工廠供電第二章

江南大學(xué)通信與控制工程學(xué)院電氣工程系PlantPowerSupply

工廠供電

工廠供電

第二章

工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算本章的重點(diǎn)：三相用電設(shè)備組負(fù)荷的計(jì)算。兩種計(jì)算方法：（1）需要系數(shù)法；（2）二項(xiàng)式系數(shù)法。供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗。全廠負(fù)荷的計(jì)算。123第二章工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算

第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定一.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.概述二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷三.按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷一.概述二.單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算一.工廠計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié)工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算二.工廠年耗電量的計(jì)算第五節(jié)尖峰電流及其計(jì)算復(fù)習(xí)思考題習(xí)題一.概述二.用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算第一節(jié)電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線一、負(fù)荷的分級和對供電的要求（一）工廠電力負(fù)荷的分級電力負(fù)荷的兩種含義用電設(shè)備或用電單位耗用的電功率或電流大小依據(jù)：1供電的可靠性；2中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響。1、一級負(fù)荷：中斷供電造成政治、經(jīng)濟(jì)重大損失。如：重要的國家機(jī)關(guān)；國家電視臺，機(jī)場等。2、二級負(fù)荷：中斷供電會造成政治、經(jīng)濟(jì)比較大的損失。如：醫(yī)院（手術(shù)室）、學(xué)校，體育場等。3、三級負(fù)荷：為一般的電力負(fù)荷。但是，也有可靠性的要求，不是可以隨意停止供電的。（二）各級負(fù)荷對供電電源的要求1，一級負(fù)荷：要求兩個獨(dú)立電源供電。對其中特別重要的負(fù)荷，配置專用應(yīng)急電源，而且嚴(yán)禁其它負(fù)載接入應(yīng)急電源。2，二級負(fù)荷：要求由兩回路供電；供電變壓器也應(yīng)兩臺。負(fù)荷較小或兩路供電有困難時，可有一路6KV以上的專用架空線供電；若供電線路從配電所引出采用電纜，必須用兩根電纜，每根能承受全部二級負(fù)荷，且同時運(yùn)行，互為“熱備用”。3，三級負(fù)荷：無特殊要求。二、用電設(shè)備的工作制1、長期連續(xù)

工作制：設(shè)備長期運(yùn)行，負(fù)荷比較穩(wěn)定。2、短時工作制：設(shè)備工作時間

很短，停歇時間相當(dāng)長。如：機(jī)床的輔助電動機(jī)。3、斷續(xù)周期工作制：周期性工作，時停、時運(yùn)行，工作周期一般少于10min（如電焊機(jī)，吊車電動機(jī)等）。

可用負(fù)荷持續(xù)率表示其工作狀態(tài)。注意：斷續(xù)周期工作的設(shè)備，在計(jì)算負(fù)荷時，必須按實(shí)際負(fù)荷率換算其設(shè)備容量。按實(shí)際負(fù)荷率換算其設(shè)備容量。三、工廠負(fù)荷曲線（一）繪制及類型圖2-11、繪制：縱坐標(biāo)有功功率無功功率橫坐標(biāo)時間2、類型：工廠、車間、設(shè)備的。有功功率、無功功率。年、月、日、工作班。（二）有關(guān)的物理量1、年最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用

小時。（圖２－2）（１）年最大負(fù)荷Ｐｍａｘ定義：全年負(fù)荷最大的工作班內(nèi)，消耗電能最大的半小時平均功率。Ｐｍａｘ＝Ｐ３０（２）年最大負(fù)荷利用小時。定義：是假想的時間。在該時間內(nèi)，電力負(fù)荷按Ｐｍａｘ所消耗的電能等于全年實(shí)際消耗的電能。（圖２－3）。工廠日有功負(fù)荷曲線圖2-2年負(fù)荷持續(xù)時間曲線的繪制a)夏日負(fù)荷曲線b)冬日負(fù)荷曲線c)年負(fù)荷持續(xù)時間曲線上述年負(fù)荷曲線，根據(jù)其一年中具有代表性的夏日負(fù)荷曲線（圖2-2a）和冬日負(fù)荷曲線（圖2-2b）來繪制。其夏日和冬日在全年中所占的天數(shù)，應(yīng)視當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌鉁厍闆r而定。例如在我國北方，可近似地取夏日165天，冬日200天；而在我國南方，則可近似地取夏日200天，冬日165天。假設(shè)繪制南方某廠的年負(fù)荷曲線（圖2-2c），其中P1在年負(fù)荷曲線上所占的時間T1=200(t1+t1′)，P2在年負(fù)荷曲線上所占的時間T2=200t2+165t2′)

，其余類推。圖2-3年每日最大負(fù)荷曲線

一年實(shí)際消耗的電能：

所以，

Tmax是反映電力負(fù)荷特性的一個重要參數(shù)；它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān)：

一班制：Tmax=1800~2500小時；

二班制：Tmax=3500~4500小時；

三班制：Tmax=5000~7000小時。2、平均負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)

Page42/圖24/5（1）平均負(fù)荷Pav其中：Wt時間t內(nèi)消耗的電能。所以，年平均負(fù)荷：

8760為一年的小時數(shù)。

（2）負(fù)荷系數(shù)：有稱負(fù)荷率；對負(fù)荷曲線有稱負(fù)荷曲線的充填系數(shù)，表示負(fù)荷變化的程度。定義：對于用電設(shè)備：其中：P設(shè)備輸出功率。

PN設(shè)備額定功率。圖2-4年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時圖2-5年平均負(fù)荷第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定一、概述計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。因?yàn)榻孛?gt;16mm2的導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)一般都>10min，而導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升（這正是負(fù)荷計(jì)算的重要依據(jù)）一般要3~4（約30min）；此間消耗的電能與負(fù)荷曲線上半小時消耗的電能相當(dāng)；所以，計(jì)算負(fù)荷用下標(biāo)“30”表示。如P30（KW）、Q30（Kvar）、S30（KVA）、I30（A）等。負(fù)荷計(jì)算的方法：

1、需要系數(shù)法；2、二項(xiàng)式系數(shù)法。圖2-6用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷說明二、需要系數(shù)法（一）單組用電設(shè)備的計(jì)算公式：Pe設(shè)備組所有設(shè)備（不包括備用設(shè)備）的額定容量PN之和。K

設(shè)備組的同時系數(shù)；KL設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)；

e設(shè)備組的平均效率；

wl配電線路的平均效率。其中：

Kd為需要系數(shù)。Page434/附表1：查Kd。

Kd表示用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時，需要的有功功率與設(shè)備容量之比。所以：

注意：附表1中的Kd值是按車間內(nèi)設(shè)備臺數(shù)比較多的情況確定的。一般偏低。因此：（1）需要系數(shù)法適用于車間及車間以上的計(jì)算負(fù)荷。（2）計(jì)算干線或分支線的負(fù)荷時，附表的Kd偏小，適當(dāng)取大。（COS

也適當(dāng)取大）。（3）只有1~2臺設(shè)備時，認(rèn)為：Kd=1；P30=Pe。（4）只有1臺電動機(jī)時，P30=Pe

/。電動機(jī)效率。其余負(fù)荷的計(jì)算：

無功負(fù)荷

Q30=P30?tan

Kvar

視在負(fù)荷

S30=P30/COS=KVA

計(jì)算電流

I30=S30/A一臺三相電動機(jī)：I30=IN=PN/?COS?

A例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動機(jī)7.5kW3臺，4kW8臺，3kW17臺，1.5kW10臺。試求其計(jì)算負(fù)荷。

解：此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛椴楦戒洷?中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)”項(xiàng)，得(取0.2)，，

因此可求得：

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

（二）設(shè)備容量Pe的計(jì)算

Pe與設(shè)備組的工作制有關(guān)1、長期連續(xù)工作制和短時工作制：2、斷續(xù)周期工作制：設(shè)備容量要按標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率進(jìn)行換算。公式如下：

N設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷持續(xù)率。

設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率。一般：電焊機(jī)為100%；

吊車為25%時換算最簡便。例21：單組負(fù)荷的計(jì)算題中“機(jī)修車間”即“小批量生產(chǎn)”之意。（1）電焊機(jī)組：一般的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率

=100%。（2）吊車電動機(jī)組：標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率

=25%。（三）多組用電設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算考慮以下兩個因數(shù)：1、各組用電設(shè)備不同時工作在最大負(fù)荷狀態(tài)。2、所有設(shè)備未必同時啟動，未必都運(yùn)行。所以，多組問題負(fù)荷計(jì)算時應(yīng)該考慮：

有功同時系數(shù)KP，

無功同時系數(shù)Kq。K

的具體取值見：

Page47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22是多組問題，有金屬切削機(jī)床組；通風(fēng)機(jī)組；電阻爐。所以，求總負(fù)荷時必須考慮同時系數(shù)K

。三、二項(xiàng)式系數(shù)法

需要系數(shù)法對于設(shè)備組中的大容量設(shè)備沒有特別考慮；所以，設(shè)備臺數(shù)少、容量差別大時，如低壓分支線或干線，計(jì)算結(jié)果偏小。（一）基本公式：其中：b、c為二項(xiàng)式系數(shù)；x為x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘俊ＴO(shè)備組的平均負(fù)荷設(shè)備組的x臺大容量設(shè)備的附加負(fù)荷Pe與需要系數(shù)法一樣。X臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘縌30=P30tanS30=I30=S30/Px的計(jì)算：1、當(dāng)設(shè)備臺數(shù)n<2x時，x=n/2，按

“四舍五入”取整數(shù)。2、1~2臺時P30=Pe。3、單臺電動機(jī)：P30=PN/。例2--3：單組問題；請與例2--1的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。（二）多組問題。總的有功功率：總的無功功率：例2--4：多組問題；請與例2--2的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。各組有功平均負(fù)荷的總和各組中最大的一個有功附加負(fù)荷各組無功平均負(fù)荷的總和最大的一個有功附加負(fù)荷的正切值比較例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，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，宜采用二項(xiàng)式法。”例2-3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，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，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，也應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的因素，但不是計(jì)入一個同時系數(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)備組的負(fù)荷計(jì)算一、概述1、三相線路中的單相設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配。2、若：

P單相.總〈15%P三相.總則：不管單相設(shè)備任何分配，都按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。3、單相負(fù)荷計(jì)算的原則

轉(zhuǎn)換成等效三相負(fù)荷再計(jì)算。等效轉(zhuǎn)換的方法：不論單相設(shè)備接相電壓或線電壓；總以最大負(fù)荷相有功負(fù)荷的3倍作為等效三相有功負(fù)荷。二、等效三相負(fù)荷的計(jì)算（1）單相設(shè)備接相電壓

P30、Q30、S30、I30都可以用前面的方法計(jì)算等效三相負(fù)荷最大負(fù)荷相的單相設(shè)備容量（2）單相設(shè)備接同一線電壓

單相設(shè)備接線電壓的電流：

等效三相設(shè)備的電流：因?yàn)椋核裕海?）單相設(shè)備接不同線電壓（三）單相設(shè)備部分接線電壓、部分接相電壓時計(jì)算步驟：將接線電壓的單相設(shè)備的容量轉(zhuǎn)換為接相電壓的設(shè)備容量。分相計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷。選出最大有功負(fù)荷相的有功負(fù)荷選出最大有功負(fù)荷相的無功負(fù)荷總的等效三相

有功負(fù)荷總的等效三相

無功負(fù)荷

接線電壓的單相設(shè)備容量轉(zhuǎn)換成接相電壓的設(shè)備容量的公式（2---30、31、32、33、34、35）結(jié)構(gòu)簡介：轉(zhuǎn)換成接相電壓的容量接線電壓的單相設(shè)備容量接線電壓的單相設(shè)備容量轉(zhuǎn)換系數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)可以按負(fù)荷的COS

從P54/表23查出3.單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時的負(fù)荷計(jì)算首先應(yīng)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，然后分相計(jì)算各相的設(shè)備容量與計(jì)算負(fù)荷?？偟牡刃嘤泄τ?jì)算負(fù)荷為其最大有功負(fù)荷相的有功計(jì)算負(fù)荷

的3倍，即

總的等效三相無功計(jì)算負(fù)荷為最大負(fù)荷相的無功計(jì)算負(fù)荷Q30.mφ

的3倍，即

關(guān)于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)備容量的問題，可按下列換算公式進(jìn)行換算：

(2-26)(2-27)A相(2-28)(2-29)B相(2-30)(2-31)C相(2-32)(2-33)式中PAB、PBC、PCA分別為接于AB、BC、CA相間的有功設(shè)備容量；

PA、PB、PC分別為換算為A、B、C相的有功設(shè)備容量；QA、QB、QC分別為換算為A、B、C相的無功設(shè)備容量；pAB-A、qAB-A…….分別是接于AB、……等相間的設(shè)備容量換算為A、……等相設(shè)備容量的有功和無功功率換算系數(shù)，如表2-3所列。例25：1、這是單相設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算問題；2、單相設(shè)備部分接線電壓，部分接相電壓；3、題中有“對焊機(jī)”，其Pe應(yīng)該換算。例2-5如圖2-7所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。此外接有380V單相對焊機(jī)4臺，其中2臺14kW（ε=100％）接于AB相間，1臺20kW（ε=100％）接于BC間，1臺30kW（ε=60％）接于CA相間。試求此線路的計(jì)算負(fù)荷。表2-3相間負(fù)荷換算為相負(fù)荷的功率換算系數(shù)0.290.530.670.80.880.961.161.441.63-0.29-0.050.090.220.30.380.580.861.050.50.360.280.20.160.110-0.17-0.270.50.640.720.80.840.891.01.171.271.00.90.80.70.650.60.50.40.35負(fù)

荷

功

率

因

數(shù)功率換算系數(shù)圖2-7例2-5的電路解：

(1)電熱干燥箱的各相計(jì)算負(fù)荷查附錄表1得因此只需計(jì)算其有功計(jì)算負(fù)荷：A相B相C相

(2)對焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷先將接于CA相間的30kW（ε=60%）換算至ε=100%的容量，即

查附錄表1得再由表2-3查得時的功率換算系數(shù)因此各相的有功和無功設(shè)備容量為

A相B相

C相各相的有功和無功計(jì)算負(fù)荷為A相B相C相

(3)各相總的有功和無功計(jì)算負(fù)荷A相B相C相(4)總的等效三相計(jì)算負(fù)荷因B相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，故取B相計(jì)算其等效三相計(jì)算負(fù)荷，由此可得以上計(jì)算也可列成單相負(fù)荷計(jì)算表[文獻(xiàn)10]，限于篇幅，

從略。第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗*逐級計(jì)算工廠計(jì)算負(fù)荷。Fig2--9/Page57；原則：從用戶向電源方向逐級計(jì)算。P30.6是單組設(shè)備。合理選擇需要系數(shù)法；二項(xiàng)式系數(shù)法P30.5分支線總負(fù)荷，多組問題。P30.4低壓配電線的總負(fù)荷；應(yīng)計(jì)入配電線的損耗：

PWL2。P30.3變壓器低壓母線總負(fù)荷，多組問題。P30.2高壓配電線的總負(fù)荷：應(yīng)該計(jì)入變壓器損耗

PT。配電線損耗

PWL1。P30.1高壓母線總負(fù)荷，多組問題。所以，求各級負(fù)荷時應(yīng)該計(jì)算線路、變壓器、開關(guān)電器的損耗；其中開關(guān)電器的損耗一般可以忽略。圖2-8工廠供電系統(tǒng)中各部分的計(jì)算負(fù)荷和功率損耗（只示出有功部分）P30.6是單組設(shè)備。合理選擇需要系數(shù)法；二項(xiàng)式系數(shù)法P30.5分支線總負(fù)荷，多組問題。P30.4低壓配電線總負(fù)荷；應(yīng)計(jì)入配電線的損耗：

PWL2。P30.3變壓器低壓母線總負(fù)荷，多組問題。P30.2高壓配電線的總負(fù)荷：應(yīng)該計(jì)入變壓器損耗

PT。配電線損耗

PWL1。P30.1高壓母線總負(fù)荷，多組問題。一、工廠供電系統(tǒng)的功率損耗（一）線路的功率損耗1、有功功率損耗：

RWL線路每相電阻。2、無功功率損耗：

XWI線路每相電抗。其中：注意：求XWL時，查X0不僅與線路的截面有關(guān)；而且與線間幾何均距aav有關(guān)。（圖2---10）其中：查附錄3--7（二）變壓器的功率損耗1、有功損耗鐵芯的損耗；一次電壓和頻率不變時與負(fù)荷無關(guān)。一二次繞組的損耗。與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比。變壓器的空載損耗；可認(rèn)為是鐵損。可以從附表查到。變壓器的短路損耗，可認(rèn)為是銅損?？梢詮母奖聿榈?。2、無功損耗產(chǎn)生主磁通的損耗。即產(chǎn)生激磁電流或空載電流I0。I0%變壓器空載電流占額定電流的百分比?？梢圆楦奖?獲得。一二次繞組的電抗的損耗。與負(fù)荷有關(guān)UK%：變壓器短路電壓占額定電壓的百分比在工程計(jì)算中，變壓器的有功/無功損耗可以按以下公式估算：

一般變壓器（SJL1系列）：

低損耗變壓器（SL7、SL9等）：二工廠供電系統(tǒng)的電能損耗

電能損耗=功率損耗功率損耗時間電能損耗除了生產(chǎn)和生活外，供電系統(tǒng)的元件；如線路、變壓器等也損耗電能。（一）線路：根據(jù)定義：Pmax

Tmax=Pav8760h所以：

Pav=PmaxTmax/8760h=P30Tmax/8760h

如果：COS=1；線路電壓不變；則：Pav

Iav；P30I30。

所以：Iav=I30

Tmax

/8760h線路的年有功電能損耗：

Wa=3Iav2RWL8760h=3I302RWLTmax2/8760h

Wa=3I302RWL

關(guān)于

：1、為最大負(fù)荷損耗小時。是一個假想時間；在時間內(nèi)，線路通過I30所消耗的電能等于實(shí)際電流全年消耗的電能。2、當(dāng)COS=1

時；

=Tmax2/8760h。3、

可以從Page60/表2--11的曲線查到。

與COS有關(guān)。（二）變壓器鐵芯損耗，與負(fù)荷大小無關(guān)電阻損耗，與負(fù)荷大小有關(guān)空載損耗即鐵芯損耗短路損耗即電阻損耗第五節(jié)工廠計(jì)算負(fù)荷的確定一、逐級計(jì)算法：前面已經(jīng)敘述。二、需要系數(shù)法：其中Kd為全廠的需要系數(shù)，可以從Page435/附表2查到。三、按年產(chǎn)量或年產(chǎn)值計(jì)算：（一）按年產(chǎn)量：

Wa=A?aP30=Wa/Tmax全年的電能損耗年產(chǎn)量單位產(chǎn)品耗電量年最大負(fù)荷利用小時（二）按年產(chǎn)值：

Wa=B?b年產(chǎn)值單位產(chǎn)值耗電量四、工廠的功率因數(shù)和無功功率的補(bǔ)償（一）類型1、瞬時功率因數(shù)：用于實(shí)時了解無功功率的變化，以采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。2、平均功率因數(shù)從定義出發(fā)有：Wp有功能耗，

KW?h。由有功電度表讀出。Wq無功能耗，

Kvar?h。由無功電度表讀出。3、最大負(fù)荷時的COS：規(guī)定：最大負(fù)荷時

高壓供電COS0.9；

低壓供電COS0.85；達(dá)不到以上要求，應(yīng)該考慮無功功率補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。

P30=P30`補(bǔ)償前后不變。S30補(bǔ)償前的視在功率S30`補(bǔ)償后的視在功率

補(bǔ)償前的功率因數(shù)角`補(bǔ)償后的功率因數(shù)角補(bǔ)償后的無功功率Q30`應(yīng)該補(bǔ)償?shù)臒o功容量Qc（二）無功功率補(bǔ)償補(bǔ)償前的無功功率Q30其中；

qc為無功補(bǔ)償率或比補(bǔ)償容量，可由附表9查出。單位：Kvar/KW。補(bǔ)償用電容器的個數(shù)：

n=Qc/qc；n應(yīng)該取3的倍數(shù)。（三）補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷：1、有功功率不變；P30=P30`，2、無功功率減?。籕30`=Q30-Qc，3、視在功率減?。焕}2--6低損耗變壓器：

PT=0.015S30QT=0.06S30P30=650KWQ30=800Kvar高壓側(cè)：COS0.9補(bǔ)償?shù)娜萘浚篞c=？補(bǔ)償前后S30=？

因?yàn)樽儔浩鞯臒o功損耗很大；所以，在低壓側(cè)的無功補(bǔ)償應(yīng)該大于0.9。這兒取0.92。由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，由于低壓側(cè)總的視在負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器容量選得小一些，這不僅可降低變電所的初投資，而且可減少工廠的電費(fèi)開支，因?yàn)槲覈╇娖髽I(yè)對工業(yè)用戶是實(shí)行的“兩部電費(fèi)制”：一部分叫基本電費(fèi)，按所裝設(shè)的主變壓器容量來計(jì)費(fèi)，規(guī)定每月按kVA容量大小交納電費(fèi)，容量越大，交納的電費(fèi)也越多，容量減小了，交納的電費(fèi)就減少了。另一部分叫電能電費(fèi)，按每月實(shí)際耗用的電能kW?h來計(jì)算電費(fèi)，并且要根據(jù)月平均功率因數(shù)的高低乘一個調(diào)整系數(shù)。凡月平均功率因數(shù)高于規(guī)定值的，可減交一定百分率的電費(fèi)。由此可見，提高工廠功率因數(shù)不僅對整個電力系統(tǒng)大有好處，而且對工廠本身也是有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的。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，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，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。這時變電所低壓側(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，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。五.工廠年電能消耗量的計(jì)算年有功電能消耗量年無功電能消耗量α——年平均有功負(fù)荷系數(shù)，α=0.7—0.75β——年平均無功負(fù)荷系數(shù)，β

=0.76—0.82Ta——年實(shí)際工作小時數(shù)，一班：Ta=2300h。二班：Ta=4600h，三班，Ta=6900h

二.工廠年耗電量的計(jì)算

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(2-47)年無功電能消耗量