负荷计算与功率因数补偿

2其次章负荷计算与功率因数补偿第一节负荷曲线及参数一、负荷曲线什么是负荷曲线？电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学手段：可用来推测负荷变化趋势。负荷曲线用途确定系统运行方式；安排供电打算；安排设备检修打算分类〔1〕按负荷性质分有功负荷曲线；无功负荷曲线〔2)按负荷变动的时间分日负荷曲线(24h)；年负荷曲线〔8760h〕日负荷曲线的绘制24以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线外形，称折线形负荷曲线。通过接在供电线路上的电度表，每隔肯定的时间间隔〔一般为半小时〕将其读数记录下来，求出0.5h梯形负荷曲线。5年负荷曲线年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。年运行负荷曲线可依据全年日负荷曲线间接制成。反映一年内逐月〔或逐日〕电力系统最大负荷的变化。年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅按全年的负荷变化，按不同负荷值在年内累计持续时间重排列组成。二、有关负荷计算的几个物理量年最大负荷和年最大负荷利用小时平均负荷和负荷系数需用系数和利用系数计算负荷其次节负荷计算方法一、设备容量确实定长期连续工作制 PNµ=PN短时工作制 PNµ=PN3.短时连续工作制用电设备负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用表示t100% t 100%T tt0同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功率是不同的。在计算其设备容量时，必需先转换到一个统一的ε下。不同负荷持续率下，功率的换算公式为P 2P1 21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。二、需用系数法需用系数的含义用需用系数法计算电力负荷(．用电设备组计算负荷确实定用电设备组是由工艺性质一样、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可依据具体状况将用电设备分为假设干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为P KP kWca d N,Q kvar Sca

P2ca

NQ2,ca

kVAIca

S /( 3Uca

), A(2)．多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，而各个用电设备组的最大负荷也非同时消灭，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数Ksi。具体计算公式为P K

mK

i1,2,3, ,mca

sii=1m

di Ni Q Kca siP2P2Q2S

Kdii=1

Ni ica

ca caIca

S /( 3U )ca N对需用系数法的评价三、二项系数法当确定的用电设备台数较少而容量差异相当大的低压支线和干线的计算负荷时，承受P bPcPca N XQ Ptanca caS P2Q2ca c ca多组用电设备计算负荷确实定

Ica

S / 3Uca NP m

cPca

ii1

N(i)

Xmax

btanPcP

tan S

ii1 P2

XQ2

N(i)

Xmax ica

c caIca

S / 3Uca N四、单位产品电耗法第三节 企业负荷确实定与变压器选择一、 功率损耗及电能损耗计算供电线路的功率损耗三相供电线路的三相有功功率损耗ΔP和三相无功功率损耗ΔQ可按下式计算P3I2R103, kW ca变压器的功率损耗

Q3I2X103, kvarcaP=P+P

(Sca)2=P+2PT 0 K

S 0 KNTQ QT

QK

(Sca)2S

kvar企业年电能损耗计算供电线路电能损耗 A

Pdt

NTR103

P2dtp 0 U2cos2 0N变压器的电能损耗 △AT=△AT1+△AT2=△P0×8760+△Pkβ2二、企业计算负荷确实定企业计算负荷可以按逐级计算法来确定。以图2－8企业供电系统图为例可按以下步骤进展。求用电设备组的计算负荷求车间低压变压器侧的计算负荷求车间变压器高压侧计算负荷6～10kV侧的计算负荷企业总计算负荷确实定〔一〕变压器台数选择原则确定车间变电站变压器台数原则确定企业总降压变电站变压器台数的原则两台变压器互为备用的方式〔二〕变压器容量选择车间变电所变压器容量选择35kV总降压变电所主变压器容量选择四、供电变压器的经济运行使自身与电力系统的有功损耗最小而获得最正确经济效益的运行方式称为电力设备的经济运行。对于供电变压器，就是在多大的负荷率下运行最经济的问题。〔一〕无功功率经济当量Kq〔二〕单台变压器的经济运行条件变压器的经济负荷为SecT

SPPKQPKQ0q 0k q kPPKQPKQ0q 0k q kK ecT〔三〕两台变压器的经济运行方案时宜于两台同时运行的方案。方案的依椐是两台变压器经济运行的临界负荷〔经济负荷临界值。第四节功率因数补偿技术一、功率因数概论〔一〕功率因数的定义3UI在沟通电路中，有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用cosφ3UIP2Q2cosP2Q2S

P P〔二〕企业供电系统的功率因数瞬时功率因数瞬时功率因数由功率因数表〔相位表〕直接读出，或由功率表、电压表和电流表读得并按cosP/ 3UI求出。平均功率因数平均功率因数指某一规定时间内功率因数的平均值，也称加权平均功率因数。平均功率因数按下式计算A 1PA2A2PA2A2P Q1A2AQP〔三〕提高负荷功率因数的意义提高电力系统的供电力量降低网络中的功率损耗削减网络中的电压损失，提高供电质量降低电能本钱〔四〕供电部门对用户功率因数的要求二、提高功率因数的方法〔一〕正确选择电气设备〔二〕电气设备的合理运行〔三〕人工补偿提高功率因数三、并联电力电容器组提高功率因数〔一〕电容器并联补偿的工作原理〔二〕无功补偿区的概念对于用户供电系统，电力电容器组的设置有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补3种方式。〔三〕补偿电容器组的接线方式在无功补偿中，10kV及以下线路的补偿电容器组常按三角形接线，讲解缘由。四、高压集中补偿提高功率因数的计算〔一〕6～10kV母线上的自然功率因数〔二〕计算使功率因数从cosφ1提高到cosφ2所需的补偿容量Qc=K10Pca(tanφ1－tanφ2)〔三〕计算三相所需电容器的总台数N和每相电容器台数n在三相系统中，当单个电容器的额定电压与电网电压一样时，电容器应按三角形接法；当低于电网电压时，应将假设干单个电容器串联后接成三角形。按三角形联接时，单相电容器总台数N为QN c