【《某小型工厂供配电系统的负荷计算及无功功率补偿分析》2800字】

某小型工厂供配电系统的负荷计算及无功功率补偿分析目录TOC\o"1-3"\h\u13413某小型工厂供配电系统的负荷计算及无功功率补偿分析 180101.1概述 1141271.1.2无功补偿的目的 2251381.2各车间变电所负荷计算 3214411.1.1基本公式 31855多组用电设备计算负荷的确定 3298131.1.2各车间负荷计算 4300021.1.3各车间变电所低压侧负荷计算 4152531.1.4各车间变电所无功功率补偿计算 427022补偿后机械厂的功率因数为 629241.3全厂（公司、变电站）总计算负荷 61.1概述1.1.1负荷计算的目的

(1)、为选择变压器容量需计算变配电所内变压器的视在功率及负荷电流。

(2)、为选择主要电气设备(断路器、隔离开关、熔断器、母线等)需计算流过各主要电气设备的负荷电流。

(3)、为选择导线或线路电缆截面需计算流过各条线路(如电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流。

(4)、保护电气的整定计算和校验电动机的启动条件需计算尖峰负荷。

(5)、为电气设计提供技术依据。

目前，电力负荷计算主要采用三种方法：二项式法、需要系数法、利用系数法。①二项式法在取得设备组容量之和同时考虑若干容量最大设备的影响，采用加权求和法利用经验系数求出计算负荷。②需要系数法将设备功率与需要系数进行相乘，直接求出计算负荷。此方法简便且应用广泛，尤其适用于配变电所的负荷计算。③利用系数法此方法理论根据运用概率论和数理统计。具体操作为求出最大负荷班的平均负荷，再考虑到设备的台数和功率不同的影响，与有效台数有关的最大系数的计算负荷相乘。这种方法计算结果与实际结果比较接近，但因利用系数的实测与统计较困难，在电气设计中一般不采用此方法。在本设计中根据所给条件采用需要系数法来进行负荷计算。1.1.2无功补偿的目的现实中，有大量工业与民用用电设备的工作需通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场，这便导致增加了系统输送的电能容量中无功功率，在系统变配电设备及输送线路规格一定的前提下，有功功率的输送会被影响。电网中的电力负荷大部分属于感性负荷，如电动机、变压器等，在运行过程中这些设备需提供相应的无功功率。如果电网中安装了并联电容器等无功补偿设备，就可以提供感性负载所消耗的无功功率，从而减少电网电源由线路输送向感性负荷提供的无功功率，由于无功功率在电网中的流动减少，从而线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗降低，这就是无功补偿。在交流电路中，由电源供给负载的电功率分为两种；有功功率和无功功率。根据在工厂供电系统中电容器的装设位置，分别有高压集中补偿，低压集中补偿和分散就地补偿三种补偿方式。1、低压个别补偿:以个别用电设备对无功的需要量为根据，将单台或者多台低压电容器组分散地并接用电设备，且与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。对补偿容量大且连续运行的无功消耗(如大中型异步电动机)适用，以补励磁无功为主。此补偿方式特点为不会造成无功倒送，因为：当用电设备运行，无功补偿投入；当用电设备停止运行，补偿设备也退出。优点有投资少、占位小、易安装、配置方便灵活、事故率低、维护简单等。2、低压集中补偿：通过低压开关将低压电容器接在配电变压器低压母线侧，让无功补偿投切装置成为控制保护装置，以低压母线上的无功负荷为根据直接控制电容器的投切。电容器的投切整组进行，无法做到平滑的调节。此补偿方式优点有接线简单、运行维护所需工作量小，使无功就地平衡，从而提高了配变利用率，降低网损，经济性较高，是目前无功补偿中常用的手段之一。3、高压集中补偿：直接将并联电容器组与变电所的6～10kV高压母线相接。此补偿方式适用于用户处于供电线路的末端或远离变电所，本身具有一定的高压负荷的用户可以减少对系统无功的消耗，并且可以起到一定的补偿作用；补偿装置会根据负荷的大小从而自动投切，进而合理地使降低会导致电费增加的用户的功率因数提高。此补偿方式优点有便于运行维护，补偿效益高。综合考虑在这里采用并联电容器进行低压集中补偿。1.2各车间变电所负荷计算1.1.1基本公式在工厂中，进行负荷计算的目的是防止电气设备资源的浪费，以及保证电气设备安全运行。负荷计算的方法有需要系数法，利用系数法，单位指标法等。本设计采用需要系数法，最基本的负荷计算公式为：（2-1）其中为全厂的有功计算负荷，为全厂用电设备的总容量，为需要系数。无功计算负荷（2-2）视在计算负荷（2-3）计算电流（2-4）多组用电设备计算负荷的确定有功计算负荷（2-5）无功计算负荷（2-6）以上两式中的为各组用电设备的有功计算负荷之和、为各组用电设备的无功计算负荷之和，、分别为同时系数。视在计算负荷（2-7）计算电流（2-8）1.1.2各车间负荷计算以1号楼车间为例：表2-1各车间电力负荷计算结果表序号车间名称设备容量/kW需要系数/Kd功率因数/cosφtanφ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kv·AIc/A11号楼7200.500.651.17360421.2553.85841.4922号楼15800.350.601.33553735.49921.671400.3335号楼9800.300.750.88294258.72392595.5844号楼8200.560.701.02459.2468.38656996.695办公楼、生活区8800.500.750.88440387.2586.67891.351.1.3各车间变电所低压侧负荷计算表2-2各车间变电所计算负荷计算值序号车间变电所车间名称Pc/kWQc/kvarSc/kv·A功率因数11号1号楼360421.2553.850.6522号2号楼553735.49921.670.6033号5号楼734645.9210480.75办公楼、生活区44号4号楼459.2468.386560.701.1.4各车间变电所无功功率补偿计算WZ系列无功补偿柜的结构特点有以下几点：（1）补偿柜中包含了电容器、接触器、刀熔开关、熔断器以及控制器等基本元器件，WZ系列补偿柜可以根据用户要求进行相应的模块化设计，以此可以做到结构紧凑、布局新颖等特点。（2）为方便用户实时观测以及手动/自动投切转换，柜体面板上有电压表、电流表、功率因数表和转换开关。（3）柜体外部主要材料由优质冷轧钢板制成，同时喷塑处理外表面，既提高了平整性又增强了防腐能力；内部为确保良好的导电性则采用了镀锌钢板。（4）保护功能有短路、过载、过压和欠压及缺相等保护，非常齐全。综合以上结构特点，因此电容补偿方案：采用WZ系列无功补偿柜：根据其补偿柜的规格要求,初选WZ0.4-100-J,每组容量,则需要安装的电容组数为表2-3电容器柜选择序号车间变电所计算补偿容量/kvar电容器型号电容器组数实际补偿容量/kvar11号141.92WZ0.4-100-J110022号309.68WZ0.4-100-J330033号80.74WZ0.4-100-J110044号114.8WZ0.4-100-J1100以1号车间变电所为例,计算它的功率补偿取补偿后的功率因数为0.93，则补偿电容：装设的无功补偿装置（并联电容器），其容量为（2-9）要使功率因数由0.65提高到0.93，低压侧需装设的并联电容器容量为则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为实际补偿量为补偿后机械厂的功率因数为表2-4各车间变电所补偿后计算负荷（变压器低压侧）车间变电所补偿前补偿后有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar功率因数cosφ实际补偿量Qc/kvar视在计算负荷Sc/kv·A计算电流Ic/A功率因数cosφ1号360421.20.65141.92387.3321.370.932号553735.490.60309.68633.8136.590.903号734645.920.7580.74738.4341.630.994号459.2468.380.70114.8473.3327.330.971.3全厂（公司、变电站）总计算负荷取全厂的同时系数、均为0.9，则全厂总的计算负荷分别为1.3.1各车间变电所高压侧负荷计算又考虑到变压器的功率损耗为： (3-1) (3-2)简化公式有： ， (3-3)变电所高压侧的计算负荷为