電力負(fù)荷計(jì)算課件

內(nèi)容提要：本章介紹計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的，介紹幾種確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)，介紹計(jì)算負(fù)荷的方法等。第二章工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算重點(diǎn)：計(jì)算負(fù)荷的確定難點(diǎn)：利用系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線一.工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求二.工廠用電設(shè)備的工作制三.負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量一、負(fù)荷的基本概念學(xué)習(xí)內(nèi)容：1.什么是負(fù)荷？為什么負(fù)荷計(jì)算？負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容4.電力負(fù)荷的類型“電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。

什么是負(fù)荷？供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器等）繼電保護(hù)整定選擇儀表量程安排供電方案及系統(tǒng)運(yùn)行方式為什么要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？所以本章內(nèi)容是分析工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行分析和進(jìn)行供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。工廠用電設(shè)備工作時(shí)的實(shí)際負(fù)荷不等于設(shè)備的額定負(fù)荷（安裝容量）：在工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，如果直接采用額定容量進(jìn)行設(shè)計(jì)勢必會造成浪費(fèi)，應(yīng)首先計(jì)算出全部設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷。3.負(fù)荷計(jì)算的主要內(nèi)容（1）求計(jì)算負(fù)荷：即正常工作時(shí)的實(shí)際最大負(fù)荷。目的選擇各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量、電氣設(shè)備的型號等；保證使其在通過正常工作電流時(shí)不至于過熱而損壞。（選擇設(shè)備）（2）求尖峰電流：目的用于計(jì)算電壓波動、電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等。（校驗(yàn)設(shè)備）（3）求平均負(fù)荷：目的計(jì)算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無功補(bǔ)償容量等。（節(jié)能措施）按用途可分為：照明負(fù)荷和動力負(fù)荷按行業(yè)分：工業(yè)負(fù)荷、非工業(yè)負(fù)荷和居民生活負(fù)荷（民用電）電力負(fù)荷（設(shè)備）按工作制的分類長期連續(xù)工作制短時(shí)工作制

（這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，而停歇時(shí)間相對較長。）斷續(xù)周期工作制4.電力負(fù)荷的類型①生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動設(shè)備；②電焊、電鍍設(shè)備；③電熱設(shè)備；④照明設(shè)備。

1、工廠常用用電設(shè)備類型二、工廠用電設(shè)備的工作制生產(chǎn)機(jī)械的拖動設(shè)備

機(jī)床設(shè)備起重運(yùn)輸設(shè)備功能

金屬切削金屬壓力加工功能

起吊搬運(yùn)物料運(yùn)輸客貨車床銑床刨床鉆床磨床組合機(jī)床鏜床沖床鋸床剪床砂輪機(jī)吊車行車輸送機(jī)電梯自動扶梯生產(chǎn)機(jī)械的拖動設(shè)備電焊和電鍍設(shè)備

電焊設(shè)備電焊機(jī)的工作特點(diǎn)是：（1）工作方式呈一定的周期性，工作時(shí)間和停歇時(shí)間相互交替。（2）功率較大。（3）功率因數(shù)很低。（4）一般電焊機(jī)的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動。電鍍設(shè)備的工作特點(diǎn)是：（1）工作方式是長期連續(xù)工作的。（2）供電采用直流電源，需要晶閘管整流設(shè)備。（3）容量較大，功率因數(shù)較低。

電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘龋珏冦~、鍍鉻。電鍍設(shè)備電熱設(shè)備

電熱設(shè)備的工作特點(diǎn)是：（1）工作方式為長期連續(xù)工作方式。（2）電力裝置一般屬二級或三級負(fù)荷。（3）功率因數(shù)都較高，小型的電熱設(shè)備可達(dá)到1。電阻加熱爐電弧爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等照明設(shè)備

常用照明設(shè)備白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。

照明設(shè)備的工作特點(diǎn)：（1）工作方式屬長期連續(xù)工作方式。（2）除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的燈具功率因數(shù)均較低。（3）照明負(fù)荷為單相負(fù)荷，單個(gè)照明設(shè)備容量較小。2、工廠用電設(shè)備的工作制長期連續(xù)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備能長期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過8小時(shí)，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定。如：照明設(shè)備、電動扶梯、空調(diào)風(fēng)機(jī)、電爐等。

這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長。如：金屬切削用的輔助機(jī)械(龍門刨橫梁升降電動機(jī)、刀架快速移動裝置)、水閘用電動機(jī)等。這類設(shè)備的工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例。如起重機(jī)、電焊機(jī)、電梯等（2－1）起重電動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種。電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。通常用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來表示負(fù)荷持續(xù)率（或稱暫載率）ε負(fù)荷持續(xù)率工作時(shí)間停歇時(shí)間同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時(shí)，其輸出功率是不同的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的ε下。斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的功率與負(fù)荷持續(xù)率的關(guān)系例如某設(shè)備在時(shí)ε1的設(shè)備容量為P1,那么該設(shè)備在ε2時(shí)的設(shè)備容量P2為多少呢?這就需要進(jìn)行“等效”換算,即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進(jìn)行換算。

三、負(fù)荷曲線繪制及有關(guān)物理量1、什么是負(fù)荷曲線？電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。描述負(fù)荷變化趨勢的數(shù)學(xué)手段，可用來預(yù)測負(fù)荷變化趨勢。2、負(fù)荷曲線用途確定系統(tǒng)運(yùn)行方式安排供電計(jì)劃安排設(shè)備檢修計(jì)劃（1）按負(fù)荷性質(zhì)分有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線（2)按負(fù)荷變動的時(shí)間分日負(fù)荷曲線(24h)（冬季日負(fù)荷曲線、夏季日負(fù)荷曲線）年負(fù)荷曲線（8760h）月負(fù)荷曲線（3）按負(fù)荷對象分工廠的負(fù)荷曲線車間的負(fù)荷曲線某類設(shè)備的負(fù)荷曲線3、負(fù)荷曲線分類4、日負(fù)荷曲線的繪制24小時(shí)內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間的變化，隨季節(jié)、地區(qū)不同而變繪制的方法（1）以某個(gè)監(jiān)測點(diǎn)為參考點(diǎn)，在24h中各個(gè)時(shí)刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制而成折線形狀，稱折線形負(fù)荷曲線。(2)通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成階梯狀的是階梯形負(fù)荷曲線。意義：日有功曲線與時(shí)間軸之間的所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。日負(fù)荷曲線的繪制

負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷變動時(shí)間，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大?。üβ蔾W、kvar）。日有功負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線梯形負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線。

年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成。反映一年內(nèi)逐月（或逐日）電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的變化。年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制，是不分日月先后，僅按全年的負(fù)荷變化，按不同負(fù)荷值在年內(nèi)累計(jì)持續(xù)時(shí)間重新排列組成。需借助一年中具有代表的冬季和夏季日負(fù)荷曲線。5、年負(fù)荷曲線：代表用戶全年（8760h)內(nèi)用電負(fù)荷變化規(guī)律（又稱年每日最大負(fù)荷曲線）年負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，反映了全年負(fù)荷變動與對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（全年按8760h計(jì)）的關(guān)系。年每日最大負(fù)荷曲線，反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來繪制的。這種曲線的負(fù)荷從大到小依次排列專用來確定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式用的圖2-2年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制a)夏日負(fù)荷曲線b)冬日負(fù)荷曲線c)年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線繪制方法：從夏季日負(fù)荷曲線和冬季日負(fù)荷曲線中的最大功率開始，以功率遞減的順序，依次繪制到年持續(xù)負(fù)荷曲線坐標(biāo)系中（注意橫坐標(biāo)最大值為8760h）年最大負(fù)荷Pmax也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30

年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷，它是全年中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷P30。(不是偶然出現(xiàn)，一年至少2-3次）年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax（假想時(shí)間）(用電負(fù)荷均衡性標(biāo)志，越大越好)假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗用的電能相同。6、與負(fù)荷曲線及其計(jì)算的物理量一班制工廠Tmax約為1800～3000h，兩班制工廠Tmax約為3500～4800h,三班制工廠Tmax約為5000～7000h，居民用戶Tmax約為1200～2800h。它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān)

平均負(fù)荷Pav和年平均負(fù)荷

平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率

年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除全年總小時(shí)數(shù)。Wa表示全年實(shí)際消耗的電能

時(shí)間t內(nèi)消耗的電能為Wt

負(fù)荷系數(shù):又稱負(fù)荷率是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，有有功負(fù)荷系數(shù)KaL和無功負(fù)荷系數(shù)KrL，即有時(shí)也用α表示有功負(fù)荷系數(shù)，用β表示無功負(fù)荷系數(shù)。一般工廠α=0.7~0.75，β=0.76~0.82

對于單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組，負(fù)荷系數(shù)是指設(shè)備的輸出功率P和設(shè)備額定容量PN之比值，即它表征該設(shè)備或設(shè)備組的容量是否被充分利用。

負(fù)荷系數(shù)用來表征負(fù)荷變化規(guī)律：其值越大，曲線越平坦，負(fù)荷波動越小。第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

計(jì)算負(fù)荷(calculatedload)，是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。計(jì)算負(fù)荷---等效負(fù)荷；按此負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按照實(shí)際變動負(fù)荷長期運(yùn)行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)應(yīng)相等。

計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。工程上常取半小時(shí)平均最大負(fù)荷P30（亦即年最大負(fù)荷Pmax）作為計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算:是指對某一線路中的實(shí)際用電負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行分析，從而求出該線路的計(jì)算負(fù)荷的過程。P30----負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷(單位kW)

Q30----負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷(單位kvar)

S30----負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷(單位kVA)

I30----負(fù)荷的計(jì)算電流(單位A)

負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)方法一、估算法確定計(jì)算負(fù)荷1.單位產(chǎn)品耗電量法估算法實(shí)為指標(biāo)法，在做設(shè)計(jì)任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段，尤其當(dāng)需要進(jìn)行方案比較時(shí)，按估算法計(jì)算比較方便。工程上依據(jù)不同的計(jì)算目的，總結(jié)出了估算法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法等負(fù)荷計(jì)算方法。已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量A和每一產(chǎn)品的單位耗電量a,則企業(yè)全年電能Wa為：Wa=a·A有功計(jì)算負(fù)荷為：需要系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷2.車間生產(chǎn)面積負(fù)荷密度法已知車間生產(chǎn)面積S（m2）和負(fù)荷密度指標(biāo)ρ（kW/m2）時(shí)，車間平均負(fù)荷為：Pav=ρ·S負(fù)荷密度指標(biāo)查表，S表示車間面積。

(一)基本公式

用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30，如下圖所示。用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用的設(shè)備）的額定容量PN之和，即Pe＝ΣPN。而設(shè)備的額定容量PN是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率（出力）。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身和配電線路還有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為需要系數(shù)法—需要系數(shù)需要系數(shù)同時(shí)系數(shù)K∑：并非供電范圍內(nèi)的所有用電設(shè)備都會同時(shí)投入使用負(fù)荷系數(shù)KL：并非投入使用的所有電氣設(shè)備任何時(shí)候都會滿載運(yùn)行電氣設(shè)備的平均效率ηe：電氣設(shè)備額定功率與輸入功率不一定相等

注：工程實(shí)際中，很難通過Kd的表達(dá)式來求得需要系數(shù)，一般都是通過查表求得其經(jīng)驗(yàn)值線路的平均效率ηW1：考慮直接向電氣設(shè)備配電的配電線路上的功率損耗后，電氣設(shè)備輸入功率與系統(tǒng)向設(shè)備提供的功率不一定相同由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，工作的設(shè)備也不一定都工作在額定狀態(tài)下，另外考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗等因素，設(shè)備或設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€(gè)小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用Kd表示。需要系數(shù)Kd

需要系數(shù)法

需要系數(shù)法需要系數(shù)用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和每組用電設(shè)備的設(shè)備容量表1各用電設(shè)備組的需要系數(shù)Kd及功率因數(shù)用電設(shè)備組名稱

需要系數(shù)Kd

二項(xiàng)式系數(shù)

最大容量設(shè)備臺數(shù)

功率因數(shù)ab小批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床

0.16～0.20.18～.250.25～0.30.3～0.350.140.140.240.260.40.50.40.555550.50.50.60.651.731.731.331.17通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)

0.7～0.80.650.2550.80.75非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械0.5～0.60.65～0.70.40.60.20.2550.750.750.880.88鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車0.1～0.150.15～0.250.060.090.20.3330.50.51.731.73自動裝料電阻爐非自動裝料電阻爐小型電阻爐、干燥箱0.75～0.80.65～0.750.70.70.70.70.30.3—

22—

0.950.951.00.330.330高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）電弧熔爐0.80.80.9———

———

———

0.60.350.871.332.680.57點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)對焊機(jī)0.350.35——

——

——

0.60.71.331.02自動弧焊變壓器單頭手動弧焊變壓器多頭手動弧焊變壓器0.50.350.4———

———

———

0.40.350.352.292.682.68廠房、辦公室、實(shí)驗(yàn)室照明變配電室、倉庫照明生活照明室外照明0.8～10.5～0.70.6～0.81————

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1.01.01.01.00000需要系數(shù)法求解用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（1）對1~2臺用電設(shè)備宜取(2)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷

有功計(jì)算負(fù)荷：

無功計(jì)算負(fù)荷：

視在計(jì)算負(fù)荷：

計(jì)算電流：

例2-1解此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛?/p>

例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓380V的三相電動機(jī)3kW17臺，7.5kW3臺，4kW8臺，1.5kW10臺。試用需要系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷。

查表1“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)”項(xiàng)得Kd＝0.2、cosφ＝0.5、tanφ＝1.73。因此可得Pe＝＝7.5kW×3＋4kW×8＋3kW×17＋1.5kW×10=120.5kW通過上例看出：（1）如果該車間只有此組負(fù)荷，計(jì)算得到的計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上是該車間的低壓進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷。（2）計(jì)算某一個(gè)設(shè)備組設(shè)備容量的方法，為多組設(shè)備的計(jì)算提供基礎(chǔ)。（二）設(shè)備容量的計(jì)算1.長期工作制和短期工作制的用電設(shè)備

長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定功率之和，即

Pe=PN

2.斷續(xù)工作制的用電設(shè)備

斷續(xù)工作制的設(shè)備容量是指不同負(fù)荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。對電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=100%，換算公式為：

（3-3）

電焊機(jī)設(shè)備設(shè)備銘牌額定容量設(shè)備銘牌功率因數(shù)對起重電動機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=25%，換算公式為：（3－2）起重電動機(jī)(吊車電動機(jī))換算后設(shè)備容量（換算前）設(shè)備銘牌額定功率設(shè)備銘牌暫載率2.需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大,

因此,計(jì)算時(shí)首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯(cuò)誤。

例如機(jī)修車間的代表性金屬切削機(jī)床電動機(jī)，應(yīng)屬小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動機(jī)，因?yàn)榻饘偾邢骶褪抢浼庸?，而機(jī)修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機(jī)，拉絲機(jī)和鍛錘等，應(yīng)屬于熱加工機(jī)床。再如起重機(jī)，行車，電葫蘆，卷揚(yáng)機(jī)等，實(shí)際上都屬于吊車類。注意點(diǎn)：1.需要系數(shù)一般比較低，宜適當(dāng)取大。3.設(shè)備容量不含備用設(shè)備的容量，而且此容量的計(jì)算與設(shè)備工作制有關(guān)。在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。(三)多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定對車間干線，取，

對低壓母線，分兩種情況(1)由用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取

(2)由車間干線的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取應(yīng)用范圍

KΣ

確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷

冷加工車間熱加工車間動力站

0.7~0.80.7~0.90.8~1.0確定配電所母線的最大負(fù)荷

負(fù)荷小于5000kW計(jì)算負(fù)荷小于5000~10000kW計(jì)算負(fù)荷大于10000kW

0.9~1.00.850.8表2需要系數(shù)法的同時(shí)系數(shù)KΣ值總的有功計(jì)算負(fù)荷：

總的無功計(jì)算負(fù)荷：

總的視在計(jì)算負(fù)荷：

總的計(jì)算電流：

多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷注意：總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和乘以K∑來計(jì)算。例2-2某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺共50kW(其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺，4kW3臺，2.2kW7臺)，通風(fēng)機(jī)2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。

解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷(1)金屬切削機(jī)床組查附錄表1，取故

(2)通風(fēng)機(jī)組查附錄表1，取故(3)電阻爐查附錄表1，取故因此總的計(jì)算負(fù)荷為（?。?/p>

34.522.718.513.1取19.113.85523車間總計(jì)01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床1計(jì)算負(fù)荷需要系數(shù)容量臺數(shù)n設(shè)備名稱序號表2-1例2-2的電力負(fù)荷計(jì)算表（按需要系數(shù)法）在實(shí)際工程設(shè)計(jì)說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計(jì)算表格的形式，如表2-1所示。例2-3某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機(jī)床共20臺（其中10.5kW-4臺，7.5kW-8臺，5kW-8臺），車間有380V電焊機(jī)2臺（每臺容量20kVA，），車間有吊車1臺11kW，），試計(jì)算此車間的計(jì)算負(fù)荷。

解：（1）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：所以，有Pe＝＝10.5kW×4＋7.5kW×8＋5kW×8＝142kW（2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：（3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為（4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷根據(jù)表2-8，取同時(shí)系數(shù)，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為：

一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺共50kW，其中較大容量電動機(jī)有7.5kW2臺，4kW2臺，2.2kW8臺；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)K∑p、K∑q均為0.9）。

例2-4(練習(xí))

解:(1)冷加工機(jī)床：查表1可得Kd1=0.2，cosφ1=0.5，tgφ1=1.73Pca1=Kd1Pe1=0.2×50=10kWQca1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar(2)通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cosφ2=0.8，tgφ2=0.75Pca2=Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kWQca2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar

(3)電阻爐：因只1臺，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量Pca3=Pe3=2kWQca3=0(4)車間計(jì)算負(fù)荷：Pca=K∑p(Pca1+Pca2+Pca3)=0.9(10+1.92+2)=12.53例2-5某380V線路上，接有水泵電動機(jī)（15kW以下）30臺共205kW，另有通風(fēng)機(jī)25臺共45kW，電焊機(jī)3臺共10.5kW（ε=65%）。試確定線路上總的計(jì)算負(fù)荷。

解先求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷Q

301＝P301tanφ＝164kW×0.75=123kvar1．水泵電動機(jī)組查表1得Kd=0.7~0.8(取0.8），cosφ＝0.8，tanφ＝0.75，因此2.通風(fēng)機(jī)組查表1得Kd=0.7~0.8（取0.8），cosφ=0.8,tanφ=0.75,因此

P302=0.8×45kW=36kWQ302=36kW×0.75=27kvarP30(1)=Kd1Pe1＝0.8×205kW=164kW3.電焊機(jī)組查表1得Kd=0.35，cosφ=0.35，tanφ=2.68。

P303=0.35×8.46kW=2.96kW

P30＝0.95×(164＋36＋2.96)kW=192.81kWQ30＝0.97×(123+27+7.94)kvar=153.20kvar總計(jì)算負(fù)荷（取K∑p＝0.95，K∑q＝0.97

）為

S30==246.26kVAI30=246.26kVA/(×0.38kV)=374.2AQ303=2.96kW×2.68=7.94kvar在ε＝100%下的設(shè)備容量：Pe=10.5

=8.46kW。式中bPe(二項(xiàng)式第一項(xiàng))表示設(shè)備組的平均功率，其中Pe是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，其?jì)算方法如前需要系數(shù)法所述；cPx(二項(xiàng)式第二項(xiàng))表示設(shè)備組中x臺容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中Px是x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘?；b、c是二項(xiàng)式系數(shù)。附錄表1中也列有部分用電設(shè)備組的二項(xiàng)式系數(shù)b、c和最大容量的設(shè)備臺數(shù)x值，供參考。但必須注意：按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)備總臺數(shù)n少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺數(shù)x的2倍，即n<2x時(shí)，其最大容量設(shè)備臺數(shù)x宜適當(dāng)取小，建議取為且按“四舍五入”修約規(guī)則取其整數(shù)[文獻(xiàn)32]。例如某機(jī)床電動機(jī)組只有7臺時(shí)，則其最大設(shè)備臺數(shù)取為x=n/2=7/2≈4。如果用電設(shè)備組只有1~2臺設(shè)備時(shí)，則可認(rèn)為P30=Pe。對于單臺電動機(jī)，則P30=PN/η，這里PN為電動機(jī)額定容量，η為其額定效率。在設(shè)備臺數(shù)較少時(shí)，值也宜適當(dāng)取大。由于二項(xiàng)式法不僅考慮了用電設(shè)備組最大負(fù)荷時(shí)的平均負(fù)荷，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)對總計(jì)算負(fù)荷的額外影響，所以二項(xiàng)式法比較適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷。但是二項(xiàng)式系數(shù)b、c和x的值，缺乏充分的理論依據(jù)，而且只有機(jī)械工業(yè)方面的部分?jǐn)?shù)據(jù)，從而使其應(yīng)用受到一定的局限。

(一)基本公式二項(xiàng)式法的基本公式是(2-21)三.按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷比較例2-1和例2-3的計(jì)算結(jié)果可以看出，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果稍大，特別是在設(shè)備臺數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)說明，選擇低壓分支干線或分支線時(shí)，按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果往往偏小，以采用二項(xiàng)式法計(jì)算為宜。我國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》也規(guī)定：“用電設(shè)備臺數(shù)較少、各臺設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法?！崩?-3試用二項(xiàng)式法來確定例2-1所示機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。解：由附錄表1查得。

設(shè)備總?cè)萘?見例2-1)為

X臺最大容量的設(shè)備容量為因此按式（2-21）可求得其有功計(jì)算負(fù)荷為

按式（2-11）可求得其無功計(jì)算負(fù)荷為按式（2-12）可求得其視在計(jì)算負(fù)荷為按式（2-13）可求得其計(jì)算電流為關(guān)于總的視在計(jì)算負(fù)荷S30

和總的計(jì)算電流I30，仍按式（2-19）和式（2-20）計(jì)算。為了簡化和統(tǒng)一，按二項(xiàng)式法計(jì)算多組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也不論各組設(shè)備臺數(shù)多少，各組的計(jì)算系數(shù)b、c、x和等，均按附錄表1所列數(shù)值。例2-4試用二項(xiàng)式法確定例2-2所述機(jī)修車間380V線路的計(jì)算負(fù)荷。解：先求各組的bPe和cPx(1)金屬切削機(jī)床組查附錄表1，取故，(2)通風(fēng)機(jī)組查附錄表1，取，故，(3)電阻爐查附錄表1，取，故，(二)多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定采用二項(xiàng)式法確定多組用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也應(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，但不是計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)，而是在各組設(shè)備中取其中一組最大的有功附加負(fù)荷(cPx)max，再加上各組的平均負(fù)荷bPe，由此求得其總的有功計(jì)算負(fù)荷為(2-22)總的無功計(jì)算負(fù)荷為(2-23)式中為最大附加負(fù)荷(cPx)max的設(shè)備組的平均功率因數(shù)角的正切值。以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以cPx(1)為最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為

按一般工程設(shè)計(jì)說明書要求，以上計(jì)算可列成表2-2所示電力負(fù)荷計(jì)算表。表2-2例2-4的電力負(fù)荷計(jì)算表(按二項(xiàng)式法)cb最大容量臺數(shù)x總臺數(shù)n52.134.328.6195523總計(jì)01.40100.70201電阻爐31.46+0.561.95+0.750.750.80.250.653352通風(fēng)機(jī)212.1+15.07+8.681.730.50.40.1421.750520金屬切削機(jī)床1計(jì)算負(fù)荷二項(xiàng)式系數(shù)容量設(shè)備臺數(shù)用電設(shè)備組名稱序號比較例2-2和例2-4的計(jì)算結(jié)果可以看出，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果較之按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得比較多，這也更加合理。第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定一、概述

單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5％時(shí)，全部按三相對稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5％時(shí)，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷的不平衡度

1、單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算

按最大負(fù)荷相所接單相設(shè)備的3倍計(jì)算：2、單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算3、單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算先將接于線電壓的設(shè)備換算到接于相電壓的設(shè)備容量，然后分相計(jì)算各相設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算公式如下：

二、單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算等換算系數(shù)可查相間負(fù)荷換算為相負(fù)荷表總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為為其最大有功負(fù)荷相的計(jì)算負(fù)荷的3倍：其中，例2-5某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單相電熱干燥箱6臺、單相電加熱器2臺和380V單相對焊機(jī)6臺。其在線路上的連接情況為：電熱干燥箱2臺20kW接于A相，1臺30kW接于B相，3臺10kW接于C相；電加熱器2臺20kW分別接于B相和C相；對焊機(jī)3臺14kW（ε=100%）接于AB相，2臺20kW（ε=100%）接于BC相，1臺46kW（ε=60%）接于CA相。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。解1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計(jì)算負(fù)荷查表2得Kd=0.7，cosφ=1，tgφ=0，因此只要計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷A相P30.A1=KdPeA=0.7×20×2=28kWB相P30.B1=KdPeB=0.7×(30×1+20×1)=35kWC相P30.C1=KdPeC=0.7×(10×3+20×1)=35kW2.對焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷查表2得Kd=0.35，cosφ=0.7，tgφ=1.02查相間功率換算表得cosφ=0.7時(shí)pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8先將接于CA相的46kW（ε=60%）換算至ε=100%的設(shè)備容量，即

各相的設(shè)備容量為A相PeA=pAB-APAB+pCA-APCA=0.8×14×3+0.2×35.63=40.73kWQeA=qAB-APAB+qCA-APCA=0.22×14×3+0.8×35.63=37.74kvarB相PeB=pBC-BPBC+pAB-BPAB=0.8×20×2+0.2×14×3=40.4kWQeB=qBC-BPBC+qAB-BPAB=0.22×20×2+0.8×14×3=42.4kvarC相PeC=pCA-CPCA+pBC-CPBC=0.8×35.63+0.2×20×2=36.5kWQeC=qCA-CPCA+qBC-CPBC=0.22×35.63+0.8×20×2=39.84kvar各相的計(jì)算負(fù)荷為A相P30.A2=KdPeA=0.35×40.73=14.26kWQ30.A2=KdQeA=0.35×37.74=13.21kvarB相P30.B2=KdPeB=0.35×40.4=14.14kWQ30.B2=KdQeB=0.35×42.4=14.84kvarC相P30.C2=KdPeC=0.35×36.5=12.78kWQ30.C2=KdQeC=0.35×39.84=13.94kvar2.各相總的計(jì)算負(fù)荷為（設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95）A相P30.A=K∑（P30.A1+P30.A2）=0.95×（28+14.26）=40.15kWQ30.A=K∑（Q30.A1+Q30.A2）=0.95×（0+13.21）=12.55kvarB相P30.B=K∑（P30.B1+P30.B2）=0.95×（35+14.14）=46.68kWQ30.B=K∑（Q30.B1+Q30.B2）=0.95×（0+14.84）=14.10kvarC相P30.C=K∑（P30.C1+P30.C2）=0.95×（35+12.78）=45.39kWQ30.C=K∑（Q30.C1+Q30.C2）=0.95×（0+13.94）=13.24kvar3.總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為

因?yàn)锽相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，所以

P30mφ=P30B=46.68kW

Q30mφ=Q30B=14.10kvarP30=3P30mφ=3×46.68=140.04kWQ30=3Q30mφ=3×14.10=42.3kvarS30I30S30小結(jié)：單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的求解步驟1、分組計(jì)算各相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷；（若有接于線的又有接于相的，則先將接于線的換算到相來計(jì)算容量，再算其計(jì)算負(fù)荷）2、求各相的總的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷3、總的等效三相計(jì)算負(fù)荷第四節(jié)工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算一、工廠計(jì)算負(fù)荷的確定工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠電源進(jìn)線及主要電氣設(shè)備包括主變壓器的基本依據(jù)，也是計(jì)算工廠功率因數(shù)和無功補(bǔ)償容量的基本依據(jù)。(一)按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘縋e（不計(jì)備用設(shè)備容量）乘上一個(gè)需要系數(shù)Kd，即得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即(二)按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷（見第2節(jié)）(三)按逐級計(jì)算法確定工廠計(jì)算負(fù)荷逐級計(jì)算法由用電設(shè)備處逐步向電源進(jìn)線側(cè)計(jì)算。各級計(jì)算點(diǎn)的選取，一般為各級配電箱（屏）的出線和進(jìn)線、變電所低壓出線、變壓器低壓母線、高壓進(jìn)線等處。逐級計(jì)算法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷的求解步驟1、用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（如圖中P30(6)）目的：用于選擇車間配電干線以及干線上的電氣設(shè)備2、車間變電所二次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（如圖中P30(3)）---------多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷目的：選擇變壓器容量和臺數(shù)3、車間變壓器一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（如圖中P30(2)）-------考慮變壓器損耗目的：選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備（開關(guān)、熔斷器等）4、配電所進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷（如圖中P30(1))目的:選擇配電所進(jìn)線和相應(yīng)的電氣設(shè)備1.求各用電設(shè)備的設(shè)備容量用需要系數(shù)法逐級計(jì)算;2.在配電點(diǎn)要考慮同時(shí)系數(shù);3.在變壓器的安裝處要考慮變壓器的損耗,線路中的損耗原則可不考慮;新型低損耗電力變壓器如S9、SC9等的功率損耗可按下列簡化公式近似計(jì)算4.在并聯(lián)電容安裝處，要考慮補(bǔ)償容量。有功損耗無功損耗注意點(diǎn)：如下圖，變電所低壓母線的視在計(jì)算負(fù)荷為變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為低壓母線的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的損耗，即P30.(1)=P30.(2)+ΔPT；Q30.(1)=Q’30.(2)+ΔQTP30.(1)P30.(2)例2-6某工廠有一個(gè)35/10kV總降壓變電所，分別供電給1?！?＃車間變電所及4臺冷卻水泵用的高壓電動機(jī)（PN＝4×300kW、Kd＝0.8、cosφ＝0.8），10kV母線上接有2700kvar無功補(bǔ)償電容器組。已知1?！?＃車間變電所10kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷分別為：1＃為1430kW＋j1230kvar；2＃為1350kW＋j1200kvar；3＃為1260kW＋j1030kvar；4＃為960kW＋j750kvar。試計(jì)算該總降壓變電所35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)大?。ㄈ∑=0.9）。

解：（1）求10kV母線計(jì)算負(fù)荷1＃車間變電所P301＝1430kW，Q301＝1230kvar2＃車間變電所P302＝1350kW，Q302＝1200kvar3＃車間變電所P303＝1260kW，Q303＝1030kvar4＃車間變電所P304＝960kW，Q304＝750kvar高壓電動機(jī)組P305＝Kd

PN=0.8×4×300kW＝960kW

Q305＝P305tanφ=960×0.75＝720kvar

10kV母線計(jì)算負(fù)荷

=0.9×（1430+1350+1260+960+960）＝5364kW＝0.9×(1230+1200+1030+750+720)－2700＝1737kvar（2）求35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷變壓器損耗ΔPT≈0.01S30＝0.01×5638＝56.38kWΔQT≈0.05S30＝0.05×5638＝281.9kvar35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷

P30.1=P30.2+ΔPT＝5364+56.38＝5420.4kW

Q30.1=Q30.2+ΔQT＝1737+281.9＝2018.9kvar

某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷數(shù)據(jù)如下圖所示，按照需要系數(shù)法，各級負(fù)荷計(jì)算如下。圖2-4負(fù)荷計(jì)算示例圖例2-7解(1)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)：PN=29kW，查表得Kd＝0.85和tan=0.75，于是（2）高頻加熱設(shè)備高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tan=1.02，于是（3）機(jī)加工車間冷加工機(jī)床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73；熱加工機(jī)床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是1.用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算（4）點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是取1＃變電所各組負(fù)荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是2.1＃變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷采用電容器分組自動投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)cos=0.93，則補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為108kW+j30kvar，S30=112kVA。1＃變電所變壓器損耗按下式估算：1＃變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：3.低壓集中補(bǔ)償容量的計(jì)算4.變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷取全廠負(fù)荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是5.全廠總計(jì)算負(fù)荷監(jiān)測負(fù)荷用。(2)．平均功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)用。(3)．最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)確定需要無功補(bǔ)償容量用。(1)．瞬時(shí)功率因數(shù)

(四)工廠的功率因數(shù)、無功補(bǔ)償及補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷

1、工廠的功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值

P——功率表測出的三相有功功率讀數(shù)；U——電壓表測出的線電壓讀數(shù)；I——電流表測出的線電流讀數(shù)。指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)WP——有功電度表讀數(shù)；Wq——無功電度表讀數(shù)。

P30——工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30——工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。

指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)※功率因數(shù)降低后，無功功率增加，將帶來以下不良后果：增加輸電線路上的電能損耗設(shè)備容量不能充分利用線路電壓損耗增大?！鶉蚁嚓P(guān)規(guī)定：我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定：高壓供電的工廠，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，其它工廠則不得低于0.85。若達(dá)不到要求，則要提高功率因數(shù)。人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)（并聯(lián)電容器）目前，供電部門征收電費(fèi)，將用戶的功率因數(shù)高低作為一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2、無功功率補(bǔ)償

圖2-9功率因數(shù)的提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。式中，稱為無功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無功補(bǔ)償率，是表示要使1kW的有功功率由提高到所需要的無功補(bǔ)償容量kvar值。附錄表3列出了并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償率，可利用補(bǔ)償前和補(bǔ)償后的功率因數(shù)直接查得。在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qC來確定電容器個(gè)數(shù)：要使功率因數(shù)由提高到，其容量為例某用戶10kV變電所低壓計(jì)算負(fù)荷為800kW＋580kvar。若欲使低壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.92，則需在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器無功自動補(bǔ)償裝置容量是多少？并選擇電容器組數(shù)及每組容量。解：（1）求補(bǔ)償前的視在計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)

（2）確定無功補(bǔ)償容量＝800×(tanarccos0.810－tanarccos0.92)＝238.4kvar（3）選擇電容器組數(shù)及每組容量初選BSMJ0.4-20-3型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量qN.30=20kvar。取12組補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷減少118.8kVA。例2-6某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為650kW，無功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不低于0.9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量？并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器容量有何變化？解：(1)補(bǔ)償前應(yīng)選變壓器的容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為主變壓器容量的選擇條件為SNT>S30(2)，因此在未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為(2)無功補(bǔ)償容量按規(guī)定變電所高壓側(cè)的，考慮到變壓器的無功功率損耗ΔQT

遠(yuǎn)大于其有功損耗ΔPT

，一般，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9，這里取。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.63提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為

取(3)補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為因此補(bǔ)償后變壓器容量可改選為800kVA，比補(bǔ)償前容量減少450kVA。變壓器的功率損耗為

變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為，滿足要求。由此例可以看出，采用無功補(bǔ)償來提高功率因數(shù)能使工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。工廠的年耗電量可用工廠的年產(chǎn)量和單位產(chǎn)品耗電量進(jìn)行估算，如前面式（2-35）所示。工廠年耗電量較精確的計(jì)算，可利用工廠的有功和無功計(jì)算負(fù)荷P30與Q30，即年有功電能消耗量年無功電能消耗量式中α為年平均有功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.7~0.75；β為年平均無功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.76~0.82；Tα

為年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)，按每周五個(gè)工作日計(jì)，一班制可取2000h，兩班制可取4000h，三班制可取6000h

。

例2-7假設(shè)例2-6所示工廠為兩班制生產(chǎn)，試計(jì)算其年電能消耗量。解：按式（2-47）和式（2-48）計(jì)算，取可得工廠年有功耗電量為工廠年無功耗電量為二.工廠年耗電量的計(jì)算尖峰電流（peakcurrent）是指持續(xù)時(shí)間1~2s的短時(shí)最大電流。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動機(jī)自啟動條件等。用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算

(一)單臺用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺用電設(shè)備的尖峰電流就是其啟動電流（startingcurrent），因此尖峰電流為式中