发电厂课程设计一负荷计算与无功功率补偿.

1、第一节概述负荷计算与无功功率补偿一、计算负荷的概念计算负荷是根据己知的用电设备容量按一定统计方法确定 的，预期不变的最大假想负荷，作为按发热条件选择供电系统 各元件的依据。二、负荷曲线负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的图形。绘制负荷曲线采用的时间间隔/为30min。求确定计算负 荷的有关系数，一 般是依据用电设备 组最大负荷工作班 的负荷曲线。一班制工厂日 有功负荷曲线r/hI大负荷P全年中有代表性的最大负荷班的半小埃上页时最大负荷。从发热等效的观点来看，计算负荷丈际上与年最大负荷 是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是年最大负荷，三、确定计算负荷的系*1需要系数Kd 需要系数定义为：牡

2、砂生IO.38kV辿J岛值的相关因素：用电设备组中设备的负荷率;设备的平均效率；设备的同时利用系数；电源线路的效率。心值只能靠测量统计确定。2 利用系数Ku利用系数定义为:心可査附录表53.附加系数心 附加系数定义为：K、=垃Ka值与设备容量差别程度、设备台数和利用系数有关。为便于分析比较，从导体发热的角度出发，不同容量的用 电设备需归算为同一容量的用电设备，于是可得到其等效台数 仏为：根据利用系数心和等效台数査附录表6,可得到附加系数 K值。埃上页4.年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数G小是假设电力负荷按年最大负荷 A持续运行时，在此时间内电另负荷所耗用的电能恰与电力负 荷全年实际耗用

3、的电能相同。第二节 三相用电设备组计算负荷 出的确定在览行供电工匾方案设计阶段，可采用单位容量法确定计 算负荷。1.单位产品耗电量法 2.单位面积负荷密度法二、需要系数法（-）一组用电设备的计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为计算电流（A）Qc = tax(pCOS0有功计算负荷（kW）无功计算负荷（kvar）视在计算负荷（kVA）in例1已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压380V 的三相电动机22kW2台，7.5RW6台，4RW12台，1.5kW6台。麺/解 此机床组电动机的总容量为匕=工代=22 kWX2+7.5 kWX6+4kWX !2+l.5kWX6N，=1

4、46 kW查附录表1 “小批生产的金属冷加工机床电动机”项得心 =0.2、coscp =0.5、tan（p=1.73。因此可得Pv=dPe = 0.2X 146kW=29.2kWQ = £ lan 9=29.2kW x 1.73=50.52kviirP. 29.2kWcos* ().5-A_= 58-4 kVA =88 ?3AV3(/n V3x 0.38k VS = 58.4kVA续上爽（二）多组三相用电设备的计算负荷Sc在确定低压干线上或低 压母线上的计算负荷时，可 结合具体情况对其有功和无 功计算负荷计入一个同时系 数K”。ScV+Q注意：总的视在计算负荷和计算电流不能用各组的视

5、在计算负荷 或计算电流之和乘以Kg来计算。5kW,另有通风机25台共45kW,解先求各组用电设备的计算负荷例2某3X0V线路上，接有水泵电动机(15kW以下)30台 电焊机3台共10.5kW (1水泵电动机组 査附录表1得心=0.70.8(取0.8), cos(p=0.8, tan(p=0.75» 因此PcI=氏凡=0.8 X 205kW=164kWQci= /citarnp =!64kWX0.75=123kvar2通风机组 査附录表1得心=0.70.8 (取0.8), cosq>=0.8, tan(p=0.75,因此P c2=0.8 X 45kW=36kW Q c2=36kW

6、 X O.75=27kvar埃上爽3 电焊机组査附录表1得心二0.35, cos(p=0.35,100%下的设备容量:Pc=10.512程&46kWoVI ()0%P<?=0.35 X 8.46kW=2.96kWQ c3=2.96kW X 2.68=7.94kvar总计算负荷(取Kgp=0.95, KgQ=0. 97 )为巴=0.95 X (164+36 + 2.96)kW= 192.81kW 0c=O.97X(123+27+7.94)kvar=153.2OkvarSf J192.8F+153.202 =246.26kVA/ =246.26kVA/(也 X 0.38kV)=374

7、.2A第三节变配电所所址选择、选择的一般原则接近负荷中心，进出线方便，接近电源侧, 设备运输方便等。二、负荷中心的确定（-）利用负荷圆在工厂总平面图上，按适当的比例K伙W/mm2） 作出各车间的负荷圆。其圆心一般选在车间的中 央，圆半径为（二）利用负荷功率法在工厂总平面图的下边和左侧，任作一直角 坐标的x轴和y轴，测出各车间负荷点的坐标位置, 例婀（X|,y ）,只（七,2），人3，3）等，工厂的负荷中心昨;,y）仿照计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标:v =片 K +£X2+4X3+二（E无）_/ + £ + /+_ XP、，一斥卩+人力+人力+_刀（£y）

8、y _叶+£+4+第四节无功功率补偿.功率因数定义1. 瞬时功率因数p PCOS <7?=S2. 平均功率因数监测负荷用。cos%= / J 3最大负荷时的功率因数Pccos cp = S、调整电费用。确定需要无功补偿容量用。二、无功补偿容量的确定Qn.C=Qc Qc'= Pc（tanq）-tan（p ）三. 无功补偿装置的选择稳态无功功率补偿设备，主要有同步补偿机和并联电容器（自愈低压并联电容器装置根据负荷 变化相应自动循环投切的电容器组数, 在无功补偿容量Qnc确定后可根据选 定的单组容量纵（来选择：q.c动态无功功率补偿设备（SVC）用于急剧变动的冲击负荷 如炼钢

9、电弧炉、轧钢机等的无功补偿。例23" 例3某用户l（）kV变电所低压计算负荷为800kW + 580kvaro若欲使低压侧功率因数达到（）.92,则需在低压侧进行补偿的并联电容器无功自动补偿装置容量是多少？并选择电容器组数及每组容量解：（1）求补偿前的视在计算负荷及功率因数£ = J*? +& = &（）（）】 +5R（2kVA = 9X8. IkVA（2）确定无功补偿容量Sc800RW988.1kVA= 0.810Qzc = (tan-tan1)= 800X (tanarccosO.81()tanarccos0.92)= 238.4kvar埃上页（3）选择

10、电容器组数及每组容量初选BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，毎组容量 NC=20kvaro238.4k var20k var= 11.92取12组补偿后的视在计算负荷Sc =x/800,+(580-240)2 = 869.3kVA减少 HS.SkVAo第五节电力变压器的选择I 一、电力变压器的型式选择电力变压器型式选择是指确定变压器的相数、调压方式. 绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术 先进、高效节能、免维护的新产品。绝缘与J油浸式 如S9、S9-M. S11型等，一般为自冷式。冷药方式干式 如SCB10、SG10型等，可带风机冷却。联结J组别I35 1 IO/lO

11、.5kV总降压变压器为Y,dll。 IO/O.4kV配电变压器一般为Y,yno或D,yn11。D.yn 11联接的优点：有利于单相接地故障的切除; 有利于抑制零序谐波；单相负载能力强。二、电力变压器的台数与容量选择 (-)台数的选择 负荷变化与经济运行 集中负荷容量大小(二)容量的选择保证负荷的正常运行对单台变压器满足条件:SV1>SC (应留有1020%余量)对两台变压器(一般为等容量，互为备用)满足条件:SntM).7Sc且 SN1>SC( I + u)容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求。般单台车间变容景不宜大于125()kVAo5-1例4某工业企业拟建造一座10/

12、0.38kV变电所，所址设在厂房 建绍内。已知总计算负荷为1800kVA,其中一、二级负荷900kVA, CC|p()8。试初选其主变压器的型式、台数和容量屮1选择变压器型式选用SCB10型10/0.4kV电力变压器。无载调压，分接头±5%, 联接组别Dynll,带风机冷却并配置温控仪自动控制，带IP20防 护外壳。2. 选择变压器台数因有较多的一、二级负荷，故初选两台主变压器。3. 选择每台变压器的容量无功补偿后的总计算负荷Sc=l 800kVA X0.8/0.92 =1565kVA,其中+H)=900kVAX0.8 /0.92 = 783kVAo每 台变压 器容量1565kVA1

13、096kVA, 且 SNT>783kVA,因此初选每台变压器容量为1000kVA。. 第六节供电系统的总计算负荷 甲二、供电系统的功率损耗 (一) 电力线路的功率损耗X=x°/有功损耗(kW)=37X10 3无功损耗(kvar) AQwl =3/；X x 10 '(二) 电力变压器的功率损耗 °N.T 7 人 |s.100100 I sNT昱无功损耗 AQr =A(?<(+AeNSn.T5.TSnt简化公式： A PT0.01Sc： A 0tO.O5Sc o博2-4例5某工厂有一个35/10RV总降压变电所，分别供电给1#4#车间变电所及4台冷却水泵用的

14、高压电动机(/ = 4X3()()kW、心=0& coscp =0.8) , 10kV母线上接有27(X)kvar无 功补偿电容器如o己知1 #4 #车间变电所1 OkV侧计算负荷分别 为:1# 为 1430 kW+jl230kvar； 2# 为 1350 kW+jl200kvar： 3# 1260 kW+jl030kvar： 4# 为960 kW+j750kvaro 试计算该总降 压变电所35kV侧计算负荷及功率因数大小(取心=0.9)。解：(1)求10kV母线计算负荷1井车间变电所 2#车间变电所 3#车间变电所 4#车间变电所巴i = l430 kW, <?cI = 123

15、0kvar 匕2 = 1350 kW, C? 2=1200kvar Pc3=1260kW, Qc3=1030kvar Pc4=960 kW, Qc4=750kvar高压电动机组P=Kd PN =0.8X4X300kW=960 kWQ 5 = Pc5tan(p=960 X 0.75=720 kvar 10kV母线计算负荷匕=K工正凡=0.9X ( 1430+1350+1260+960+960) =5364 kW二、供电系统的总计算负荷一般采用逐级计算法由用电设备处逐步向电源进线侧计算。各级计算点的选取，一般为各级配电箱（屏）的出线和进线 、变电所低压出线、变压器低压母线、高压进线等处。如下图，变电所低压母线的视在计算负荷为Sc.2 =曲 +(Qc 厂 QzJIOkV().38kV低爪第中补偿变电所高压侧计算负荷为低 压母线的计算负荷加上变压器的 损耗，即Pc.L Pc.2 Pt； Qc.l= Q c. 2S“ =戾+G “乱烘上页=0.9X(!230+1200+1030+750+720) 2700 =1737 kvar $ = Jp* + Q； = 53642 +17372 =