第2章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿

1、 2 第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与建筑供配电的负荷计算与 无功功率补偿无功功率补偿 2-1 2-1 计算负荷的意义和计算目的计算负荷的意义和计算目的 2-2 2-2 负荷计算的基本概念负荷计算的基本概念 2-3 2-3 用电设备的主要特征用电设备的主要特征 2-4 2-4 计算负荷计算负荷 2-5 2-5 尖峰电流的计算尖峰电流的计算 2-6 2-6 无功功率补偿无功功率补偿 2-7 2-7 供配电系统的功率损耗与电能需要量的计算供配电系统的功率损耗与电能需要量的计算 3 负荷分级及对供电电源的要求负荷分级及对供电电源的要求 1.1.负荷级别负荷级别 分级依据：分级依据：用电设备（负

2、荷）对供电可靠性的用电设备（负荷）对供电可靠性的 要求及中断供电造成的危害程度。要求及中断供电造成的危害程度。 一级负荷：一级负荷：中断供电会造成中断供电会造成 人员伤亡；人员伤亡； 重大政治影响、重大经济损失；重大政治影响、重大经济损失； 影响具有重大政、经意义的用电单位正常工作。影响具有重大政、经意义的用电单位正常工作。 二级负荷：二级负荷：中断供电将中断供电将 较大政治影响、重大经济损失；较大政治影响、重大经济损失； 影响重要政、经意义的用电单位正常工作。影响重要政、经意义的用电单位正常工作。将造将造 成公共场所秩序混乱。成公共场所秩序混乱。 三级负荷：三级负荷：不属于一、二级负荷者。不

3、属于一、二级负荷者。 一切消防用电设备均属于一级或二级负荷。一切消防用电设备均属于一级或二级负荷。 4 2.2.对供电电源的要求对供电电源的要求 一级负荷需要有两个独立电源（或电源点）一级负荷需要有两个独立电源（或电源点） 供电。供电。 二级负荷需要双回路供电。二级负荷需要双回路供电。 三级负荷只要求单电源供电。三级负荷只要求单电源供电。 注：注： 两个独立电源：两母线来自不同的发电机。两个独立电源：两母线来自不同的发电机。 两个独立电源点：两母线来自不同的地点。两个独立电源点：两母线来自不同的地点。 双回路：尽可能引自不同的变压器，也可由双回路：尽可能引自不同的变压器，也可由 一专用架空回路

4、供电。一专用架空回路供电。 一个建筑物中的用电设备，可能含有几种级一个建筑物中的用电设备，可能含有几种级 别的负荷。别的负荷。 5 2-12-1 计算负荷的意义和目的计算负荷的意义和目的 1 1、原始资料、原始资料: : 用电负荷的产品铭牌数据。用电负荷的产品铭牌数据。 2 2、考虑因素、考虑因素: : 运行并非在额定状态下；非同时运行。运行并非在额定状态下；非同时运行。 3 3、计算负荷、计算负荷（需用负荷）（需用负荷）: : 将原始资料将原始资料, ,结合考虑因素结合考虑因素, ,变成供配变成供配 电系统设计所需要的电系统设计所需要的假想负荷假想负荷。 （计算负荷（计算负荷设备容量之和设备

5、容量之和） 6 4 4、意义和目的、意义和目的 （1 1）确定供配电系统中的导体截面、变压）确定供配电系统中的导体截面、变压 器容量、备用电源容量。器容量、备用电源容量。 过大：有色金属浪费、工程投资高；过大：有色金属浪费、工程投资高； 过小：线路和电气设备承受不了，引起过热、降过小：线路和电气设备承受不了，引起过热、降 低使用寿命、出现事故。低使用寿命、出现事故。 （2 2）计算电压损失、功率损耗。）计算电压损失、功率损耗。 （3 3）计算能量消耗量及无功功率补偿容量。）计算能量消耗量及无功功率补偿容量。 （4 4）计算电流。）计算电流。 是计算负荷在额定电压下的电流。是计算负荷在额定电压下

6、的电流。 是选择导线、断路器、功率损耗等的依据。是选择导线、断路器、功率损耗等的依据。 尖峰电流尖峰电流选择保护设备选择保护设备 7 2-2 2-2 负荷计算的基本概念负荷计算的基本概念 1 1、负荷曲线、负荷曲线 用电设备功率随时间变化的图形。用电设备功率随时间变化的图形。 可直观地反映出用户用电特点，对于同类型可直观地反映出用户用电特点，对于同类型 的用户，其负荷曲线形状大致相同。的用户，其负荷曲线形状大致相同。 8 （1 1）按负荷性质分）按负荷性质分 有功负荷曲线有功负荷曲线 无功负荷曲线无功负荷曲线 （2 2）按持续工作时间分）按持续工作时间分 日负荷曲线日负荷曲线(24h) (24

7、h) P14P14 年负荷曲线（年负荷曲线（8760h8760h 年最大负荷曲线年最大负荷曲线 （运行年负荷曲线（运行年负荷曲线 年持续负荷曲线年持续负荷曲线 P15P15图图2-32-3 9 2 2、与负荷计算相关的物理量、与负荷计算相关的物理量 （1 1）电抗）电抗 是电容是电容和和电感电感在电路中对在电路中对交流电交流电引起的阻碍引起的阻碍 作用的总称（作用的总称（X X）。）。 （2 2）电阻）电阻 表示导体对表示导体对电流电流阻碍作用阻碍作用的大小。的大小。 电阻变电阻变电能电能为为热能热能，是一个耗能元件，是一个耗能元件 10 （3 3）无功功率）无功功率Q Q 是为建立交变磁场和

8、感应磁通而需要消耗的电功率。是为建立交变磁场和感应磁通而需要消耗的电功率。 不对外作功，而是转变为其他形式的能量。不对外作功，而是转变为其他形式的能量。 不是无用功率，用处很大不是无用功率，用处很大 变压器、变压器、异步电动机异步电动机、感应、感应电炉电炉、交流电焊机交流电焊机 。 （4 4）有功功率）有功功率P P 是保持用电设备正常运行所需的电功率是保持用电设备正常运行所需的电功率 将电能转换为其他形式能量将电能转换为其他形式能量( (机械能、光能、热能机械能、光能、热能) )的的 电功率。电功率。 （5 5）视在功率）视在功率S S 在交流电路中，由于感性或容性设备，电压与电流存在交流电

9、路中，由于感性或容性设备，电压与电流存 在相位差，即电压与电流不在同一时间到达，因此，在相位差，即电压与电流不在同一时间到达，因此， 实际功率没有那么大的功。实际功率没有那么大的功。 11 负荷名称功率因数负荷名称功率因数 荧光灯（电感）0.55空调0.8 荧光灯（电子）0.9水泵、风机0.8 普通插座0.9冷冻机房设备0.80.85 电热水器、电饭堡1电梯0.7 白炽灯1洗衣机房、厨房设备0.80.9 常用设备的功率因数（常用设备的功率因数（coscos) ) （6 6）功率因数）功率因数 在正弦交流电路中，有功功率一般小于视在功率，在正弦交流电路中，有功功率一般小于视在功率， 即在视在功率

10、上打一个折扣才能等于平均有功功率，即在视在功率上打一个折扣才能等于平均有功功率， 这个折扣就是这个折扣就是coscos，称为，称为功率因数功率因数。 12 （7 7）年最大负荷）年最大负荷 全年中最大工作班内，半小时平均功率的最大值。全年中最大工作班内，半小时平均功率的最大值。 用用 P Pmax max 、 、 Q Qmax max 、 、 S Smax max表示。 表示。 即：即：3030分钟平均最大负荷分钟平均最大负荷 P P30 30、 、 Q Q30 30和 和 S S30 30 ， = =计算负荷计算负荷。 最大工作班：一年中最大负荷月份内最少出现最大工作班：一年中最大负荷月份内

11、最少出现2-32-3 次最大负荷的工作班。次最大负荷的工作班。 （8 8）年最大负荷利用小时数）年最大负荷利用小时数 一个假想时间，反映用户以年最大负荷一个假想时间，反映用户以年最大负荷P Pmax max持续运 持续运 行行 T Tmax max 小时所消耗的能量恰好 小时所消耗的能量恰好等于等于全年实际消耗全年实际消耗 的能量的能量W WP P。 max max30 1521. pp WW TP PP 查表 13 （9 9）平均负荷）平均负荷 电力用户在一段时间内消耗功率的平均值。用电力用户在一段时间内消耗功率的平均值。用 P Pav av 、 、 Q Qav av 、 、 S Sav a

12、v 。 。 年平均负荷：年平均负荷： (10) (10) 负荷系数负荷系数 用电负荷的平均负荷与最大负荷之比。用电负荷的平均负荷与最大负荷之比。 表征负荷曲线不平坦度的一个物理量。表征负荷曲线不平坦度的一个物理量。 一般工厂年负荷系数年平均值为：一般工厂年负荷系数年平均值为： =0.7=0.70.750.75 =0.76 =0.760.820.82 max30 avav PP PP 8760 PP av WW P t max av Q Q 14 2-3 2-3 用电设备的主要特征用电设备的主要特征 1 1、分类、分类 连续运行工作制连续运行工作制 短时运行工作制短时运行工作制 断续周期运行工作

13、制断续周期运行工作制( (负载持续率负载持续率) ) 0 1 0 0 %1 0 0 % tt Ttt 间个工作周期内的停歇时 个工作周期的工作时间 工作周期 1t 1t 0 T 15 负载持续率（暂载率）负载持续率（暂载率） 是指此设备能够满载工作时间的比率；是指此设备能够满载工作时间的比率； 家用小型电焊机：家用小型电焊机：标称容量标称容量10KVA10KVA，但又标明暂载，但又标明暂载 率率25%25%，说明此电焊机在，说明此电焊机在10KVA10KVA负载下，只能在负载下，只能在25%25% 的时间内工作；也就是说，在的时间内工作；也就是说，在1010分钟内只能工作分钟内只能工作2 2

14、半分钟，否则就要过热烧毁；半分钟，否则就要过热烧毁； 工业用大型电焊机：工业用大型电焊机：标称容量标称容量10KVA10KVA，暂载率，暂载率100%100%， 就说明此电焊机在就说明此电焊机在10KVA10KVA负载下，能长时间连续工负载下，能长时间连续工 作。作。 电焊机的负载是不固定的，焊接电流大负载就大，电焊机的负载是不固定的，焊接电流大负载就大， 焊接电流小负载就小；再反过来说，如果小型电焊焊接电流小负载就小；再反过来说，如果小型电焊 机在机在25%25%的负载下就可以连续工作。的负载下就可以连续工作。 16 2 2、设备功率（容量）、设备功率（容量）P Pe e的确定的确定 （1

15、1）连续运行工作的用电设备组）连续运行工作的用电设备组 P Pe e=P=PN N ( (铭牌额定功率铭牌额定功率) ) 对于采用电感镇流器的电光源，需要考虑对于采用电感镇流器的电光源，需要考虑 镇流器消耗的功率，此时镇流器消耗的功率，此时P Pe e=1.2=1.2* *P PN N （2 2）短时工作的用电设备组）短时工作的用电设备组 P Pe e = P = PN N 求计算负荷时一般不考虑。求计算负荷时一般不考虑。 17 （3 3）断续周期运行工作用电设备）断续周期运行工作用电设备 将额定负载持续率将额定负载持续率N N下的铭牌额定功率下的铭牌额定功率P PN N统一统一 换算换算到一

16、个标准负载持续率到一个标准负载持续率规 规的功率 的功率P P规 规。 。 N N NN P=25% P =S cos=100% N e N e P P 规 规 规 规规 起重机用电动机类：； 电焊机类：； 特殊的变压器特殊的变压器 18 2-4 2-4 计算负荷计算负荷 1 1、 需要系数法：需要系数法： 需要系数：需要系数： P Pmax max 用电设备组负荷曲线上最大有功负荷用电设备组负荷曲线上最大有功负荷 P Pe e 用电设备组的设备功率用电设备组的设备功率 需要系数法：需要系数法： 用电设备功率用电设备功率需要系数需要系数同时系数同时系数= =计算负荷计算负荷 计算简便，最为通用

17、的一种方法。计算简便，最为通用的一种方法。 max x e P K P 19 kw vark kVA A cxe PKP tan cc QP 22 ccc SPQ 3 ccN ISU （1 1）用电设备组的计算负荷）用电设备组的计算负荷 用电设备组：指工艺相同，需要系数、功率因数用电设备组：指工艺相同，需要系数、功率因数 相同的多台用电设备。相同的多台用电设备。 线电压线电压 例题：例题：P24 P24 例例2-12-1。 P Pc c Q Qc c S Sc c 20 用电设备组的需要系数及功率因数表用电设备组的需要系数及功率因数表 21 22 （2 2）多个用电设备组的计算负荷）多个用电设

18、备组的计算负荷 （ 配电干线、变电所低压母线）配电干线、变电所低压母线） K K 同时（期）系数同时（期）系数 车间干线：车间干线： K KP P =0.85 =0.850.950.95；K Kq q =0.90 =0.900.970.97 低压母线：低压母线： K KP P =0.80 =0.800.900.90；K Kq q =0.85 =0.850.950.95 ( (用电设备组计算负荷直接相加用电设备组计算负荷直接相加) ) K KP P =0.90 =0.900.950.95；K Kq q =0.93 =0.930.970.97 ( (由车间干线计算负荷直接相加由车间干线计算负荷直接

19、相加) ) 11 mm cpcipxiei ii PKPKKP 11 tan mm cqciqici ii QKQKP kw vark 23 24 注：注：进行负荷计算时，应先对用电设备容量进行如下处理：进行负荷计算时，应先对用电设备容量进行如下处理： 照明负荷照明负荷的用电设备容量：的用电设备容量： 应根据所用光源的额定功率加上应根据所用光源的额定功率加上附属设备附属设备的功率。的功率。 备用设备：备用设备：用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量不包括不包括备用设备。备用设备。 季节性用电设备季节性用电设备( (如制冷设备和采暖设备如制冷设备和采暖设备) )应择其应择其大者大者计入总计入总

20、 设备容量。设备容量。 消防消防时的最大负荷与非火灾时的最大负荷选时的最大负荷与非火灾时的最大负荷选大者大者。 住宅住宅的设备容量采用每户的的设备容量采用每户的用电指标用电指标之和。之和。 25 2 2、按二项式法、按二项式法 当确定的用电设备当确定的用电设备台数较少台数较少而而容量差别相当容量差别相当 大大的的低压支线和干线低压支线和干线的计算负荷时采用。（略的计算负荷时采用。（略 3 3、估算法（单位指标法）、估算法（单位指标法） 单位产品耗量法、负荷密度法等单位指标法。单位产品耗量法、负荷密度法等单位指标法。 P Pc cK KP PNN10001000 S Sc cK KS SNN10

21、00 1000 式中式中: P: Pc c有功功率计算负荷（有功功率计算负荷（KWKW） S Sc c计算的视在功率计算的视在功率(kVA(kVA) )； K KP P、 、K KS S 单位负荷指标；单位负荷指标； NN单位数量。单位数量。 如：建筑面积如：建筑面积m m2 2、户数、人数、户数、人数 26 建筑类别用电指标（W/m2）建筑类别用电指标（W/m2） 公寓3050医院4070 旅馆4070高等学校2040 办公4080中小学1220 商业 一般：4080 展览馆5080 大中型：70130 体育4070演播厅250500 剧场5080汽车库815 各类建筑物的用电指标 27 住

22、宅负荷的计算住宅负荷的计算 按套型类别进行确定。按套型类别进行确定。 每套住宅供电容量标准：每套住宅供电容量标准：一般可在一般可在4 4一一12kw12kw范围选取；范围选取； 高级的为高级的为1010一一15kw15kw （建筑面积在（建筑面积在l00200ml00200m2 2） 28 按单相配电计算时 所连接的基本户数 按三相配电计算时所连 接的基本户数 需要系数 通用值推荐值 3911 4120.950.95 6180.750.80 8240.660.70 10300.580.65 12360.500.60 14420.480.55 16480.470.55 18540.450.50

23、21630.430.50 24720.410.45 25100753000.400.45 1252003756000.330.35 住宅用电负荷需要系数 29 例：某教学楼建筑面积例：某教学楼建筑面积1.51.5万万m m2 2，已知单位负荷指，已知单位负荷指 标标K Kp p=30W/=30W/m m2 2，计算总有功功率？，计算总有功功率？ 解：解： P Pc c = =450 KW = =450 KW 例：某高层住宅楼共例：某高层住宅楼共172172户，户，每户每户设计功率为设计功率为8KW8KW，计算总有，计算总有 功功率功功率 ？ 解解1 1： P Pc c = = 1376 KW(

24、 = = 1376 KW(误差很大）误差很大） 解解2 2：查表得：查表得 K Kc c =0.45 =0.45 P Pc c = 0.45 x 8 x 172 = 0.45x1376 = 619 KW = 0.45 x 8 x 172 = 0.45x1376 = 619 KW 8000 x172 1000 30 x15000 1000 30 三相负荷接法三相负荷接法 31 4 4、单相负荷计算、单相负荷计算 单相负荷应均衡的单相负荷应均衡的分配分配到三相上。到三相上。 当三相线路中，单相负荷的总容量当三相线路中，单相负荷的总容量小于小于三相设三相设 备总容量的备总容量的1515时，全部按三相

25、对称负荷计算时，全部按三相对称负荷计算 当单相负荷的总容量当单相负荷的总容量超过超过三相设备容量的三相设备容量的1515 时，应将单相设备容量换算为时，应将单相设备容量换算为等效等效三相设备容三相设备容 量，若三相不平衡，则设备容量应按量，若三相不平衡，则设备容量应按三倍最大三倍最大 相负荷相负荷计算，再与三相设备容量相加。计算，再与三相设备容量相加。 32 注：注：线电压：线电压：相线与相线间的电压。相线与相线间的电压。 相电压：相电压：三相电每一相对零线的电压。三相电每一相对零线的电压。 A A B B C C N N中性线中性线 220/380V220/380V 10kW10kW30kW

26、30kW20kW20kW14kW14kW20kW20kW30kW30kW 33 （1 1）单相用电设备仅接于相电压）单相用电设备仅接于相电压 等效三相负荷等效三相负荷= =最大单相负荷的三倍最大单相负荷的三倍PPe e=3P=3Pmax max （2 2）单相用电设备仅接于）单相用电设备仅接于线线电压电压 如如 P Pab abP Pbc bc P Pca ca 接在同一线电压时：接在同一线电压时： 接在不同线电压时：接在不同线电压时： （3 3）用电设备分别接于线电压和相电压）用电设备分别接于线电压和相电压 先将接于先将接于线电压线电压的单相用电设备的单相用电设备换算换算为接于为接于相电压相

27、电压的的 单相负荷。单相负荷。 再将各负荷相加，选出最大相负荷取其再将各负荷相加，选出最大相负荷取其3 3倍倍即为等效三相即为等效三相 负荷负荷 。 3 eab PP 3(33) eabbc PPP 34 相间负荷换算为相负荷的功率换算系数 功率换算系数功率换算系数 负荷功率因数负荷功率因数 0.350.350.40.40.50.50.60.60.650.650.70.70.80.80.90.91.01.0 p pAB AB-A-A、 、 p pBC BC-B-B、 、 p pCA CA-C-C 1.271.271.171.171.01.00.890.890.840.840.80.80.720

28、.720.640.640.50.5 p pAB AB-B-B、 、 p pBC BC-C-C、 、 p pCA CA-A-A -0.27-0.27-0.17-0.170 00.110.110.160.160.20.20.280.280.360.360.50.5 q qAB AB-A-A、 、 q qBC BC-B-B、 、 q qCA CA-C-C 1.051.050.860.860.580.580.380.380.30.30.220.220.090.09-0.05-0.05-0.29-0.29 q qAB AB-B-B、 、 q qBC BC-C-C、 、 q qCA CA-A-A 1.63

29、1.631.441.441.161.160.960.960.880.880.80.80.670.670.530.530.290.29 C CB B A A P PCA CAP PAB AB P PBC BC A A相：相：P PA A=p=pAB AB-A-AP PABAB+ p + pCA CA-A-AP PCACA B B相：相：P PB B=p=pAB AB-B-BP PABAB+ p + pBC BC-B-BP PBCBC C C相：相：P PC C=p=pBC BC-C-CP PBCBC+ p + pCA CA-C-CP PCACA 相间负荷相间负荷（线负荷）换算为相负荷换算为相负荷

30、 35 作业：作业：如下图所示如下图所示220/380V220/380V三相四线制线路上，接有三相四线制线路上，接有220V220V单单 相电热干燥箱相电热干燥箱4 4台，其中台，其中2 2台台10kW10kW接于接于A A相、相、1 1台台30kW30kW接于接于B B相、相、 1 1台台20kW20kW接于接于C C相。此外接有相。此外接有380V380V单相对焊机单相对焊机4 4台，其中台，其中2 2台台14kW14kW （=100%=100%）接于）接于ABAB相、相、1 1台台20kW 20kW （=100%=100%）接于）接于BCBC相、相、 1 1 台台30kW30kW（=60

31、%=60%）接于）接于CACA相。试求此线路的计算负荷。相。试求此线路的计算负荷。 A A B B C C N N 220/380V220/380V 10kW10kW10kW10kW30kW30kW20kW20kW 电热箱电热箱 14kW14kW14kW14kW20kW20kW30kW30kW 对焊机对焊机 36 负荷计算方法宜按下列原则选取：负荷计算方法宜按下列原则选取： 在方案设计阶段可采用单位指标法；在方案设计阶段可采用单位指标法； 在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系 数法。数法。 对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指对于住宅，在设计的各

32、个阶段均可采用单位指 标法。标法。 用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊 时，宜采用需要系数法，一般用于干线，配变时，宜采用需要系数法，一般用于干线，配变 电所的负荷计算。电所的负荷计算。 用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时 宜采用二项式法，一般用于支干线和配电屏宜采用二项式法，一般用于支干线和配电屏 ( (箱箱) )的负荷计算。的负荷计算。 37 计算负荷小结：（计算负荷小结：（总负荷计算）总负荷计算） 对用电设备进行分组计算时，同类用电设备的对用电设备进行分组计算时，同类用电设备的 总容量为算数相加。

33、不同类用电设备的总容量总容量为算数相加。不同类用电设备的总容量 应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。 配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备 组的计算负荷之和再乘以同时系数组的计算负荷之和再乘以同时系数K K 。 。 当不同类别的建筑当不同类别的建筑( (如办公楼和宿舍楼如办公楼和宿舍楼) )共用一共用一 台变压器时，其同时系数可适当减小。台变压器时，其同时系数可适当减小。 38 39 40 2-5 2-5 尖峰电流的计算尖峰电流的计算 定义：定义：尖峰电流是持续尖峰电流是持续1 12s2s的短时最大负荷电流的短

34、时最大负荷电流 功能：功能： 1 1）用来计算电压波动，选择熔断器和低压断）用来计算电压波动，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路器，整定继电保护装置及检验电动机自起动 条件等。条件等。 2 2）用以校验电压波动和选择保护电器。）用以校验电压波动和选择保护电器。 41 1 1、单台用电设备、单台用电设备 2 2、多台用电设备、多台用电设备 max 1 max 1 jfjfC n jfN i i III IKI = jkstN IIKI KK启动电流倍数（启动电流倍数（样本中可查） 笼型电动机为笼型电动机为5 57 7，绕线型电动机为，绕线型电动机为2 2 3 3， 直

35、流电动机为直流电动机为1.71.7等。等。 最大容量电动机的启动电流最大容量电动机的启动电流 例题：例题：P28 P28 例例 2-42-4。 42 2-6 2-6 无功功率补偿无功功率补偿 什么是无功功率什么是无功功率 有功功率：电能有功功率：电能其他形式能量其他形式能量( (机械能、光能、机械能、光能、 热能热能) ) 无功功率：建立和维持旋转磁场无功功率：建立和维持旋转磁场 无功功率的不良影响，主要表现在：无功功率的不良影响，主要表现在： 降低发电机有功功率的降低发电机有功功率的输出输出。 降低输、变电设备的降低输、变电设备的供电能力供电能力。 造成造成线路电压损失线路电压损失增大和增大

36、和电能损耗电能损耗的增加。的增加。 造成造成低功率因数低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不运行和电压下降，使电气设备容量得不 到充分发挥。到充分发挥。 43 功率因数要求值功率因数要求值 满足当地供电部门要求满足当地供电部门要求 或满足：高压用户为或满足：高压用户为0.90.9以上；以上； 低压用户为低压用户为0.850.85以上。以上。 无功功率补偿装置类型及位置无功功率补偿装置类型及位置 提高自然功率因数提高自然功率因数： 正确选择变压器容量、台数，切除季节用变压器；正确选择变压器容量、台数，切除季节用变压器； 减少供电线路感抗；减少供电线路感抗； 尽量用同步电动机。尽量用同步电动

37、机。 采用电力电容器补偿采用电力电容器补偿 类型：类型：并联（与负载）电容器补偿装置并联（与负载）电容器补偿装置适用于无适用于无 功功率变化速度较慢或无功功率需求较恒定的场合。功功率变化速度较慢或无功功率需求较恒定的场合。 补偿方式：补偿方式：高压集中、低压集中、低压就地高压集中、低压集中、低压就地 44 补偿容量计算补偿容量计算 12 12 (tantan)= tantan= c c c cccc Q P QPPq q 其中：补偿容量，kvar; 计算负荷，kW ，补偿率（查课本P32 表2-10）。 c c c Q n q n q 其中： 电容器个数 单个电容器容量（查表2-11） 45

38、无功补偿后的计算负荷无功补偿后的计算负荷 30 2 2 22 30 = c cc cccc c cc P QQQ SSPQPQQ Q 不变 优点：优点： 主变压器容量减少主变压器容量减少降低初投资、降低电费开支降低初投资、降低电费开支 46 例：例：如某厂的计算负荷为如某厂的计算负荷为2400kW2400kW，最大负荷月的，最大负荷月的 平均功率因数为平均功率因数为0.670.67。要使其平均功率因数提高。要使其平均功率因数提高 到到0.90.9（在（在10kV10kV侧固定补偿），问需要装设多大侧固定补偿），问需要装设多大 容量的并联电容器？如果采用容量的并联电容器？如果采用BWF-10.5

39、-BWF-10.5-4040-1-1型型 电容器，需装设多少个？电容器，需装设多少个？ 解解: tan: tan1 1=tan(arccos0.67)=1.1080=tan(arccos0.67)=1.1080 tan tan2 2=tan(arccos0.9)=0.4843=tan(arccos0.9)=0.4843 Q Qc c= P= Pc c（tantan1 1tantan2 2） =2400=2400(1.1080-0.4843)(1.1080-0.4843) =1496.88 kvar =1496.88 kvar 47 22 22 cos 2400 0.91 24001099.2

40、cc c cc PP S PQ c1 Ptan 2400 1.108015601099.2 cccc QQQQ n= n= Q Qc c /q /qc c=1496.88/=1496.88/4040=38=38个个 考虑三相均衡分配，应装设考虑三相均衡分配，应装设3939个，每相个，每相1313个，此个，此 时并联电容器的实际值：时并联电容器的实际值：393940=1560kvar40=1560kvar。 则补偿后的无功功率为：则补偿后的无功功率为： 此时的实际平均功率因数为：此时的实际平均功率因数为： 满足要求。满足要求。 48 2-7 2-7 供配电系统的功率损耗与电供配电系统的功率损耗与

41、电 能需要量的计算能需要量的计算 1 1、供电线路的功率损耗、供电线路的功率损耗 式中：式中：RR线路每相线路每相电阻，电阻，R=rR=r0 0l l X X线路每相线路每相电抗电抗, X=x, X=x0 0l l 23 23 310 (kw) 310 (kvar) Lc Lc PI R QI X 由导线型号、三相线的线间几由导线型号、三相线的线间几 何均距何均距a aav av决定 决定查查P38P38表表 49 线间几何均距线间几何均距a aav av计算 计算 a1 a2 a3 A A B B C C A A a a a B BC C a a A AB BC C 一般排列：一般排列： 等

42、边三角形排列：等边三角形排列： 水平等距排列：水平等距排列： 3 123 3 21.26 av av av aa a a aa aaa 50 2 2、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗 （1 1）工作原理）工作原理 变压器是变换交流电压、交变电流变压器是变换交流电压、交变电流 和阻抗的器件。当和阻抗的器件。当初级初级线圈中通有线圈中通有 交流电流时，铁芯（或磁芯）中便交流电流时，铁芯（或磁芯）中便 产生交流磁通，使产生交流磁通，使次级次级线圈中感应线圈中感应 出电压（或电流）。出电压（或电流）。 （2 2）组成）组成 变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组 成，线圈有两个或两个以上的绕组，成，线圈有两个或两个以上的绕组， 其中接电源的绕组叫初级线圈，其其中接电源的绕组叫初级线圈，其 余的绕组叫次级线圈。余的绕组叫次级线圈。 51 （3 3）有功功率损耗）有功功率损耗（电能-热能） 空载损耗（铁损）：空载损耗（铁损）：归纳在变压器归纳在变压器铁心里铁心里所产所产 生的损耗。与变压器是否带负载无关，由变压器空生的损耗。与变压器是