90.9。這里取補償后低壓側功率因數(shù)這里取補償后低壓側功率因數(shù)(1)cos0.9(2)cos

34、0.92低壓側需要裝設的并聯(lián)電容器容量為低壓側需要裝設的并聯(lián)電容器容量為650 (tanarccos0.63tanarccos0.92) 525kVarCQ 530kVarCQ 取 （3 3）補償后重新選擇變壓器容量）補償后重新選擇變壓器容量 變電所低壓側的視在計算負荷為：變電所低壓側的視在計算負荷為：2230(2)650(800530)704 kVAS 因此無功功率補償后的主變壓器容量可選為因此無功功率補償后的主變壓器容量可選為800kVA（4）補償后的工廠功率因數(shù)補償后變壓器的功率損耗為補償后的工廠功率因數(shù)補償后變壓器的功率損耗為30(2)30(2)0.0150.015 70410.6kW

35、0.060.06 70442.2kVarTTPSQS變電所高壓側的計算負荷為變電所高壓側的計算負荷為30(1)30(1)2230(1)65010.6661kW80053042.2312.2kVA661312.2731 kVAPQS補償后工廠的功率因數(shù)為補償后工廠的功率因數(shù)為cos661/ 7310.9040.9 滿足相關規(guī)定的要求。滿足相關規(guī)定的要求。（5）無功補償前后的比較）無功補償前后的比較1250800450 kVAN TN TSS由此可見，補償后主變壓器的容量減少了由此可見，補償后主變壓器的容量減少了450 ，不僅減少了投資，不僅減少了投資，而且減少電費的支出，提高了功率因數(shù)。而且減少

36、電費的支出，提高了功率因數(shù)。kVA尖峰電流尖峰電流：是指持續(xù)時間：是指持續(xù)時間1 12s2s的短時最大負荷電流。的短時最大負荷電流。作用作用：主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護裝：主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等。置及檢驗電動機自起動條件等。四、尖峰電流的計算四、尖峰電流的計算l 單臺用電設備尖峰電流的計算單臺用電設備尖峰電流的計算l 多臺用電設備尖峰電流的計算多臺用電設備尖峰電流的計算單臺用電設備尖峰電流的計算單臺用電設備尖峰電流的計算單臺用電設備的尖峰電流就是其起動電流單臺用電設備的尖峰電流就是其起動電流 pkststNIIKINststI

37、IK用電設備的額定電流用電設備的起動電流用電設備的起動電流倍數(shù)籠型電動機為籠型電動機為57繞線型電動機為繞線型電動機為23直流電動機為直流電動機為1.7電焊變壓器為電焊變壓器為3或稍大或稍大用電設備的起動電流倍數(shù)如下：引至多臺用電設備的線路上的尖峰電流按下式計算引至多臺用電設備的線路上的尖峰電流按下式計算 多臺用電設備尖峰電流的計算多臺用電設備尖峰電流的計算1.max130max()npkN istipkstNIKIIIIII.maxmax1.1()n-1ststNnN iiIIIIK用電設備中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備的起動電流用電設備中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備的起

38、動電流與額定電流之差除了起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備以外的其它n-1臺設備的額定電流之和上述臺的同時系數(shù)，按臺數(shù)多少選取，一般為0.71例例4 有一有一380V三相線路，供電給下表所示三相線路，供電給下表所示4臺電動機。試計算該線路臺電動機。試計算該線路的尖峰電流。的尖峰電流。AIst/AIN/例例4的負荷資料的負荷資料解解: 由表可知，電動機由表可知，電動機M4的的 為最為最大。取大。取 ,該線路的尖峰電流為該線路的尖峰電流為。 193.727.6165.6AstNII0.9K0.9 (5.8535.8)193.2235ApkI 本章介紹了負荷曲線的基本概念、類別及有關物理量，講述了用電設本章介紹了負荷曲線的基本概念、類別及有關物理量，講述了用電設備設備容量的確定方法；重點談了負荷計算的方法；討論了工廠功率損耗備設備容量的確定方法；重點談了負荷計算的方法；討論了工廠功率損耗和電能損耗；詳細地論述了全廠負荷計算的步驟，并重點討論了功率因數(shù)和電能損耗；詳細地論述了全廠負荷計算的步驟，并重點討論了功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及怎樣進行無功補償。對供配電系統(tǒng)的影響及怎樣進行無功補償。 1負荷曲線