建筑供配电与照明课件3

课题2负荷分级及其计算2.1负荷分级2.2负荷曲线2.3电力负荷的计算2.1负荷分级（1）符合下列情况之一时，应为一级负荷：①中断供电将造成人身伤亡。②中断供电将在政治、经济上造成重大损失，例如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。2.1.1负荷分极的原则③中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作，例如重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷受到影响。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。（2）符合下列情况之一时，应为二级负荷：①中断供电将在政治、经济上造成较大损失，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。②中断供电将影响重要用电单位的正常工作，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷受到影响以及大型影剧院、大型商场等人员集中的重要的公共场所出现秩序混乱。（3）不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。民用建筑中常用重要电力负荷的分级如表2.1所示（见P16）。2.1.2民用建筑中常用重要电力负荷的分级用电设备种类很多，它们的用途和工作的特点也不相同，按其工作制不同可划分为三类。（1）长期工作制此类用电设备连续工作的时间比较长(至少在半小时以上)，超过其稳定温升的时间，如各类泵、通风机、压缩机、机械化运输设备、电阻炉、照明设备等。2.1.3用电设备的工作制（2）短时工作制此类用电设备工作的时间短而停歇时间很长，导体还未达到其稳定温升就开始冷却，在停歇时间内足以将温度降至通电前的温度，如机床上的某些辅助电机、水闸用电动机等。（3）断续周期工作制此类用电设备工作时间短，停歇时间也短，以断续方式反复交替进行工作，其周期一般不超过10min。最常见的设备为电焊机和吊车电动机。通常用暂载率(又称负荷持续率)来描述其工作性质。暂载率是一个周期内工作时间占工作周期的百分比，用ε表示。

ε=t/T×100%=t/(t+t0)×100%2.2负荷曲线2.2.1负荷曲线的概念

负荷曲线是表征用电负荷随时间变动的一种图形。它绘制在直角坐标系中，纵坐标表示用电负荷，横坐标表示对应于负荷变动的时间。按负荷性质，负荷曲线可分为有功负荷曲线(纵坐标表示有功负荷值，单位为kW)和无功负荷曲线

(纵坐标表示无功负荷值，单位为kvar)两种。按负荷荷变动动的时时间，，负荷荷曲线线可分分为日负荷荷曲线线和年负荷荷曲线线。日负荷荷曲线线表示了了一昼昼夜(24h)内负荷荷变动动的情情况，，而年负荷荷曲线线表示了了一年年(8760h)中负荷荷变动动的情情况。。负荷曲曲线可可以表表示某某一台台设备备的负负荷变变动的的情况况，也也可以以表示示一个个单位位的负负荷变变动的的情况况。图2.1表示某工厂厂的日日有功功负荷荷曲线线。它它是根根据变变电所所中的的有功功功率率表，，用测测量的的方法法绘制制而成成的。。通过过一定定的时时间间间隔(如Δt=0.5h)内读取取有功功功率率表的的读数数，求求Δt时间内内的平平均值值加以以记录录，根根据记记录的的数据据在直直角坐坐标中中逐点点描绘绘而成成。工厂的的年负负荷曲曲线常常用的的有两两种，，如图2.2所示。这两两种年年负荷荷曲线线各有有不同的的用途途，前者者主要要用于于系统统运行行的需需要，，后者者主要要用于于系统统分析析的需需要。。2.2.2负荷曲曲线的的绘制制图2.1日有功功负荷荷曲线线的绘绘制图2.2年负荷荷曲线线的绘绘制（a）年年每日日最大大负荷荷曲线线；（（b）年年负荷荷持续续时间间曲线线1.年最大大负荷荷和年年最大大负荷荷利用用小时时年最大大负荷荷是指全全年中中负荷荷最大大的工工作班班内消消耗电电能最最大的的30min平均功功率。。通常常用Pmax、Qmax和Smax分别表表示年年有功功、无无功和和视在在最大大功率率，因因此，，年最最大负负荷也也就是是半小小时最最大负负荷P30。年最大大负荷荷利用用小时时Tmax是指假假如工工厂负负荷以以年最最大负负荷Pmax持续运运行了了Tmax，则该该工厂厂负荷荷消耗耗的电电能恰恰好等等于其其全年年实际际消耗耗的电电能Wa，即图2.3中虚线与与两坐坐标轴轴所包包围的的面积积。2.2.2负荷曲曲线的的绘制制最大负负荷利利用小小时为为Tmax=WaPmaxTmax的大小小表明明了工工厂消消耗电电能是是否均均匀。。最大大负荷荷利用用小时时越大大，则则负荷荷越平平稳。。Tmax一般与与工厂厂类型型及生生产班班制有有较大大的关关系，，例如如，一一班制制工厂厂Tmax=1800～2500h,两班制制工厂厂Tmax=3500～4500h,三班制制工厂厂Tmax=5000～7000h。2.平均负负荷和和负荷荷系数数平均负负荷Pav是指电电力负负荷在在一段段时间间内消消耗功功率的的平均均值。。Pav=Wt/t平均负负荷也也可以以通过过负荷荷曲线线来求求，如图2.4所示，年负负荷曲曲线与与两坐坐标轴轴所包包围的的曲线线面积积(即全年年消耗耗的电电能)恰好等等于虚虚线与与两坐坐标轴轴所包包围的的面积积。因因此年年平均均负荷荷Pav=Wt/8760负荷系系数KL，又称称为负荷率率，是指指平均均负荷荷与最最大负负荷之之比，，它表表征了了负荷荷曲线线不平平坦的的程度度，也也就是是负荷荷变动动的程程度。。负荷荷系数数又分分为有有功负负荷系系数α和无功功负荷荷系数数β。α=Pav/Pmax,β=Qav/Qmax一般工工厂α=0.7～0.75，β=0.76～0.8。负荷荷系数数越接接近1，表明明负荷荷变动动越缓缓慢；；反之之，则则表明明负荷荷变动动越激激烈。。对单个用用电设备备或用电电设备组组，负荷荷系数则则是指其其平均有有功负荷荷Pav和它的额额定容量量PN之比，它它表征了了该设备备或设备备组的容容量是否否被充分分利用，，即KL=Pav/PN图2.3年最大负负荷和年年最大负负荷利用用小时图2.4年平均负负荷2.3电力负荷荷的计算算在工厂供供电系统统设计过过程中必必须找出出这些用用电设备备的等效效负荷。。所谓等等效，是是指这些些用电设设备在实实际运行行中所产产生的最最大热效效应与等等效负荷荷产生的的热效应应相等，，产生的的最大温温升与等等效负荷荷产生的的最高温温升相等等。按照照等效负负荷，从从满足发发热的条条件来选选择用电电设备，，用以计计算的负负荷功率率或负荷荷电流称称为“计算负荷荷”。2.3.1计算负荷荷的概念念在设计计计算中，，通常将将“半小小时最大大负荷””作为计计算负荷荷，用Pc(Qc、Sc或Ic)表示。计算负荷荷、年最最大负荷荷、30min平均最大大负荷三三者之间间的关系系为Pc=P30=PmaxQc=Q30=QmaxSc=S30=Smax按需要系系数法进进行负荷荷计算的的基本过过程是：：先确定计计算范围围(如某低压压干线上上的所有有设备)，然后将将不同工工作制下下的用电电设备的的额定功功率PN换算到同同一工作作制下，，经换算算后的额额定功率率也称为为设备容容量Pe。再将工工艺性质质相同的的并有相相近需要要系数的的用电设设备合并并成组，，考虑到到需要系系数，算算出每一一组用电电设备的的计算负负荷，最最后汇总总各级计计算负荷荷得到总总的计算算负荷。。2.3.2用需要系系数法计算负荷荷1.设备容量量的确定定由前述可可知，进进行负荷荷计算时时，应首首先确定定设备容容量Pe。确定各各种用电电设备容容量Pe的方法如下下：（1）长期期工作制制、短期期工作制制的设备备容量Pe等于其铭铭牌功率率PN。（2）断续续周期工工作制，，如起重重机用的的电动机机有功功功率PN应该统一一换算到到暂载率率εN=25%时的有功功功率。。对于电电焊机，，则应统统一换算算到暂载载率εN=100%时的有功功功率。。具体换算算如下：：对吊车电电动机:对电焊机机:(3)照明设备备的设备备容量白炽灯、、卤钨灯灯设备容容量就是是灯泡上上标出的的额定功功率。荧光灯考考虑镇流流器的功功耗，其其设备容容量应为为灯泡额额定功率率的1.2～1.3倍。高压汞灯灯考虑镇镇流器的的功耗，，其设备备容量应应为灯泡泡额定功功率的1.1倍；自镇镇式高压压汞灯设设备容量量与灯泡泡额定功功率相等等。高压钠灯灯考虑镇镇流器的的功耗，，其设备备容量应应为灯泡泡额定功功率的1.1倍。金属卤化化物灯考考虑镇流流器的功功耗，其其设备容容量应为为灯泡额额定功率率的1.1倍。2.需要系数数Kd的含义考察车间间的一组组用电设设备，设设该组负负荷共有有n台电动机机，其设设备容量量的总和和为Pe∑，由于Pe∑是指设备备的最大大输出容容量，它它与输入入容量存存在一个个效率η；考虑到到这些电电动机不不可能同同时运行行，因此此引入一一个同时时系数K∑；又因为为那些电电动机即即使运行行,也不太可可能都满满负荷出出力，因因此引入入一个负负荷系数数KL;再者，用用电设备备在运行行时线路路还有功功耗，因因此引入入网络供供电效率率ηWL。于是,在最大负负荷期间间电网供供给的有有功计算算负荷为为：显然表2.2（见P23）列出了各各种用电电设备组组的需要要系数值值，供参参考。3.计算负荷荷的确定定（1）单台台设备的的计算负负荷当只有一一台用电电设备时时，不能能直接按按表2.2取需要系系数，这这是因为为影响需需要系数数的几个个因素除除用电设设备本身身的效率率η外均可能能为1，此时的的需要系系数只包包含了效效率η，因此由由式(2.9)可得到P30=Pe/η，由P30、Q30、S30、I30之间的关关系得到到如下公公式：【例2.1】】某车间有有一台吊吊车，其其额定功功率PN为29.7kW(εN=45％)，η=0.8，cosφφ=0.5，其设备备容量为为多少?【解】Pe=√(εεN/ε25)*PN=2√εεN*PN=2×29.7×0.45=39.8(kW)【例2.2】】某220V单相电焊焊变压器器，其额额定容量量为SN=50kV·A，εN=60％，cosφφ=0.65，η=0.93，试求该该电焊变变压器的的计算负负荷。【解】Pe=√(εεN/ε100)*SNcosφφ=√(0.6/1)××50××0.65=25.2(kW)其计算负负荷为P30=Pe/η=25.2/0.93=27.1(kW)Q30=P30tanφφ=27.1××1.17=31.7(kvar)S30=P30/cosφ=27.1/0.65=41.7(kV·A)I30=P30/(UNcosφφ)=27.1/(0.22×0.65)=189.5(A)(2)单组用电电设备的的计算负负荷单组用电电设备组组是指用用电设备备性质相相同的一一组设备备，即Kd相同。如如均为机机床的电电动机，，或均为为通风机机，见图2.5中D点的计算算负荷。。由式(2.9)可求出其其有功计计算负荷荷P30，然后再再求出其其他计算算负荷Q30、S30、I30，其计算算公式为为【例2.3】】已知某化化工厂机机修车间间采用380V供电，低低压干线线上接有有冷加工工机床26台，其中中11kW1台，4.5kW8台，2.8kW10台，1.7kW7台，试求求该机床床组的计计算负荷荷。【解】该设备组组的总容容量为Pe∑=11××1+4.5××8+2.8××10+1.7×7=86.9(kW)查表2.2Kd=0.16～0.2(取0.2),tanφ=1.73,cosφφ=0.5，则有功计算算负荷P30=0.2×86.9=17.38(kW)无功计算算负荷Q30=17.38××1.73=30.06(kvar)视在计算算负荷S30=17.38／0.5=34.76(kV··A)计算电流流I30=34.76/(3××0.38)=52.8(A)(3)低压干线线的计算算负荷图2.5供配电系系统中各各点电力力负荷的的计算低压干线线是给多多组不同同工作制制的用电电设备供供电的，，如通风风机组、、机床组组、水泵泵组等，，因此，，其计算算负荷也也就是图2.5中C点的计算算负荷。。应先分分别计算算出D层面每组组(例如机床床组、通通风机组组等)的计算负负荷，然然后将每每组有功功计算负负荷、无无功计算算负荷分分别相加加，得到到C点的总的的有功计计算负荷荷P30和无功计计算负荷荷Q30，最后确确定视在在计算负负荷S30和计算电电流I30，即【例2.4】】某机修车车间380V低压干线线(如图2.5)接有如下下设备：：①小批批量生产产冷加工工机床电电动机：：7kW3台，4.5kW8台，2.8kW17台，1.7kW10台。②吊车车电动机机：εN=15％时铭牌牌容量为为18kW、cosφφ=0.7共2台，互为为备用。。③专用用通风机机：2.8kW2台。试用需要要系数法法求各用用电设备备组和低低压干线线(C点)的计算负负荷。【解】显然,各组用电电设备工工作性质质相同，，需要系系数相同同，因此此先求出出各用电电设备组组的计算算负荷。。①冷加工机机床组设备容量量Pe(1)=7×3+4.5×8+2.8×17+1.7××10=121.6(kW)查表2.2，取Kd=0.2，cosφφ=0.5，tanφφ=1.73,则P30(1)=KdPe(1)=0.2×121.6=24.32(kW)Q30(1)=P30(1)tanφφ=24.32×1.73=42.07(kvar)②吊车车组(备用容量量不计入入)设备容量量Pe(2)=2√εN＊PN=2×√0.15×18=13.94(kW)查表2.2，取Kd=0.15，cosφφ=0.5，tanφφ=1.73，则P30(2)=KdPe(2)=0.15×13.94=2.09(kW)Q30(2)=P30(2)tanφφ=2.09××1.73=3.62(kvar)③通风风机组设备容量量Pe(3)=2×2.8=5.6(kW)查表2.2，取Kd=0.8，cosφφ=0.8，tanφφ=0.75,则P30(3)=KdPe(3)=0.8×5.6=4.48(kW)Q30(3)=P30(3)tanφφ=4.48××0.75=3.36(kvar)④低压压干线的的计算负负荷(取K∑1=0.9)总有功功功率P30=K∑1［P30(1)+P30(2)+P30(3)］=0.9×(24.32+2.09+4.48)=27.80(kW)总无功功功率Q30=K∑1［Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)］=0.9×(42.07+3.62+3.36)=44.14(kvar)总视在功功率S30=P230+Q230=27.802+44.142=52.17(kV··A)总计算电电流I30=S303UN=52.173×0.38=79.27(A)根据上述述计算结结果列出出负荷计计算表，，如表2.3所示（见见P26）。(4)车间低压压母线的的计算负负荷确定低压压母线上上的计算算负荷也也就是确确定图2.5中B点的计算算负荷。。B点计算负负荷的确确定类似似于C点。同样样，考虑虑到各低低压干线线最大负负荷不一一定同时时出现，，因此在在确定B点的计算算负荷时时，也引引入一个个同时系系数，即即4.单相计算算负荷的的确定在用电设设备中，，除了广广泛应用用三相设设备(如三相交交流电机机)，还有不不少单相相用电设设备(如照明、、电焊机机、单相相电炉等等)。这些单单相用电电设备有有的接在在相电压压上，有有的接在在线电压压上，通通常将这这些单相相设备容容量换算算成三相相设备容容量，以以确定其其计算负负荷，其具体方方法如下下:（1）如果果单相用用电设备备的容量量小于三三相设备备总容量量的15％，按三三相平衡衡负荷计计算，不不必换算算。（2）对接接在相电电压上的的单相用用电设备备，应尽尽量使各各单相负负荷均匀匀分配在在三相上上，然后后将安装装在最大大负荷相相上的单单相设备备容量乘乘以3，即为等等效三相相设备容容量。（3）在同同一线电电压上的的单相设设备，等等效三相相设备容容量为该该单相设设备容量量的√3倍。（4）单相相设备既既接在线线电压上上，又接接在相电电压上，，应先将将接在线线电压上上的单相相设备容容量换算算为接在在相电压压上的单单相设备备容量，，然后分分相计算算各相的的设备容容量和计计算负荷荷。而总的等等效三相相有功计算算负荷就就是最大大有功计计算负荷荷相的有有功计算算负荷的的3倍，总的的等效三三相无功功计算负负荷就是是对应最最大有功功负荷相相的无功功计算负负荷的3倍，，最最后后再再按按式式(2.12)计算算出出S30和I30。5.电动动机机回回路路尖尖峰峰电电流流计计算算在电电气气设设备备运运行行中中，，由由于于电电动动机机的的起起动动、、电电压压波波动动等等诸诸方方面面的的因因素素会会出出现现短短时时间间的的比比计计算算电电流流大大几几倍倍的的电电流流，，这这种种电电流流称称为为尖尖峰峰电电流流，，其其持持续续时时间间一一般般为为1～2s。电电动动机机起起动动电电流流一一般般是是其其额额定定电电流流的的4～7倍，，一一旦旦起起动动完完成成，，电电动动机机立立即即恢恢复复到到正正常常的的额额定定电电流流。。由由于于此此负负荷荷存存在在的的时时间间较较短短，，一一般般不不计计入入正正常常的的负负荷荷计计算算。。尖尖峰峰电电流流是是选选择择熔熔断断器器、、整整定定自自动动空空气气开开关关、、整整定定继继电电保保护护装装置置以以及及计计算算电电压压波波动动时时的的重重要要依依据据。。(1)单台台设设备备尖尖峰峰电电流流的的计计算算对于于只只接接单单台台电电动动机机或或电电焊焊机机的的支支线线，，其其尖尖峰峰电电流流就就是是其其启启动动电电流流，，即即Ipk=Ist=KstIN(2)多台台设设备备尖尖峰峰电电流流的的计计算算对接接有有多多台台电电动动机机的的配配电电线线路路，，其其尖尖峰峰电电流流可可按按下下式式确确定定：：Ipk=I30+(Ist-IN)max【例2.5】】有一一条条380V的线线路路，，供供电电给给4台电电动动机机，，负负荷荷资资料料如如表表2.4所示示，，试试计计算算该该线线路路上上的的尖尖峰峰电电流流。。【解】取K∑=0.9，则则I30=K∑∑IN=0.9××(5.8+5+35.8+27.6)=66.78(A)由表表2.4知，，4M的(Ist-IN)=193.2-27.6=165.6(A)为最最大大，，所所以以Ipk=I30+(Ist-IN)max=66.78+(193.2-27.6)=232.38(A)6.住宅宅建建筑筑的的负负荷荷计计算算（1）每每套套住住宅宅的的负负荷荷计计算算根据据《住宅宅设设计计规规范范》(GB50096——1999)的规规定定，，住住宅宅的的电电气气负负荷荷不不是是按按照照灯灯具具、、插插座座等等电电气气设设备备的的功功率率进进行行计计算算，，而而是是按按照照每每套套住住宅宅的的类类型型和和类类别别进进行行计计算算。。表表2.5（见见P28）是是国国家家标标准准《住宅宅设设计计规规范范》规定定的的每每套套住住宅宅电电力力负负荷荷和和瓦瓦时时计计(又称称电电能能表表)规格格。。表表2.6（见见P28）是是部部分分省省市市住住宅宅电电气气负负荷荷计计算算的的需需要要系系数数。。（2）配配电电干干线线的的计计算算将各各用用电电设设备备组组计计算算负负荷荷按按有有功功功功率率和和无无功功功功率率分分别别相相加加即即可可得得到到低低压压配配电电干干线线的的计计算算负负荷荷。。计计算算时时的的相相关关系系数数按按表表2.6（见见P28）进进行行选选取取。。民用用建建筑筑中中用用电电设设备备组组的的需需要要系系数数及及功功率率因因数数如如表表2.7（见见P29）所所示示。。7.全厂厂计计算算负负荷荷的的确确定定为了了合合理理选选择择工工厂厂变变电电所所各各种种主主要要电电气气设设备备的的规规格格型型号号，，以以及及向向供供电电部部门门提提出出用用电电容容量量申申请请，，必必须须确确定定工工厂厂总总的的计计算算负负荷荷S30和I30。在在前前述述的的内内容容中中，，已已经经用用需需要要系系数数法法确确定定了了低低压压干干线线或或车车间间低低压压母母线线的的计计算算负负荷荷，，但但要要确确定定全全厂厂的的计计算算负负荷荷，，还还要要考考虑虑线线路路和和变变压压器器的的功功率率损损耗耗。。下下面面分分别别讨讨论论线线路路和和变变压压器器功功率率损损耗耗的的计计算算方方法法。。（1）供供电电系系统统的的功功率率损损耗耗①线线路路功功率率损损耗耗的的计计算算供电电线线路路的的三三相相有有功功功功率率损损耗耗和和三三相相无无功功功功率率损损耗耗分分别别为为ΔPWL=3I230RWL×10-3(kW)ΔQWL=3I230XWL×10-3(kvar)【例2.6】】有一一条条35kV高压压线线路路给给某某工工厂厂变变电电所所供供电电。。已已知知该该线线路路长长度度为为12km，采采用用钢钢芯芯铝铝线线LGJ-70，导导线线的的几几何何均均距距为为2.5m，变变电电所所的的总总视视在在计计算算负负荷荷S30=4917kV··A。试计计算此此高压压线路路的有有功功功率损损耗和和无功功功率率损耗耗。【解】查相关关资料料，得得LGJ－70的R0=0.48ΩΩ／km。当几几何均均距为为2.5m时，X0=0.40ΩΩ／km。由式(2.17)可知，，该线线路的的有功功功率率损耗耗和无无功功功率损损耗分分别为为ΔPWL=3I230RWL×10-3=3××S230/(√3UN)2RWL×10-3=3××49172（3×35）2×0.48××12×10-3=113.7(kW)ΔQWL=3I230XWL×10-3=3××S230（√3UN）2XWL×10-3=3××49172（3×35）2×0.4×12××10-3=94.7(kvar)②电电力变变压器器的功功率损损耗A有功功功率损损耗变压器器的有有功功功率损损耗主主要由由铁损损(可近似似认为为是空空载损损耗ΔP0)和铜损损(可近似似认为为是短短路损损耗ΔPK)构成。。其中中ΔP0与负荷荷大小小无关关,ΔPK与负荷荷电流流(或功率率)的平方方成正正比。。所以以，变变压器器的有有功功功率损损耗为为ΔPT≈ΔP0+ΔPK(S30/SN)2令β=S30/SN，则ΔPT≈ΔP0+β2ΔPKB无功功功率损损耗变压器器的无无功功功率损损耗主主要由由空载载无功功功率率损耗耗ΔQ0和负载载无功功功率率损耗耗ΔQN两部分分构成成。其其中ΔQ0只与绕绕组电电压有有关，，与负负荷无无关；；ΔQN则与负负荷电电流(或功率率)的平方方成正正比，，即ΔQ0≈SNI0%/100ΔQN≈SNUK%/100所以，，变压压器的的无功功功率率损耗耗为ΔQT≈ΔQ0+ΔQN(S30/SN)2≈SN[I0%/100+UK%/100(S30/SN)2]或ΔQT≈SN(I0%/100+UK%/100β2)上述各各式中中的ΔP0、ΔPK、I0%和UK%(或UZ%)等都可可以从从产品品样本本上查查得。。在工程程设计计中，，变压压器的的有功功损耗耗和无无功损损耗也也可以以用下下式估估算。。对普通通变压压器:ΔPT≈0.02S30ΔQT≈0.08S30对低损损耗变变压器器:ΔPT≈0.015S30ΔQT≈0.06S30【例2.7】已知某某车间间变电电所选选用变变压器器的型型号为为S9——1000/10，电压压10/0.4kV，其技技术数数据如如下：：空载载损耗耗ΔP0=1.7kW，短路路损耗耗ΔPK=10.3kW，短路路电压压百分分值UK%=4.5，空载载电流流百分分值I0%=0.7，该车车间的的S30=800kV··A。试计计算该该变压压器的的有功功损耗耗和无无功损损耗。。【解】变压器器的有有功损损耗为为:ΔPT≈ΔP0+β2ΔPK=1.7+(800/1000)2×10.3=1.7+6.6=8.3(kW)变压器器的无无功损损耗:ΔQT≈SN(I0%/100+UK%/100β2)=1000×(0.7/100+4.5/100××0.82)=35.8(kvar)（2）无无功功功率的的补偿偿功率因因数cosφ值的大大小反反应了了用电电设备备在消消耗了了一定定数量量有功功功率率的同同时向向供电电系统统取用用无功功功率率的多多少，，功率率因数数高(如cosφφ=0.9)则取取用用的的无无功功功功率率小小，，功功率率因因数数低低(如cosφφ=0.5)则取取用用的的无无功功功功率率大大。。功率率因因数数过过低低对对供供电电系系统统是是很很不不利利的的，，它它使使供供电电设设备备(如变变压压器器、、输输电电线线路路等等)电能能损损耗耗增增加加，，供供电电电电网网的的电电压压损损失失加加大大，，同同时时也也降降低低了了供供电电设设备备的的供供电电能能力力。。①工工厂厂的的功功率率因因数数及及其其计计算算A瞬时时功功率率因因数数功率率因因数数随随着着负负荷荷性性质质、、大大小小的的变变化化和和电电压压波波动动而而不不断断变变化化着着。。功功率率因因数数的的瞬瞬时时值值称称为为瞬瞬时时功功率率因因数数，，瞬瞬时时功功率率因因数数由由功功率率因因数数表表直直接接读读出出，，也也可可以以用用瞬瞬间间测测取取的的有有功功功功率率表表、、电电流流表表、、电电压压表表的的读读数数计计算算得得到到。。瞬时时功功率率因因数数只只是是用用来来了了解解和和分分析析用用电电设设备备在在生生产产过过程程中中无无功功功功率率的的变变化化情情况况，，以以便便采采取取相相应应的的补补偿偿对对策策。。B平均均功功率率因因数数平均均功功率率因因数数是指指某某一一规规定定的的时时间间(如一一个个月月)内功功率率因因数数的的平平均均值值，，即即平均均功功率率因因数数是是电电力力部部门门每每月月向向企企业业收收取取电电费费时时作作为为调调整整收收费费标标准准的的依依据据。。C最大大负负荷荷时时功功率率因因数数依据据最最大大负负荷荷Pmax(即计计算算负负荷荷P30)所确确定定的的功功率率因因数数，，称称为为最最大大负负荷荷时时的的功功率率因因数数，，即即cosφφ=P30/S30凡未未装装任任何何补补偿偿设设备备时时的的功功率率因因数数称称为为自自然然功功率率因因数数；；装装设设人人工工补补偿偿后后的的功功率率因因数数称称为为补补偿偿后后功功率率因因数数。。②无无功功补补偿偿容容量量的的确确定定我国国有有关关规规程程规规定定：：对对于于高高压压供供电电的的工工厂厂，，最最大大负负荷荷功功率率因因数数应应为为cosφφ≥≥0.9；而而对对于于其其他他工工厂厂，，cosφφ≥≥0.85。一一般般工工厂厂的的自自然然功功率率因因数数往往往往低低于于这这个个数数值值，，这这是是因因为为在在工工厂厂中中感感性性负负荷荷占占的的比比重重较较大大，，如如大大量量使使用用感感应应电电动动机机、、变变压压器器、、电电焊焊机机、、线线路路仪仪表表等等。。如如何何提提高高功功率率因因数数几几乎乎是是每每一一个个工工厂厂都都面面临临的的问问题题。。提高高功功率率因因数数通通常常有有两两个个途途径径：：优优先先采采用用提提高高自自然然功功率率因因数数，，即即提提高高电电动动机机、、变变压压器器等等设设备备的的负负荷荷率率，，或或是是降降低低用用电电设设备备消消耗耗的的无无功功功功率率。。但但自自然然功功率率因因数数的的提提高高往往往往有有限限，，一一般般还还需需采采用用人人工工补补偿偿装装置置来来提提高高功功率率因因数数。。无无功功补补偿偿装装置置可可选选择择同同步步电电动动机机或或并并联联电电容容器器等等。。如图图2.6所示示，若若有有功功功功率率P30不变变，，加加装装无无功功补补偿偿装装置置后后，，无无功功功功率率Q30减少少到到Q30′，视视在在功功率率S30也相相应应地地减减少少到到S30′，则则功功率率因因数数从从cosφφ提高高到到cosφφ′，此此时时Q30-Q30′就是是无无功功功功率率补补偿偿的的容容量量Qc，即即Qc=Q30-Q30′=P30(tanφφ-tanφφ′′)或Qc=P30Δqc③无功补偿偿后工厂计算算负荷的确定定工厂或车间装装设了无功补补偿并联电容容器后，能使使装设地点前前的供电系统统减少相应的的无功损耗。。补偿后计算算负荷按以下下公式确定：：有功计算负荷荷P30′=P30无功计算负荷荷Q30′=Q30-Qc视在计算负荷荷S30′=P′230+Q′230计算电流I30′=S30′/(√3UN)【例2.8】某化工厂变电电所有一台低低损耗变压器器，其低压侧侧有功计算负负荷为1402kW，无功计算负负荷为978kvar。按规定工厂厂(即高压侧)的功率因数不不得低于0.9，问该厂变压压器低压侧要要补偿多大的的无功容量才才能满足功率率因数的要求求?【解】①未补偿前低压侧:S30(2)=√(P230(2)+Q2)=√(14022+9782)=1709(kV·A)cosφ(2)=P30(2)/S30(2)=1402/1709=0.82②补偿后低压侧:P30(2)′=1402（kW）（与补偿前前相同）Q30(2)′=Q30(2)-Qc=978-424=554（kvar）S30(2)′=√(P′230(2)+Q′230(2)=√(14022+5542)=1507(kV·A)变压器损耗:ΔPT≈0.015S30(2)′=0.015×1507=22.6(kW)ΔQT≈0.06S30(2)′=0.06×1507=90.4(kvar)高压侧:S30(1)′=√[(P30(2)′+ΔPT)2+(Q30(2)′+ΔQT)]=√[(1402+22.6)2+(554+90.4)2]=1563.2(kV·A)工厂功率因数数为:cosφ(1)=P30(1)S30(1)′=(1402+22.6)/1563.2=0.911＞0.9满足要求。（3）全厂计算算负荷的确定定在讨论了工厂厂供电系统各各个环节计算算负荷的基础础上，可以进进一步讨论全全厂计算负荷荷。确定工厂厂总计算负荷荷的方法很多多，本书只介介绍工厂需要要系数法、按按年产量和单单位产品耗电电量计算法和和逐级计算法法。①工厂需要要系数法将全厂用电设设备的总容量量∑Pe(备用容量不计计入)乘以工厂需要要系数Kd就可以得到全全厂的计算负负荷P30，然后根据工工厂的功率因因数cosφ，按式(2.11)求出全厂的无无功计算负荷荷Q30、视在计算负负荷S30和计算电流I30。②按年产量量和单位产品品耗电量计量量法将工厂全年生生产量A乘以单位产品品耗电量α，就可以得到到工厂全年耗耗电量，即Wα=Aα×103然后再将工厂厂全年耗电量量Wα除以最大负荷荷利用小时Tmax，就可以得到到工厂的有功功计算负荷，，即P30=Wα/Tmax而Q30、S30和I30的计算与上述述需要系数法法相同。③逐级计算算法图2.5为工厂供电系系统示意图。。在确定全厂厂计算负荷时时，应从用电电末端逐级向向上推至电源源进线端，其计算程序如如下:第一步，确定定用电设备的的设备容量(图中E点)。第二步，确定定用电设备组组的计算负荷荷(图中D点)。第三步，确定定车间低压干干线(图中C点)或车间变电所所低压母线(图中B点