工廠供電負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償

1、第二章第二章 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算與與 無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率補(bǔ)償 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 （重點(diǎn)重點(diǎn)） 第三節(jié)第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié)第四節(jié)尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算（重點(diǎn)重點(diǎn)）第五節(jié)第五節(jié)無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率補(bǔ)償（重點(diǎn)重點(diǎn)）第六節(jié)第六節(jié)供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷（重點(diǎn)重點(diǎn)）第七節(jié)第七節(jié)供電系統(tǒng)的電能節(jié)約供電系統(tǒng)的電能節(jié)約 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、計(jì)算負(fù)荷的概念一、計(jì)算負(fù)荷的概念 載流導(dǎo)體溫升曲線載流導(dǎo)體溫升曲線二、用電設(shè)備工作制及設(shè)備容量的計(jì)算二、用電設(shè)備工作制

2、及設(shè)備容量的計(jì)算 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)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)。各元件的依據(jù)。 1. .長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行工作制長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行工作制 指工作時(shí)間內(nèi)能達(dá)到穩(wěn)指工作時(shí)間內(nèi)能達(dá)到穩(wěn)定溫升的用電設(shè)備。定溫升的用電設(shè)備。 該類設(shè)備不允許過(guò)載運(yùn)該類設(shè)備不允許過(guò)載運(yùn)行（只允許短時(shí)過(guò)載）。行（只允許短時(shí)過(guò)載）。 ( (一一) )用電設(shè)備工作制用電設(shè)備工作制 續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)3.3.斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制指有規(guī)律性的，時(shí)而工作、時(shí)而停歇的用電設(shè)

3、備。工作時(shí)指有規(guī)律性的，時(shí)而工作、時(shí)而停歇的用電設(shè)備。工作時(shí)間內(nèi)也達(dá)不到穩(wěn)定溫升，允許過(guò)載運(yùn)行。間內(nèi)也達(dá)不到穩(wěn)定溫升，允許過(guò)載運(yùn)行。0100%ttt工作時(shí)間工作時(shí)間停歇時(shí)間停歇時(shí)間 指工作時(shí)間很短，停歇時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的用電設(shè)備，工作時(shí)間指工作時(shí)間很短，停歇時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的用電設(shè)備，工作時(shí)間內(nèi)達(dá)不到穩(wěn)定溫升。允許過(guò)載運(yùn)行。內(nèi)達(dá)不到穩(wěn)定溫升。允許過(guò)載運(yùn)行。斷續(xù)周期工作制設(shè)備容量斷續(xù)周期工作制設(shè)備容量P與其負(fù)荷持續(xù)率與其負(fù)荷持續(xù)率密切相關(guān)，對(duì)供密切相關(guān)，對(duì)供電系統(tǒng)而言，按發(fā)熱等效原則（同一周期內(nèi)）求得其關(guān)系式：電系統(tǒng)而言，按發(fā)熱等效原則（同一周期內(nèi)）求得其關(guān)系式：用負(fù)荷持續(xù)率表征其工作特性用負(fù)荷持續(xù)率表征其

4、工作特性( (二二) )設(shè)備容量的計(jì)算設(shè)備容量的計(jì)算長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量Pe，就取所有設(shè)就取所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的銘牌額定容量備（不含備用設(shè)備）的銘牌額定容量PN之和。之和。1P2.短時(shí)運(yùn)行工作制短時(shí)運(yùn)行工作制續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)NNePP規(guī)定負(fù)荷持續(xù)率規(guī)定負(fù)荷持續(xù)率 25或或100銘牌負(fù)荷持續(xù)率銘牌負(fù)荷持續(xù)率銘牌容量銘牌容量等效容量等效容量則得：則得：（1 1）電焊機(jī)組要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到）電焊機(jī)組要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 下下, ,則則100%NeNNNNN100cosPPPS（2）吊車電動(dòng)機(jī)組）吊車電動(dòng)機(jī)組當(dāng)采用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，要當(dāng)采

5、用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到下下,則則25%NeNNN252PPP 當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 下。下。100%三、負(fù)荷曲線三、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。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。042200400148610 12181620 22 24800600P/kWt/h一班制工廠日一班制工廠日有功負(fù)荷曲線有功負(fù)荷曲線繪制負(fù)荷曲線采用的時(shí)間間隔繪制負(fù)荷曲線采用的時(shí)間間隔t為為30min。 求確定計(jì)算負(fù)求確定計(jì)算負(fù)荷的有關(guān)系數(shù)，一荷的有關(guān)系數(shù)，一般

6、是依據(jù)用電設(shè)備般是依據(jù)用電設(shè)備組最大負(fù)荷工作班組最大負(fù)荷工作班的負(fù)荷曲線。的負(fù)荷曲線。 續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè) 從發(fā)熱等效的觀點(diǎn)來(lái)看，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與年最大負(fù)荷從發(fā)熱等效的觀點(diǎn)來(lái)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，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，即即Pc=PmP30。年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線 P/kW876080006000400020000t/h200400600800Pm 年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷PmPm全年中有代表性的最大負(fù)荷班的半小全年中有代表性的最大負(fù)荷班的半小時(shí)最大負(fù)荷。時(shí)最大負(fù)荷。續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)年平均負(fù)荷年平均負(fù)荷Pav電力負(fù)荷在全年

7、時(shí)間內(nèi)平均耗用的電力負(fù)荷在全年時(shí)間內(nèi)平均耗用的功率，即功率，即08760年負(fù)荷曲線Pt/hPmPavaav8760WP全年時(shí)間內(nèi)耗用的電能全年時(shí)間內(nèi)耗用的電能 負(fù)荷曲線填充負(fù)荷曲線填充系數(shù)，亦稱負(fù)系數(shù)，亦稱負(fù)荷率或負(fù)荷系荷率或負(fù)荷系數(shù)，即數(shù)，即avmPP四、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)四、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù) 1.需要系數(shù)需要系數(shù)Kd需要系數(shù)定義為：需要系數(shù)定義為：mdePKP設(shè)備容量設(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；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)備的平均效率； 設(shè)備的同時(shí)利用系數(shù)；設(shè)備的同時(shí)利用系數(shù)； 電源線路的效率。電源線路的效率。 Kd值值只能靠測(cè)量

8、統(tǒng)計(jì)確定。只能靠測(cè)量統(tǒng)計(jì)確定。利用系數(shù)定義為：利用系數(shù)定義為：2.利用系數(shù)利用系數(shù)KuavuePKPKu可查附錄表可查附錄表5Pe0.38kVMMMPm 續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)3.附加系數(shù)附加系數(shù)KamaavPKPKa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)。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)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：為： 2e.i2e.ieqeqPPnn附加系數(shù)定義為：附加系數(shù)定義為：根據(jù)利用系

9、數(shù)根據(jù)利用系數(shù)Ku和等效臺(tái)數(shù)和等效臺(tái)數(shù)neq查附錄表查附錄表6，可得到附加系數(shù)，可得到附加系數(shù)Ka值。值。2e.ieq2e.iPnP續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)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)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。荷全年實(shí)際耗用的電能相同。amaxmWTP4.年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)08760年負(fù)荷曲線PmPt/hTmax第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷 的確定的確定 一、單位容量法一、單位容

10、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)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。算負(fù)荷。 二、需要系數(shù)法二、需要系數(shù)法 1. 1. 單位產(chǎn)品耗電量法單位產(chǎn)品耗電量法 2. 2. 單位面積負(fù)荷密度法單位面積負(fù)荷密度法（一）（一）一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷一組用電設(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cctanPQcmdePPK PcccosPSccN3SIU有功計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷（kW）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）視在計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷（kVA）計(jì)算電流計(jì)算電流（A） 例例2-

11、1 解此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛榻獯藱C(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?例例2- -1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓已知某機(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)的三相電動(dòng)機(jī)22kW2臺(tái)，臺(tái)，7.5kW6臺(tái)，臺(tái)，4kW12臺(tái)，臺(tái)，1.5kW6臺(tái)。試用需要系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷臺(tái)。試用需要系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷Pc、Qc、Sc和和Ic。查附錄表查附錄表1“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)得項(xiàng)得Kd0.2、cos 0.5、tan1.73。因此可得因此可得 Pe 22 kW27.5 kW64kW121.5kW6N.iPPc=KdPe0.2146kW=29.2kW

12、 cctan=29.2kW 1.73=50.52kvarQPcc29.2kW58.4kVAcos0.5PSccN58.4 kVA88.73A330.38kVSIU=146 kW 在確定低壓干線上或低在確定低壓干線上或低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可結(jié)合具體情況對(duì)其有功和無(wú)結(jié)合具體情況對(duì)其有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷計(jì)入一個(gè)同時(shí)系功計(jì)算負(fù)荷計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)數(shù)K。續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)cpc.iPKPcqc.iQKQ22cccSPQccN3SIU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)算電流之和乘以或計(jì)算電流之和乘以K來(lái)計(jì)

13、算。來(lái)計(jì)算。 (二二)多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷0.38kVPc , QcSc , IcPc1 , Qc1Pc2 , Qc2Pci , Qci 例例2-2 某某380V線路上，接有水泵電動(dòng)機(jī)（線路上，接有水泵電動(dòng)機(jī)（15kW以下）以下）30臺(tái)共臺(tái)共205kW，另有通風(fēng)機(jī)另有通風(fēng)機(jī)25臺(tái)共臺(tái)共45kW，電焊機(jī)電焊機(jī)3臺(tái)共臺(tái)共10.5kW（=65%）。試確定線路上總的計(jì)算負(fù)荷。試確定線路上總的計(jì)算負(fù)荷。例例2-2解先求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷解先求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷Q c1 Pc1 tan 164kW0.75=123kvar1水泵電動(dòng)機(jī)組查附錄表水泵電動(dòng)機(jī)組查附錄表1得

14、得Kd=0.70.8(取取0.8），），cos0.8，tan0.75，因此因此2.通風(fēng)機(jī)組查附錄表通風(fēng)機(jī)組查附錄表1得得Kd=0.70.8（取取0.8），），cos=0.8, tan=0.75,因此因此 P c2=0.845kW=36kW Q c2=36kW0.75=27kvarPc1= Kd1Pe10.8205kW=164kW續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)3.電焊機(jī)組查附錄表電焊機(jī)組查附錄表1得得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=153.2

15、0kvar總計(jì)算負(fù)荷（取總計(jì)算負(fù)荷（取Kp0. 95， Kq0. 97）為為 Sc= =246.26kVAIc=246.26kVA/( 0.38kV)=374.2A 22192.81153.203Q c3=2.96kW2.68=7.94kvar65%100%在在100%下的設(shè)備容量：下的設(shè)備容量：Pe=10.5=8.46kW。三、利用系數(shù)法1.1.求用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷：求用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷：av.iu.ie.iPK Pav.iav.iitanQPav.iue.iPKP2e.ieq2e.iPnPcaav.iPKPcaav.iQKQ22cccSPQccN3SIU2.2.

16、求平均利用系數(shù)及等效設(shè)備臺(tái)數(shù)：求平均利用系數(shù)及等效設(shè)備臺(tái)數(shù)：3.3.根據(jù)根據(jù)Ku與與neq查附錄表查附錄表6，得出附加系數(shù)，得出附加系數(shù)Ka。4.4.利用下列公式求出總計(jì)算負(fù)荷：利用下列公式求出總計(jì)算負(fù)荷： 例例2-32-3已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓已知某機(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)的三相電動(dòng)機(jī)22kW2臺(tái)，臺(tái)，7.5kW6臺(tái)，臺(tái)，4kW12臺(tái)，臺(tái)，1.5kW6臺(tái)。臺(tái)。試用利用系數(shù)法來(lái)確定機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。試用利用系數(shù)法來(lái)確定機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。 例例2-3解解1用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷Q av Pav tan機(jī)床電

17、動(dòng)機(jī)機(jī)床電動(dòng)機(jī)查附錄表查附錄表5得得Ku=0.12，tan=1.73,因此因此2.平均利用系數(shù)平均利用系數(shù)因只有因只有1組用電設(shè)備，故組用電設(shè)備，故Ku.avKu0.12Pav=K u Pe3用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)22e.ieq22222e.i14614.12227.564121.56PnP（?。ㄈ?4）0.12146 kW =17.52kW17.52 kW1.73=30.34kvar續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)4計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流 利用利用Ku.av=0.12及及neq=14查附錄表查附錄表6，通過(guò)插值求得，通過(guò)插值求得Ka=2。caav.iPKP217.52 kW 35.0

18、4kW caav.iQKQ230.34 kvar60.68kvar 22cccSPQ2235.0460.68 kVA =70.07kVAccN3SIU70.07kVA106.46A30.38kVa0.12 0.1(1.85 2.1) 2.1 20.15 0.1K第三節(jié)第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷 的確定的確定如果單相設(shè)備容量超過(guò)三相設(shè)備容量如果單相設(shè)備容量超過(guò)三相設(shè)備容量15%時(shí)，則應(yīng)將單相時(shí)，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。1.接于相電壓的單相設(shè)備容量換算接于相電壓的單相設(shè)備容量換算ee.m3P

19、P2.接于接于同一同一線電壓的單相設(shè)備容量換算線電壓的單相設(shè)備容量換算 ee.3PP3.單相設(shè)備接于單相設(shè)備接于不同不同線電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算線電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 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；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；分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，并按需要系數(shù)法計(jì)算其計(jì)算負(fù)荷；分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，并按需要系數(shù)法計(jì)算其計(jì)算負(fù)荷；總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為其最大有功負(fù)荷相的計(jì)算負(fù)荷的總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為其最大有功負(fù)荷相的計(jì)算負(fù)荷的3 3倍。倍。4.單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 e12= 3 +(

20、3- 3)P PPe1122= 3tan(3- 3) tanQPP第四節(jié)第四節(jié) 尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算 尖峰電流是指只持續(xù)尖峰電流是指只持續(xù)12s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，它用來(lái)計(jì)算的短時(shí)最大負(fù)荷電流，它用來(lái)計(jì)算電壓波動(dòng)、選擇熔斷器和低壓斷路器及整定繼電保護(hù)裝置等。電壓波動(dòng)、選擇熔斷器和低壓斷路器及整定繼電保護(hù)裝置等。 單臺(tái)用電設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）的尖峰電流單臺(tái)用電設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）的尖峰電流Ipk，就是其起動(dòng)電就是其起動(dòng)電流流Ist，即即 接有多臺(tái)用電設(shè)備的線路，只考慮一臺(tái)設(shè)備起動(dòng)時(shí)的尖峰接有多臺(tái)用電設(shè)備的線路，只考慮一臺(tái)設(shè)備起動(dòng)時(shí)的尖峰電流，按下列公式計(jì)算電流，按下列公式計(jì)算 式中，式中，Ist

21、.max為起動(dòng)電流最大的一臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流；為起動(dòng)電流最大的一臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流；Ic(n-1)為為除起動(dòng)設(shè)備以外的線路計(jì)算電流。除起動(dòng)設(shè)備以外的線路計(jì)算電流。IpkIstkstIN.M pkst.maxc(n-1)III第五節(jié)第五節(jié) 無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率補(bǔ)償 一一、功率因數(shù)定義功率因數(shù)定義1瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù) 監(jiān)測(cè)負(fù)荷用。監(jiān)測(cè)負(fù)荷用。 cos3PPSUI2平均功率因數(shù)平均功率因數(shù) 調(diào)整電費(fèi)用。調(diào)整電費(fèi)用。 pav22pqcosWWW3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) 確定需要無(wú)功補(bǔ)償容量用。確定需要無(wú)功補(bǔ)償容量用。cccosPSSCSCPCQCQC二、無(wú)功補(bǔ)償容量的確定二、無(wú)功補(bǔ)

22、償容量的確定 QN.C=QcQc Pc(tan-tan) QN.C 穩(wěn)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，主要穩(wěn)態(tài)無(wú)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（自愈有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器（自愈式）。式）。 三、無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇三、無(wú)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)，變化相應(yīng)自動(dòng)循環(huán)投切的電容器組數(shù)，在無(wú)功補(bǔ)償容量在無(wú)功補(bǔ)償容量QN.C確定后可根據(jù)選確定后可根據(jù)選定的單組容量定的單組容量qNC來(lái)選擇：來(lái)選擇：N.CN.CQnq動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備（SVC）用于急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷用于急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷如煉鋼電弧爐、軋鋼機(jī)

23、等的無(wú)功補(bǔ)償。如煉鋼電弧爐、軋鋼機(jī)等的無(wú)功補(bǔ)償。四、無(wú)功補(bǔ)償裝置的裝設(shè)位置四、無(wú)功補(bǔ)償裝置的裝設(shè)位置 在用戶供電系統(tǒng)中，有三種方式：高壓集中補(bǔ)償、低壓集在用戶供電系統(tǒng)中，有三種方式：高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償）。中補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償）。M1C分 散 就 地 補(bǔ) 償2C3C610kV0.38kV高 壓 集 中 補(bǔ) 償高 壓 集 中 補(bǔ) 償 的補(bǔ) 償 區(qū)低 壓 集 中 補(bǔ) 償 的 補(bǔ) 償 區(qū)分 散 就 地 補(bǔ) 償 的 補(bǔ) 償 區(qū)未 補(bǔ) 償 區(qū)未 補(bǔ) 償 區(qū)未 補(bǔ) 償 區(qū)低 壓 集 中 補(bǔ) 償例例23某用戶某用戶10kV變電所低壓計(jì)算負(fù)荷為變電所低壓計(jì)算負(fù)荷為800

24、kW580kvar。若欲使低壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到若欲使低壓側(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，則需在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置容量是多少？并選擇電容器組數(shù)及每組容容器無(wú)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。量。例例2-32-3解：（解：（1 1）求補(bǔ)償前的視在計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)）求補(bǔ)償前的視在計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù) （2 2）確定無(wú)功補(bǔ)償容量）確定無(wú)功補(bǔ)償容量 800(tanarccos0.810tanarccos0.92)2222ccc800580 kVA988.1kVASPQcc800kWcos0.810988.1kVAPSN Cc(tantan)

25、QP238.4kvar續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)（3 3）選擇電容器組數(shù)及每組容量）選擇電容器組數(shù)及每組容量初選初選BSMJ0.4-20-3型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量qN.C=20kvar。N CN C238.4kvar11.9220kvarQnq取取12組組2222cccN C()800(580240)869.3kVASPQQ補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷減少減少118.8kVA。第六節(jié)第六節(jié) 供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷 一、供電系統(tǒng)的功率損耗一、供電系統(tǒng)的功率損耗 （一）電力線路的功率損耗（一）電力線路的功率損耗 有功損耗（有功損耗（kW）無(wú)功損耗（

26、無(wú)功損耗（kvar）（二（二）電力變壓器的功率損耗電力變壓器的功率損耗有功損耗有功損耗23WL310cPI R23WL310cQI XX=x0l R=r0l 22ccTFecu.N0kN.TN.TSSPPPPPSS 無(wú)功損耗無(wú)功損耗22c0ckT0NN.TN.TN.T%100100SISUQQQSSS 簡(jiǎn)化公式：簡(jiǎn)化公式：PT0.01Sc ；QT0.05Sc 。 例例2-4 2-4 某工廠有一個(gè)某工廠有一個(gè)35/10kV總降壓變電所，分別供電給總降壓變電所，分別供電給14車間變電所及車間變電所及4臺(tái)冷卻水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)臺(tái)冷卻水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)（PN4300kW、Kd0.8、cos0.8），1

27、0kV母線上接有母線上接有2700kvar無(wú)無(wú)功補(bǔ)償電容器組。已知功補(bǔ)償電容器組。已知14車間變電所車間變電所10kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷分別側(cè)計(jì)算負(fù)荷分別為：為：1為為1430 kWj1230kvar；2為為1350 kWj1200kvar；3為為1260 kWj1030kvar；4為為960 kWj750kvar。試計(jì)算該總降試計(jì)算該總降壓變電所壓變電所35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)大?。ㄈ?cè)計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)大?。ㄈ=0.9）。）。例例2-42-4解：（解：（1）求）求10kV母線計(jì)算負(fù)荷母線計(jì)算負(fù)荷1車間變電所車間變電所Pc11430 kW，Qc11230kvar2車間變電所車間變電所Pc213

28、50 kW，Qc21200kvar3車間變電所車間變電所Pc31260 kW，Qc31030kvar4車間變電所車間變電所Pc4960 kW，Qc4750kvar高壓電動(dòng)機(jī)組高壓電動(dòng)機(jī)組Pc5Kd PN =0.84300kW960 kW Qc5Pc5tan=9600.75720 kvar 10kV母線計(jì)算負(fù)荷母線計(jì)算負(fù)荷=0.9（1430+1350+1260+960+960）5364 kWcpc.iPKPCT0.38kV低 壓 集 中 補(bǔ) 償10kV如下圖，變電所低壓母線的視在計(jì)算負(fù)荷如下圖，變電所低壓母線的視在計(jì)算負(fù)荷為為2222c.2c.2c.2c.2c.2N C()SPQPQQ 變電所高

29、壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為低變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為低壓母線的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的壓母線的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的損耗，即損耗，即Pc.1= Pc.2 +PT； Qc.1= Qc. 2 +QT22c.1c.1c.1SQPc.1c.11N3SIU二、供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷二、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。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、變壓器低壓母線、高壓進(jìn)線等處。、變電所低壓出線、變壓器低壓母線、高壓進(jìn)線等處。續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)（2）

30、求）求35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷側(cè)計(jì)算負(fù)荷變壓器損耗變壓器損耗PT0.01Sc 0.01563856.38 kW QT0.05Sc 0.055638281.9 kvarcc.N.iCQKQQ0.9(1230+1200+1030+750+720)27001737 kvar222253641737 =5638kVAcccSQP25420.42018.95784.2kVAcccSQP.1.1.15420.4cos0.9375784.2ccPS35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷側(cè)計(jì)算負(fù)荷Pc.1= Pc.2 +PT5364+56.385420.4kW Qc.1= Qc.2 +QT1737+281.92018

31、.9 kvar4000200010002000100003000400030001.0600050007000cos0.6800060005000700090008000/hTm ax/h第七節(jié)第七節(jié) 供電系統(tǒng)的電能節(jié)約供電系統(tǒng)的電能節(jié)約一、年電能需要量的計(jì)算一、年電能需要量的計(jì)算 年有功電能消耗量年有功電能消耗量(kWh) Wp=PcTa 取取0.70.75二、供電系統(tǒng)的電能損耗二、供電系統(tǒng)的電能損耗 變壓器全年電能損耗為變壓器全年電能損耗為Wa=Wa1 +Wa2 P08760+PkKL2 年無(wú)功電能消耗量年無(wú)功電能消耗量(kvarh) Wq=QcTa 取取0.760.82

32、線路上全年電能損耗為線路上全年電能損耗為Wa=3I2c RWL年最大負(fù)荷損耗小時(shí)年最大負(fù)荷損耗小時(shí)與與年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax有一有一定關(guān)系，如圖所示定關(guān)系，如圖所示。續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè) 用戶供電系統(tǒng)的電能節(jié)約主要從降低用電設(shè)備的能耗和供用戶供電系統(tǒng)的電能節(jié)約主要從降低用電設(shè)備的能耗和供電系統(tǒng)的能耗兩方面著手，提高能源利用率。電系統(tǒng)的能耗兩方面著手，提高能源利用率。三、電能節(jié)約的技術(shù)措施三、電能節(jié)約的技術(shù)措施 供電系統(tǒng)的能耗主要為變壓器及線路的能耗，可采?。汗╇娤到y(tǒng)的能耗主要為變壓器及線路的能耗，可采?。哼x用高效節(jié)能變壓器，更新淘汰低效高耗能產(chǎn)品；選用高效節(jié)能變壓器，更新淘汰低效

33、高耗能產(chǎn)品；合理選擇電力變壓器容量及數(shù)量，實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式；合理選擇電力變壓器容量及數(shù)量，實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式；改造現(xiàn)有不合理的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗；改造現(xiàn)有不合理的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗；改善系統(tǒng)功率因數(shù)，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功率損耗。改善系統(tǒng)功率因數(shù)，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功率損耗。用電設(shè)備的能耗可下述技術(shù)措施降低：用電設(shè)備的能耗可下述技術(shù)措施降低：通過(guò)通過(guò)改造原有的設(shè)備，提高效率及性能；改造原有的設(shè)備，提高效率及性能； 采用新技術(shù)，選用高效節(jié)能設(shè)備；采用新技術(shù)，選用高效節(jié)能設(shè)備； 改進(jìn)操作方法，改革落后的生產(chǎn)工藝；改進(jìn)操作方法，改革落后的生產(chǎn)工藝； 提高設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)檢修水平等提高設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)檢修

34、水平等。（一）電能節(jié)約的一般措施（一）電能節(jié)約的一般措施續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè) 1單臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行單臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（二）電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（二）電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件是：傳輸單位變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件是：傳輸單位kVA負(fù)荷所消耗的有負(fù)荷所消耗的有功功率損耗歸算值最小。功功率損耗歸算值最小。2TqT0q0kqkLPPkQPkQPkQK N.TL1PPSSKL0PdSdK令0q0eckqkPkQKPkQ得0SScr P/（兩臺(tái)） P/（一臺(tái)） P P= P2兩臺(tái)變壓器的兩臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行0q0crN.Tkqk2PkQSSPkQ本章小結(jié)本章小結(jié) 本章是分析供電系統(tǒng)和進(jìn)行供

35、電設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。本章是分析供電系統(tǒng)和進(jìn)行供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。 本章首先簡(jiǎn)介了負(fù)荷計(jì)算的有關(guān)基本知識(shí)本章首先簡(jiǎn)介了負(fù)荷計(jì)算的有關(guān)基本知識(shí); ;然后著重講述了用電設(shè)備組然后著重講述了用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定方法，介紹線路尖峰電流的計(jì)算計(jì)算負(fù)荷的確定方法，介紹線路尖峰電流的計(jì)算; ;接著講述了供電系統(tǒng)無(wú)功接著講述了供電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償、總計(jì)算負(fù)荷的確定及電能節(jié)約。補(bǔ)償、總計(jì)算負(fù)荷的確定及電能節(jié)約。本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定方法、尖峰電流的計(jì)算方三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定方法、尖峰電流的計(jì)算方法、無(wú)功功率補(bǔ)償容量的確定與無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計(jì)法、無(wú)功功率補(bǔ)償容量的

36、確定與無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷確定方法。算負(fù)荷確定方法。本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：利用系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。利用系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。 教學(xué)基本要求：教學(xué)基本要求：了解單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定方法、電能節(jié)約的了解單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定方法、電能節(jié)約的技術(shù)措施；理解用電設(shè)備工作制、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)；技術(shù)措施；理解用電設(shè)備工作制、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)；掌握三相用電設(shè)備掌握三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定方法、尖峰電流的計(jì)算方法、無(wú)功功率補(bǔ)償容量的確定與組計(jì)算負(fù)荷的確定方法、尖峰電流的計(jì)算方法、無(wú)功功率補(bǔ)償容量的確定與無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的

37、總計(jì)算負(fù)荷確定方法。無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的選擇、供電系統(tǒng)的總計(jì)算負(fù)荷確定方法。 思考題與習(xí)題解答提示思考題與習(xí)題解答提示2-1提示：參見教材提示：參見教材P18。2-2提示：參見教材提示：參見教材P19。2-3提示：參見教材提示：參見教材P18和和P21P22。2-4提示：參見教材提示：參見教材P26。2-5提示：參見教材提示：參見教材P28和和P18。2-6提示：參見教材提示：參見教材P31。2-7提示：參見教材提示：參見教材P39。2-8提示：第一步求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，對(duì)行車，要求設(shè)備容量提示：第一步求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，對(duì)行車，要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到統(tǒng)一換算到 ，對(duì)點(diǎn)焊機(jī)，要求設(shè)備

38、容量統(tǒng)一換算到對(duì)點(diǎn)焊機(jī)，要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 ；第二步計(jì)算總計(jì)算負(fù)荷（可取第二步計(jì)算總計(jì)算負(fù)荷（可取Kp0. 95， Kq0. 97）。100%25%續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)2-9提示：采用利用系數(shù)法（步驟參見例提示：采用利用系數(shù)法（步驟參見例2-3）分別計(jì)算兩組用電設(shè)備的）分別計(jì)算兩組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后進(jìn)行比較，從而說(shuō)明設(shè)備容量組成不同對(duì)最大負(fù)荷的影響。計(jì)算負(fù)荷，然后進(jìn)行比較，從而說(shuō)明設(shè)備容量組成不同對(duì)最大負(fù)荷的影響。2-10提示：先將各相所接的單相設(shè)備容量大致相同（不能只接在一相提示：先將各相所接的單相設(shè)備容量大致相同（不能只接在一相上），然后將其等效成上），然后將其等效成1臺(tái)三相設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷

39、計(jì)算。臺(tái)三相設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。2-11提示：計(jì)算單元和整棟樓的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，都將其當(dāng)成一組用電設(shè)備，提示：計(jì)算單元和整棟樓的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，都將其當(dāng)成一組用電設(shè)備，然后按附錄表然后按附錄表3選取選取Kd值，值，。cos0.852-12提示：提示：（1）確定補(bǔ)償容量時(shí)，采用低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷代入公式計(jì)算，）確定補(bǔ)償容量時(shí)，采用低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷代入公式計(jì)算，取取。（。（2）確定高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷時(shí)，變壓器損耗可按經(jīng)驗(yàn)公式）確定高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷時(shí)，變壓器損耗可按經(jīng)驗(yàn)公式估算。估算。cos0.922-13提示：根據(jù)教材提示：根據(jù)教材P39圖圖2-9查出查出值，代入公式計(jì)算即可。值，代入公式計(jì)算即可。自自 測(cè)測(cè) 題題 一

40、、填空題一、填空題1計(jì)算電流是指線路中持續(xù)時(shí)間計(jì)算電流是指線路中持續(xù)時(shí)間的最大負(fù)荷電流，而尖峰電的最大負(fù)荷電流，而尖峰電流是指線路中持續(xù)時(shí)間流是指線路中持續(xù)時(shí)間的最大負(fù)荷電流。按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)的最大負(fù)荷電流。按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)各元件應(yīng)采用各元件應(yīng)采用，而整定過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流則采用，而整定過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流則采用。 2并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式分為三種并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式分為三種:、和、和。由于。由于電力負(fù)荷的變動(dòng)性，低壓并聯(lián)電容器組的投切方式一般采用電力負(fù)荷的變動(dòng)性，低壓并聯(lián)電容器組的投切方式一般采用方式。方式。 3計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知用電設(shè)備組確定的，預(yù)期不變

41、確定的，預(yù)期不變的的假想負(fù)荷。用來(lái)作為按假想負(fù)荷。用來(lái)作為按條件選擇供電系統(tǒng)元件的依據(jù)。條件選擇供電系統(tǒng)元件的依據(jù)。 續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)二、計(jì)算題二、計(jì)算題 1某用戶某用戶10/0.38kV變電所供電給變電所供電給5個(gè)回路：個(gè)回路：1回路回路PN=230kW，Kd=0.2，cos0.6；2回路回路PN=800kW，Kd=0.4，cos0.7；3回路回路PN=720kW，Kd=0.5，cos0.8；4回路回路PN=540kW，Kd=0.5，cos0.7；5回路計(jì)算負(fù)荷回路計(jì)算負(fù)荷150kW+j120kvar。（1）試求低壓母線總計(jì)算負(fù)荷）試求低壓母線總計(jì)算負(fù)荷Pc、Qc、Sc、Ic（K0.9）；）；（2）為使功率因數(shù)不小于）為使功率因數(shù)不小于0.9，則需在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量是多，則需在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量是多少？少？2某用戶某用戶10/0.38kV變電所設(shè)有一臺(tái)變壓器，已知低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為變電所設(shè)有一臺(tái)變壓器，已知低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為650kW+j800kvar。按規(guī)定，高壓側(cè)功率因數(shù)不得低于。按規(guī)定，高壓側(cè)功率因數(shù)不得低于0.9。（1）求補(bǔ)償前高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷）求補(bǔ)償前高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷Pc、Qc、Sc、Ic、cos？（2）求在低