ch3負(fù)荷計算及無功補(bǔ)償

第三章負(fù)荷計算及無功補(bǔ)償負(fù)荷計算：學(xué)會如何計算或估算工廠電力負(fù)荷的大小是很重要的。負(fù)荷計算是正確選擇供配電系統(tǒng)中導(dǎo)線、電纜、開關(guān)電器、變壓器等的基礎(chǔ)，也是保障供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行必不可少的環(huán)節(jié)。無功補(bǔ)償：重點(diǎn)討論功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響以及怎樣進(jìn)行無功補(bǔ)償。3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷一、計算負(fù)荷的目的和意義電力負(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。供配電系統(tǒng)進(jìn)行電力設(shè)計時，需要根據(jù)計算負(fù)荷選擇校驗供電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面，確定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護(hù)設(shè)備等。計算負(fù)荷的確定是否合理，將直接影響到電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，系統(tǒng)是否正常可靠的運(yùn)行。二、電力負(fù)荷曲線電力負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時間變動情況的一種圖形，可以直觀地反映用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間（一般以小時為單位）。按負(fù)荷的功率性質(zhì)可以分為有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線；按所表示的負(fù)荷變動時間分，可以分為年負(fù)荷、月負(fù)荷和日負(fù)荷曲線。3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷二、電力負(fù)荷曲線(1)日有功負(fù)荷曲線：代表負(fù)荷在一晝夜間(0～24h)變化情況。日有功負(fù)荷曲線(a)折線形負(fù)荷曲線(b)階梯形負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線時間間隔取的愈短，曲線愈能反映負(fù)荷的實(shí)際變化情況。曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積代表全日所消耗的電能。

3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷二、電力負(fù)荷曲線(2)年負(fù)荷曲線：反映負(fù)荷全年(8760h)變動情況。分為年負(fù)荷持續(xù)時間曲線和年每日最大負(fù)荷曲線。年負(fù)荷持續(xù)時間曲線：反映了全年負(fù)荷變動與負(fù)荷持續(xù)時間的關(guān)系，是根據(jù)一年中具有代表性的冬日和夏日負(fù)荷曲線繪制而成。

(a)夏季日負(fù)荷曲線(b)冬季日負(fù)荷曲線(c)年負(fù)荷持續(xù)時間曲線3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷二、電力負(fù)荷曲線(2)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)。分析負(fù)荷曲線可以了解負(fù)荷變動的規(guī)律，對供配電設(shè)計人員來說，可以從中獲得一些對設(shè)計、運(yùn)行有用的資料；對工廠運(yùn)行來說，可以合理地、有計劃地安排車間、班次或大容量設(shè)備的用電時間，降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷，這種“削峰填谷”的辦法可以使負(fù)荷曲線比較平坦，從而達(dá)到節(jié)點(diǎn)效果。3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷二、電力負(fù)荷曲線(2)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)。年最大負(fù)荷Pmax：是指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)(為防偶然性，這樣的工作班至少要在負(fù)荷最大的月份出現(xiàn)2—3次)消耗電能最大半小時的平均功率，因此年最大負(fù)荷有時也稱為30分鐘最大負(fù)荷P30。

年最大負(fù)荷利用小時Tmax：又稱年最大負(fù)荷使用時間。它是一個假想時間。在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。

＝3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷二、電力負(fù)荷曲線(2)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)。平均負(fù)荷：指電力負(fù)荷在一定時間內(nèi)消耗的功率的平均值。

負(fù)荷系數(shù)：指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，負(fù)荷系數(shù)越接近1，負(fù)荷曲線越平坦。年平均負(fù)荷為負(fù)荷系數(shù)小說明負(fù)荷變化大。從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力、提高供電效率來說，希望此系數(shù)越高越好。3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷三、計算負(fù)荷計算負(fù)荷：計算負(fù)荷是指如果導(dǎo)體中通過一個假想不變負(fù)荷時所產(chǎn)生的最高溫升，整好與它通過實(shí)際變動負(fù)荷時所產(chǎn)生的最高溫升相等，那么該假想不變負(fù)荷就稱為計算負(fù)荷。是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個假定負(fù)荷，其物理含義是計算負(fù)荷所產(chǎn)生的恒定溫升等于實(shí)際變化負(fù)荷所產(chǎn)生的最高溫升。通常以半小時平均負(fù)荷的最大值來表示。3.1負(fù)荷曲線與計算負(fù)荷一、用電設(shè)備的工作方式是指用電設(shè)備的工作方式，其對于用電負(fù)荷的大小有直接影響。長期工作制的設(shè)備是指長期連續(xù)運(yùn)行，可以達(dá)到穩(wěn)定溫升，負(fù)荷比較平穩(wěn)的用電設(shè)備。如照明燈具、鍋爐用風(fēng)機(jī)、生產(chǎn)生活用水泵等。3.2用電設(shè)備額定容量的確定短期工作制的設(shè)備是指工作時間較短常達(dá)不到穩(wěn)定溫升，而停用時間很長可冷卻到周圍環(huán)境溫度的用電設(shè)備。如房間換氣扇。鍋爐補(bǔ)水泵等。反復(fù)短期工作制的設(shè)備是指時而工作，時而停用，反復(fù)交替變換，工作時間很短，常達(dá)不到穩(wěn)定溫升，停用時間也很短，常冷卻不到環(huán)境溫度，工作周期一般不超過10分鐘。運(yùn)行一段時間后溫升穩(wěn)定在某一穩(wěn)定范圍內(nèi)反復(fù)波動的用電設(shè)備。一、用電設(shè)備的工作方式3.2用電設(shè)備額定容量的確定反復(fù)短期工作制的設(shè)備是指時而工作，時而停用，反復(fù)交替變換，工作時間很短，常達(dá)不到穩(wěn)定溫升，停用時間也很短，常冷卻不到環(huán)境溫度，工作周期一般不超過10分鐘。運(yùn)行一段時間后溫升穩(wěn)定在某一穩(wěn)定范圍內(nèi)反復(fù)波動的用電設(shè)備。暫載率（負(fù)荷持續(xù)率）一個工作周期內(nèi)的工作時間與整個工作周期的百分比值。二、用電設(shè)備額定容量的計算按照不同工作制確定各種用電設(shè)備的設(shè)備容量Pe。3.2用電設(shè)備額定容量的確定長期工作制和短時工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量是將某負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。

1)電焊設(shè)備要求統(tǒng)一換算到100％時的功率，即

式中

――與銘牌額定容量對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率(計算中用小數(shù))；

――其值為100％的負(fù)荷持續(xù)率(計算中用1)；

cos――銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。二、用電設(shè)備額定容量的計算3.2用電設(shè)備額定容量的確定

2)起重機(jī)(吊車電動機(jī))要求統(tǒng)一換算到25％時的額定功率，即式中――其值為25％的負(fù)荷持續(xù)率(用0.25計算)。3)電爐變壓器組設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即式中—－電爐變壓器的額定容量；Cos――電爐變壓器的額定功率因數(shù)。二、用電設(shè)備額定容量的計算3.2用電設(shè)備額定容量的確定照明設(shè)備的設(shè)備容量①不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備(如白熾燈、碘鎢燈)的設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即

②用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備(如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈)的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。熒光燈：高壓水銀燈、金屬鹵化物燈：③照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：

式中ω――建筑物單位面積的照明容量(W／m2)；S――建筑物的面積(m2)。S/1000

3.3負(fù)荷計算的方法計算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時最大負(fù)荷，即用半小時最大負(fù)荷來表示有功計算負(fù)荷，用、和分別表示無功計算負(fù)荷、視在計算負(fù)荷和計算電流。單個用電設(shè)備的負(fù)荷計算1．對單臺電動機(jī)，供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即計算負(fù)荷為

式中――電動機(jī)的額定功率;――電動機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。

2．對單個白熾燈、單臺電熱設(shè)備、電爐變壓器等，設(shè)備額定容量就作為計算負(fù)荷。即：

3．對單臺反復(fù)短時工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量均作為計算負(fù)荷。不過對于吊車類和電焊類設(shè)備，則應(yīng)按公式進(jìn)行相應(yīng)的換算。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。在所計算的范圍內(nèi)(如一條干線、一段母線或一臺變壓器)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成若干組，對每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計算負(fù)荷，然后由各組計算負(fù)荷求總的計算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需要系數(shù)法一般用來求多臺三相用電設(shè)備的計算負(fù)荷。式中,――設(shè)備容量。令＝,就稱為需要系數(shù)。附表3~5列出了各種用電設(shè)備的需要系數(shù)值，供計算參考。dK一、需要系數(shù)法1、單組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷為：例3-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為380V的電動機(jī)30臺，其總的設(shè)備容量為120kW。試求其計算負(fù)荷。解查附錄表3中的“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)”項，可得=0.16～0.2(取0.2計算)，＝0.5，＝1.73。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。一、需要系數(shù)法2、多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷：確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負(fù)荷時，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的情況。因此，在確定多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷時，應(yīng)結(jié)合具體情況對其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計入一個同時系數(shù)K∑p、K∑q，則計算負(fù)荷為

3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。一、需要系數(shù)法2、多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷：例3-2一機(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)2臺共2.4kW；電阻爐1臺2kW。試求計算負(fù)荷(設(shè)同時系數(shù)為0.9)。解冷加工電動機(jī)查附錄表3，取

3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。一、需要系數(shù)法2、多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷：例3-2一機(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)2臺共2.4kW；電阻爐1臺2kW。試求計算負(fù)荷(設(shè)同時系數(shù)為0.9)。通風(fēng)機(jī)：查附錄表3，取

3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。一、需要系數(shù)法2、多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷：例3-2一機(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)2臺共2.4kW；電阻爐1臺2kW。試求計算負(fù)荷(設(shè)同時系數(shù)為0.9)。電阻爐查附錄表3，取kWkW12)4.192.110(9.0=++×=3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。一、需要系數(shù)法2、多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷：例3-2一機(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)2臺共2.4kW；電阻爐1臺2kW。試求計算負(fù)荷(設(shè)同時系數(shù)為0.9)。注意：需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)有關(guān)，計算時一定要正確判斷，否則會造成錯誤。如機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床電動機(jī)屬于小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動機(jī)；壓縮機(jī)、拉絲機(jī)和鍛造等應(yīng)屑熱加工機(jī)床；起重機(jī)、行車或電葫蘆等都屬吊車。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。一、需要系數(shù)法用二項式法進(jìn)行負(fù)荷計算時，既考慮用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，又考慮幾臺最大用電設(shè)備引起的大于平均負(fù)荷的附加負(fù)荷。1、單組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷式中b、c――二項式系數(shù)；b――用電設(shè)備組的平均功率，其中是該用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚?；c――為每組用電設(shè)備組中x臺容量較大的設(shè)備投入運(yùn)行時增加的附加負(fù)荷，其中Px是x臺容量最大設(shè)備的總?cè)萘?b、c、x的值可查附錄表3)。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。二、二項式法2、多組用電設(shè)備組的計算負(fù)荷同樣要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的因素，因此在確定總計算負(fù)荷時，只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組用電設(shè)備的平均負(fù)荷，即：

式中(c)max一為附加負(fù)荷最大的一組設(shè)備的附加負(fù)荷；

――最大附加負(fù)荷設(shè)備組的平均功率因數(shù)角的正切值(可查附錄3)。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。二、二項式法例3-3試用二項式法來確定例3-2中的計算負(fù)荷。通風(fēng)機(jī)組查附錄3，取則解：先求出各組的平均功率b，和附加負(fù)荷c金屬切削機(jī)床電動機(jī)組查附錄3，取3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。二、二項式法例3-3試用二項式法來確定例3-2中的計算負(fù)荷。，則

電阻爐查附錄表3，取顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷最大，因此總計算負(fù)荷為3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。二、二項式法例3-3試用二項式法來確定例3-2中的計算負(fù)荷。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。二、二項式法從例3-2和例3-3的計算結(jié)果可以看出，由于二項式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺功率較大的設(shè)備工作時對負(fù)荷影響的附加功率，計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果偏大，所以一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計算。而需要系數(shù)法比較簡單，該系數(shù)是按照車間以上的符合情況來確定的，普遍應(yīng)用于求全廠和大型車間變電所的計算負(fù)荷。而在確定設(shè)備臺數(shù)較少，而且容量差別懸殊的分支干線的計算負(fù)荷時，一般采用二項式系數(shù)法。3.3負(fù)荷計算的方法用電設(shè)備組求計算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。三、需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法的比較

基本原則：單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負(fù)荷盡可能平衡。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5％，可將單相設(shè)備總?cè)萘康刃槿嘭?fù)荷平衡進(jìn)行負(fù)荷計算。如果超過15％，則應(yīng)該將單項設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計算。3.4功率損耗與電能損耗供電系統(tǒng)的功率損耗主要包括線路功率損耗和變壓器功率損耗兩部分。一、線路功率損耗的計算（1）有功功率損耗由于供配電線路存在電阻和電抗，所以線路上會產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。其值分別按下式計算（2）無功功率損耗式中

――線路的計算電流

――線路每相的電阻，為線路單位長度的電阻值，為線路長度;

――線路每相的電抗,為線路單位長度的電抗值，可查相關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。3.4功率損耗與電能損耗二、變壓器功率損耗的計算1、變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：變壓器功率損耗包括有功和無功兩大部分。（1）鐵心中的有功功率損耗，即鐵損?？梢杂勺儔浩鞯目蛰d實(shí)驗得到近似值（2）有負(fù)荷時一、二次繞組中的有功功率損耗，即銅損?？梢杂勺儔浩鞯亩搪穼?shí)驗得到近似值Δ。

因此，變壓器的有功功率損耗的計算為3.4功率損耗與電能損耗二、變壓器功率損耗的計算2、變壓器的無功功率損耗由兩部分組成：變壓器功率損耗包括有功和無功兩大部分。（1）用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵磁電流的一部分無功功率，用表示。它只與繞組電壓有關(guān)，與負(fù)荷無關(guān)。它與勵磁電流(或近似地與空載電流)成正比。（2）消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。額定負(fù)荷下的這部分無功損耗用表示。由于變壓器繞組的電抗遠(yuǎn)大于電阻，因此近似地與短路電壓(即阻抗電壓)成正比．因此，變壓器的無功功率損耗的計算為――變壓器短路電壓占額定電壓的百分值。

――變壓器空載電流占額定電流的百分值；

3.4功率損耗與電能損耗二、變壓器功率損耗的計算在負(fù)荷計算中，SL7、S7、S9等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算。變壓器功率損耗包括有功和無功兩大部分。有功損耗無功損耗3.5變電所變壓器臺數(shù)與容量的選擇一、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。（2）對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。（3）除上述情況外，一般變電所宜采用一臺變壓器，但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或以上變壓器。（4）在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。3.5變電所變壓器臺數(shù)與容量的選擇二、變電所主變壓器容量的選擇

1．裝有一臺主變壓器的變電所主變壓器容量(設(shè)計時通常概略地用來代替)應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷的需要，即：≈≥

2．裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的額定容量

應(yīng)同時滿足以下兩個條件并擇其中的大者：(1)一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，要滿足總計算負(fù)荷的大約60%～70%的需要，即≈＝（0.6～0.7）(2)任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即≈≥3.5變電所變壓器臺數(shù)與容量的選擇二、變電所主變壓器容量的選擇3．裝有兩臺主變壓器且為明備用的變電所

每臺主變壓器容量的選擇方法與僅裝一臺主變壓器的變電所的方法相同。

車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1250kV·A。

對裝設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮運(yùn)輸?shù)跹b和對通道、樓板荷載的影響。采用干式、環(huán)氧樹脂變壓器時，其容量不宜大于800kV·A。

對居住小區(qū)變電所，一般采用干式、環(huán)氧樹脂變壓器，如采用油浸式變壓器，單臺容量不宜超過800kV·A。4．適當(dāng)考慮近期負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地，同時還要考慮變壓器一定的正常過負(fù)荷能力。變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主結(jié)線方案的選擇，對幾個較合理方案作技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，擇優(yōu)而定。3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)的計算1、瞬時功率因數(shù)瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表(相位表)直接測量，亦可由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出(間接測量)：

瞬時功率因數(shù)用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況，以便采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。2、平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計算：式中，為某一時間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出；為某一時間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低來調(diào)整。3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)的計算3、最大負(fù)荷時的功率因數(shù)是指在年最大負(fù)荷(即計算負(fù)荷)時的功率因數(shù)，按下式計算：我國電力工業(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時的功率因數(shù)，一般應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80及以上。3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償二、無功功率補(bǔ)償如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時，則需考慮人工無功功率補(bǔ)償。功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系如下圖所示無功功率補(bǔ)償原理圖3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償二、無功功率補(bǔ)償供配電系統(tǒng)在裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)的總計算負(fù)荷時，應(yīng)先扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘?，即補(bǔ)償后的總的無功計算負(fù)荷為：補(bǔ)償后的總的視在計算負(fù)荷應(yīng)為：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)總的視在計算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且可減少用戶的電費(fèi)開支。對于低壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，通常采用負(fù)荷側(cè)集中補(bǔ)償方式，即在低壓系統(tǒng)(如變壓器的低壓側(cè))利用自動功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負(fù)荷的變化，自動地投入或切除電容器的部分或全部容量。3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償二、無功功率補(bǔ)償例3-4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)有功計算負(fù)荷為650kW無功計算負(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的容量有何變化?

解（1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)：變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為：

因此未考慮無功補(bǔ)償時，主變壓器的容量應(yīng)選擇為1250（參見附表2）變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償二、無功功率補(bǔ)償例3-4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)有功計算負(fù)荷為650kW無功計算負(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的容量有何變化?

0.92。

因此，低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為側(cè)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9，即（2）無功補(bǔ)償容量按相關(guān)規(guī)定，補(bǔ)償后變電所高壓≥0.9。在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時，因為考慮到變壓器的無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，所以低壓側(cè)補(bǔ)償后的低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9。這里取補(bǔ)償后低壓側(cè)功率因數(shù)取3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償二、無功功率補(bǔ)償例3-4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)有功計算負(fù)荷為650kW無功計算負(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的容量有何變化?

（3）補(bǔ)償后重新選擇變壓器容量變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為：704

因此無功功率補(bǔ)償后的主變壓器容量可選為800（參見附表2）。（4）補(bǔ)償后的工廠功率因數(shù)補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為3.6無功因數(shù)與無功功率補(bǔ)償二、無功功率補(bǔ)償例3-4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