第2章 负荷计算及无功补偿

1、第2章负荷计算及无功补偿,工厂供电,昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系李俊丽,2,学会计算或估算电力负荷的大小是很重要的，它是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。所以本章内容是分析工厂供配电系统和进行供电设计计算的基础。,所谓”电力负荷”,就是指单台用电设备或一组用电设备从电源取用的电功率！,3,主要内容,2.1电力负荷2.2负荷计算方法2.3需要系数法计算2.4功率因数与无功补偿2.5功率损耗与电能损耗2.6尖峰电流计算练习题,4,2.1电力负荷,电力负荷是指用电单位或用电设备所消耗的功率（kw）、容量(KVA)或电流

2、（A）。电力负荷由用电负荷和线路损失负荷组成。,5,2.1.1用电设备的工作方式,用电设备按其工作方式可分为三种：（1）连续运行工作制（长期工作制）（2）短时运行工作制（短暂工作制）（3）断续周期工作制（重复短暂工作制）,求计算负荷时一般不考虑此类设备。,6,连续运行工作制（长期工作制）在规定的环境温度下较长时间连续运行，设备任何部分温升均不超过最高允许值，负荷比较稳定。如通风机水泵、空气压缩机、皮带输送机、破碎机、球磨机、搅拌机、电机车等机械的拖动电动机，以及电炉、电解设备、照明灯具等，均属连续运行工作制的用电设备。,7,短时运行工作制（短暂工作制）用电设备的运行时间短而停歇时间长，在工作时

3、间内，用电设备的温升尚未达到该负荷下的稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低为周围介质的温度，这是短暂工作的特点。如机床上的某些辅助电动机（如横梁升降、刀架快速移动装置的拖动电动机）及水闸用电动机等设备。这类设备的数量不多。,8,断续周期工作制（重复短暂工作制）用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间（t）与停歇时间（t0）相互交替。工作时间内设备温度升高，停歇时间温度又下降，若干周期后，达到一个稳定的波动状态。如电焊机和吊车电动机等。,9,断续周期工作制的设备，通常用负荷持续率FC表征其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期的百分比值，即为FC，即：式中t，t0工作时间与停歇时

4、间，两者之和为工作周期T。,10,2.1.2负荷曲线,负荷曲线（loadcurve）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。,11,1负荷曲线的分类按负荷的功率性质分：可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；按所表示的负荷变动的时间长度分：可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。,日负荷曲线：负荷在一昼夜间（0-24h）变化情况。制作：每半小时（30min）纪录电度表读数，计算半小时平均功率，作负荷曲线。特点：a.电力负荷是变化的，不等于额定功率；b.电力负荷的变化是有规律的。,12,13,年负荷曲线,

5、根据典型夏日和冬日负荷曲线，按负荷大小依次排列绘制。北方：冬日200天，夏日165天南方：冬日165天，夏日200天,14,2最大负荷和最大负荷利用小时数（1）最大负荷Pmax最大负荷（Pmax）就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。,15,（2）年最大负荷利用小时数Tmax它是一个假想时间：电力负荷按年最大负荷Pmax(或P30)持续运行Tmax所消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能Wa。一班制工厂Tmax约为18003000h，两班制工厂Tmax约为35004800h,三班制工厂Tmax约为50007000h，居民用

6、户Tmax约为12002800h。,16,8760,17,3.平均负荷Pav（Page9）平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间内消耗的电能W除以时间t的值，即,18,年平均负荷是指电力负荷在一年内消耗的功率的平均值。如用Wa表示全年实际消耗的电能，则年平均负荷为：Pav=Wa/8760。,19,4.负荷系数KL（Page10）负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值，分为有功负荷系数和无功负荷系数，即一般工厂=0.650.75，=0.700.82。智能建筑=0.350.80，=0.400.85。,20,对于负荷曲线来说，负荷系数亦称为负荷曲线填充系数，它

7、表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使负荷曲线“削峰填谷”，提高负荷系数（越趋近于1越好）。,21,计算负荷（calculatedload）是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。计算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。,2.1.3计算负荷,22,通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。,23,规定取“半小时平均负荷”的原因：一般中小截面导体的发热时间常数

8、为10min以上，根据经验表明，中小截面导线达到稳定温升所需时间约为3=31030（min），如果导线负载为短暂尖峰负荷，显然不可能使导线温升达到最高值，只有持续时间在30min以上的负荷时，才有可能构成导线的最高温升。,返回目录,24,2.2负荷计算方法,负荷计算主要是确定计算负荷，从而为供电电源的选择和供电系统的设计提供依据。负荷计算需要知道电力用户中用电设备的容量、工作性质、设备组的组成等情况。负荷计算的基本方法：估算法需要系数法,返回目录,25,估算法,估算法实为指标法，在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，按估算法计算比较方便。,26,1.单位产品耗电量法（Page

9、11）已知某车间或企业的年产量m和每一产品的单位耗电量a,则企业全年电能Wa为：Wa=am有功计算负荷为：式中，Tmax为年最大负荷利用小时数。,27,2.车间生产面积负荷密度法已知车间生产面积S（m2）和负荷密度指标（kW/m2）时，车间平均负荷为：车间计算负荷为：,28,在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变压器），所有用电设备计算负荷的并不等于其设备容量的简单累加，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即PC=KdPe,需要系数法,29,需要系数Kd考虑了以下的主要因素：式中:K同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量

10、之比；KL负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；wl线路供电效率；用电设备组在实际运行功率时的平均效率。,30,实际上，上述系数对于成组用电设备是很难确定的，而且对一个生产企业或车间来说，生产性质、工艺特点、加工条件、技术管理和劳动组织以及工人操作水平等因素，都对Kd有影响。所以Kd只能靠测量统计确定，见表2-3（Page14）。,31,用电设备容量的确定在每台用电设备的铭牌上都标有“额定容量PN”，但由于各用电设备的额定工作方式不同，实际运行情况下用电设备容量不能简单地将铭牌上规定的额定容量直接相加，必须先将其换算为同一工作制下的额定功率

11、，然后才能相加。经过换算至统一规定的工作制下的额定功率称为“设备容量”，用Pe表示。,32,（1）长期工作制设备容量:Pe=PN（2）短时运行工作制设备容量：Pe=0,33,（3）断续周期工作制设备容量吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行车等）的设备容量统一换算到FC=25%时的额定功率（kW），若其N不等于25%时应进行换算，公式为:电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到FC100%时的额定功率（kW）。若其铭牌暂载率FCN不等于100%时，应进行换算，公式为:,34,（4）电炉变压器的设备容量电炉变压器的设备容量是指在额定功率因数下的额定功率（kW），即：Pe=PN=SNcos,35,

12、（5）照明设备的设备容量白炽灯、碘钨灯设备容量就等于灯泡上标注的额定功率（kW）；荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失（约为灯管功率的20%），其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍（kW）；高压水银荧光灯亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的10%），其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍（kW）；金属卤化物灯：采用镇流器时亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的10%），故其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍（kW）。,36,（6）不对称单相负荷的设备容量（Page14-15）当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接到三相上，力求减少三相负载不对称情况。设计规程规定，在计算范围内：单相用电

13、设备的总容量如小于三相用电设备总容量的15%时，可按三相对称分配考虑；如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的15%时，则应将单相设备设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。,37,单相设备接于相电压时Pe3Pemax式中Pe等效三相设备容量(KW)；Pemax最大负荷相的单相设备容量(KW)。,38,单相设备接于线电压时：（1）应将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量；（2）然后分别计算各相的设备容量和计算负荷；（3）总的等效三相有功计算负荷为最大有功负荷相的计算负荷的3倍。,39,将线电压的单相设备容量换算为相电压的设备容量的换算公式为式中：PAB、PB

14、C、PCA为接于AB、BC、CA相间的有功设备容量；PeA、PeB、PeC为换算为A、B、C相的有功设备容量；QeA、QeB、QeC为换算为A、B、C相的无功设备容量；pAB-A、qAB-A等为有功和无功换算系数。,40,课堂练习,新建办公楼照明设计采用荧光灯，各相拟采用的灯具额定容量分别为：A相3.6KW，B相4KW，C相5KW。求办公楼照明设备的总计算负荷为多少？若改为A相3.8KW，B相4KW，C相4.8KW，则照明设备的总计算负荷又为多少？（答案）有三台单相电焊机分别接于三个线电压，电焊机的设备参数为：S1=80KVA，FC1=50%，cos1=0.5;S2=30KVA，FC2=65%

15、，cos2=0.54;S3=32KVA，FC3=65%，cos3=0.54。求电焊机组的总计算负荷为多少？（答案）,41,解：1）等效三相设备容量为：照明设备计算负荷为：2)均衡三相负荷后的等效三相设备容量为：照明设备计算负荷为：,42,1)电焊机的设备容量分别为：同理可得：2）等效三相设备容量：为了三相负荷平衡，三台电焊机分别接于不同线电压，则等效三相设备容量为总计算负荷为：,43,由负荷端逐级向电源端进行计算。,1单台用电设备的计算负荷2.单组用电设备组的计算负荷3确定车间变电所低压母线的计算负荷确定车间变电所中变压器高压侧的计算负荷5.确定全车间变电所中高压母线上的计算负荷6.确定总降压

16、变电所出线上的计算负荷7.确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷8确定全厂总计算负荷,2.3需要系数法计算,44,1单台用电设备的计算负荷（1）有功计算负荷：考虑到单台用电设备总会有满载运行的时候，其计算负荷Pca1为式中Pe换算到统一暂载率下的电动机的额定容量；用电设备在额定负载下的的效率。（2）无功计算负荷：Qca1=Pca1tan式中用电设备功率因数角。计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。,45,2.单组用电设备组的计算负荷（1）有功计算负荷：Pca2=KdPeKd用电设备组的需要系数；（见附录表2）Pe用电设备组的设备额定容量之和，但不包括备用设备容量。（2）无功计算负荷：Qc

17、a2=Pca2tanwmtanwm值见附录表2。（3）视在计算负荷：计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。,46,当Kd值有一定变动范围时，取值要作具体分析：如台数多时，一般取用较小值，台数少时取用较大值；设备使用率高时，取用较大值，使用率低时取用较小值；当一条线路内的用电设备的台数较小（n3台）时，一般是将用电设备额定容量的总和作为计算负荷，或者采用较大的Kd值(0.851)。,47,例2-1已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为380V的电动机30台，其总的设备容量为120kW。试求其计算负荷。解:查附录表2中的“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，可得Kd=0.14-0.16

18、（取0.15计算），cos=0.5，tg=1.73。根据公式（2-19）得：Pc=KdPe=0.15120=18（kW）Qc=Pctg=181.73=31.27（kvar）Sc=Pc/cos=18/0.5=36（kVA）,48,3确定车间变电所低压母线的计算负荷（1）总有功计算负荷：Pca3Pca2（2）总无功计算负荷：Qca3Qca2（3）总视在计算负荷：Pca3、Qca3、Sca3车间变电所低压母线上的有功、无功及视在计算负荷；Pca2、Qca2各用电设备组的有功、无功计算负荷的总和,49,最大负荷时的同时系数考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时出现而引入的系数。的范围值见表2-4（Pa

19、ge14）。注意：当变电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组，其容量为Qc3,则当计算Qca3时，要减去无功补偿容量，即Qca3Qca2Qc3计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。,50,例2-2一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW，其中较大容量电动机有7.5kW2台，4kW2台，2.2kW8台；另接通风机2台共2.4kW；电阻炉1台2kW。试求计算负荷（设同时系数Kp、Kq均为0.9）。解:查附录表2可得冷加工电动机：Kd1=0.15，cos1=0.5，tg1=1.73Pc1=Kd1Pe1=

20、0.1550=7.5（kW）Qc1=Pc1tg1=7.51.73=13.0（kvar）,51,通风机：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75Pc2=Kd2Pe2=0.82.4=1.92kWQc2=Pc2tg2=1.920.75=1.44kvar电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备容量Pc3=Pe3=2kWQc3=0,思考题：多组用电设备的总计算负荷是否等于各组用电设备计算负荷的总和？为什么？,52,4.确定车间变电所变压器高压侧的计算负荷Pca4Pca3+PTQca4Qca3+QTPca、Qca、Sca车间变电所中变压器高压侧的有功、无功及视在计算负荷（kW、kvar及kVA）；

21、PT、QT变压器的有功损耗与无功损耗（kW、kvar）。计算目的：用于选择车间变电所高压配电线及其上的开关设备,53,在计算负荷时，若车间变压器尚未确定，无法根据变压器的有功损耗与无功损耗的理论公式进行计算，因此一般按下列经验公式估算：（Page14）对SJL1等型电力变压器：PT0.02Sc（kW）QT0.08Sc（kvar）对SL7、S7、S9、S10等低损耗型电力变压器：PT0.015Sc（kW）QT0.05Sc（kvar）式中Sc变压器计算负荷（kVA）。,54,5.确定全车间变电所中高压母线上的计算负荷Pca5Pca4+P4mQca5Qca4+Q4mP4m、Q4m车间高压用电设备的有

22、功及无功计算负荷。计算目的：用于车间变电所高压母线的选择。,55,6.确定总降压变电所出线上的计算负荷Pca6=Pca5+PLPca5Qca6=Qca5+QLQca5Sca6Sca5PL、QL高压线路功率损耗，由于一般工厂范围不大，线路功率损耗小，故可忽略不计。计算目的：用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。,56,7.确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷Pca7PcaQca7Qca注意：如果在总降压变电所10kV二次母线侧采用高压电容器进行无功功率补偿，则在计算总无功功率Qca7时，应减去补偿设备的容量Qc7，即Qca7Qca-Qc7计算目的：用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变

23、电所主变压器容量。,57,8确定全厂总计算负荷Pca8Pca7+PTQca8Qca7+QT计算目的：全厂总计算负荷的数值可作为向供电部门申请全厂用电的依据，并作为原始资料进行高压供电线路的电气计算，选择高压进线导线及进线开关设备。,58,课堂练习,（1）一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW；另接通风机3台共5kW；电葫芦4个共6kW（）试求该线路上的计算负荷。（答案）,59,（2）某220/380V三相四线制线路上，装有220V单相电热干燥箱6台、单相电加热器2台和380V单相对焊机6台。其在线路上的连接情况为：电热干燥箱2台20kW接于A相，1台30kW接于B相

24、，3台10kW接于C相；电加热器2台20kW分别接于B相和C相；电焊机3台14kW（FC=100%）接于AB相，2台20kW（FC=100%）接于BC相，1台46kW（FC=60%）接于CA相。试求该线路的计算负荷。（答案）,返回目录,60,课堂练习1答案,解：冷加工电动机组：Kd取0.2，cos=0.5，tan=1.73，因此Pca(1)=KdPe=0.250=10(kW)Qca(1)=Pca(1)tanwm=101.73=17.3(kvar)Sca(1)=Pca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA),通风机组：Kd取0.8，cos=0.8，tan=0.75，因此Pca(2)=Kd

25、Pe=0.85=4(kW)Qca(2)=Pca(2)tanwm=40.75=3(kvar)Sca(2)=Pca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA),61,电葫芦：由于是单台设备，可取Kd=1，cos=0.5，tan=1.73，因此Pca(3)=Pe=3.79=3.79(kW)Qca(3)=Pca(3)tanwm=3.791.73=6.56(kvar)Sca(3)=Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA),取同时系数为0.9，因此总计算负荷为Pca()Pca=0.9（10+4+3.79）=16.01(kW)Qca()Qca=0.9（17.3+3+6.56）=24.1

26、7(kW),62,为了使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格形式，如下表所示。,63,解：1.电热干燥箱及电加热器的各相计算负荷取Kd=0.7，cos=1，tg=0，因此只要计算有功计算负荷A相PcA1=KdPeA=0.7202=28kWB相PcB1=KdPeB=0.7(301+201)=35kWC相PcC1=KdPeC=0.7(103+201)=35kW,课堂练习2答案,64,2.电焊机的各相计算负荷取Kd=0.35，cos=0.7，tg=1.02查P15表2-5得cos=0.7时：pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2qAB-A=

27、qBC-B=qCA-C=0.22qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8先将接于CA相的46kW（FC=60%）换算至FC=100%的设备容量，即,65,各相的等效设备容量为A相PeA=pAB-APAB+pCA-APCA=0.8143+0.235.63=40.73kWQeA=qAB-APAB+qCA-APCA=0.22143+0.835.63=37.74kvarB相PeB=pBC-BPBC+pAB-BPAB=0.8202+0.2143=40.4kWQeB=qBC-BPBC+qAB-BPAB=0.22202+0.8143=42.4kvarC相PeC=pCA-CPCA+pBC-CPBC=0.83

28、5.63+0.2202=36.5kWQeC=qCA-CPCA+qBC-CPBC=0.2235.63+0.8202=39.84kvar,66,各相的计算负荷为A相PcA2=KdPeA=0.3540.73=14.26kWQcA2=KdQeA=0.3537.74=13.21kvarB相PcB2=KdPeB=0.3540.4=14.14kWQcB2=KdQeB=0.3542.4=14.84kvarC相PcC2=KdPeC=0.3536.5=12.78kWQcC2=KdQeC=0.3539.84=13.94kvar,67,3.各相总的计算负荷为（设同时系数为0.95）A相PcA=K（PcA1+PcA2）

29、=0.95（28+14.26）=40.15kWQcA=K（QcA1+QcA2）=0.95（0+13.21）=12.55kvarB相PcB=K（PcB1+PcB2）=0.95（35+14.14）=46.68kWQcB=K（QcB1+QcB2）=0.95（0+14.84）=14.10kvarC相PcC=K（PcC1+PcC2）=0.95（35+12.78）=45.39kWQcC=K（QcC1+QcC2）=0.95（0+13.94）=13.24kvar,68,4.总的等效三相计算负荷为因为B相的有功计算负荷最大，所以Pcm=PcB=46.68kWQcm=QcB=14.10kvarPc=3Pcm=34

30、6.68=140.04kWQc=3Qcm=314.10=42.3kvar,69,2.4功率因数与无功补偿,功率因数反映了用电负荷的性质。功率因数为1时，用电负荷为纯阻性负荷；功率因数小于1时，用电负荷为阻感性或阻容性负荷。,70,功率因数对供电系统的影响当供电系统中输送的有功功率P维持恒定的情况下，无功功率Q增大，则系统功率因数降低，系统容量S增大。（1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。（2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。（3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机及其

31、它用电设备的正常运行。（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。,71,综上可知,电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此，必须设法提高电力网中各种有关部分的功率因数。目前供电部门实行按功率因数征收电费，因此功率因数的高低也是供电系统的一项重要的经济指标。高压用户功率因数0.9低压用户功率因数0.85,72,功率因数分类（1）瞬时功率因数瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出：式中：P功率表测出的三相功率读数（kW）；U电压表测出的线电压读数（kV）；I电流表测出的相电流读数（A）。,瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的有功功率的变化情况。,7

32、3,（2）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。其计算公式为式中：Wa-某一时间内消耗的有功电能（kWh）；由有功电度表读出。Wr-某一时间内消耗的无功电能（kvarh）；由无功电度表读出。,74,对于正在进行设计的工业企业则采用下述的计算方法：式中：Pca-全企业的有功功率计算负荷，kW；Qca-全企业的无功功率计算负荷，kvar；-有功负荷系数，一般为0.650.75；-无功负荷系数，一般为0.700.82。,75,功率因数的改善（1）提高自然功率因数提高自然功率因数的方法，即采用降低各用电设备所需的无功功率以改善其功率因数的措施，主要有：正确选用感应电动机的型号和容

33、量，使其接近满载运行；更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷电动机的接线；电力变压器不宜轻载运行；合理安排和调整工艺流程，改善电气设备的运行状况，限制电焊机、机床电动机等设备的空载运转；使用无电压运行的电磁开关。,76,（2）人工补偿无功功率当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到供用电规则所要求的数值时，就需要设置专门的无功补偿电源，人工补偿无功功率。人工补偿无功功率的方法主要有以下三种：并联电容器补偿同步电动机补偿动态无功功率补偿,一般工业用户的功率因数为0.850.9以上！,77,用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器）作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛应用的

34、一种补偿装置。电力电容器的补偿容量可用下式确定Qc=Pav（tan1-tan2）=Pc（tan1-tan2）式中：Pc最大有功计算负荷，kW；月平均有功负荷系数；tan1、tan2补偿前、后平均功率因数角的正切值。,78,在计算补偿用电力电容器容量和个数时，应考虑到实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的实际容量将低于额定容量，此时需对额定容量作修正：式中：QN电容器铭牌上的额定容量，kvar；Qe电容器在实际运行电压下的容量，kvar；UN电容器的额定电压，kV;U电容器的实际运行电压，kV。,79,例如将YY10.5-10-1型高压电容器用在kV的工厂变电所中作无功补偿设备，则每个电

35、容器的无功容量由额定值10kvar降低为：显然除了在不得已的情况下，这种降压使用的做法应避免。,80,在确定总补偿容量Qc之后，就可根据所选并联电容器单只容量Qc1决定并联电容器的个数：n=Qc/Qc1由上式计算所得的数值对三相电容器应取相近偏大的整数。若为单相电容器,则应取3的整数倍,以便三相均衡分配。,81,三相电容器，通常在其内部接成三角形，单相电容器的电压，若与网络额定电压相等时则应将电容器接成三角形接线，只有当电容器的电压低于运行电压时，才接成星形接线。相同的电容器，接成三角形接线，因电容器上所加电压为线电压，所补偿的无功容量则是星形接线的三倍。若是补偿容量相同，采用三角形接线比星形

36、接线可节约电容值三分二，因此在实际工作中，电容器组多接成三角形接线。,82,用户处的静电电容器补偿方式可分个别补偿、分组（分散）补偿和集中补偿三种。个别补偿将电容器直接安装在吸取无功功率的用电设备附近；分组（分散）补偿将电容器组分散安装在各车间配电母线上；集中补偿指电容器组集中安装在总降压变电所二次侧（610kV侧）或变配电所的一次侧或二次侧（610kV或380V侧）。在设计中一般考虑将测量电能侧的平均功率因数补偿到规定标准。,83,例：某工厂的计算负荷为2400kW，平均功率因数为0.67。根据规定应将平均功率因数提高到0.9（在10kV侧固定补偿），如果采用BWF-10.5-40-1型并联

37、电容器，需装设多少个？并计算补偿后的实际平均功率因数。（取平均负荷系数=0.75）,84,解：tan1=tan(arccos0.67)=1.108tan2=tan(arccos0.9)=0.484Qc=Pc（tan1-tan2）=0.752400(1.108-0.484)=1122.66(kvar)n=Qc/Qc1=1122.66/4030(个)，每相装设10个。此时的实际补偿容量为3040=1200(kvar)，所以补偿后实际平均功率因数为,返回目录,85,尖峰电流Ipk指单台或多台用电设备持续12秒的短时最大负荷电流。计算尖峰电流的目的：选择熔断器、整定低压断路器和继电保护装置、计算电压波

38、动及检验电动机自起动条件等。,2.6尖峰电流计算,86,1.给单台用电设备供电的支线尖峰电流计算Ipk=Ist=KstIN式中：Ist-用电设备的起动电流；IN-用电设备的额定电流；Kst-为用电设备的起动电流倍数（可查样本或铭牌，对笼型电动机一般为57，对绕线型电动机一般为23，对直流电动机一般为1.7，对电焊变压器一般为3或稍大）。,87,2.给多台用电设备供电的干线尖峰电流计算Istmax-用电设备组中起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流；-除了启动电动机与额定电流之差最大的那台设备外，其它n-1台设备的额定电流之和；K-上述n1台设备的同时系数，其值按台数多少选取，一般为0

39、.71；,88,例有一380V配电干线，给三台电动机供电，已知IN1=5A，IN2=4A，IN3=10A，Ist1=35A，Ist2=16A，Kst3=3，求该配电线路的尖峰电流。解：Ist1IN1=355=30AIst2IN2=164=12AIst3IN3=Kst3IN3IN3=31010=20A可见，（IstIN）max=30A，则Istmax=35A，取K=0.9，因此该线路的尖峰电流为Ipk=K（IN2+IN3）+Istmax=0.9（4+10）+35=47.6A,返回目录,89,2.5功率损耗与电能损耗,供电线路的功率损耗（P54）在实际工作中，常根据计算负荷来求线路的功率损耗，即最大功率损耗，故三相线路的有功功率损耗PL和无功功率损耗QL可分别按下式计算：式中Ica线路中的计算电流，A；R线路每相电阻，等于单位长度电阻R0乘以长度L；X线路每相电抗，等于单位长度电抗X0乘以长度L。,90,注意：架空线路的X0不仅与导线截面有关，还与导线之间的几何均距有关。所谓“几何均距”，是指三根线路各相导线之间距离的几何平均值。等边三角形排列时：水平等距排列时：,91,变压器的功率损耗（P52）变压器的功率损耗包括有功功率损耗PT和无功功率损耗QT。变压器在计算负荷Sca下的有功功率损耗PT为：式中Sca变压器低压侧的计算负荷，kVA；SNT变压器额定容量，kVA；P0变压器空