供配电课件第2章

1、Company Logo2.1 负荷曲线负荷曲线Company Logo时间间隔越短，曲线越能反映负荷实际变化时间间隔越短，曲线越能反映负荷实际变化Company LCompany Logo 年负荷曲线反映负荷全年（年负荷曲线反映负荷全年（8760小时）的变小时）的变化情况。化情况。 Company Logo2.1.3 负负荷曲线的有关物理量荷曲线的有关物理量 maxmaxPWTCompany Logo2.1.3 负负荷曲线的有关物理量荷曲线的有关物理量 tWPtAV8760aAVWPmaxmaxQQKPPKaVrLaVaLCompany Logo2.2 用电设备的设备容量用电设备的设备容量1

2、.设备容量设备容量Pe的定义的定义 经过换算至统一规定的工作经过换算至统一规定的工作制下的制下的“额定功率额定功率”称为设备容称为设备容量量。 Company Logo 反复短时工作制的设备容量是反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。NN%100%100%25%25NNNNNeSPPcos%100NNNNePPP2%Company LogoNNeSPcos1000SPCompany Logo30max30max30max30maxIIISSSQQQPPPdefdefCdefdefCdefdefC

3、defdefC供电设计与供电设计与计算的基础。计算的基础。计算负荷计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动的负荷时际的变动的负荷时 其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。Company Logo负荷计算目前常用的方法有需用系数法和二项式法。Company Logo2.3.1 2.3.1 计算负荷的估算法计算负荷的估算法（指标法）（指标法） 用于初期方案设计与比较用于初期方案设计与比较 Company Logo需要系数法需要系数法是指利用需要系数来确定

4、用电设备组计算负荷的方法，其是指利用需要系数来确定用电设备组计算负荷的方法，其实质是用一个小于实质是用一个小于1的系数的系数Kd对用电设备组的总额定容量打一定折扣，使对用电设备组的总额定容量打一定折扣，使所确定出的计算负荷所确定出的计算负荷PC比较接近该组设备从电网取用的最大半小时平均比较接近该组设备从电网取用的最大半小时平均负荷负荷Pmax。需要系数需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部用电设备的设与全部用电设备的设备容量备容量 之比，即之比，即 ePmax30eeecdPPPKPPP2.3.2 需要系数法需要系数法 为什么会为什么会有这个系有这

5、个系数？数？Company Logo确定确定用电设备组用电设备组的计算负荷时，应考虑以下几种因素：的计算负荷时，应考虑以下几种因素：线路的线路的供电效率供电效率，线路有损耗，线路有损耗WL各用电设备各用电设备的的平均效率平均效率各用电设备不一定在满负荷下运行，应考虑一个各用电设备不一定在满负荷下运行，应考虑一个负荷系数负荷系数LK各用电设备可能不同时工作，应考虑各用电设备可能不同时工作，应考虑同时使用系数同时使用系数KWLNLdKKK因此，一个用电设备组的需要系数可表示为因此，一个用电设备组的需要系数可表示为 2.3.2 需要系数法需要系数法 NCompany Logo（1 1）先确定计算范围

6、先确定计算范围( (如某低压干线上的所有设备如某低压干线上的所有设备) )； （2 2）确定设备容量确定设备容量P Pe e（将不同工作制下的用电设备的额定功将不同工作制下的用电设备的额定功率率P PN N换算到同一工作制下）；换算到同一工作制下）；（3 3）设备分组：设备分组：将工艺性质相同并有相近需要系数的用电设将工艺性质相同并有相近需要系数的用电设备合并成组，备合并成组，考虑到需要系数，算出每组用电设备的计算负考虑到需要系数，算出每组用电设备的计算负荷；荷；（4 4）最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。利用利用需要系数法进行负荷需要系数法进行负荷计

7、算的步骤计算的步骤：edcPKPeiePP需要系数需要系数用电设备组所有用电设备组所有设备容量之和设备容量之和每组中用电设每组中用电设备的设备容量备的设备容量Company Logo1 1、单组用电设备的计算负荷、单组用电设备的计算负荷-不包含备用设备不包含备用设备式中式中:K:Kd d为需要系数；为需要系数；P Pe e为设备容量；为设备容量；tan tan 为设备功率因数角的为设备功率因数角的正切值。正切值。 *cdePKP*tanccQP22cccSPQ3ccNSIU 单组用电设备组：单组用电设备组：用电设备性质相同的一组设备用电设备性质相同的一组设备，即，即K Kd d相同。相同。如均

8、为如均为机床的电动机，或均为通风机机床的电动机，或均为通风机。说明：说明：Pc 、 Qc、 Sc的单位分的单位分别为别为kW、kvar、kVA 对于用电设备组，设备容量越大，对于用电设备组，设备容量越大，K Kd d越大；设备容量越小，越大；设备容量越小，k kd d越小。越小。设备台数较多时取较小值，台数少时取较大值。设备台数较多时取较小值，台数少时取较大值。Company Logo解：查表（解：查表（A-1-1)A-1-1)可得，可得，K Kd d=0.16 =0.16 0.2(0.2(取取0.20.2计算计算) )，cos=0.5, tan=1.73cos=0.5, tan=1.73。根

9、据前述公式得：。根据前述公式得：P PC C= K= Kd dP Pe e= 0.2= 0.2120=24(KW) 120=24(KW) Q QC C= P= PC Ctg= 24tg= 241.73=41.52(kvar)1.73=41.52(kvar)S Sc c= P= Pc c/cos = 24/ 0.5=48(kVA) /cos = 24/ 0.5=48(kVA) ccNAS48I72.933U3*0.38和书上和书上不一样不一样Company Logo例例2 2 已知某化工厂机修车间采用已知某化工厂机修车间采用380V380V供电，低压干线上接有冷加工机床供电，低压干线上接有冷加工

10、机床2626台，其中台，其中11 kW 111 kW 1台，台，4.5kW84.5kW8台，台，2.8kW102.8kW10台，台，1.7kW71.7kW7台，试求该机床组的台，试求该机床组的计算负荷。计算负荷。【解】该设备组的总容量为【解】该设备组的总容量为P Pee=11=111+4.51+4.58+2.88+2.810+1.710+1.77=86.9 (kW)7=86.9 (kW)查表附录表查表附录表1 1K Kd d=0.16=0.160.2(0.2(取取0.2),tan=1.73,cos=0.50.2),tan=1.73,cos=0.5，则，则有功计算负荷有功计算负荷 P Pc c=

11、0.2=0.286.9=17.38(kW)86.9=17.38(kW)无功计算负荷无功计算负荷 Q Qc c=17.38=17.381.73=30.06(kvar)1.73=30.06(kvar)视在计算负荷视在计算负荷 S Sc c=17.38=17.380.5=34.76(kVA)0.5=34.76(kVA)计算电流计算电流 I Ic c=34.76/(1.732=34.76/(1.7320.38)=52.8(A)0.38)=52.8(A)Company Logo2 2、多组用电设备的计算负荷、多组用电设备的计算负荷 式中式中:n:n为用电设备组的为用电设备组的组数组数； K Kpp、K

12、Kqq分别为有功、无功分别为有功、无功同时系数；同时系数； P Pcici，Q Qcici为为各用电设备组各用电设备组的计算负荷。的计算负荷。nci 1cpiPPKnci 1cqQQiK3ccNSIU22ccSPQ 当当车间配电干线车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷可能不同时出现，计算时应计入一个大负荷可能不同时出现，计算时应计入一个同时系数同时系数。新的新的概念概念Company Logo例例3 3 某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台（其台（其中，中，10.5kW1

13、0.5kW的的4 4台，台，7.5kW7.5kW的的8 8台，台，5kW5kW的的8 8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， =65%=65%，cos =0.5cos =0.5），车间有吊车），车间有吊车1 1台台（11kW11kW， =25% =25% ），试计算此车间的计算负荷。（假设），试计算此车间的计算负荷。（假设K Kpp、K Kqq均取均取0.80.8）。 NNN解：各解：各设备组容量计算设备组容量计算1 1）金属切削机床组，长期连续工作制设备，总容量为：）金属切削机床组，长期连续工作制设备，总容量为：e1e4 1

14、0.5 8 7.5 8 5142kWiPP 2 2）电焊机组，反复短时工作制设备，设备容量应）电焊机组，反复短时工作制设备，设备容量应统一换算到统一换算到e=100%e=100%，设备容量为：，设备容量为：NNNe22*cos2 200.650.516.1kWPSCompany Logo3 3）吊车组，反复短时工作制设备，其设备容量应统一换算到）吊车组，反复短时工作制设备，其设备容量应统一换算到=25% =25% ，所以，所以1 1台吊车的容量为：台吊车的容量为：4 4）车间的设备总容量为）车间的设备总容量为：e142 16.1 11169.1kWP 例例3 3 某小批量生产车间某小批量生产车

15、间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台（其台（其中，中，10.5kW10.5kW的的4 4台，台，7.5kW7.5kW的的8 8台，台，5kW5kW的的8 8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， =65%=65%，cos =0.5cos =0.5），车间有吊车），车间有吊车1 1台台（11kW11kW， =25% =25% ），试计算此车间的计算负荷。（假设），试计算此车间的计算负荷。（假设K Kpp、K Kqq均取均取0.80.8）。 NNNkWPPPNNNNe112%Company L

16、ogo车间的计算负荷车间的计算负荷 1 1）金属切削机床组，查附表）金属切削机床组，查附表1 1，取需要系数和功率因数为，取需要系数和功率因数为 d0.2K cos0.5tan1.73c10.2 142kW28.4kWP c128.4 1.73kvar49.1kvarQ22c128.449.1 kVA56.8kVASc156.8A86.3A30.38Ie1e4 10.5 8 7.5 8 5 142kWiPP Company Logo2 2）电焊机组，查附表）电焊机组，查附表1 1，取需要系数和功率因数为，取需要系数和功率因数为 d0.35K cos0.35tan2.68c20.3516.1kW

17、5.6kWPc25.62.68kvar15kvarQ22c25.615 kVA16kVASc216A24.3A30.38INNNe22*cos2 200.65 0.5 16.1kWPS 车间的计算负荷车间的计算负荷 Company Logoc30.15 11kW1.7kWPc31.7 1.73kvar2.9kvarQ22c31.72.9 kVA3.4kVASc33.4A5.2A30.38I3 3）吊车组，查附表）吊车组，查附表1 1，取需要系数和功率因数为，取需要系数和功率因数为d0.15K cos0.5tan1.73Ne3NN2511kWPPP车间的计算负荷车间的计算负荷 Company L

18、ogo4 4）全车间的总计算负荷。）全车间的总计算负荷。 由题目给定条件，由题目给定条件，取同时系数均为取同时系数均为0.800.80，所以全车间的，所以全车间的计算负荷为：计算负荷为： cpc iPKP0.8 (28.45.6 1.7)KW=28.6KW.cqc iQKQ0.8 (49.1 15 2.9)Kvar=53.6Kvar.2222cccSPQ28.653.6 KVA60.8KVAc60.8IA92.4A30.38车间的计算负荷车间的计算负荷 Company Logo为使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格为使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格形式，如下

19、表所示。形式，如下表所示。Company Logo解解 : (1) : (1) 冷加工机床：查附录表冷加工机床：查附录表A-1-A-1-1 1可得可得 K Kd1d1=0.2=0.2，coscos1 1=0.5=0.5，tgtg1 1=1.73=1.73 P Pc1c1= K= Kd1d1P Pe1e1=0.2=0.250=10kW50=10kW Q Qc1c1=P=Pc1c1tgtg1 1=10=101.73=17.3kvar1.73=17.3kvar (2) (2)通风机：通风机： K Kd2d2=0.8=0.8，coscos2 2=0.8=0.8，tgtg2 2=0.75=0.75 P

20、Pc2c2= K= Kd2d2PePe2 2=0.8=0.82.4=1.92kW2.4=1.92kW Q Qc2c2=P=Pc2c2tgtg2 2=1.92=1.920.75=1.44kvar0.75=1.44kvar (3) (3)电阻炉：电阻炉：因只因只1 1台，故其计算负荷等于设备容量台，故其计算负荷等于设备容量 P Pc3c3=P=Pe3e3=2kW=2kW Q Qc3c3=0 =0 和书上和书上不一样不一样例例4 4 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中，其中较大容量电动机有较大容量

21、电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4kW24kW2台，台，2.2kW82.2kW8台；另接通风机台；另接通风机1.2kW21.2kW2台；电台；电阻炉阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷（设同时系数。试求计算负荷（设同时系数K Kpp、K Kqq均为均为0.90.9）。）。Company Logo (4)车间计算负荷：车间计算负荷： 例例4 4 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中较大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4kW24kW2台，台，2.2kW

22、82.2kW8台；另台；另接通风机接通风机1.2kW21.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷（设同时系数。试求计算负荷（设同时系数K Kpp、K Kqq均为均为0.90.9）。）。Company Logo注意注意事项事项： 需要系数值与需要系数值与用电设备的类别和工作状态用电设备的类别和工作状态有关，计算时有关，计算时一定要一定要正确判断正确判断，否则会造成错误。，否则会造成错误。经验：经验：（1 1）机修车间机修车间的金属切削机床电动机属于的金属切削机床电动机属于小批生产的冷加小批生产的冷加工机床电动机工机床电动机；（2 2）压缩机、拉丝机和锻造等属于）压缩机、

23、拉丝机和锻造等属于热加工机床热加工机床；（3 3）起重机、行车或电葫芦等都属吊车起重机、行车或电葫芦等都属吊车。Company Logo小结小结需要系数法p优点：优点：简单方便，较符合实际，长期使用积累了各种设备的简单方便，较符合实际，长期使用积累了各种设备的需要系数；需要系数；p应用场合：应用场合：只有当设备台数较多、总容量足够大，没有特大只有当设备台数较多、总容量足够大，没有特大型用电设备时，需要系数的值才较符合实际。普遍应用于大用型用电设备时，需要系数的值才较符合实际。普遍应用于大用户、全厂和大型车间变电所的计算负荷。户、全厂和大型车间变电所的计算负荷。p缺点：缺点：没有考虑用电设备组中

24、大容量设备对计算负荷的影响。没有考虑用电设备组中大容量设备对计算负荷的影响。在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时，采用二项式法在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时，采用二项式法Company Logo1）单组用电设备组的计算负荷单组用电设备组的计算负荷b、c、x查表A-1注意：当用电设备组的设备总台数注意：当用电设备组的设备总台数n2xn2x时，取时，取x=n/2x=n/2（按四舍五入取整）；（按四舍五入取整）；当只有一台设备时，可认为当只有一台设备时，可认为Pc=PePc=Pe。xeCPcPbPtancCPQx台最大设备的台最大设备的总容量总容量用电设备组

25、的平用电设备组的平均功率均功率该组用电设备组该组用电设备组的设备总容量的设备总容量b、c：二项式系数；每组用电设备组中每组用电设备组中x台容量较大的设备台容量较大的设备的附加负荷的附加负荷Company Logo2）多组用电设备组的计算负荷多组用电设备组的计算负荷max()()ceixPbPcPb、c、x查表A-1maxmax(tan)()tanceixQbPcP同样要考虑用电设备各组的最大负荷不同时出现的因素，因同样要考虑用电设备各组的最大负荷不同时出现的因素，因此在确定总计算负荷时，只能在各组用电设备中此在确定总计算负荷时，只能在各组用电设备中取一组最大取一组最大的附加负荷的附加负荷，再加

26、上各组用电设备的平均负荷。，再加上各组用电设备的平均负荷。各用电设备组的各用电设备组的平均功率平均功率附加负荷最大的一附加负荷最大的一组设备的附加负荷组设备的附加负荷Company Logo例例5 5 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中较大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4kW24kW2台，台，2.2kW82.2kW8台；另台；另接通风机接通风机1.2kW21.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷。试求计算负荷。cexPbPcP为

27、何取为何取1？Company Logo解：解：1）求出各组平均功率求出各组平均功率bPe和附加负荷和附加负荷cPx（2） 通风机组通风机组 查附录表查附录表A-1-1，取，取b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，x=5 tg2=0.75，n=22x，取，取x2=n/2=1，则，则 (bPe)2=0.652.4=1.56kW (cPx)2=0.251.2=0.3kW例例5 5 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中较大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4

28、kW24kW2台，台，2.2kW82.2kW8台；另台；另接通风机接通风机1.2kW21.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷。试求计算负荷。cexPbPcPCompany Logo解：解：1）求出各组平均功求出各组平均功率率bPe和附加负荷和附加负荷cPx（3） 电阻炉电阻炉 (bPe)3=2kW (cPx)3=0 显然，三组用电设备中，第显然，三组用电设备中，第1组的附加负荷组的附加负荷(cPx)1最大最大。 例例5 5 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中较大

29、容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4kW24kW2台，台，2.2kW82.2kW8台；另台；另接通风机接通风机1.2kW21.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷。试求计算负荷。cexPbPcP (bPe)2=1.56kW (cPx)2=0.3kWCompany Logo解：解：1）求出各组平均功求出各组平均功率率bPe和附加负荷和附加负荷cPx 2）总计算负荷为总计算负荷为 Pc=（bPe）i+（cPx）1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW Qc=（bPetg）i+（cPx)1tg1 =(71.73+1.560.75

30、+0)+10.08 1.73=30.72kvar SC= 37.01kVA Ic=56.23A 例例5 5 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中较大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4kW24kW2台，台，2.2kW82.2kW8台；另台；另接通风机接通风机1.2kW21.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷。试求计算负荷。cexPbPcPmax()()ceixPbPcP (bPe)2=1.56kW (cPx)2=0.3kWCompa

31、ny Logo例例5 5 一机修车间的一机修车间的380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW50kW，其中较大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW27.5kW2台，台，4kW24kW2台，台，2.2kW82.2kW8台；另台；另接通风机接通风机1.2kW21.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1 1台台2kW2kW。试求计算负荷。试求计算负荷。Company Logo小结小结二项式法二项式法p选择低压分支干线或支线负荷时，按需要系数法计算结果往选择低压分支干线或支线负荷时，按需要系数法计算结果往往偏小往偏小,适合采用二项式法。适合采用

32、二项式法。（二项式法更适合于容量差别（二项式法更适合于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算）悬殊的用电设备的负荷计算）p二项式计算系数二项式计算系数b、c和和x的值，缺乏充分的理论依据，且只的值，缺乏充分的理论依据，且只有极限工业方面的部分数据，应用受到一定局限。有极限工业方面的部分数据，应用受到一定局限。Company Logo需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法负荷计负荷计算方法算方法负荷计算统计方法负荷计算统计方法按照车间以上的负荷情况来确按照车间以上的负荷情况来确定的，定的，适用于变、配电所的负适用于变、配电所的负荷计算，偏保守荷计算，偏保守。考虑用电设备中几台功率较大考虑用电设备

33、中几台功率较大的设备工作时对负荷影响的附的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般加功率，一般适用于低压配电适用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算支干线和配电箱的负荷计算。估算法只能参考，更多的使用方法是估算法只能参考，更多的使用方法是 Company Logo 2.4.1 供配电系统的功率损耗供配电系统的功率损耗 供配电系统的功率损耗是指最大功率时功率损耗。供配电系统的功率损耗是指最大功率时功率损耗。1. 线路的功率损耗：线路的功率损耗： 3L2C103WWLRIP3L2C103WWLXIQCompany Logov 有功功率损耗有功功率损耗PTl 铁损PFe是指变压器主磁通在铁芯中产生的有功损

34、耗。 空载损耗P0可认为就是铁损，所以铁损又称为空载损耗。l 铜损PCu 是指负荷电流在变压器一次、二次绕组的电阻中产生的有功损耗。由变压器的负载试验（短路试验）得到。 负载损耗PK可认为就是额定电流下的铜损PCu。 Company Logov 无无功功率损耗功功率损耗QTl Q0是指变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流造成的。与绕组电压有关，与负荷无关，大小与励磁电流（或近似与空载电流）成正比。l Q是指变压器负荷在变压器一次、二次绕组的电抗上产生的无功损耗。 Company Logo PT=0.015Sc QT=0.06 Sc 有功功率损耗有功功率损耗PTl 铁损 l 铜损 一般用一般用P

35、26 (2-35)计算计算22)()(NCKNCNCuCuSSPSSPP0PPFe20TKPPP故Company Logo 无无功功率损耗功功率损耗QTl Q0 ：与励磁电流（或近似与空载电流）成正比。 l Q )%(100%000电流的百分数变压器空载电流占额定注：ISIQN)%(100%U0KN变压器阻抗电压百分数注：额定电流时，ISQN)%(S02C变压器阻抗电压百分数注：ISQQNN2C02C0S100%100%SNkNNNTSUISSQQQ故：Company Logo2.4.2 供配电系统的电能损耗供配电系统的电能损耗 (1) 线路电能损耗线路电能损耗 最大最大负荷负荷损耗时间损耗时

36、间：当线路或变压器中以最大计算电流：当线路或变压器中以最大计算电流Ic流过流过小小时后所产生的电能损耗，等于全年流过实际变化的电流时所产生的时后所产生的电能损耗，等于全年流过实际变化的电流时所产生的电能损耗。电能损耗。 (2) 变压器的电能损耗变压器的电能损耗 （3）线损率线损率：线损率是一定时间内的电能损耗和总供电量线损率是一定时间内的电能损耗和总供电量W之比。它之比。它标示用户的电能利用效率。标示用户的电能利用效率。 3L2C103WWLWLaRIPW208760kTPPWCompany Logo 确定用户的计算负荷是选择电源进线和一次、二次设确定用户的计算负荷是选择电源进线和一次、二次设

37、备的基本依据，是供配电系统设计的重要组成部分，同备的基本依据，是供配电系统设计的重要组成部分，同时也是与电力部门签订用电协议的基本依据。时也是与电力部门签订用电协议的基本依据。 在制定计划、初步设计、方案比较时可用在制定计划、初步设计、方案比较时可用；设；设备选型时，则应进行详细的负荷计算，常用方法是备选型时，则应进行详细的负荷计算，常用方法是逐级逐级计算法计算法。Company LCompany Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：（1）供给单台用电设备的支线的计）供给单台用电设备的支线的计算负荷确定（如图中算负荷确定（如图中1 点处）点处） 目的：用于选择其开关设目的：用于选择其开关设

38、备和导线截备和导线截面。面。WLNLdKKKedCPKP1NeCPP1tan11CCPQ单台设备，不存在单台设备，不存在同时系数，即同时系数，即K=1设备最大运行方式一般可设备最大运行方式一般可达到额定状态，负荷系数达到额定状态，负荷系数KL=1线路短，线路效率线路短，线路效率WL=1若设备确实无法达到额定状态，可引入负荷系数；若设备确实无法达到额定状态，可引入负荷系数；设备不存在效率问题，则需要系数设备不存在效率问题，则需要系数Kd=1。Company Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：（2）用电设备组计算负荷的确）用电设备组计算负荷的确定（如图中定（如图中2点处）点处） 目的：用来选

39、择车间配电目的：用来选择车间配电干线及干线上的电气设备干线及干线上的电气设备。edCPKP2tan22CCPQ22222CCCQPSNCCUSICompany Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：（3）车间干线或多组用电设备）车间干线或多组用电设备的计算负荷确定（如图中的计算负荷确定（如图中3点处）点处） 目的：用来选择干线上的目的：用来选择干线上的电气设备电气设备。23CpCPKP23233CCCQPSNCCUSI33323CqCQKQ）为无功负荷同时系数（）为有功负荷同时系数（97. 090. 095. 085. 0qKKCompany Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：（4）车

40、间变电所低压母线计算）车间变电所低压母线计算负荷的确定（如图中负荷的确定（如图中4点处）点处）目的：目的：用来用来选择车间变电选择车间变电所的变压器容量所的变压器容量。34CpCPKP24244CCCQPSNCCUSI34434CqCQKQ）为无功负荷同时系数（）为有功负荷同时系数（97. 093. 095. 090. 0qKKCompany Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：（5）车间变电所高压母线的计）车间变电所高压母线的计算负荷确定（如图中算负荷确定（如图中5点处）点处）目的：目的：用来用来选择高压配电选择高压配电线及其上的电气设备线及其上的电气设备。TCCPPP4525255CC

41、CQPSNCCUSI355TCCQQQ45406. 0CTSQ 4015. 0CTSP Company Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：（6）总降变电所二次侧的计算）总降变电所二次侧的计算负荷确定（如图中负荷确定（如图中6点处）点处）26266CCCQPSNCCUSI366)(56WLCpCPPKP)(56WLCqCQQKQ ）可取（、97. 080. 0qKKCompany Logo逐级计算法步骤：逐级计算法步骤：27277CCCQPSNCCUSI377总降压变电所低压侧计算总降压变电所低压侧计算负荷加上总降压变压器的负荷加上总降压变压器的损耗即可得到。损耗即可得到。TCCPPP67

42、TCCQQQ67606. 0CTSQ 6015. 0CTSP Company Logo Company Logo1.1.给单台用电设备供电的支线尖峰电流计算给单台用电设备供电的支线尖峰电流计算 max11stNiniPKIIKI除了除了I Istmaxstmax设设备，其备，其余（余（n-1n-1）台设备台设备额定电额定电流之和流之和I Istmaxstmax为用电设备为用电设备组中起动电流与组中起动电流与额定电流之差为额定电流之差为最大的那台设备最大的那台设备的起动电流的起动电流。max)(NstCPKIIIII Istmaxstmax设备的设备的起起动电流与额定动电流与额定电流之差电流之差

43、全部设备投全部设备投入运行时，入运行时，线路的计算线路的计算电流电流Company Logo例例 计算某计算某380V供电干线的尖峰电流，该干线向供电干线的尖峰电流，该干线向3台机床供电，台机床供电，已知已知3台机床电动机的额定电流和启动电流倍数分别为台机床电动机的额定电流和启动电流倍数分别为IN1 =5A，,Kst1=7；IN2 =4A，Kst2=4；IN3 =10A，Kst3=3。 解（解（1）计算启动电流与额定电流之差）计算启动电流与额定电流之差 Kst1IN1IN1=7 55 =30A Kst2IN2IN2=4 4 4=12A Kst3 IN3 IN3= 31010=20A 可见，第可

44、见，第1台用电设备电动机的启动电流与额定电流之差最大。台用电设备电动机的启动电流与额定电流之差最大。 （2）计算供电线路的尖峰电流）计算供电线路的尖峰电流 Ipk= 0.9（4+10）+35=47.6Amax11stNiniPKIIKICompany Logo1.功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响 电能损耗增加电能损耗增加 电压损失增大电压损失增大 供电设备利用率降低供电设备利用率降低 Company Logo 2. 提高功率因数的方法提高功率因数的方法(1) 提高自然功率因数提高自然功率因数 自然功率因数是指未装设自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。任何补偿装置的

45、实际功率因数。提高自然功率因数，采用科学提高自然功率因数，采用科学措施减少用电设备的无功功率措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功的需要量，使供配电系统总功率因数提高。率因数提高。 具体措施：具体措施：Company LCompany Logo电容器并联补偿的工作原理 在工业企业中，绝大部分电气设备的等值电路可视为电阻在工业企业中，绝大部分电气设备的等值电路可视为电阻R和电感和电感L的串联电路，其功率因数可表示为：的串联电路，其功率因数可表示为： SPQPPXRRL2222cos当在当在R、L电路中并联接入电容器电路中并联接入电容器C后，如图后，如图所示所示，回路电，回路电流为：

46、流为： RLCIII 电容器无功补偿原理图电容器无功补偿原理图Company Logo 可见，并联电容器后可见，并联电容器后 与与 之间的夹角变小了，因此，之间的夹角变小了，因此，供电回路的功率因数提高了。供电回路的功率因数提高了。 UI欠补偿欠补偿 ：补偿后电流：补偿后电流 落后电压落后电压 ，如图，如图b所示。所示。 IU过补偿过补偿 ：补偿后电流：补偿后电流 超前电压超前电压 ，如图，如图c所示。所示。 IU一般都不采用过补偿，因为这将引起变压器二次侧电压的升高，会增大电容器本身的一般都不采用过补偿，因为这将引起变压器二次侧电压的升高，会增大电容器本身的损耗，使温升增大，电容器寿命降低，

47、同时还会使线路上的电能损耗增加。损耗，使温升增大，电容器寿命降低，同时还会使线路上的电能损耗增加。Company Logo例如：例如：BW0.4-12-1如果电容性如果电容性负荷过大，负荷过大，会引起电压会引起电压升高，故应升高，故应合理补偿。合理补偿。Company Logo2.补偿容量和电容器台数的确定补偿容量和电容器台数的确定 在变电所在变电所610kV高压母线上高压母线上进行人工补偿时，一般采用固定进行人工补偿时，一般采用固定补偿，即补偿电容器不随负荷变补偿，即补偿电容器不随负荷变化投入或切除，其补偿容量按下化投入或切除，其补偿容量按下式计算式计算。 采用固定补偿时的补偿容量采用固定补

48、偿时的补偿容量 采用自动补偿时的补偿容量采用自动补偿时的补偿容量 tWPKPPQacaLAVavavAVcc/)tan(tan21或 在变电所在变电所0.38kV母线上进行补母线上进行补偿时，都采用自动补偿，即根据偿时，都采用自动补偿，即根据cos测量值按功率因数设定值测量值按功率因数设定值,自自动投入或切除电容器。其补偿容量动投入或切除电容器。其补偿容量按下式计算。按下式计算。 )tan(tan21cccPQCompany Logo2.补偿容量和电容器台数的确定补偿容量和电容器台数的确定（2） 电容器台数的确定电容器台数的确定 式中，式中，QcN为单个电容器的额定容量（为单个电容器的额定容量

49、（kvar） 若为单相电容器，若为单相电容器，n为为3的整数倍的整数倍，以便在线路上均匀，以便在线路上均匀分配电容器分配电容器 ，根据电容器的额定电压选择具体的连接方，根据电容器的额定电压选择具体的连接方式（星形或三角形）。式（星形或三角形）。若为三相电容器，若为三相电容器，n为整数为整数。 实际补偿容量实际补偿容量为为 cNccQQn var)(knQQcNCompany Logo例题：例题：如某一企业的计算负荷为如某一企业的计算负荷为2400kW，平均功率因数为，平均功率因数为0.67。要。要使其平均功率因数提高到使其平均功率因数提高到0.9，在在10kV侧固定补偿，问需要装设并联电侧固定

50、补偿，问需要装设并联电容器的容量？如果采用容器的容量？如果采用BWF-10.5-40-1型电容器，需装设多少个？型电容器，需装设多少个？ 解解 ： tgav1=tg(arccos0.67)=1.1080 tgav2=tg(arccos0.9)=0.4843 需要装设并联电容器的容量为需要装设并联电容器的容量为 Qcc=Pav（tgav1tgav2） =0.752400(1.1080-0.4843)1122.66kvar 安装电容器的台数安装电容器的台数 n= Qcc /qcN=1122.66/40=28个个 电容器为单相电容器，应装设电容器为单相电容器，应装设30个，个， 电容器应该怎么与电网

51、连接？电容器应该怎么与电网连接？Company LCompany Logo2.6.4 并联电容器的装设并联电容器的装设 1.并联电容器的接线并联电容器的接线 并联补偿的电力电容器大多采用三角形接线。并联补偿的电力电容器大多采用三角形接线。对于单相电容器：若其额定电压与电网电压相同，则应对于单相电容器：若其额定电压与电网电压相同，则应接为接为形；若低于电网电压，应接为形；若低于电网电压，应接为Y形。形。Company Logo注意事项：注意事项：l 电容器为电容器为形接法可防止电容器容量不对称而出现的过电压。形接法可防止电容器容量不对称而出现的过电压。（不对称电容（不对称电容Y形接法时，会出现某

52、一相电容电压超过额定值。形接法时，会出现某一相电容电压超过额定值。在发生一相短路时，会使其他两相电容过电压。）在发生一相短路时，会使其他两相电容过电压。）l 电容器接为电容器接为形时，任何一相断路，三相线路仍能得到补偿，形时，任何一相断路，三相线路仍能得到补偿，不至于造成严重不平衡。而对于不至于造成严重不平衡。而对于Y形接法，某一相断线，则该形接法，某一相断线，则该相失去无功补偿，严重影响电能质量。相失去无功补偿，严重影响电能质量。Company Logo注意事项：注意事项：v 电容器为电容器为形接法，若电容器发生击穿短路时，会造成短路电形接法，若电容器发生击穿短路时，会造成短路电流过大，甚至

53、电容器爆炸事故。而电容器为流过大，甚至电容器爆炸事故。而电容器为Y形接法时，发生形接法时，发生一相电容击穿短路，其短路电流是正常值的一相电容击穿短路，其短路电流是正常值的3倍。倍。v 形接法可以充分发挥电容器的补偿能力。形接法可以充分发挥电容器的补偿能力。22LCLCCUXUQ22313/LCLCYCUXUQCompany LCompany Logo2.6.4 并联电容器的装设并联电容器的装设 并联电力电容器在供配电系统中的装设有三种，即：并联电力电容器在供配电系统中的装设有三种，即： Company LCompany Logo（1）高压集中补偿方式）高压集中补偿方式l 优点：优点：l 装设集

54、中，易维护；l 投资少；l 高压母线停机机会少，电容利用率高。l 缺点：缺点：l 无功在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿；l 补偿范围最小。l 电容器的放电回路不允许电容器的放电回路不允许设置熔断器或开关。设置熔断器或开关。FU用于电容器用于电容器击穿短路故障击穿短路故障保护保护TV的一次绕组的一次绕组作为电容器放作为电容器放回路。回路。Company Logo（2）低压集中补偿）低压集中补偿v 优点：优点：l 补偿范围比高压集中补偿要大；l 可减少变压器的视在功率，比较经济；l 补偿屏安装在低压配电室内，维护安全方便。v 缺点：缺点：l 对于变电所低压母线后的设备不起补偿作用。放电装

55、置为电阻或白放电装置为电阻或白炽灯（可作为电容器炽灯（可作为电容器正常运行的指示信号）正常运行的指示信号）Company Logo（3）分散就地补偿（在个别功率因数较低的设备附近设补）分散就地补偿（在个别功率因数较低的设备附近设补偿电容）偿电容）v 优点：优点：l 补偿范围最大；l 可减少变压器的视在功率，比较经济；l 适用于长期稳定运行、无功需求较大，或距离电源较远，不便于实现其他补偿的场合。v 缺点：缺点：l 利用率较低。用电设备的绕用电设备的绕组电阻作为放组电阻作为放电装置。电装置。Company Logo 必须指出：电容器从电网上切除后有残余电压，必须指出：电容器从电网上切除后有残余电

56、压，其最高可达电网电压的峰值。所以电容器组应装其最高可达电网电压的峰值。所以电容器组应装设放电装置，且其放电回路中不得装设熔断器或设放电装置，且其放电回路中不得装设熔断器或开关设备，以免放电回路断开，危及人身安全。开关设备，以免放电回路断开，危及人身安全。对高压电容器，通常利用母线上电压互感对高压电容器，通常利用母线上电压互感器的一次绕组来放电；对分散补偿的低压器的一次绕组来放电；对分散补偿的低压电容器组，通常采用白炽灯的灯丝电阻来电容器组，通常采用白炽灯的灯丝电阻来放电；对就地补偿的低压电容器组，通常放电；对就地补偿的低压电容器组，通常利用用电设备本身的绕组来放电。利用用电设备本身的绕组来放

57、电。Company Logo2.6.5 补偿后用户的负荷和功率因数的计算补偿后用户的负荷和功率因数的计算 1. 补偿后的计算负荷补偿后的计算负荷 （1）若补偿装置装设地点在变压器一次侧，补偿后的计算）若补偿装置装设地点在变压器一次侧，补偿后的计算负荷为负荷为 CCccccQQQPPCompany Logo2.6.5 补偿后用户的负荷和功率因数的计算补偿后用户的负荷和功率因数的计算 1. 补偿后的计算负荷补偿后的计算负荷 （2）若补偿装置装设地点在变压器二次侧，如图）若补偿装置装设地点在变压器二次侧，如图所所示示。 补偿电容器接于变压器二次侧补偿电容器接于变压器二次侧 补偿后的计算负荷为补偿后的计算负荷为 CCTccTccQQQQ