電力工程基礎(chǔ)課件

第二章電力負(fù)荷計(jì)算電力工程基礎(chǔ)湖南工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院第二章電力負(fù)荷計(jì)算電力工程基礎(chǔ)湖南工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院第二章電力負(fù)荷計(jì)算2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線2.2計(jì)算負(fù)荷及有關(guān)系數(shù)2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法2.4尖峰電流的計(jì)算2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定2.7無功功率補(bǔ)償12/22/20222河北科技大學(xué)電氣工程系第二章電力負(fù)荷計(jì)算2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/18

一、電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求

供電方式:由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。1．一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡，重大設(shè)備損壞，重大產(chǎn)品報(bào)廢，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失。2．二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失。供電方式:由雙回路供電。3．三級(jí)負(fù)荷：所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的電力負(fù)荷。供電方式:對(duì)供電電源無特殊要求。

2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/20223河北科技大學(xué)電氣工程系一、電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求

二、用電設(shè)備的工作制1．連續(xù)運(yùn)行工作制（長(zhǎng)期工作制）2．短時(shí)運(yùn)行工作制（短時(shí)工作制）3．?dāng)嗬m(xù)周期工作制（反復(fù)短時(shí)工作制）暫載率（負(fù)荷持續(xù)率）：指設(shè)備工作時(shí)間與工作周期的百分比值，即吊車：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%和60%四種電焊機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%和100%四種2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/20224河北科技大學(xué)電氣工程系二、用電設(shè)備的工作制1．連續(xù)運(yùn)行工作制（長(zhǎng)期工作制）

三、負(fù)荷曲線1．負(fù)荷曲線的分類按性質(zhì)分：有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線

按負(fù)荷持續(xù)時(shí)間分：日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線2．負(fù)荷曲線的繪制2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線（圖2-1）：逐點(diǎn)描繪法、梯形曲線法年負(fù)荷曲線：年最大負(fù)荷曲線（圖2-2）：或稱運(yùn)行年負(fù)荷曲線。圖2-2年最大負(fù)荷曲線12/22/20225河北科技大學(xué)電氣工程系三、負(fù)荷曲線1．負(fù)荷曲線的分類按性質(zhì)分：有功負(fù)荷曲線和無圖2-1日有功負(fù)荷曲線a）折線圖b）梯形圖2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/20226河北科技大學(xué)電氣工程系圖2-1日有功負(fù)荷曲線2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/取冬季為213天，夏季為152天，則圖中功率P1所占時(shí)間為：圖2-3全年時(shí)間負(fù)荷曲線的繪制a）夏季典型日負(fù)荷曲線b）冬季典型日負(fù)荷曲線c）全年時(shí)間負(fù)荷曲線2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線全年時(shí)間負(fù)荷曲線（圖2-3）：或稱年負(fù)荷持續(xù)曲線。12/22/20227河北科技大學(xué)電氣工程系取冬季為213天，夏季為152天，則圖中功率P1所占時(shí)間為：

四、與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量1．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷Pmax：指全年中消耗電能最多的半小時(shí)的平均功率，即年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax：在此時(shí)間內(nèi)，用戶以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，如圖2-4所示?？梢姡耗曦?fù)荷曲線越平坦，Tmax越大；年負(fù)荷曲線越陡，Tmax越小。圖2-4年最大負(fù)荷與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/20228河北科技大學(xué)電氣工程系四、與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量1．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用2．平均負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷Pav：電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，即負(fù)荷系數(shù)

KL：平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，即年平均負(fù)荷為（圖2-5）:KL越大，負(fù)荷曲線越平坦，負(fù)荷波動(dòng)越小。圖2-5年平均負(fù)荷2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/20229河北科技大學(xué)電氣工程系2．平均負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷Pav：電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷，用Pc（或Qc、Sc、Ic

）表示。

一、計(jì)算負(fù)荷的意義通常把根據(jù)半小時(shí)平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷，并作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，因此2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ為10min以上，而導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為3τ～4τ，即載流導(dǎo)體大約經(jīng)半小時(shí)（30min）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值12/22/202210河北科技大學(xué)電氣工程系通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線

二、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)3．二項(xiàng)式系數(shù)b、c。1．需要系數(shù)Kd：負(fù)荷曲線中的最大有功計(jì)算負(fù)荷Pmax與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即2．利用系數(shù)Ku：負(fù)荷曲線中的平均計(jì)算負(fù)荷Pav與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即12/22/202211河北科技大學(xué)電氣工程系2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線二、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)3．二

一、概述求計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電量法等。

二、按需要系數(shù)確定計(jì)算負(fù)荷1．設(shè)備容量Pe的確定對(duì)長(zhǎng)期工作制的用電設(shè)備：對(duì)反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備：其設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法折算方法：按同一周期等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算。12/22/202212河北科技大學(xué)電氣工程系一、概述求計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法、二吊車電動(dòng)機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=25%時(shí)的額定功率（kW），即∴2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202213河北科技大學(xué)電氣工程系吊車電動(dòng)機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時(shí)的額定功率（kW），即 照明設(shè)備的設(shè)備容量：白熾燈、碘鎢燈的設(shè)備容量：等于燈泡上標(biāo)注的額定功率；熒光燈應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍；高壓水銀熒光燈和金屬鹵化物燈也應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量可取燈管額定功率的1.1倍。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202214河北科技大學(xué)電氣工程系電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時(shí)的額單相負(fù)荷的設(shè)備容量：當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，其設(shè)備容量可直接按三相平衡負(fù)荷考慮；當(dāng)超過15%時(shí)，應(yīng)將其換算為等效的三相設(shè)備容量，再同三相用電設(shè)備一起進(jìn)行三相負(fù)荷計(jì)算。換算方法如下：?jiǎn)蜗嘣O(shè)備接于相電壓時(shí)：

單相設(shè)備接于同一線電壓時(shí)：式中，為等效三相設(shè)備容量（kW）；為最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量（kW）。式中，為接于同一線電壓的單相設(shè)備容量（kW）。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202215河北科技大學(xué)電氣工程系單相負(fù)荷的設(shè)備容量：當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三一般情況：應(yīng)先將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，換算公式如下：A相:B相:C相:然后分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，則最大負(fù)荷相的3倍即為總的等效三相設(shè)備容量。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202216河北科技大學(xué)電氣工程系一般情況：應(yīng)先將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)2．單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)工作的單臺(tái)用電設(shè)備：對(duì)需要計(jì)及效率的單臺(tái)用電設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）：3．用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，P30、Q30、S30的單位分別為kW、kvar、kVA；Kd為需要系數(shù)，查書中表2-3。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202217河北科技大學(xué)電氣工程系2．單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)工作的單臺(tái)用電設(shè)備：對(duì)確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素：各用電設(shè)備因工作情況不同，可能不同時(shí)工作，因此應(yīng)考慮一個(gè)同時(shí)使用系數(shù)

;各用電設(shè)備在工作時(shí)，不一定全部在滿負(fù)荷下運(yùn)行，因此應(yīng)考慮一個(gè)負(fù)荷系數(shù)

;各用電設(shè)備的平均效率;

線路的供電效率。

因此，用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為:2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202218河北科技大學(xué)電氣工程系確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素：各用電設(shè)備因2．多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，為同時(shí)系數(shù)，查書中表2-5。當(dāng)車間配電干線上有多組用電設(shè)備時(shí)，各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202219河北科技大學(xué)電氣工程系2．多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，為同時(shí)系數(shù)，電力負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)用電設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kWKdcos

tan計(jì)算負(fù)荷銘牌值換算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1金屬切削機(jī)床組3085850.160.51.7313.623.532通風(fēng)機(jī)組3550.80.80.75433吊車組133.7950.150.51.730.5690.984小計(jì)349393.79518.16927.514負(fù)荷總計(jì)（）16.3524.7629.6745.1例2-1（P35）2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202220河北科技大學(xué)電氣工程系電力負(fù)荷計(jì)算表用電設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kWKdcost2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法

二、按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷1．對(duì)同一工作制的單組用電設(shè)備式中，b、c為二項(xiàng)式系數(shù)，查書中表2-7；為由x臺(tái)容量最大用電設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷（kW）；為該用電設(shè)備組的平均負(fù)荷（kW）。12/22/202221河北科技大學(xué)電氣工程系2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法二、按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算2．對(duì)不同工作制的多組用電設(shè)備式中，為各用電設(shè)備組附加負(fù)荷中的最大值；為各用電設(shè)備組平均負(fù)荷的總和；為與對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角的正切值；為各用電設(shè)備組對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)的正切值。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202222河北科技大學(xué)電氣工程系2．對(duì)不同工作制的多組用電設(shè)備式中，例2-2（P37）電力負(fù)荷計(jì)算表與例2-1（S30=29.67kVA，I30=45.1A）比較可知，按二項(xiàng)式計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果要大。序號(hào)用電設(shè)備名稱設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量二項(xiàng)式系數(shù)costans計(jì)算負(fù)荷P30/kW總臺(tái)數(shù)大容量臺(tái)數(shù)/kW/kWbc1切削機(jī)床3058537.50.140.40.51.7311.9+15=26.92通風(fēng)機(jī)組350.650.250.80.753.25+1.25=4.53吊車組13（ε=40%）3.795(ε=25%）0.060.20.51.730.228+0.759=0.987負(fù)荷總計(jì)P30=30.38kWQ30=49.37kvarS30=57.97kVAI30=88.1A2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202223河北科技大學(xué)電氣工程系例2-2（P37）電力負(fù)荷計(jì)算表與例2-1（S30=29

一、單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起動(dòng)電流，即

二、多臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流或式中，和分別為用電設(shè)備中起動(dòng)電流與額定電流之差最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流及其起動(dòng)電流與額定電流之差；2.4尖峰電流的計(jì)算12/22/202224河北科技大學(xué)電氣工程系一、單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起

三、用電設(shè)備同時(shí)自起動(dòng)的尖峰電流如果有一組用電設(shè)備需同時(shí)參與自起動(dòng)，則其尖峰電流等于所有用電設(shè)備的起動(dòng)電流之和，即式中，n為參與自起動(dòng)的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)；和為分別對(duì)應(yīng)于第i臺(tái)用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)和額定電流。2.4尖峰電流的計(jì)算為將起動(dòng)電流與額定電流之差最大的那臺(tái)設(shè)備除外的其它n-1臺(tái)設(shè)備的額定電流之和；為n-1臺(tái)設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，一般為0.7～1，I30為全部設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流。12/22/202225河北科技大學(xué)電氣工程系三、用電設(shè)備同時(shí)自起動(dòng)的尖峰電流如果有一組用電設(shè)備需

一、功率損耗1．線路的功率損耗２．變壓器的功率損耗鐵心中的有功功率損耗，即鐵損:當(dāng)外加電壓和頻率不變時(shí)，是固定不變的，與負(fù)荷大小無關(guān)——不變損耗。

變壓器的空載損耗可認(rèn)為就是鐵耗，即變壓器的有功功率損耗：2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算12/22/202226河北科技大學(xué)電氣工程系一、功率損耗1．線路的功率損耗２．變壓器的功率損耗鐵心中變壓器的短路損耗可認(rèn)為就是額定負(fù)載下的銅耗，則任意負(fù)載下的銅耗為：所以式中，為變壓器的負(fù)荷率；S30為變壓器的計(jì)算負(fù)荷（kVA）；SN為變壓器的額定容量（kVA）。2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算消耗在一、二次線圈電阻上的有功功率損耗，即銅耗:與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比?！勺儞p耗12/22/202227河北科技大學(xué)電氣工程系變壓器的短路損耗可認(rèn)為就是額2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電流的無功功率損耗：只與電網(wǎng)的電壓有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，可用來表征。所以變壓器的無功功率損耗：消耗在一、二次線圈電阻上的有功功率損耗：與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比，可用來表征。

12/22/202228河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算所以——額定負(fù)載下的損耗任意負(fù)載下的損耗為：在負(fù)荷估算中，可按下列近似公式進(jìn)行計(jì)算：12/22/202229河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算所以2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算

二、電能損耗1．線路的電能損耗：式中，τ為年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，它與Tmax以及cos有關(guān)，如圖2-6所示。τ的含義：年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)實(shí)際上是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，線路持續(xù)通過計(jì)算電流所（I30）產(chǎn)生的電能損耗與實(shí)際負(fù)荷電流在全年內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗恰好相等。圖2-6與Tmax關(guān)系曲線12/22/202230河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算二、電能損耗1．線路的2．變壓器的電能損耗2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算由變壓器鐵損引起的電能損耗：由變壓器銅損引起的電能損耗：因此，變壓器全年的電能損耗為12/22/202231河北科技大學(xué)電氣工程系2．變壓器的電能損耗2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算由變2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算

三、線損率的計(jì)算1.線損：發(fā)電廠發(fā)出來的電能，在電力網(wǎng)輸送、變壓、配電各環(huán)節(jié)所造成的損耗，稱為電力網(wǎng)的電能損耗，簡(jiǎn)稱為線損。包括理論線損和管理線損兩部分。2.線損率：指線損電量占電網(wǎng)供電量的百分?jǐn)?shù)，即實(shí)際線損率：理論線損率：12/22/202232河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算三、線損率的計(jì)算1.2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定

一、按逐級(jí)計(jì)算法確定企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷

逐級(jí)計(jì)算法是指從企業(yè)的用電端開始，逐級(jí)上推，直至求出電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷為止。一般工業(yè)企業(yè)的供電系統(tǒng)圖如圖2-7所示：圖2-7負(fù)荷計(jì)算用供電系統(tǒng)12/22/202233河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定一、按逐級(jí)計(jì)算法確定企業(yè)的2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定1.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的1點(diǎn)）2．車間變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的2點(diǎn)）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，則12/22/202234河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定1.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（圖2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定3.車間變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的3點(diǎn)）

注意：若求計(jì)算負(fù)荷時(shí)車間變壓器的容量和型號(hào)尚未確定，變壓器的功率損耗可按近似公式進(jìn)行計(jì)算，即對(duì)SL7、S9、SC9等低損耗變壓器：對(duì)SJL1等變壓器：12/22/202235河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定3.車間變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定4.車間變電所高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的4點(diǎn)）5.總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的5點(diǎn)）由于工業(yè)企業(yè)廠區(qū)范圍不大，高壓線路中的功率損耗較小，在負(fù)荷計(jì)算中可以忽略不計(jì)，所以有12/22/202236河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定4.車間變電所高壓母線上的計(jì)2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定6.總降壓變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的6點(diǎn)）注意：如果在總降壓變電所6～10kV二次母線側(cè)采用高壓電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，其容量為，則7.企業(yè)總計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的7點(diǎn)）12/22/202237河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定6.總降壓變電所低壓母線上的2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定

二、按需要系數(shù)法確定企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷

式中，Kd為企業(yè)的需要系數(shù)，查表2-4；為全廠用電設(shè)備的總?cè)萘浚ú话▊溆迷O(shè)備容量）。

三、按年產(chǎn)量估算企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷將企業(yè)年產(chǎn)量A乘以單位產(chǎn)品耗電量a，即可得到企業(yè)全年的耗電量：則企業(yè)的有功計(jì)算負(fù)荷為：12/22/202238河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定企業(yè)的2.7無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)低的不良影響1．使供電網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電能損耗增大。2．使供電網(wǎng)絡(luò)的電壓損失增大，影響負(fù)荷端的電壓質(zhì)量。3．使供配電設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力。4．使發(fā)電機(jī)的出力下降，發(fā)電設(shè)備效率降低，發(fā)電成本提高。因?yàn)楣β室驍?shù)越低，在保證輸送同樣的有功功率時(shí)，系統(tǒng)中輸送的總電流越大，從而使輸電線路上的功率損耗和電能損耗增加。由于發(fā)電機(jī)、變壓器都有一定的額定電壓和額定電流，在正常情況下不允許超過額定值，根據(jù)，功率因數(shù)越低，輸出的有功功率越小，使設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力。當(dāng)有功功率保持不變時(shí)，功率因數(shù)越低，無功電流越大，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)越大，端電壓越低，發(fā)電機(jī)就達(dá)不到預(yù)定的出力。

由于，當(dāng)P、R、X一定時(shí)，功率因數(shù)越低，Q越大，則越大。12/22/202239河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)低的不良影響1．使供電網(wǎng)2.7無功功率補(bǔ)償二、功率因數(shù)的計(jì)算1.瞬時(shí)功率因數(shù)：可由功率因數(shù)表（相位表）直接讀出，或由電壓表、電流表和功率表在同一時(shí)刻的讀數(shù)按下式求出：

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：2.均權(quán)功率因數(shù)：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。式中，Wp為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kW·h）；Wq為同一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kvar·h）。12/22/202240河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償二、功率因數(shù)的計(jì)算1.瞬時(shí)功率因數(shù)2.7無功功率補(bǔ)償指在年最大負(fù)荷（即計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的功率因數(shù)。其計(jì)算公式為：3.最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)：注意：在供電設(shè)計(jì)中考慮無功補(bǔ)償時(shí)，嚴(yán)格地講，應(yīng)按均權(quán)功率因數(shù)否滿足要求來計(jì)算，但為簡(jiǎn)便起見，常按最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)來計(jì)算補(bǔ)償容量。我國(guó)供電部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就是按月均權(quán)功率因數(shù)的高低來調(diào)整的。并規(guī)定：高壓供電的用戶，其功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9，其他電力用戶的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.85。若達(dá)不到以上要求，應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)償，否則要加收電費(fèi)。12/22/202241河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償三、提高功率因數(shù)的方法2.7無功功率補(bǔ)償提高自然功率因數(shù)的方法不加任何補(bǔ)償設(shè)備，采取措施減少供電系統(tǒng)中無功功率的需要量，稱為提高自然功率因數(shù)。用小容量的電動(dòng)機(jī)代替負(fù)荷不足的大容量電動(dòng)機(jī)。正確選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和容量。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù)KL＞70%時(shí)，可以不換；當(dāng)KL＜40%時(shí)，必須換小電機(jī)；當(dāng)40%＜KL＜70%時(shí)，則需經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再進(jìn)行更換。降低感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的端電壓就降低了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的無功功率需要量，從而可提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。對(duì)負(fù)荷不足的電動(dòng)機(jī)可用降低外加電壓的辦法提高功率因數(shù)。12/22/202242河北科技大學(xué)電氣工程系三、提高功率因數(shù)的方法2.7無功功率補(bǔ)償提高自然功率2.7無功功率補(bǔ)償定子繞組的匝數(shù)不能減少。所以限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行。提高感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量。變壓器的負(fù)荷系數(shù)在60%以上運(yùn)行時(shí)才較經(jīng)濟(jì)，其最佳負(fù)荷系數(shù)為75%~80%，因此變壓器不宜輕載運(yùn)行。一般當(dāng)變壓器的負(fù)荷系數(shù)KL＜30%時(shí)，才考慮換小容量的變壓器。對(duì)負(fù)荷率不大于0.7及最大負(fù)荷不大于90%的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，必要時(shí)可使其同步化運(yùn)行。即當(dāng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢后，向轉(zhuǎn)子三相繞組中送入直流勵(lì)磁，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩把異步電動(dòng)機(jī)牽入同步運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)與同步電動(dòng)機(jī)一樣，在過勵(lì)磁下，電動(dòng)機(jī)可向電網(wǎng)送入無功功率，從而達(dá)到改善功率因數(shù)的目的。氣隙δ不能增加。合理使用變壓器。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行。12/22/202243河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償定子繞組的匝數(shù)不能減少。所以限制感應(yīng)2.7無功功率補(bǔ)償2．提高功率因數(shù)的補(bǔ)償法采用移相電容器（即靜電電容器）采用同步電動(dòng)機(jī)采用同步調(diào)相機(jī)靜電電容器具有重量輕、安裝方便、投資小、故障范圍小、有功功率損耗小、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的無功補(bǔ)償裝置。調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使其在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，就能向電網(wǎng)輸送無功功率，因而能提高企業(yè)的功率因數(shù)。同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，專門向電網(wǎng)輸送無功功率，大容量的同步調(diào)相機(jī)主要裝設(shè)在電力系統(tǒng)的區(qū)域性變電所，作為該地區(qū)的無功補(bǔ)償電源，用于提高該地區(qū)的功率因數(shù)和電壓質(zhì)量。12/22/202244河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償2．提高功率因數(shù)的補(bǔ)償法采用移相電容2.7無功功率補(bǔ)償四、電容器并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟碓诠I(yè)企業(yè)中，絕大部分電氣設(shè)備的等值電路可視為電阻R和電感L的串聯(lián)電路，其功率因數(shù)可表示為：當(dāng)在R、L電路中并聯(lián)接入電容器C后，如圖2-8a）所示，回路電流為：圖2-8電容器無功補(bǔ)償原理圖12/22/202245河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償四、電容器并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?.7無功功率補(bǔ)償可見，并聯(lián)電容器后與之間的夾角變小了，因此，供電回路的功率因數(shù)提高了。欠補(bǔ)償：補(bǔ)償后電流落后電壓，如圖2-8b）所示。過補(bǔ)償：補(bǔ)償后電流超前電壓，如圖2-8c）所示。五、電容器的接線方式與裝設(shè)位置一般都不采用過補(bǔ)償，因?yàn)檫@將引起變壓器二次側(cè)電壓的升高，會(huì)增大電容器本身的損耗，使溫升增大，電容器壽命降低，同時(shí)還會(huì)使線路上的電能損耗增加。1．電容器的接線方式低壓電容器一般接成三角形。高壓電容器組宜接成星形，但容量較?。?50kvar及以下）時(shí)可接成三角形。由于，而，因此電容器接成三角形時(shí)的容量為采用星形接線時(shí)的3倍。若電容器采用三角形接線，一電容器斷線時(shí)，三相線路仍能得到無功補(bǔ)償；而采用星形接線時(shí)，一相電容器斷線，該相將失去無功補(bǔ)償，造成三相負(fù)荷不平衡。但是，電容器采用三角形接線時(shí)，任一電容器擊穿將造成兩相短路，有可能發(fā)生電容器爆炸；而采用星形接線時(shí)，若一相電容器擊穿，短路電流數(shù)值相對(duì)較小。因此星形接線較之三角形接線安全多了。12/22/202246河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償可見，并聯(lián)電容器后2.7無功功率補(bǔ)償2．電容器的裝設(shè)位置（補(bǔ)償方式）高壓集中補(bǔ)償：將高壓電容器組集中安裝在企業(yè)或地方總降壓變電所6～10kV母線上。低壓分組補(bǔ)償：將低壓電容器組分散安裝在各車間變電所低壓母線上。個(gè)別補(bǔ)償：將電容器組直接安裝在需要進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)母鱾€(gè)用電設(shè)備附近。必須指出：電容器從電網(wǎng)上切除后有殘余電壓，其最高可達(dá)電網(wǎng)電壓的峰值。所以電容器組應(yīng)裝設(shè)放電裝置，且其放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開關(guān)設(shè)備，以免放電回路斷開，危及人身安全。對(duì)高壓電容器，通常利用母線上電壓互感器的一次繞組來放電；對(duì)分散補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，通常采用白熾燈的燈絲電阻來放電；對(duì)就地補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，通常利用用電設(shè)備本身的繞組來放電。12/22/202247河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償2．電容器的裝設(shè)位置（補(bǔ)償方式）高壓2.7無功功率補(bǔ)償六、補(bǔ)償容量的計(jì)算電容器的補(bǔ)償容量可用下式確定（圖2-9）:式中，P30為最大有功計(jì)算負(fù)荷（kW）；和分別為補(bǔ)償前、后的功率因數(shù)角的正切值；稱為補(bǔ)償率或比補(bǔ)償功率（kvar/kW）。在計(jì)算補(bǔ)償用電容器的容量和個(gè)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮以下兩個(gè)問題：當(dāng)電容器的額定電壓與實(shí)際運(yùn)行電壓不相符時(shí)，電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量應(yīng)按下式進(jìn)行換算：

圖2-9功率因數(shù)與無功功率和視在功率的關(guān)系12/22/202248河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償六、補(bǔ)償容量的計(jì)算電容器的補(bǔ)償容量可2.7無功功率補(bǔ)償在確定了總的補(bǔ)償容量QC時(shí)，就可根據(jù)所選電容器的單個(gè)容量qC來確定電容器的個(gè)數(shù)n，即由上式計(jì)算所得的數(shù)值對(duì)三相電容器應(yīng)取相近偏大的整數(shù)；對(duì)單相電容器，則應(yīng)取3的整數(shù)倍，以便三相均衡分配。式中，QＮ為電容器的額定容量（kvar）；為電容器在實(shí)際運(yùn)行電壓時(shí)的容量（kvar）。12/22/202249河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償在確定了總的補(bǔ)償容量QC時(shí)，就可根據(jù)2.7無功功率補(bǔ)償七、無功補(bǔ)償?shù)男б娣治?.線路損耗下降百分值設(shè)補(bǔ)償前線路電流為I，功率因數(shù)為cos，補(bǔ)償后線路電流降為，功率因數(shù)為，由于負(fù)荷有功功率不變，故或

由于線路的功率損耗與電流平方成正比，所以補(bǔ)償后功率損耗下降百分?jǐn)?shù)為（補(bǔ)償前為100%）12/22/202250河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償七、無功補(bǔ)償?shù)男б娣治?.線路損耗2.7無功功率補(bǔ)償2.變壓器銅耗下降百分值設(shè)額定電流時(shí)的銅耗為100%，在補(bǔ)償前通過電流I時(shí)，變壓器銅耗的百分值為（相對(duì)額定電流而言）則補(bǔ)償后變壓器的銅耗下降百分值為：12/22/202251河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償2.變壓器銅耗下降百分值2.7無功功率補(bǔ)償3.減少變壓器容量值由于負(fù)荷有功功率不變，故補(bǔ)償后存在所以八、靜電電容器的控制方式1.按晝夜時(shí)間劃分進(jìn)行控制根據(jù)全天24小時(shí)無功負(fù)荷的變化曲線，按時(shí)間程序投入或切除補(bǔ)償電容器。其特點(diǎn)是控制設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，并可以防止無功功率倒送向電網(wǎng)，適用于負(fù)荷比較穩(wěn)定，無功負(fù)荷變化有規(guī)律的場(chǎng)合。12/22/202252河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償3.減少變壓器容量值由于負(fù)荷有功2.7無功功率補(bǔ)償2.按母線電壓的高低進(jìn)行控制3.按無功功率的大小進(jìn)行控制4．按功率因數(shù)的大小進(jìn)行控制起動(dòng)元件采用低電壓和過電壓兩個(gè)繼電器，當(dāng)母線電壓低于低電壓繼電器的整定值時(shí)，電容器自動(dòng)投入；當(dāng)母線電壓高于過電壓繼電器的整定值時(shí)，電容器自動(dòng)切除。起動(dòng)元件是一個(gè)無功功率檢測(cè)器，當(dāng)無功檢測(cè)器測(cè)出的無功功率值大于上限給定值時(shí)，電容器自動(dòng)投入；反之，當(dāng)無功檢測(cè)器測(cè)出的無功功率值小于下限給定值時(shí)，電容器自動(dòng)切除。起動(dòng)元件是一個(gè)相位檢測(cè)器，通過檢測(cè)一個(gè)線電壓和一個(gè)線電流的相位來得出系統(tǒng)當(dāng)前的功率因數(shù)值，若此功率因數(shù)值小于下限給定值，電容器自動(dòng)投入；反之，若此功率因數(shù)值大于上限給定值，則電容器自動(dòng)切除。12/22/202253河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償2.按母線電壓的高低進(jìn)行控制3.2.7無功功率補(bǔ)償九、無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置采用靜電電容器作為補(bǔ)償元件。普通的功率因數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置適用于三相平衡負(fù)載，通過檢測(cè)一個(gè)線電壓和一個(gè)線電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電力電容器的聯(lián)動(dòng)投切。相控式無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置適用于三相不平衡負(fù)載，它分別測(cè)量各相的功率因數(shù)，并分別控制各相電力電容器的投切。圖2-10為SG-91型相控式無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置的電路圖。靜止無功補(bǔ)償器（SVC）是由可控硅控制的可調(diào)電抗器與電容器并聯(lián)組成的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置。調(diào)節(jié)性能好，響應(yīng)速度快，補(bǔ)償效率高，噪聲小，損耗低，不僅可以作為一般的無功補(bǔ)償裝置，而且可用于急劇變動(dòng)的沖擊性負(fù)荷的無功補(bǔ)償。12/22/202254河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償九、無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置無功功率自動(dòng)例2-3某絲綢煉染廠電氣負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例。序號(hào)車間或設(shè)備名稱設(shè)備容量/kWKdcostan計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30//kVA1234567891011鍋爐房染絲車間烘房整理車間染煉車間金絲絨車間機(jī)修車間曝氣池倉(cāng)庫(kù)食堂、托兒所綜合樓20415250850808250562030520.750.650.80.80.650.80.30.80.30.60.90.80.80.80.80.80.80.50.80.50.60.980.750.750.750.750.750.751.730.751.731.330.215398.8406805265.61544.861846.8114.7574.1305103949.225.9533.610.3823.949.36合計(jì)1220920全廠低壓側(cè)總負(fù)荷（）10988281375變壓器損耗13.256.6考慮變壓器損耗后全廠總負(fù)荷1111.2884.61420.3無功補(bǔ)償容量（補(bǔ)償?shù)?.9）-360補(bǔ)償后全廠總計(jì)算負(fù)荷1111.2524.6122912/22/202255河北科技大學(xué)電氣工程系例2-3某絲綢煉染廠電氣負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例。序號(hào)車間或設(shè)備A相：C1～C3B相：C4～C6C相：C7～C9共有三組電容器：三個(gè)電容器的容量分別為5kvar、10kvar、20kvar。不同的負(fù)荷無功功率應(yīng)投入的電容器如表2-9所示。具有測(cè)量、調(diào)節(jié)、延時(shí)以及手動(dòng)操作和參數(shù)顯示等功能。可分別檢測(cè)各相的電壓和電流，計(jì)算各相的無功功率，控制各中間繼電器K1～K9的吸合或釋放。12/22/202256河北科技大學(xué)電氣工程系A(chǔ)相：C1～C3共有三組電容器：三個(gè)電容器表2-9A相不同無功負(fù)荷時(shí)投入的電容器無功負(fù)荷功率QL/kvar5＜QL10＜QL＜1515＜QL＜2020＜QL＜2525＜QL＜3030＜QL＜3535＜QL電容器代號(hào)C1C2C1+C2C3C3+C1C3+C2C3+C2+C112/22/202257河北科技大學(xué)電氣工程系表2-9A相不同無功負(fù)荷時(shí)投入的電容器無功負(fù)荷功率QL第二章電力負(fù)荷計(jì)算電力工程基礎(chǔ)湖南工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院第二章電力負(fù)荷計(jì)算電力工程基礎(chǔ)湖南工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院第二章電力負(fù)荷計(jì)算2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線2.2計(jì)算負(fù)荷及有關(guān)系數(shù)2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法2.4尖峰電流的計(jì)算2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定2.7無功功率補(bǔ)償12/22/202259河北科技大學(xué)電氣工程系第二章電力負(fù)荷計(jì)算2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/18

一、電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求

供電方式:由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。1．一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡，重大設(shè)備損壞，重大產(chǎn)品報(bào)廢，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失。2．二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失。供電方式:由雙回路供電。3．三級(jí)負(fù)荷：所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的電力負(fù)荷。供電方式:對(duì)供電電源無特殊要求。

2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/202260河北科技大學(xué)電氣工程系一、電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求

二、用電設(shè)備的工作制1．連續(xù)運(yùn)行工作制（長(zhǎng)期工作制）2．短時(shí)運(yùn)行工作制（短時(shí)工作制）3．?dāng)嗬m(xù)周期工作制（反復(fù)短時(shí)工作制）暫載率（負(fù)荷持續(xù)率）：指設(shè)備工作時(shí)間與工作周期的百分比值，即吊車：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%和60%四種電焊機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%和100%四種2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/202261河北科技大學(xué)電氣工程系二、用電設(shè)備的工作制1．連續(xù)運(yùn)行工作制（長(zhǎng)期工作制）

三、負(fù)荷曲線1．負(fù)荷曲線的分類按性質(zhì)分：有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線

按負(fù)荷持續(xù)時(shí)間分：日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線2．負(fù)荷曲線的繪制2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線（圖2-1）：逐點(diǎn)描繪法、梯形曲線法年負(fù)荷曲線：年最大負(fù)荷曲線（圖2-2）：或稱運(yùn)行年負(fù)荷曲線。圖2-2年最大負(fù)荷曲線12/22/202262河北科技大學(xué)電氣工程系三、負(fù)荷曲線1．負(fù)荷曲線的分類按性質(zhì)分：有功負(fù)荷曲線和無圖2-1日有功負(fù)荷曲線a）折線圖b）梯形圖2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/202263河北科技大學(xué)電氣工程系圖2-1日有功負(fù)荷曲線2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/取冬季為213天，夏季為152天，則圖中功率P1所占時(shí)間為：圖2-3全年時(shí)間負(fù)荷曲線的繪制a）夏季典型日負(fù)荷曲線b）冬季典型日負(fù)荷曲線c）全年時(shí)間負(fù)荷曲線2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線全年時(shí)間負(fù)荷曲線（圖2-3）：或稱年負(fù)荷持續(xù)曲線。12/22/202264河北科技大學(xué)電氣工程系取冬季為213天，夏季為152天，則圖中功率P1所占時(shí)間為：

四、與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量1．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷Pmax：指全年中消耗電能最多的半小時(shí)的平均功率，即年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax：在此時(shí)間內(nèi)，用戶以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，如圖2-4所示。可見：年負(fù)荷曲線越平坦，Tmax越大；年負(fù)荷曲線越陡，Tmax越小。圖2-4年最大負(fù)荷與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/202265河北科技大學(xué)電氣工程系四、與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量1．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用2．平均負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷Pav：電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，即負(fù)荷系數(shù)

KL：平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，即年平均負(fù)荷為（圖2-5）:KL越大，負(fù)荷曲線越平坦，負(fù)荷波動(dòng)越小。圖2-5年平均負(fù)荷2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線12/22/202266河北科技大學(xué)電氣工程系2．平均負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷Pav：電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷，用Pc（或Qc、Sc、Ic

）表示。

一、計(jì)算負(fù)荷的意義通常把根據(jù)半小時(shí)平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷，并作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，因此2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ為10min以上，而導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為3τ～4τ，即載流導(dǎo)體大約經(jīng)半小時(shí)（30min）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值12/22/202267河北科技大學(xué)電氣工程系通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線

二、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)3．二項(xiàng)式系數(shù)b、c。1．需要系數(shù)Kd：負(fù)荷曲線中的最大有功計(jì)算負(fù)荷Pmax與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即2．利用系數(shù)Ku：負(fù)荷曲線中的平均計(jì)算負(fù)荷Pav與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即12/22/202268河北科技大學(xué)電氣工程系2.1電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線二、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)3．二

一、概述求計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電量法等。

二、按需要系數(shù)確定計(jì)算負(fù)荷1．設(shè)備容量Pe的確定對(duì)長(zhǎng)期工作制的用電設(shè)備：對(duì)反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備：其設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法折算方法：按同一周期等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算。12/22/202269河北科技大學(xué)電氣工程系一、概述求計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法、二吊車電動(dòng)機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=25%時(shí)的額定功率（kW），即∴2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202270河北科技大學(xué)電氣工程系吊車電動(dòng)機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時(shí)的額定功率（kW），即 照明設(shè)備的設(shè)備容量：白熾燈、碘鎢燈的設(shè)備容量：等于燈泡上標(biāo)注的額定功率；熒光燈應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍；高壓水銀熒光燈和金屬鹵化物燈也應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量可取燈管額定功率的1.1倍。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202271河北科技大學(xué)電氣工程系電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時(shí)的額單相負(fù)荷的設(shè)備容量：當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，其設(shè)備容量可直接按三相平衡負(fù)荷考慮；當(dāng)超過15%時(shí)，應(yīng)將其換算為等效的三相設(shè)備容量，再同三相用電設(shè)備一起進(jìn)行三相負(fù)荷計(jì)算。換算方法如下：?jiǎn)蜗嘣O(shè)備接于相電壓時(shí)：

單相設(shè)備接于同一線電壓時(shí)：式中，為等效三相設(shè)備容量（kW）；為最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量（kW）。式中，為接于同一線電壓的單相設(shè)備容量（kW）。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202272河北科技大學(xué)電氣工程系單相負(fù)荷的設(shè)備容量：當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三一般情況：應(yīng)先將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，換算公式如下：A相:B相:C相:然后分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，則最大負(fù)荷相的3倍即為總的等效三相設(shè)備容量。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202273河北科技大學(xué)電氣工程系一般情況：應(yīng)先將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)2．單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)工作的單臺(tái)用電設(shè)備：對(duì)需要計(jì)及效率的單臺(tái)用電設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）：3．用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，P30、Q30、S30的單位分別為kW、kvar、kVA；Kd為需要系數(shù)，查書中表2-3。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202274河北科技大學(xué)電氣工程系2．單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)工作的單臺(tái)用電設(shè)備：對(duì)確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素：各用電設(shè)備因工作情況不同，可能不同時(shí)工作，因此應(yīng)考慮一個(gè)同時(shí)使用系數(shù)

;各用電設(shè)備在工作時(shí)，不一定全部在滿負(fù)荷下運(yùn)行，因此應(yīng)考慮一個(gè)負(fù)荷系數(shù)

;各用電設(shè)備的平均效率;

線路的供電效率。

因此，用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為:2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202275河北科技大學(xué)電氣工程系確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素：各用電設(shè)備因2．多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，為同時(shí)系數(shù)，查書中表2-5。當(dāng)車間配電干線上有多組用電設(shè)備時(shí)，各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202276河北科技大學(xué)電氣工程系2．多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，為同時(shí)系數(shù)，電力負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)用電設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kWKdcos

tan計(jì)算負(fù)荷銘牌值換算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1金屬切削機(jī)床組3085850.160.51.7313.623.532通風(fēng)機(jī)組3550.80.80.75433吊車組133.7950.150.51.730.5690.984小計(jì)349393.79518.16927.514負(fù)荷總計(jì)（）16.3524.7629.6745.1例2-1（P35）2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202277河北科技大學(xué)電氣工程系電力負(fù)荷計(jì)算表用電設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kWKdcost2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法

二、按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷1．對(duì)同一工作制的單組用電設(shè)備式中，b、c為二項(xiàng)式系數(shù)，查書中表2-7；為由x臺(tái)容量最大用電設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷（kW）；為該用電設(shè)備組的平均負(fù)荷（kW）。12/22/202278河北科技大學(xué)電氣工程系2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法二、按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算2．對(duì)不同工作制的多組用電設(shè)備式中，為各用電設(shè)備組附加負(fù)荷中的最大值；為各用電設(shè)備組平均負(fù)荷的總和；為與對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角的正切值；為各用電設(shè)備組對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)的正切值。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202279河北科技大學(xué)電氣工程系2．對(duì)不同工作制的多組用電設(shè)備式中，例2-2（P37）電力負(fù)荷計(jì)算表與例2-1（S30=29.67kVA，I30=45.1A）比較可知，按二項(xiàng)式計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果要大。序號(hào)用電設(shè)備名稱設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量二項(xiàng)式系數(shù)costans計(jì)算負(fù)荷P30/kW總臺(tái)數(shù)大容量臺(tái)數(shù)/kW/kWbc1切削機(jī)床3058537.50.140.40.51.7311.9+15=26.92通風(fēng)機(jī)組350.650.250.80.753.25+1.25=4.53吊車組13（ε=40%）3.795(ε=25%）0.060.20.51.730.228+0.759=0.987負(fù)荷總計(jì)P30=30.38kWQ30=49.37kvarS30=57.97kVAI30=88.1A2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法12/22/202280河北科技大學(xué)電氣工程系例2-2（P37）電力負(fù)荷計(jì)算表與例2-1（S30=29

一、單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起動(dòng)電流，即

二、多臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流或式中，和分別為用電設(shè)備中起動(dòng)電流與額定電流之差最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流及其起動(dòng)電流與額定電流之差；2.4尖峰電流的計(jì)算12/22/202281河北科技大學(xué)電氣工程系一、單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起

三、用電設(shè)備同時(shí)自起動(dòng)的尖峰電流如果有一組用電設(shè)備需同時(shí)參與自起動(dòng)，則其尖峰電流等于所有用電設(shè)備的起動(dòng)電流之和，即式中，n為參與自起動(dòng)的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)；和為分別對(duì)應(yīng)于第i臺(tái)用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)和額定電流。2.4尖峰電流的計(jì)算為將起動(dòng)電流與額定電流之差最大的那臺(tái)設(shè)備除外的其它n-1臺(tái)設(shè)備的額定電流之和；為n-1臺(tái)設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，一般為0.7～1，I30為全部設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流。12/22/202282河北科技大學(xué)電氣工程系三、用電設(shè)備同時(shí)自起動(dòng)的尖峰電流如果有一組用電設(shè)備需

一、功率損耗1．線路的功率損耗２．變壓器的功率損耗鐵心中的有功功率損耗，即鐵損:當(dāng)外加電壓和頻率不變時(shí)，是固定不變的，與負(fù)荷大小無關(guān)——不變損耗。

變壓器的空載損耗可認(rèn)為就是鐵耗，即變壓器的有功功率損耗：2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算12/22/202283河北科技大學(xué)電氣工程系一、功率損耗1．線路的功率損耗２．變壓器的功率損耗鐵心中變壓器的短路損耗可認(rèn)為就是額定負(fù)載下的銅耗，則任意負(fù)載下的銅耗為：所以式中，為變壓器的負(fù)荷率；S30為變壓器的計(jì)算負(fù)荷（kVA）；SN為變壓器的額定容量（kVA）。2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算消耗在一、二次線圈電阻上的有功功率損耗，即銅耗:與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比?！勺儞p耗12/22/202284河北科技大學(xué)電氣工程系變壓器的短路損耗可認(rèn)為就是額2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電流的無功功率損耗：只與電網(wǎng)的電壓有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，可用來表征。所以變壓器的無功功率損耗：消耗在一、二次線圈電阻上的有功功率損耗：與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比，可用來表征。

12/22/202285河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算所以——額定負(fù)載下的損耗任意負(fù)載下的損耗為：在負(fù)荷估算中，可按下列近似公式進(jìn)行計(jì)算：12/22/202286河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算所以2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算

二、電能損耗1．線路的電能損耗：式中，τ為年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，它與Tmax以及cos有關(guān)，如圖2-6所示。τ的含義：年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)實(shí)際上是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，線路持續(xù)通過計(jì)算電流所（I30）產(chǎn)生的電能損耗與實(shí)際負(fù)荷電流在全年內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗恰好相等。圖2-6與Tmax關(guān)系曲線12/22/202287河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算二、電能損耗1．線路的2．變壓器的電能損耗2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算由變壓器鐵損引起的電能損耗：由變壓器銅損引起的電能損耗：因此，變壓器全年的電能損耗為12/22/202288河北科技大學(xué)電氣工程系2．變壓器的電能損耗2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算由變2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算

三、線損率的計(jì)算1.線損：發(fā)電廠發(fā)出來的電能，在電力網(wǎng)輸送、變壓、配電各環(huán)節(jié)所造成的損耗，稱為電力網(wǎng)的電能損耗，簡(jiǎn)稱為線損。包括理論線損和管理線損兩部分。2.線損率：指線損電量占電網(wǎng)供電量的百分?jǐn)?shù)，即實(shí)際線損率：理論線損率：12/22/202289河北科技大學(xué)電氣工程系2.5功率損耗與電能損耗計(jì)算三、線損率的計(jì)算1.2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定

一、按逐級(jí)計(jì)算法確定企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷

逐級(jí)計(jì)算法是指從企業(yè)的用電端開始，逐級(jí)上推，直至求出電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷為止。一般工業(yè)企業(yè)的供電系統(tǒng)圖如圖2-7所示：圖2-7負(fù)荷計(jì)算用供電系統(tǒng)12/22/202290河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定一、按逐級(jí)計(jì)算法確定企業(yè)的2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定1.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的1點(diǎn)）2．車間變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的2點(diǎn)）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，則12/22/202291河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定1.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（圖2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定3.車間變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的3點(diǎn)）

注意：若求計(jì)算負(fù)荷時(shí)車間變壓器的容量和型號(hào)尚未確定，變壓器的功率損耗可按近似公式進(jìn)行計(jì)算，即對(duì)SL7、S9、SC9等低損耗變壓器：對(duì)SJL1等變壓器：12/22/202292河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定3.車間變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定4.車間變電所高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的4點(diǎn)）5.總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的5點(diǎn)）由于工業(yè)企業(yè)廠區(qū)范圍不大，高壓線路中的功率損耗較小，在負(fù)荷計(jì)算中可以忽略不計(jì)，所以有12/22/202293河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定4.車間變電所高壓母線上的計(jì)2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定6.總降壓變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的6點(diǎn)）注意：如果在總降壓變電所6～10kV二次母線側(cè)采用高壓電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，其容量為，則7.企業(yè)總計(jì)算負(fù)荷（圖2-7中的7點(diǎn)）12/22/202294河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定6.總降壓變電所低壓母線上的2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定

二、按需要系數(shù)法確定企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷

式中，Kd為企業(yè)的需要系數(shù)，查表2-4；為全廠用電設(shè)備的總?cè)萘浚ú话▊溆迷O(shè)備容量）。

三、按年產(chǎn)量估算企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷將企業(yè)年產(chǎn)量A乘以單位產(chǎn)品耗電量a，即可得到企業(yè)全年的耗電量：則企業(yè)的有功計(jì)算負(fù)荷為：12/22/202295河北科技大學(xué)電氣工程系2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定企業(yè)的2.7無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)低的不良影響1．使供電網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電能損耗增大。2．使供電網(wǎng)絡(luò)的電壓損失增大，影響負(fù)荷端的電壓質(zhì)量。3．使供配電設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力。4．使發(fā)電機(jī)的出力下降，發(fā)電設(shè)備效率降低，發(fā)電成本提高。因?yàn)楣β室驍?shù)越低，在保證輸送同樣的有功功率時(shí)，系統(tǒng)中輸送的總電流越大，從而使輸電線路上的功率損耗和電能損耗增加。由于發(fā)電機(jī)、變壓器都有一定的額定電壓和額定電流，在正常情況下不允許超過額定值，根據(jù)，功率因數(shù)越低，輸出的有功功率越小，使設(shè)備的容量不能得到充分利用，降低了供電能力。當(dāng)有功功率保持不變時(shí)，功率因數(shù)越低，無功電流越大，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)越大，端電壓越低，發(fā)電機(jī)就達(dá)不到預(yù)定的出力。

由于，當(dāng)P、R、X一定時(shí)，功率因數(shù)越低，Q越大，則越大。12/22/202296河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)低的不良影響1．使供電網(wǎng)2.7無功功率補(bǔ)償二、功率因數(shù)的計(jì)算1.瞬時(shí)功率因數(shù)：可由功率因數(shù)表（相位表）直接讀出，或由電壓表、電流表和功率表在同一時(shí)刻的讀數(shù)按下式求出：

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：2.均權(quán)功率因數(shù)：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。式中，Wp為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kW·h）；Wq為同一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kvar·h）。12/22/202297河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償二、功率因數(shù)的計(jì)算1.瞬時(shí)功率因數(shù)2.7無功功率補(bǔ)償指在年最大負(fù)荷（即計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的功率因數(shù)。其計(jì)算公式為：3.最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)：注意：在供電設(shè)計(jì)中考慮無功補(bǔ)償時(shí)，嚴(yán)格地講，應(yīng)按均權(quán)功率因數(shù)否滿足要求來計(jì)算，但為簡(jiǎn)便起見，常按最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)來計(jì)算補(bǔ)償容量。我國(guó)供電部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就是按月均權(quán)功率因數(shù)的高低來調(diào)整的。并規(guī)定：高壓供電的用戶，其功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9，其他電力用戶的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.85。若達(dá)不到以上要求，應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)償，否則要加收電費(fèi)。12/22/202298河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償三、提高功率因數(shù)的方法2.7無功功率補(bǔ)償提高自然功率因數(shù)的方法不加任何補(bǔ)償設(shè)備，采取措施減少供電系統(tǒng)中無功功率的需要量，稱為提高自然功率因數(shù)。用小容量的電動(dòng)機(jī)代替負(fù)荷不足的大容量電動(dòng)機(jī)。正確選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和容量。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù)KL＞70%時(shí)，可以不換；當(dāng)KL＜40%時(shí)，必須換小電機(jī)；當(dāng)40%＜KL＜70%時(shí)，則需經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再進(jìn)行更換。降低感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的端電壓就降低了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的無功功率需要量，從而可提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。對(duì)負(fù)荷不足的電動(dòng)機(jī)可用降低外加電壓的辦法提高功率因數(shù)。12/22/202299河北科技大學(xué)電氣工程系三、提高功率因數(shù)的方法2.7無功功率補(bǔ)償提高自然功率2.7無功功率補(bǔ)償定子繞組的匝數(shù)不能減少。所以限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行。提高感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量。變壓器的負(fù)荷系數(shù)在60%以上運(yùn)行時(shí)才較經(jīng)濟(jì)，其最佳負(fù)荷系數(shù)為75%~80%，因此變壓器不宜輕載運(yùn)行。一般當(dāng)變壓器的負(fù)荷系數(shù)KL＜30%時(shí)，才考慮換小容量的變壓器。對(duì)負(fù)荷率不大于0.7及最大負(fù)荷不大于90%的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，必要時(shí)可使其同步化運(yùn)行。即當(dāng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢后，向轉(zhuǎn)子三相繞組中送入直流勵(lì)磁，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩把異步電動(dòng)機(jī)牽入同步運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)與同步電動(dòng)機(jī)一樣，在過勵(lì)磁下，電動(dòng)機(jī)可向電網(wǎng)送入無功功率，從而達(dá)到改善功率因數(shù)的目的。氣隙δ不能增加。合理使用變壓器。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行。12/22/2022100河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償定子繞組的匝數(shù)不能減少。所以限制感應(yīng)2.7無功功率補(bǔ)償2．提高功率因數(shù)的補(bǔ)償法采用移相電容器（即靜電電容器）采用同步電動(dòng)機(jī)采用同步調(diào)相機(jī)靜電電容器具有重量輕、安裝方便、投資小、故障范圍小、有功功率損耗小、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的無功補(bǔ)償裝置。調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使其在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，就能向電網(wǎng)輸送無功功率，因而能提高企業(yè)的功率因數(shù)。同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，專門向電網(wǎng)輸送無功功率，大容量的同步調(diào)相機(jī)主要裝設(shè)在電力系統(tǒng)的區(qū)域性變電所，作為該地區(qū)的無功補(bǔ)償電源，用于提高該地區(qū)的功率因數(shù)和電壓質(zhì)量。12/22/2022101河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償2．提高功率因數(shù)的補(bǔ)償法采用移相電容2.7無功功率補(bǔ)償四、電容器并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟碓诠I(yè)企業(yè)中，絕大部分電氣設(shè)備的等值電路可視為電阻R和電感L的串聯(lián)電路，其功率因數(shù)可表示為：當(dāng)在R、L電路中并聯(lián)接入電容器C后，如圖2-8a）所示，回路電流為：圖2-8電容器無功補(bǔ)償原理圖12/22/2022102河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償四、電容器并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?.7無功功率補(bǔ)償可見，并聯(lián)電容器后與之間的夾角變小了，因此，供電回路的功率因數(shù)提高了。欠補(bǔ)償：補(bǔ)償后電流落后電壓，如圖2-8b）所示。過補(bǔ)償：補(bǔ)償后電流超前電壓，如圖2-8c）所示。五、電容器的接線方式與裝設(shè)位置一般都不采用過補(bǔ)償，因?yàn)檫@將引起變壓器二次側(cè)電壓的升高，會(huì)增大電容器本身的損耗，使溫升增大，電容器壽命降低，同時(shí)還會(huì)使線路上的電能損耗增加。1．電容器的接線方式低壓電容器一般接成三角形。高壓電容器組宜接成星形，但容量較?。?50kvar及以下）時(shí)可接成三角形。由于，而，因此電容器接成三角形時(shí)的容量為采用星形接線時(shí)的3倍。若電容器采用三角形接線，一電容器斷線時(shí)，三相線路仍能得到無功補(bǔ)償；而采用星形接線時(shí)，一相電容器斷線，該相將失去無功補(bǔ)償，造成三相負(fù)荷不平衡。但是，電容器采用三角形接線時(shí)，任一電容器擊穿將造成兩相短路，有可能發(fā)生電容器爆炸；而采用星形接線時(shí)，若一相電容器擊穿，短路電流數(shù)值相對(duì)較小。因此星形接線較之三角形接線安全多了。12/22/2022103河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償可見，并聯(lián)電容器后2.7無功功率補(bǔ)償2．電容器的裝設(shè)位置（補(bǔ)償方式）高壓集中補(bǔ)償：將高壓電容器組集中安裝在企業(yè)或地方總降壓變電所6～10kV母線上。低壓分組補(bǔ)償：將低壓電容器組分散安裝在各車間變電所低壓母線上。個(gè)別補(bǔ)償：將電容器組直接安裝在需要進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)母鱾€(gè)用電設(shè)備附近。必須指出：電容器從電網(wǎng)上切除后有殘余電壓，其最高可達(dá)電網(wǎng)電壓的峰值。所以電容器組應(yīng)裝設(shè)放電裝置，且其放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開關(guān)設(shè)備，以免放電回路斷開，危及人身安全。對(duì)高壓電容器，通常利用母線上電壓互感器的一次繞組來放電；對(duì)分散補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，通常采用白熾燈的燈絲電阻來放電；對(duì)就地補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，通常利用用電設(shè)備本身的繞組來放電。12/22/2022104河北科技大學(xué)電氣工程系2.7無功功率補(bǔ)償2．電容器的裝設(shè)位置（補(bǔ)償方式）高壓2.7無功功率補(bǔ)償六、補(bǔ)償容量的計(jì)算電容器的補(bǔ)償容量可用下式確定（圖2-9）:式中，P30為最大有功計(jì)算負(fù)荷（kW）；