發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)一負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償.ppt

負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償,第一節(jié) 概 述,一、計(jì)算負(fù)荷的概念,計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的用電設(shè)備容量按一定統(tǒng)計(jì)方法確定的，預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷，作為按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)各元件的依據(jù)。,二、負(fù)荷曲線,負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的圖形。,一班制工廠日有功負(fù)荷曲線,繪制負(fù)荷曲線采用的時(shí)間間隔t為30min。,求確定計(jì)算負(fù)荷的有關(guān)系數(shù)，一般是依據(jù)用電設(shè)備組最大負(fù)荷工作班的負(fù)荷曲線。,續(xù)上頁(yè),從發(fā)熱等效的觀點(diǎn)來看，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與年最大負(fù)荷是基本相當(dāng)?shù)?。所以?jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是年最大負(fù)荷，即Pc=PmP30。,年負(fù)荷曲線,年最大負(fù)荷Pm全年中有代表性的最大負(fù)荷班的半小時(shí)最大負(fù)荷。,三、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù),1. 需要系數(shù)Kd 需要系數(shù)定義為：,設(shè)備容量,Kd值的相關(guān)因素：用電設(shè)備組中設(shè)備的負(fù)荷率； 設(shè)備的平均效率； 設(shè)備的同時(shí)利用系數(shù)； 電源線路的效率。 Kd值只能靠測(cè)量統(tǒng)計(jì)確定。,利用系數(shù)定義為：,2. 利用系數(shù)Ku,Ku可查附錄表5,Pe,續(xù)上頁(yè),3. 附加系數(shù)Ka,Ka值與設(shè)備容量差別程度、設(shè)備臺(tái)數(shù)和利用系數(shù)有關(guān)。,為便于分析比較，從導(dǎo)體發(fā)熱的角度出發(fā)，不同容量的用電設(shè)備需歸算為同一容量的用電設(shè)備，于是可得到其等效臺(tái)數(shù)neq為：,附加系數(shù)定義為：,根據(jù)利用系數(shù)Ku和等效臺(tái)數(shù)neq查附錄表6，可得到附加系數(shù)Ka值。,續(xù)上頁(yè),年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax是假設(shè)電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pm持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能恰與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗用的電能相同。,4. 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷 的確定,一、單位容量法,在進(jìn)行供電工程方案設(shè)計(jì)階段，可采用單位容量法確定計(jì)算負(fù)荷。,二、需要系數(shù)法,1. 單位產(chǎn)品耗電量法,2. 單位面積負(fù)荷密度法,（一）一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷,按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的基本公式為,有功計(jì)算負(fù)荷（kW）,無功計(jì)算負(fù)荷（kvar）,視在計(jì)算負(fù)荷（kVA）,計(jì)算電流（A）,例2-1,解 此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?例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(dòng)機(jī)22kW2臺(tái)，7.5kW6臺(tái)，4kW12臺(tái)，1.5kW6臺(tái)。試用需要系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷Pc、Qc、Sc和Ic。,查附錄表1“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)得Kd0.2、cos 0.5、tan1.73。因此可得,Pe 22 kW27.5 kW64kW121.5kW6,Pc=KdPe0.2146kW=29.2kW,=146 kW,在確定低壓干線上或低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可結(jié)合具體情況對(duì)其有功和無功計(jì)算負(fù)荷計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K。,續(xù)上頁(yè),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。,(二)多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷,例2 某380V線路上，接有水泵電動(dòng)機(jī)（15kW以下）30臺(tái)共205kW，另有通風(fēng)機(jī)25臺(tái)共45kW，電焊機(jī)3臺(tái)共10.5kW（=65%）。試確定線路上總的計(jì)算負(fù)荷。,例2-2,解 先求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷,Q c1 Pc1 tan 164kW0.75=123kvar,1水泵電動(dòng)機(jī)組 查附錄表1得Kd=0.70.8(取0.8），cos0.8，tan0.75，因此,2. 通風(fēng)機(jī)組 查附錄表1得Kd=0.70.8（取0.8），cos=0.8, tan=0.75, 因此,P c2=0.845kW=36kW Q c2=36kW0.75=27kvar,Pc1= Kd1Pe10.8205kW=164kW,續(xù)上頁(yè),3.電焊機(jī)組 查附錄表1得Kd=0.35，cos=0.35，tan=2.68。,P c3=0.358.46kW=2.96kW,Pc0.95(164362.96)kW=192.81kW Qc0.97(123+27+7.94)kvar=153.20kvar,總計(jì)算負(fù)荷（取Kp0. 95， Kq0. 97 ）為,Sc= =246.26kVA Ic=246.26kVA/( 0.38kV)=374.2A,Q c3=2.96kW2.68=7.94kvar,在100%下的設(shè)備容量： Pe=10.5 =8.46kW。,第三節(jié) 變配電所所址選擇,一、選擇的一般原則,接近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便，接近電源側(cè)，設(shè)備運(yùn)輸方便等。,二、負(fù)荷中心的確定,（-）利用負(fù)荷圓 在工廠總平面圖上，按適當(dāng)?shù)谋壤齂 作出各車間的負(fù)荷圓。其圓心一般選在車間的中央，圓半徑為,（二）利用負(fù)荷功率法 在工廠總平面圖的下邊和左側(cè)，任作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸，測(cè)出各車間負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，例如 等，工廠的負(fù)荷中心設(shè)在 仿照計(jì)算重心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：,第四節(jié) 無功功率補(bǔ)償,一、功率因數(shù)定義,1瞬時(shí)功率因數(shù),監(jiān)測(cè)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。,二、無功補(bǔ)償容量的確定,QN.C=QcQc Pc(tan-tan),穩(wěn)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備，主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器（自愈式）。,三、無功補(bǔ)償裝置的選擇,低壓并聯(lián)電容器裝置根據(jù)負(fù)荷變化相應(yīng)自動(dòng)循環(huán)投切的電容器組數(shù)，在無功補(bǔ)償容量QN.C確定后可根據(jù)選定的單組容量qNC來選擇：,動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備（SVC）用于急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷如煉鋼電弧爐、軋鋼機(jī)等的無功補(bǔ)償。,例3 某用戶10kV變電所低壓計(jì)算負(fù)荷為800kW580kvar。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(dòng)補(bǔ)償裝置容量是多少？并選擇電容器組數(shù)及每組容量。,例2-3,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(tanarccos0.810tanarccos0.92),238.4kvar,續(xù)上頁(yè),（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.C=20kvar。,取12組,補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷,減少118.8kVA。,第五節(jié) 電力變壓器的選擇,一、電力變壓器的型式選擇,電力變壓器型式選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組型式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組別等，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、免維護(hù)的新產(chǎn)品。,油浸式 如S9、S9-M、S11型等，一般為自冷式。 干 式 如SCB10、SG10型等 ，可帶風(fēng)機(jī)冷卻。,35110/10.5kV總降壓變壓器為Y,d11。 10/0.4kV配電變壓器一般為 Y,yno或D,yn11。,續(xù)上頁(yè),D,yn11聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)：有利于單相接地故障的切除； 有利于抑制零序諧波； 單相負(fù)載能力強(qiáng)。,Y,yno聯(lián)接繞組接線圖及相量圖,D,yn11聯(lián)接繞組接線圖及相量圖,二、電力變壓器的臺(tái)數(shù)與容量選擇,（二）容量的選擇,容量還應(yīng)滿足大型電動(dòng)機(jī)及其它沖擊負(fù)荷的起動(dòng)要求。,一般單臺(tái)車間變?nèi)萘坎灰舜笥?250kVA。,（一）臺(tái)數(shù)的選擇,考慮因素：供電可靠性要求 負(fù)荷變化與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 集中負(fù)荷容量大小,對(duì)單臺(tái)變壓器 滿足條件 ： SNTSC （應(yīng)留有1020余量）,對(duì)兩臺(tái)變壓器（一般為等容量，互為備用）滿足條件： SNT0.7Sc 且 SNTSc（+ ）,保證負(fù)荷 的正常運(yùn)行,例5-1,例4 某工業(yè)企業(yè)擬建造一座10/0.38kV變電所，所址設(shè)在廠房 建筑內(nèi)。已知總計(jì)算負(fù)荷為1800kVA，其中一、二級(jí)負(fù)荷900kVA， COS0.8。試初選其主變壓器的型式、臺(tái)數(shù)和容量。,選用SCB10型10/0.4kV電力變壓器。無載調(diào)壓，分接頭5%，聯(lián)接組別Dyn11，帶風(fēng)機(jī)冷卻并配置溫控儀自動(dòng)控制，帶IP20防護(hù)外殼。,每臺(tái)變壓器容量SNT0.71565kVA1096kVA，且SNT783kVA，因此初選每臺(tái)變壓器容量為1000kVA。,解 1.選擇變壓器型式,因有較多的一、二級(jí)負(fù)荷，故初選兩臺(tái)主變壓器。,無功補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷 Sc1800kVA0.80.921565kVA，其中Sc（）900kVA0.80.92783kVA。,2.選擇變壓器臺(tái)數(shù),3.選擇每臺(tái)變壓器的容量,第六節(jié) 供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷,一、供電系統(tǒng)的功率損耗,（一）電力線路的功率損耗,有功損耗（kW）,無功損耗（kvar）,（二）電力變壓器的功率損耗,有功損耗,無功損耗,簡(jiǎn)化公式： PT0.01Sc ；QT0.05Sc 。,例5 某工廠有一個(gè)35/10kV總降壓變電所，分別供電給 14車間變電所及4臺(tái)冷卻水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)（PN4300kW、Kd0.8、cos0.8），10kV母線上接有2700kvar無功補(bǔ)償電容器組。已知14車間變電所10kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷分別為：1為1430 kWj1230kvar；2為1350 kWj1200kvar；3為1260 kWj1030kvar；4為960 kWj750kvar。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）。,例2-4,解：（1）求10kV母線計(jì)算負(fù)荷,1車間變電所 Pc11430 kW，Qc11230kvar 2車間變電所 Pc21350 kW，Qc21200kvar 3車間變電所 Pc31260 kW，Qc31030kvar 4車間變電所 Pc4960 kW，Qc4750kvar,高壓電動(dòng)機(jī)組 Pc5Kd PN =0.84300kW960 kW Qc5Pc5tan=9600.75720 kvar,10kV母線計(jì)算負(fù)荷 =0.9（1430+1350+1260+960+960）5364 kW,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,Pc.1= Pc.2 +PT； Qc.1= Qc. 2 +QT,二、供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷,一般采用逐級(jí)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(jí)計(jì)算點(diǎn)的選取，一般為各級(jí)配電箱（屏）的出線和進(jìn)線、變電所低壓出線、變