工厂供配电系统负荷计算

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1、工 厂 供 配 电 的 负 荷 计 算n电 力 负 荷 和 负 荷 曲 线n计 算 负 荷 的 确 定n变 配 电 所 总 计 算 负 荷 的 确 定n尖 峰 电 流 的 计 算n小 结 一 、 电 力 负 荷 和 负 荷 曲 线“ 电 力 负 荷 ” 在 不 同 的 场 合 可 以 有 不 同 的 含 义 ， 它 可 以 指 用电 设 备 或 用 电 单 位 ， 也 可 以 指 用 电 设 备 或 用 电 单 位 的 功 率 或电 流 的 大 小 。供 配 电 系 统 进 行 电 力 设 计 时 ， 需 要 根 据 计 算 负 荷 选 择 校 验 供电 系 统 的 导 线 截 面 ， 确 定

2、 变 压 器 的 容 量 ， 制 定 改 善 功 率 因 数的 措 施 ， 选 择 及 整 定 保 护 设 备 等 。 计 算 负 荷 的 确 定 是 否 合 理 ，将 直 接 影 响 到 电 器 设 备 和 导 线 电 缆 的 选 择 是 否 经 济 合 理 ， 系统 是 否 正 常 可 靠 的 运 行 。 用 电 设 备 容 量 的 确 定用 电 设 备 的 铭 牌 “ 额 定 功 率 ” ， 经 过 换 算 至 统 一 规 定 的 工 作 制 下的 “ 额 定 功 率 ” 称 为 设 备 容 量 ， 用 Pe表 示 。1 用 电 设 备 的 工 作 制(1)长 期 工 作 制 设 备 能

3、 长 期 连 续 运 行 ， 每 次 连 续 工 作 时 间 超 过 8小 时 ， 而 且 运 行 时负 荷 比 较 稳 定 ， 如 通 风 机 、 水 泵 、 空 压 机 、 电 热 设 备 、 照 明 设 备 、电 镀 设 备 、 运 输 机 等 。(2)短 时 工 作 制 设 备 工 作 时 间 较 短 ， 而 间 歇 时 间 相 对 较 长 ， 如 有 些 机 床 上 的 辅 助 电动 机 。(3)断 续 周 期 工 作 制 设 备 工 作 具 有 周 期 性 ， 时 而 工 作 、 时 而 停 歇 、 反 复 运 行 ， 如 吊 车 用 电 动 机 、 电 焊 设 备 、 电 梯 等

4、 。 通 常 这 类 设 备 的 工 作 特 点 用 负 荷 持 续率 来 表 征 ， 即 一 个 工 作 周 期 内 的 工 作 时 间 与 整 个 工 作 周 期 的 百 分 比值 。 e NP P2 设 备 容 量 的 确 定(2)断 续 周 期 工 作 制 的 设 备 容 量 是 将 某 负 荷 持 续 率 下 的 铭 牌 额 定 功率 换 算 到 统 一 的 负 荷 持 续 率 下 的 功 率 。 常 用 设 备 的 换 算 要 求 如 下 ：(1)长 期 工 作 制 和 短 时 工 作 制 的 设 备 容 量 就 是 设 备 的 铭 牌 额 定 功 率 ，即 1) 电 焊 设 备要

5、 求 统 一 换 算 到 时 的 功 率 ， 即 100% cosNe N N N NP P S 100% 100% 100%cosN N 与 铭 牌 额 定 容 量 对 应 的 负 荷 持 续 率 （ 计 算 中 用 小 数 ） 其 值 为 的 负 荷 持 续 率 （ 计 算 中 用 1） 铭 牌 规 定 的 功 率 因 数 2)起 重 机 (吊 车 电 动 机 )要 求 统 一 换 算 到 时 的 额 定 功 率 ， 即 25% 2Ne N N NP P P 25% 25% % 其 值 为 25 的 负 荷 持 续 率 （ 计 算 中 用 0.25） 3) 电 炉 变 压 器 组设 备 容

6、 量 是 指 在 额 定 功 率 下 的 有 功 功 率 ， 即cose N NP S cosN NS 电 炉 变 压 器 的 额 定 容 量 电 炉 变 压 器 的 额 定 功 率 因 数4)照 明 设 备 不 用 镇 流 器 的 照 明 设 备 (如 白 炽 灯 、 碘 钨 灯 )的 设 备 额 定 容 量 指 灯 头 的额 定 功 率 ， 即 e NP P1.1 e NP P1.2e NP P 用 镇 流 器 的 照 明 设 备 (如 荧 光 灯 、 高 压 水 银 灯 、 金 属 卤 化 物 灯 )的 设 备 容 量 要包 括 镇 流 器 中 的 功 率 损 失 。荧 光 灯 ： 高

7、压 水 银 灯 、 金 属 卤 化 物 灯 ： 照 明 设 备 的 设 备 容 量 还 可 按 建 筑 物 的 单 位 面 积 容 量 法 估 算 ： 1000eP S 22 mmS 建 筑 物 单 位 面 积 的 照 明 容 量 （ W ） 建 筑 物 的 面 积 （ ） 负 荷 曲 线1 负 荷 曲 线 的 绘 制负 荷 曲 线 是 表 征 电 力 负 荷 随 时 间 变 动 情 况 的 一 种 图 形 ， 可 以 直 观 地 反 映 用 户用 电 的 特 点 和 规 律 。（ 1） 日 有 功 负 荷 曲 线 代 表 负 荷 在 一 昼 夜 间 (0 24h)变 化 情 况 。其 时 间

8、 间 隔 取 的 愈 短 ， 曲 线 愈 能 反 映 负 荷 的 实 际 变 化 情 况 。 日 负 荷 曲 线 与 横坐 标 所 包 围 的 面 积 代 表 全 日 所 消 耗 的 电 能 。 日 有 功 负 荷 曲 线 (a)折 线 形 负 荷 曲 线 (b)阶 梯 形 负 荷 曲 线 （ 2） 年 负 荷 曲 线 反 映 负 荷 全 年 (8760h)变 动 情 况 。年 负 荷 曲 线 又 分 为 年 运 行 负 荷 曲 线 和 年 持 续 负 荷 曲 线 。 年 运 行 负 荷 曲 线 可根 据 全 年 日 负荷 曲 线 间 接 制 成 ； 年 持 续 负 荷 曲 线 的 绘 制 ，

9、 要 借 助 一 年 中 有 代 表 性 的 冬季 日 负 荷 曲 线 和 夏 季 日 负 荷 曲 线 。 通 常 用 年 持 续 负 荷 曲 线 来 表 示 年 负 荷 曲 线 。 其 中 夏 季 。 和 冬 季 在 全 年 中 占 的 天 数 视 地 理 位 置 和 气 温 情 况 而 定 。一 般 在 北 方 ， 近 似 认 为 冬 季 200天 ， 夏 季 165天 ； 在 南 方 ， 近 似 认 为 冬 季165天 ， 夏 季 200天 。 图 2-2是 南 方 某 厂 的 年 负 荷 曲 线 ， 图 中 P1在 年 负 荷 曲线 上 所 占 的 时 间 计 算 为 Tl=200t1

10、+165t2。(a)夏 季 日 负 荷 曲 线 (b)冬 季 日 负 荷 曲 线 (c)年 负 荷 持 续 时 间 曲 线 2 与 负 荷 曲 线 有 关 的 参 数 1） 年 最 大 负 荷 年 最 大 负 荷是 指 全 年 中 负 荷 最 大 的 工 作 班 内 (为 防 偶 然 性 ， 这 样 的 工 作 班 至 少 要 在 负荷 最 大 的 月 份 出 现 23次 )30分 钟 平 均 功 率 的 最 大 值 ， 因 此 年 最 大 负 荷 有 时也 称 为 30分 钟 最 大 负 荷 。 2） 年 最 大 负 荷 利 用 小 时 max maxaT W P 一 班 制 工 厂 ， 约

11、 为 1800 3000h；两 班 制 工 厂 ， 约 为 3500 4800h；三 班 制 工 厂 ， 约 为 5000 7000h。maxmaxaTWP 最 大 负 荷 利 用 小 时 全 年 实 际 消 耗 的 电 能 全 年 最 大 功 率 3） 平 均 负 荷 和 年 平 均 负 荷（ 1） 平 均 负 荷 就 是 指 电 力 负 荷 在 一 定 时 间 内 消 耗 的 功 率 的 平 均 值 。 av tP W t（ 2） 年 平 均 负 荷 8760av aP W 4） 负 荷 系 数（ 1） 负 荷 系 数 是 指 平 均 负 荷 与 最 大 负 荷的 比 值 ， 负 荷 系

12、数 越 接 近 1， 负 荷 曲 线 越平 坦 。 （ 2） 对 于 单 个 用 电 设 备 或 用 电 设 备 组 ，负 荷 系 数 是 指 设 备 的 输 出 功 率 和 设 备 额 定容 量 之 比 值 ， 其 表 征 该 设 备 或 设 备 组 的 容量 是 否 被 充 分 利 用 。 maxL avK P PL NK P P 二 、 计 算 负 荷 的 确 定l 单 个 用 电 设 备 的 计 算 负 荷l 用 电 设 备 组 的 负 荷 计 算l 单 相 用 电 设 备 计 算 负 荷 的 确 定计 算 负 荷 也 可 以 认 为 就 是 半 小 时 最 大 负 荷 ， 即 用 半

13、 小 时最 大 负 荷 来 表 示 有 功 计 算 负 荷 ， 用 分别 表 示 无 功 计 算 负 荷 、 视 在 计 算 负 荷 和 计 算 电 流 。 30P 30 30 30Q S I、 和 单 个 用 电 设 备 的 计 算 负 荷1 对 单 台 电 动 机 ， 供 电 线 路 在 30min内 出 现 的 最 大 平 均 负 荷 即计 算 负 荷 为 2 对 单 个 白 炽 灯 、 单 台 电 热 设 备 、 电 炉 变 压 器 等 ， 设 备 额 定 容量 就 作 为 计 算 负 荷 。 即 ： 3 对 单 台 反 复 短 时 工 作 制 的 设 备 ， 其 设 备 容 量 均

14、作 为 计 算 负 荷 ；不 过 对 于 吊 车 类 和 电 焊 类 设 备 ， 则 应 按 公 式 进 行 相 应 的 换 算 。30 /N M N N MP P P 30 NP PN MNP 电 动 机 的 额 定 功 率 电 动 机 在 额 定 负 荷 下 的 效 率 用 电 设 备 组 的 计 算 负 荷用 电 设 备 组 求 计 算 负 荷 的 常 用 方 法 有 需 要 系 数 法 和 二 项 式 系 数 法 。1. 需 要 系 数 法在 所 计 算 的 范 围 内 (如 一 条 干 线 、 一 段 母 线 或 一 台 变 压 器 )， 将 用 电 设 备 按 其 设 备性 质 不

15、 同 分 成 若 干 组 ， 对 每 一 组 选 用 合 适 的 需 要 系 数 ， 算 出 每 组 用 电 设 备 的 计 算负 荷 ， 然 后 由 各 组 计 算 负 荷 求 总 的 计 算 负 荷 ， 这 种 方 法 称 为 需 要 系 数 法 。 所 以 需要 系 数 法 一 般 用 来 求 多 台 三 相 用 电 设 备 的 计 算 负 荷 。30 L e d e e WLK KP P K P e Ld d e WLP K KK K 设 备 额 定 容 量 需 要 系 数 ， （ 1） 单 组 用 电 设 备 组 的 计 算 负 荷3030 3030 3030 30 / cos/ (

16、 3 )d e NP K PQ P tgS PI S U 例 1 已 知 某 机 修 车 间 的 金 属 切 削 机 床 组 ， 有 电 压 为 380V的 电 动 机 30台 ，其 总 的 设 备 容 量 为 120kW。 试 求 其 计 算 负 荷 。解 ： 查 表 中 的 “ 小 批 生 产 的 金 属 冷 加 工 机 床 电 动 机 ” 项 ， 可 得 0.16 0.20dK （ 取 0.2算 ） cos 0.5 tg 1.73 ， 3030 3030 3030 30 0.2 120 24kW24 1.73 41.52kVar/ cos 24/ 0.5 48kVA/ ( 3 ) 48/

17、 ( 3 0.38) 72.93Ad e NP K PQ P tgS PI S U （ 2） 多 组 用 电 设 备 组 的 计 算 负 荷在 计 算 多 组 用 电 设 备 的 计 算 负 荷 时 ， 应 先 分 别 求 出 各 组 用 电 设 备 的 计 算 负荷 ， 并 且 要 考 虑 各 用 电 设 备 组 的 最 大 负 荷 不 一 定 同 时 出 现 的 因 素 ， 计 入 一个 同 时 系 数 。 30 30.130 30.1 2 230 30 303030 3 np ii nq iiNP K PQ K QS P QSI U pK qK同 时 系 数 例 2 一 机 修 车 间

18、的 380V线 路 上 ， 接 有 金 属 切 削 机 床 电 动 机 20台 共 50kW，其 中 较 大 容 量 电 动 机 有 7.5kW2台 ， 4kW2台 ， 2.2kW8台 ； 另 接 通 风 机 2台共 2.4kW； 电 阻 炉 1台 2kW。 试 求 计 算 负 荷 (设 同 时 系 数 为 0 9)。 解 ： 查 表 ， 得 到 各 用 电 设 备 组 的 需 要 系 数 冷 加 工 电 动 机 1 1 130.1 1 130.1 30.1 10.2, cos 0.5, 1.730.2 50 10kW10 1.73 17.3kVard d eK tgP K PQ P tg 通

19、 风 机 2 2 230.2 2 2 30.2 30.20.8, cos 0.8, 0.750.8 2.4 1.92kW2 1.92 0.75 1.44kVard d eK tgP K PQ P tg 电 阻 炉 3 3 330.3 3 330.3 0.7, cos 1.0, 00.7 2 1.4kW0kVard d eK tgP K PQ 注 意 ： 需 要 系 数 值 与 用 电 设 备 的 类 别 和 工 作 状 态 有 关 ， 计 算 时 一 定 要正 确 判 断 ， 否 则 会 造 成 错 误 。 如 机 修 车 间 的 金 属 切 削 机 床 电 动 机 属 于小 批 生 产 的

20、冷 加 工 机 床 电 动 机 ； 压 缩 机 、 拉 丝 机 和 锻 造 等 应 屑 热 加 工机 床 ； 起 重 机 、 行 车 或 电 葫 芦 等 都 属 吊 车 。2. 二 项 式 法 略 ！ 30 30.130 30.12 2 2 230 30 3030 30 0.9 10 1.92 1.4 12kW0.9 17.3 1.44 0 12kVar12 16.9 20.73kVA/ ( 3 ) 20.73/ ( 3 0.38) 3.15Anp ii nq ii NP K PQ K QS P QI S U 单 个 用 电 设 备 的 计 算 负 荷基 本 原 则 ：单 相 设 备 接 于

21、三 相 线 路 中 ， 应 尽 可 能 地 均 衡 分 配 ， 使 三相 负 荷 尽 可 能 平 衡 。 如 果 三 相 线 路 中 单 相 设 备 的 总 容 量不 超 过 三 相 设 备 总 容 量 的 15 ， 可 将 单 相 设 备 总 容 量 等效 为 三 相 负 荷 平 衡 进 行 负 荷 计 算 。 如 果 超 过 15 ， 则 应该 将 单 相 设 备 容 量 换 算 为 等 效 三 相 设 备 容 量 ， 再 进 行 负荷 计 算 。 三 、 变 配 电 所 总 计 算 负 荷 的 确 定l 供 电 系 统 的 功 率 损 耗l 车 间 或 全 厂 计 算 负 荷 的 确 定

22、l 无 功 功 率 补 偿 供 电 系 统 的 功 率 损 耗供 电 系 统 的 功 率 损 耗 主 要 包 括 线 路 功 率 损 耗 和 变 压 器 的 功 率 损 耗 两 部 分 。1 线 路 功 率 损 耗 的 计 算（ 1） 有 功 功 率 损 耗 2303WL WLP I R （ 2） 无 功 功 率 损 耗 2 303WL WLQ I X 30WLWLIRX 线 路 的 计 算 电 流 线 路 的 每 相 电 阻 线 路 的 每 相 电 抗 2 变 压 器 功 率 损 耗 的 计 算（ 1） 有 功 功 率 损 耗 0FeP P 变 压 器 总 的 有 功 功 率 损 耗 1）

23、铁 损 铁 心 中 的 有 功 功 率 损 耗 （ 由 变 压 器 的 空 载 实 验 得 到 近 似 值 ）2） 铜 损 有 负 荷 时 一 、 二 次 绕 组 中 的 有 功 功 率 损 耗 （ 由 变 压 器 的 短路 实 验 得 到 近 似 值 ） 2300T Fe CuK NP P P SP P S 230Cu K NSP P S （ 2） 无 功 功 率 损 耗 00 %100 NIQ S 变 压 器 总 的 无 功 功 率 损 耗 1） 用 来 产 生 主 磁 通 即 产 生 励 磁 电 流 的 一 部 分 无 功 功 率 它 只 与 绕 组 电 压 有 关 ， 与 负 荷 无

24、关 。 它 与 励 磁 电 流 (或 近 似 地 与 空 载电 流 )成 正 比 。2） 消 耗 在 变 压 器 一 、 二 次 绕 组 电 抗 上 的 无 功 功 率 。 由 于 变 压 器 绕 组 的 电 抗 远 大 于 电 阻 ， 因 此 其 近 似 地 与 短 路 电 压 （ 即阻 抗 电 压 ） 成 正 比 230%100KN NNSUQ SS 0 20 30% %100 100T N KN NQ Q QI SUS S 0%KIU 变 压 器 空 载 电 流 占 额 定 电 流 的 百 分 值 变 压 器 短 路 电 压 占 额 定 电 压 的 百 分 值在 负 荷 计 算 中 ，

25、SL7、 S7、 S9等 型 低 损 耗 电 力 变 压 器 的 功 率损 耗 可 按 下 列 简 化 公 式 近 似 计 算 。 30300.0150.06TTP SQ S 车 间 或 全 厂 计 算 负 荷 的 确 定1 逐 级 计 算 工 厂 计 算 负 荷 和 有 功 功 率 损 耗工 厂 的 计 算 负 荷 （ 以 有 功 负 荷 为 例 ） ， 应 该 是 高 压 母 线 上 所 有 高 压 配 电 线 计 算 负 荷之 和 ， 再 乘 上 一 个 同 时 系 数 。 高 压 配 电 线 的计 算 负 荷 ， 应 该 是 该 线 所 供 车 间 变 电 所低 压 侧 的 计 算 负

26、 荷 ， 加 上 变 压 器 的 功率 损 耗 和 高 压 配 电 线 的 功 率 损耗 如 此 逐 级 计 算 。 但 对 一 般 工 厂供 电 系 统 来 说 ， 由 于 线 路 一 般 不 很 长 ， 因 此 在 确 定 计 算 负 荷 时 往 往 略 去 不 计 。 30.1P30.2P 30.3PTP.1WLP 计 算 工 厂 及 变 电 所 低 压 侧 总 的 计 算 负 荷 时 ，30 30 30 30P Q S I、 、 和0.8 0.950.85 0.97pqKK 2 按 需 要 系 数 法 确 定 工 厂 计 算 负 荷将 全 厂 用 电 设 备 的 总 容 量 （ 不含

27、备 用 设 备 容 量 ） 乘 上 一 个 需 要 系数 ， 即 得 到 全 厂 的 有 功 计 算 负荷 ， 即 ePdK 30 d eP K P 无 功 功 率 补 偿1 工 厂 的 功 率 因 数（ 1） 瞬 时 功 率 因 数 瞬 时 功 率 因 数 可 由 功 率 因 数 表 （ 相 位 表 ） 直 接 测 量 ， 亦 可 由 功 率 表 、 电 流 表和 电 压 表 的 读 数 按 下 式 求 出 （ 间 接 测 量 ） ：cos / ( 3 )P IU 瞬 时 功 率 因 数 用 来 了 解 和 分 析 工 厂 或 设 备 在 生 产 过 程 中 无 功 功 率 的 变 化情 况

28、 ， 以 便 采 取 适 当 的 补 偿 措 施 。（ 2） 平 均 功 率 因 数 平 均 功 率 因 数 亦 称 加 权 平 均 功 率 因 数 ， 按 下 式 计 算 ： 2 2 2cos / 1/ 1 ( / )p p q q PW W W W W 式 中 ， 为 某 一 时 间 内 消 耗 的 有 功 电 能 ， 由 有 功 电 度 表 读 出 ； 为 某一 时 间 内 消 耗 的 无 功 电 能 ， 由 无 功 电 度 表 读 出 。pW qW我 国 电 业 部 门 每 月 向 工 业 用 户 收 取 电 费 ， 就 规 定 电 费 要 按 月 平 均 功 率因 数 的 高 低 来

29、 调 整 。 （ 3） 最 大 负 荷 时 的 功 率 因 数 最 大 负 荷 时 功 率 因 数 指 在 年 最 大 负 荷 (即 计 算 负 荷 )时 的 功 率 因 数 ， 按 下式 计 算 ： 30 30cos /P S 我 国 电 力 工 业 部 规 定 ： 除 电 网 有 特 殊 要 求 的 用 户 外 ， 用 户 在 当 地 供 电 企业 规 定 的 电 网 高 峰 负 荷 时 的 功 率 因 数 ， 一 般 应 达 到 下 列 规 定 ： 100千 伏安 及 以 上 高 压 供 电 的 用 户 功 率 因 数 为 0.90以 上 。 其 他 电 力 用 户 和 大 、 中型 电

30、 力 排 灌 站 、 趸 购 转 售 电 企 业 ， 功 率 因 数 为 0.85以 上 。 农 业 用 电 ， 功 率 因 数 为 0.80及 以 上 。 2 无 功 功 率 补 偿 如 在 充 分 发 挥 设 备 潜 力 、 改 善 设 备 运 行 性 能 、 提 高 其 自 然 功 率 因 数 的 情 况 下 ，尚 达 不 到 规 定 的 功 率 因 数 要 求 时 ， 则 需 考 虑 人 工 无 功 功 率 补 偿 。功 率 因 数 提 高 与 无 功 功 率 和 视 在 功 率 变 化 的 关 系 如 下 图 所 示 。 无 功 功 率 补 偿 原 理 图 3 无 功 补 偿 后 的

31、 总 计 算 负 荷 确 定 供 配 电 系 统 在 装 设 了 无 功 补 偿 装 置 后 在 确 定 补 偿 装 置 装 设 地 点 的 总 计算 负 荷 时 ， 应 先 扣 除 无 功 补 偿 的 容 量 。补 偿 后 的 总 的 无 功 计 算 负 荷 为 ： 30 30 CQ Q Q 补 偿 后 的 总 的 视 在 计 算 负 荷 应 为 ： 2 230 30 30( )CS P Q Q 由 上 式 可 以 看 出 ， 在 变 电 所 低 压 侧 装 设 了 无 功 补 偿 装 置 以 后 ， 由 于 低 压 侧总 的 视 在 计 算 负 荷 减 小 ， 从 而 可 使 变 电 所

32、主 变 压 器 的 容 量 选 得 小 一 些 。 这不 仅 降 低 了 变 电 所 的 初 投 资 ， 而 且 可 减 少 用 户 的 电 费 开 支 。 对 于 低 压 配 电 网 的 无 功 补 偿 ， 通 常 采 用 负 荷 侧 集 中 补 偿 方 式 ， 即 在 低 压 系统 （ 如 变 压 器 的 低 压 侧 ） 利 用 自 动 功 率 因 数 调 整 装 置 ， 随 着 负 荷 的 变 化 ，自 动 地 投 入 或 切 除 电 容 器 的 部 分 或 全 部 容 量 。 例 3 某 厂 拟 建 一 降 压 变 电 所 ， 装 设 一 台 主 变 压 器 。 已 知 变 电 所 低

33、 压 侧 有功 计 算 负 荷 为 650kW无 功 计 算 负 荷 为 800kvar。 为 了 使 工 厂 (变 电 所 高 压 侧 )的 功 率 因 数 不 低 于 0， 9， 如 在 低 压 侧 装 设 并 联 电 容 器 进 行 补 偿 时 ， 需 装 设多 少 补 偿 容 量 ?并 问 补 偿 前 后 工 厂 变 电 所 所 选 主 变 压 器 的 容 量 有 何 变 化 ? 解 ： （ 1） 补 偿 前 的 变 压 器 容 量 和 功 率 因 数变 电 所 低 压 侧 的 视 在 计 算 负 荷 为 ： 2 230(2) 650 800 1031kVAS 因 此 未 考 虑 无

34、功 补 偿 时 ， 主 变 压 器 的 容 量 应 选 择 为 1250kVA变 电 所 低 压 侧 的 功 率 因 数 为(2) 30(2) 30(2)cos / 650/1031 0.63P S （ 2） 无 功 补 偿 容量 按 相 关 规 定 ， 补 偿 后 变 电 所 高 压 侧 的 功 率 因 数 不 应 低 于 0.9， 即 。 在 变 压 器 低 压 侧 进 行 补 偿 时 ， 因 为 考 虑 到 变 压 器 的 无 功 功 率 损 耗 远 大 于有 功 功 率 损 耗 ， 所 以 低 压 侧 补 偿 后 的 低 压 侧 功 率 因 数 应 略 高 于 0.9。这 里 取 补

35、偿 后 低 压 侧 功 率 因 数 (1)cos 0.9 (2)cos 0.92 低 压 侧 需 要 装 设 的 并 联 电 容 器 容 量 为650 (tanarccos0.63 tanarccos0.92) 525kVarCQ 530kVarCQ 取 （ 3） 补 偿 后 重 新 选 择 变 压 器 容 量 变 电 所 低 压 侧 的 视 在 计 算 负 荷 为 ：2 230(2) 650 (800 530) 704 kVAS 因 此 无 功 功 率 补 偿 后 的 主 变 压 器 容 量 可 选 为 800kVA（ 4） 补 偿 后 的 工 厂 功 率 因 数 补 偿 后 变 压 器 的

36、 功 率 损 耗 为30(2) 30(2)0.015 0.015 704 10.6kW0.06 0.06 704 42.2kVarTTP SQ S 变 电 所 高 压 侧 的 计 算 负 荷 为30(1)30(1) 2 230(1) 650 10.6 661kW800 530 42.2 312.2kVA661 312.2 731 kVAPQS 补 偿 后 工 厂 的 功 率 因 数 为cos 661/ 731 0.904 0.9 满 足 相 关 规 定 的 要 求 。（ 5） 无 功 补 偿 前 后 的 比 较 1250 800 450 kVAN T N TS S 由 此 可 见 ， 补 偿

37、后 主 变 压 器 的 容 量 减 少 了 450 ， 不 仅 减 少 了 投 资 ，而 且 减 少 电 费 的 支 出 ， 提 高 了 功 率 因 数 。 kVA 尖 峰 电 流 ： 是 指 持 续 时 间 1 2s的 短 时 最 大 负 荷 电 流 。作 用 ： 主 要 用 来 选 择 熔 断 器 和 低 压 断 路 器 ， 整 定 继 电 保 护 装置 及 检 验 电 动 机 自 起 动 条 件 等 。四 、 尖 峰 电 流 的 计 算l 单 台 用 电 设 备 尖 峰 电 流 的 计 算l 多 台 用 电 设 备 尖 峰 电 流 的 计 算 单 台 用 电 设 备 尖 峰 电 流 的

38、计 算单 台 用 电 设 备 的 尖 峰 电 流 就 是 其 起 动 电 流 pk st st NI I K I NststIIK 用 电 设 备 的 额 定 电 流 用 电 设 备 的 起 动 电 流 用 电 设 备 的 起 动 电 流 倍 数笼 型 电 动 机 为 5 7 绕 线 型 电 动 机 为 2 3直 流 电 动 机 为 1.7电 焊 变 压 器 为 3或 稍 大用 电 设 备 的 起 动 电 流 倍 数 如 下 ： 引 至 多 台 用 电 设 备 的 线 路 上 的 尖 峰 电 流 按 下 式 计 算 多 台 用 电 设 备 尖 峰 电 流 的 计 算1 . .max130 ma

39、x( )npk N i stipk st NI K I II I I I .max max1 .1( ) n-1stst Nn N iiII IIK 用 电 设 备 中 起 动 电 流 与 额 定 电 流 之 差 为 最 大 的 那 台 设 备 的 起 动 电 流 用 电 设 备 中 起 动 电 流 与 额 定 电 流 之 差 为 最 大 的 那 台 设 备 的 起 动 电 流与 额 定 电 流 之 差 除 了 起 动 电 流 与 额 定 电 流 之 差 为 最 大 的 那 台 设 备 以 外 的 其 它 n-1台 设 备 的额 定 电 流 之 和 上 述 台 的 同 时 系 数 ， 按 台

40、数 多 少 选 取 ， 一 般 为 0.7 1 例 4 有 一 380V三 相 线 路 ， 供 电 给 下 表 所 示 4台 电 动 机 。 试 计 算 该 线 路的 尖 峰 电 流 。 AI st / AIN / 例 4的 负 荷 资 料解 : 由 表 可 知 ， 电 动 机 M4的 为 最大 。 取 ,该 线 路 的 尖 峰 电 流 为 。 193.7 27.6 165.6Ast NI I 0.9K 0.9 (5.8 5 35.8) 193.2 235ApkI 本 章 介 绍 了 负 荷 曲 线 的 基 本 概 念 、 类 别 及 有 关 物 理 量 ， 讲 述 了 用 电 设备 设 备

41、容 量 的 确 定 方 法 ； 重 点 谈 了 负 荷 计 算 的 方 法 ； 讨 论 了 工 厂 功 率 损 耗和 电 能 损 耗 ； 详 细 地 论 述 了 全 厂 负 荷 计 算 的 步 骤 ， 并 重 点 讨 论 了 功 率 因 数对 供 配 电 系 统 的 影 响 及 怎 样 进 行 无 功 补 偿 。 1 负 荷 曲 线 是 表 征 电 力 负 荷 随 时 间 变 动 情 况 的 一 种 图 形 。 按 照 时 间 单 位的 不 同 ， 可 画 成 日 负 荷 曲 线 和 年 负 荷 曲 线 。 日 负 荷 曲 线 以 时 间 先 后 绘 制 ，而 年 持 续 负 荷 曲 线 以

42、负 荷 的 大 小 为 序 绘 制 ， 要 求 掌 握 两 者 的 区 别 。 2 与 负 荷 曲 线 有 关 的 物 理 量 有 年 最 大 负 荷 、 年 最 大 负 荷 利 用 小 时 、 计 算负 荷 、 平 均 负 荷 和 负 荷 系 数 等 。 年 最 大 负 荷 利 用 小 时 用 以 反 映 工 厂 的 负 荷是 否 均 匀 ； 年 平 均 负 荷 是 指 电 力 负 荷 在 一 年 内 消 耗 的 功 率 的 平 均 值 ； 要 求能 分 清 这 些 物 理 量 各 自 的 物 理 涵 义 。 3 确 定 负 荷 计 算 的 方 法 有 多 种 ， 本 章 介 绍 了 需 要

43、 系 数 法 、 二 项 式 法 和 单相 负 荷 的 计 算 ， 需 要 系 数 法 适 用 于 求 多 组 三 相 用 电 设 备 的 计 算 负 荷 ； 二 项式 法 适 用 于 确 定 设 备 台 数 较 少 而 容 量 差 别 悬 殊 的 分 支 干 线 的 计 算 负 荷 ； 每 个 工 厂 都 不 可 避 免 的 有 单 相 负 荷 ， 故 单 相 负 荷 的 计 算 也 很 重 要 。 要 求 能 用这 些 计 算 方 法 进 行 负 荷 计 算 。 五 、 小 结 4 在 电 流 流 过 工 厂 供 配 电 线 路 和 变 压 器 时 ， 势 必 要 引 起 功 率 和 电

44、能损 耗 。 故 在 进 行 全 厂 负 荷 计 算 时 ， 应 计 入 这 部 分 损 耗 。 本 章 也 讲 述 线 路和 变 压 器 的 功 率 损 耗 和 电 能 损 耗 的 计 算 方 法 。 5 进 行 全 厂 负 荷 计 算 时 ， 通 常 采 用 需 要 系 数 法 逐 级 进 行 计 算 ， 重 点掌 握 逐 级 法 。 6 功 率 因 数 太 低 对 电 力 系 统 有 不 良 影 响 ， 所 以 要 提 高 功 率 因 数 。 提高 功 率 因 数 的 方 法 是 首 先 提 高 自 然 功 率 因 数 然 后 进 行 人 工 补 偿 ,其 中 人 工补 偿 最 常 用 的 是 并 联 电 容 器 补 偿 。 要 求 能 熟 练 计 算 补 偿 容 量 ， 掌 握 电 容器 的 装 设 。 7 尖 峰 电 流 是 指 单 台 或 多 台 用 电 设 备 持 续 1 2秒 的 短 时 最 大 负 荷 电流 。 计 算 尖 峰 电 流 的 目 的 是 用 在 选 择 熔 断 器 和 低 压 断 路 器 ， 整 定 继 电 保护 装 置 、 计 算 电 压 波 动 及 检 验 电 动 机 自 启 动 条 件 等 。