工廠供電負(fù)荷計(jì)算

1、工廠供電負(fù)荷計(jì)算第1頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.1 計(jì)算及計(jì)算目的 2.1.1 負(fù)荷曲線 負(fù)荷曲線（load curve）是指用于表達(dá)電力負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)為單位）。 第2頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三1負(fù)荷曲線的分類按負(fù)荷的功率性質(zhì)分：可分為有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線；按所表示的負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間分：可分為日負(fù)荷、月負(fù)荷和年負(fù)荷曲線。按負(fù)荷對(duì)象分：工廠、車間、設(shè)備負(fù)荷曲線第3頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三第4頁，共

2、56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三第5頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（1）年最大負(fù)荷Pmax 年最大負(fù)荷Pmax就是全年中負(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。（2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)又稱為年最大負(fù)荷使用時(shí)間Tmax，它是一個(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。 第6頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三 下圖為某廠年有功負(fù)荷曲線

3、，此曲線上最大負(fù)荷Pmax就是年最大負(fù)荷，Tmax為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。第7頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三3.平均負(fù)荷Pav 平均負(fù)荷Pav，就是電力負(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)間內(nèi)消耗的電能W除以時(shí)間t的值，即Pav=W/t 年平均負(fù)荷為Pav=Wa/8760 第8頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.1.2 計(jì)算負(fù)荷（calculated load） 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Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、

4、S30、I30)表示。 第9頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三規(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)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 3=31030（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10頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.1.3 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)超過允許值。 計(jì)算負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作

5、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。 返回目錄第11頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.2 確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)2.2.1 需要系數(shù) Kd=KKL/wl2.2.2二項(xiàng)式系數(shù) 按需要系數(shù)的定義將它們轉(zhuǎn)化為用兩個(gè)稱為二項(xiàng)式系數(shù)的計(jì)算系數(shù)來表示出總額定負(fù)荷以及大容量機(jī)組負(fù)荷與最大負(fù)荷之間的關(guān)系2.2.3利用系數(shù) Kc=Pav/Pe第12頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.3 求計(jì)算負(fù)荷的方法2.3.1設(shè)備容量的確定1

6、 用電設(shè)備的工作方式 用電設(shè)備按其工作方式可分為三種： （1）連續(xù)運(yùn)行工作制（長期工作制） （2）短時(shí)運(yùn)行工作制（短暫工作制） （3）斷續(xù)運(yùn)行工作制（重復(fù)短暫工作制） 第13頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三連續(xù)運(yùn)行工作制（長期工作制） 在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分溫升均不超過最高允許值，負(fù)荷比較穩(wěn)定。如通風(fēng)機(jī)水泵、空氣壓縮機(jī)、皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)、球磨機(jī)、攪拌機(jī)、電機(jī)車等機(jī)械的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以及電爐、電解設(shè)備、照明燈具等，均屬連續(xù)運(yùn)行工作制的用電設(shè)備。 第14頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三短時(shí)運(yùn)行工作制（短暫工作制） 用電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間

7、短而停歇時(shí)間長，在工作時(shí)間內(nèi)，用電設(shè)備的溫升尚未達(dá)到該負(fù)荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時(shí)間內(nèi)其溫度又降低為周圍介質(zhì)的溫度，這是短暫工作的特點(diǎn)。如機(jī)床上的某些輔助電動(dòng)機(jī)（如橫梁升降、刀架快速移動(dòng)裝置的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)）及水閘用電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。這類設(shè)備的數(shù)量不多。 第15頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三斷續(xù)運(yùn)行工作制（重復(fù)短暫工作制） 用電設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進(jìn)行工作，其工作時(shí)間（t）與停歇時(shí)間（t0）相互交替。工作時(shí)間內(nèi)設(shè)備溫度升高，停歇時(shí)間溫度又下降，若干周期后，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài)。如電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)等。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用暫載率表征其工作特征，取一個(gè)工作周期內(nèi)的工

8、作時(shí)間與工作周期的百分比值，即為 ，即：式中 t，t0工作時(shí)間與停歇時(shí)間，兩者之和為工作周期T。第16頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.3.2 用電設(shè)備額定容量的計(jì)算在每臺(tái)用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設(shè)備額定容量”，用Pe表示。 第17頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（1）長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量 Pe=PN（2）重復(fù)短暫工作制的設(shè)備容量 吊車機(jī)組用

9、電動(dòng)機(jī)（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等 ）的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到=25%時(shí)的額定功率（kW），若其N不等于25%時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算，公式為: 電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到100%時(shí)的額定功率（kW）。若其銘牌暫載率N不等于100%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換算，公式為:第18頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（3）電爐變壓器的設(shè)備容量 電爐變壓器的設(shè)備容量是指在額定功率因數(shù)下的額定功率（kW），即：Pe=PN=SNcos 第19頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（4）照明設(shè)備的設(shè)備容量白熾燈、碘鎢燈設(shè)備容量就等于燈泡上標(biāo)注的額定功率（kW）；熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功

10、率損失（約為燈管功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍（kW）；高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）；金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時(shí)亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），故其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。 第20頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（5）不對(duì)稱單相負(fù)荷的設(shè)備容量當(dāng)有多臺(tái)單相用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負(fù)載不對(duì)稱情況。設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，在計(jì)算范圍內(nèi)，單相用電設(shè)備的總?cè)萘咳绮怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，可按三相對(duì)稱分配考慮，如

11、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Pe 應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷的原則進(jìn)行換算。第21頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三設(shè)備接于相電壓或線電壓時(shí)，設(shè)備容量Pe的計(jì)算如下：單相設(shè)備接于相電壓時(shí)Pe3Pem式中 Pe等效三相設(shè)備容量； Pem最大負(fù)荷所接的單相設(shè)備容量。單相設(shè)備接于線電壓時(shí)式中 Pel接于同一線電壓的單相設(shè)備容量。返回目錄第22頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三 負(fù)荷計(jì)算的方法有：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、形狀系數(shù)法、附加系數(shù)法. 需要系數(shù)法比較簡便因而廣泛使用。這里僅介紹需要系數(shù)法。第23頁，共56頁，

12、2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三需要系數(shù)需要系數(shù)考慮了以下的主要因素：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； wl線路供電效率； 用電設(shè)備組在實(shí)際運(yùn)行功率時(shí)的平均效率。第24頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三實(shí)際上，上述系數(shù)對(duì)于成組用電設(shè)備是很難確定的，而且對(duì)一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)或車間來說，生產(chǎn)性質(zhì),工藝特點(diǎn)，加工條件，技術(shù)管理和勞動(dòng)組織以及工人操作水平等因素，都對(duì)Kd有影響。所以Kd只能靠測量統(tǒng)計(jì)確定,見附

13、錄表2.2.15。上述各種因素可供設(shè)計(jì)人員在變動(dòng)的系數(shù)范圍內(nèi)選用時(shí)參考。 第25頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.3.3 需要系數(shù)法 由負(fù)荷端逐級(jí)向電源端進(jìn)行計(jì)算第26頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三1單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷（1） 有功計(jì)算負(fù)荷： 考慮到單臺(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Pca1為式中 Pe換算到統(tǒng)一暫載率下的電動(dòng)機(jī)的額定容量； 用電設(shè)備在額定負(fù)載下的的效率。 （2）無功計(jì)算負(fù)荷：Qca1=Pca1tan式中 用電設(shè)備功率因數(shù)角。 計(jì)算目的：用于選擇分支線導(dǎo)線及其上的開關(guān)設(shè)備。第27頁，共56頁，2022年，5月20日

14、，3點(diǎn)37分，星期三2. 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（1）有功計(jì)算負(fù)荷：Pca2=KdPe Kd用電設(shè)備組的需要系數(shù)，見附錄表3； Pe用電設(shè)備組的設(shè)備額定容量之和，但不包括備用設(shè)備容量。（2）無功計(jì)算負(fù)荷：Qca2=Pca2tanwm tanwm值見附錄表3。（3）視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算目的：用于選擇各組配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備。 第28頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三當(dāng)Kd值有一定變動(dòng)范圍時(shí)，取值要作具體分析。如臺(tái)數(shù)多時(shí)，一般取用較小值，臺(tái)數(shù)少時(shí)取用較大值；設(shè)備使用率高時(shí)，取用較大值，使用率低時(shí)取用較小值。當(dāng)一條線路內(nèi)的用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)較?。╪3臺(tái)）時(shí)，一般是將用電設(shè)備額定容量

15、的總和作為計(jì)算負(fù)荷，或者采用較大的Kd值(0.851)。 第29頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三3確定車間配電干線或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（1）總有功計(jì)算負(fù)荷：Pca3Pca2（2）總無功計(jì)算負(fù)荷：Qca3Qca2（3）總視在計(jì)算負(fù)荷：Pca3、Qca3、Sca3車間變電所低壓母線上的有功、無功及視在計(jì)算負(fù)荷；Pca2、Qca2各用電設(shè)備組的有功、無功計(jì)算負(fù)荷的總和最大負(fù)荷時(shí)的同時(shí)系數(shù)。考慮各用電設(shè)備組的最大計(jì)算負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)而引入的系數(shù)。的范圍值見附錄表6。注意：當(dāng)變電所的低壓母線上裝有無功補(bǔ)償用的靜電電容器組，其容量為Qc3,則當(dāng)計(jì)算Qca3時(shí)，要減去無功

16、補(bǔ)償容量，即Qca3Qca2Qc3 計(jì)算目的：用于選擇車間配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備，或者用于低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。第30頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三4. 確定車間變電所中變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷Pca4Pca3+PTQca4Qca3+QT Pca、Qca、Sca車間變電所中變壓器高壓側(cè)的有功、無功及視在計(jì)算負(fù)荷（kW、kvar及kVA）； PT、QT變壓器的有功損耗與無功損耗（kW、kvar）。計(jì)算目的：用于選擇車間變電所高壓配電線及其上的開關(guān)設(shè)備 第31頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車間變壓器尚未選出

17、，無法根據(jù)變壓器的有功損耗與無功損耗的理論公式進(jìn)行計(jì)算，因此一般按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算：對(duì)SJL1等型電力變壓器：PT0.02Sca3 （kW）QT0.08Sca3 （kvar）對(duì)SL7、S7、S9、S10等低損耗型電力變壓器：PT0.015Sca3 （kW）QT0.06Sca3 （kvar）式中 Sca3變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（kVA）。第32頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三5. 確定全車間變電所中高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷Pca5Pca4+P4mQca5Qca4+Q4m P4m、Q4m車間高壓用電設(shè)備的有功及無功計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算目的：用于車間變電所高壓母線的選擇。第33頁，

18、共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三6. 確定總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷Pca6= Pca5 +PLPca5Qca6 = Qca5 +QL Qca5Sca6Sca5PL、QL高壓線路功率損耗，由于一般工廠范圍不大，線路功率損耗小，故可忽略不計(jì)。計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所出線及其上的開關(guān)設(shè)備。第34頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三7. 確定總降壓變電所低壓側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷Pca7PcaQca7Qca 注意：如果在總降壓變電所10kV二次母線側(cè)采用高壓電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，則在計(jì)算總無功功率Qca7時(shí)，應(yīng)減去補(bǔ)償設(shè)備的容量Qc7 ，即Qca7Qca-

19、 Qc7計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所低壓母線以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。第35頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三8確定全廠總計(jì)算負(fù)荷Pca8Pca7+PTQca8Qca7+QT 計(jì)算目的：全廠總計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值可作為向供電部門申請全廠用電的依據(jù)，并作為原始資料進(jìn)行高壓供電線路的電氣計(jì)算，選擇高壓進(jìn)線導(dǎo)線及進(jìn)線開關(guān)設(shè)備。 第36頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.3.4 二項(xiàng)式系數(shù)法 1.基本公式 Pca=bPe+cPx其中bPe表示用電設(shè)備的平均功率, Px是X臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘? cPx是附加負(fù)荷.注意事項(xiàng):當(dāng)設(shè)備總臺(tái)數(shù)少于表中規(guī)定的最

20、大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)的2倍時(shí), 當(dāng)用電設(shè)備只有12臺(tái)設(shè)備時(shí),.對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī), 第37頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三 2.多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定應(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,此時(shí)不是計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K, 總的有功計(jì)算負(fù)荷有兩部分組成.第38頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三例2.3.1 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)3臺(tái)共5kW；電葫蘆4個(gè)共6kW（FCN =40%）試用需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷。解：冷加工電動(dòng)機(jī)組： 查附錄表3可得Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=

21、1.73，因此Pca(1)=KdPe=0.250 =10(kW)Qca(1)= P ca(1)tanwm=101.73=17.3 (kvar) Sca(1)= P ca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA) 第39頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三 通風(fēng)機(jī)組： 查附錄表3可得Kd=0.70.8（取0.8），cos=0.8，tan=0.75，因此Pca(2)=KdPe=0.85 =4(kW)Qca(2)= P ca(2)tanwm=40.75=3 (kvar)Sca(2)= P ca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA)第40頁，共56頁，2022年，5月2

22、0日，3點(diǎn)37分，星期三電葫蘆：由于是單臺(tái)設(shè)備，可取Kd=1，查附錄表3可得cos=0.5，tan=1.73，因此Pca(3)= Pe=3.79 =3.79(kW)Qca(3)= Pca(3)tanwm=3.791.73= 6.56(kvar) Sca(3)= Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA) 取同時(shí)系數(shù)為0.9，因此總計(jì)算負(fù)荷為Pca()Pca=0.9（10+4+3.79）=16.01(kW)Qca()Qca=0.9（17.3+3+6.56）=24.17(kW)第41頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三為了使人一目了然，便于審核，實(shí)際工程設(shè)計(jì)

23、中常采用計(jì)算表格形式，如下表所示。28.9924.1716.01取=0.926.8617.7924負(fù)荷總計(jì)7.586.563.791.730.513.79（=25%）1電葫蘆35340.750.80.853通風(fēng)機(jī)組22017.3101.730.50.25020機(jī)床組1Sca(kVA)Qca(kVar)Pca(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)返回目錄第42頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三例2.3.2 已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kw3臺(tái)，4kw8臺(tái)，3kw17臺(tái)，1.5kw10臺(tái)。試用二項(xiàng)式法來確定機(jī)床

24、組的計(jì)算負(fù)荷。解：由附錄表1查得。設(shè)備總?cè)萘繛?Pe=120.5kW。x臺(tái)最大容量的設(shè)備容量為 Px=P5=7.5kW3+4kW2=30.5kW有功計(jì)算負(fù)荷為P30=0.14120.5Kw+0.430.5Kw=29.1Kw無功計(jì)算負(fù)荷為Q30=29.1Kw1.73=50.3kvar視在計(jì)算負(fù)荷為 計(jì)算電流為計(jì)算電流為第43頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.4 工廠供電系統(tǒng)功率因數(shù)的確定2.4.1 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功率表測出的三相功率讀數(shù)（kW）；U電壓表測出的

25、線電壓讀數(shù)（kV）；I電流表測出的相電流讀數(shù)（A）。瞬時(shí)功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無功功率的變化情況。 第44頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（2）均權(quán)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（kWh）；由有功電度表讀出。Wq-某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kvarh）；由無功電度表讀出。我國電業(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45頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三對(duì)于正在進(jìn)行設(shè)計(jì)的工業(yè)企業(yè)則采用下述的計(jì)算

26、方法：式中： Pca-全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；Qca-全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；-有功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.70.75；-無功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.760.82。 第46頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（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)的定義可以分別寫出：式中：Pca全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；Qca全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；Sca全企業(yè)的視在計(jì)算負(fù)荷，kVA。 第47頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.5 供電系統(tǒng)功率因數(shù)的改善及電能的節(jié)約2.5.1

27、功率因數(shù)降低對(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、測量儀表等規(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48頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三2.5

28、.2 功率因數(shù)的改善（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)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，主要有： 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； 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； 電力變壓器不宜輕載運(yùn)行； 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)； 使用無電壓運(yùn)行的電磁開關(guān)。 第49頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三（2） 人工補(bǔ)償無功功率 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)置專門的無功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償無功功率。

29、人工補(bǔ)償無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)無功功率補(bǔ)償 第50頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三用靜電電容器（或稱移相電容器、電力電容器）作無功補(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。電力電容器的補(bǔ)償容量可用下式確定Qc=Pav（tan1-tan2）=Pca（tan1-tan2）式中：Pca最大有功計(jì)算負(fù)荷，kW；月平均有功負(fù)荷系數(shù)；tan1、tan2補(bǔ)償前、后平均功率因數(shù)角的正切值。第51頁，共56頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)37分，星期三在計(jì)算補(bǔ)償用電力電容器容量和個(gè)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮到實(shí)際運(yùn)行電壓可能與額定電壓不同，電容器能補(bǔ)償?shù)膶?shí)際容量將低于額定容量，此時(shí)需對(duì)額定容量作修正：式中：QN電容器銘牌上的額定容量，kvar；Qe電容器在實(shí)際運(yùn)行電壓下的容量，kvar；UN電容器的額定電壓，kV;U電容器的實(shí)際運(yùn)行電壓，kV。 例如將YY10.5-10-1型高壓電容器用在kV的工廠變電所中作無功補(bǔ)償設(shè)備