1、中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：用戶供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算用戶供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算供電電壓以及電源的選擇供電電壓以及電源的選擇變電所的主接線和二次接線變電所的主接線和二次接線配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件第一節(jié)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算第二節(jié)第二節(jié) 供電電壓與電源的選擇供電電壓與電源的選擇第三節(jié)第三節(jié) 用戶變電所用戶變電所第四節(jié)第四節(jié) 變電所的電氣主接線變電所的電氣主接線第五節(jié)第五節(jié) 變電所的二次接線變電所的二次接

2、線 第六節(jié)第六節(jié) 高低壓配電網(wǎng)高低壓配電網(wǎng)第七節(jié)第七節(jié) 用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約用戶供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約第八節(jié)第八節(jié) 供電系統(tǒng)的方案比較供電系統(tǒng)的方案比較中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件第一節(jié)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件一、關(guān)于負(fù)荷的基本概念一、關(guān)于負(fù)荷的基本概念 a)a)連續(xù)運(yùn)行工作制連續(xù)運(yùn)行工作制b)b)短期運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制c)c)斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制1. 1. 設(shè)備安裝容量設(shè)備安裝容量 設(shè)備安裝容量設(shè)備安裝容量PN（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電

3、設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱功率電設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱功率PE。但是，用電設(shè)備往往因工。但是，用電設(shè)備往往因工作性質(zhì)不同而具有不同的運(yùn)行工作制，這時，從供電安全作性質(zhì)不同而具有不同的運(yùn)行工作制，這時，從供電安全和經(jīng)濟(jì)性兩方面來考慮，應(yīng)按設(shè)備銘牌功率予以折算。和經(jīng)濟(jì)性兩方面來考慮，應(yīng)按設(shè)備銘牌功率予以折算。 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件連續(xù)運(yùn)行工作制連續(xù)運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制能長期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時能長期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時間超過間超過8 8小時，運(yùn)行時負(fù)荷比較穩(wěn)小時，運(yùn)行時負(fù)荷比較穩(wěn)定。定。這類設(shè)備的工作時間較短，停歇時這類設(shè)備的工作

4、時間較短，停歇時間較長。間較長。這類設(shè)備的工作呈周期性，時而工這類設(shè)備的工作呈周期性，時而工作時而停歇，如此反復(fù)，且工作時作時而停歇，如此反復(fù)，且工作時間與停歇時間有一定比例。間與停歇時間有一定比例。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件斷續(xù)周期工作制（重復(fù)短暫工作制）斷續(xù)周期工作制（重復(fù)短暫工作制） 斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用負(fù)荷持續(xù)率斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用負(fù)荷持續(xù)率(暫載暫載率率)FC表征其工作特征，取一個工作周期內(nèi)的工表征其工作特征，取一個工作周期內(nèi)的工作時間與工作周期的百分比值，記為作時間與工作周期的百分比值，記為FC ：式中式中 tg，tx工作時間與停歇時間，兩者

5、之和為工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期工作周期T，工作周期一般不超過，工作周期一般不超過10分鐘。分鐘。負(fù)荷持續(xù)率負(fù)荷持續(xù)率(暫載率暫載率)也可表示為也可表示為100%ggxtFCtt中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件實(shí)際負(fù)荷持續(xù)率下的功率修正公式實(shí)際負(fù)荷持續(xù)率下的功率修正公式NNNNNNNNNNNNNNNNPPPSPPPPPPPPtTttIRtIAIPUIP2%25cos%1001 , 1 1 251002，因此設(shè)備容量為對吊車要求統(tǒng)一換算到，因此設(shè)備容量為到對電焊機(jī)要求統(tǒng)一換算下的功率應(yīng)該修正為最后在實(shí)際負(fù)荷持續(xù)率則有和額定功率持續(xù)率設(shè)備一般給出額定負(fù)荷因此有在同一周

6、期內(nèi)負(fù)荷持續(xù)率量相同時在設(shè)備電阻不變而發(fā)熱熱量故在相同電壓下功率中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件設(shè)備安裝容量的確定設(shè)備安裝容量的確定p 在每臺用電設(shè)備的銘牌上都有在每臺用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率額定功率”PE，但由于各，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的換算為同一工作制下的額定功率額定功率，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的下的“額定功率額定功率”稱為稱為“設(shè)備安裝容量

7、設(shè)備安裝容量”，用，用PN.M示。示。p 連續(xù)工作制和短時工作制的設(shè)備容量連續(xù)工作制和短時工作制的設(shè)備容量 : PN.M=PE中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件設(shè)備安裝容量的確定設(shè)備安裝容量的確定斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量吊車機(jī)組用電動機(jī)（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等吊車機(jī)組用電動機(jī)（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等 ）的設(shè)備）的設(shè)備安裝容量統(tǒng)一換算到安裝容量統(tǒng)一換算到FC=25%時的額定功率（時的額定功率（kW），若其），若其FCN不等于不等于25%時應(yīng)進(jìn)行換算，公式為時應(yīng)進(jìn)行換算，公式為:.225%NN MEENFCPPPFC電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備安裝容量統(tǒng)

8、一換算到電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備安裝容量統(tǒng)一換算到FC100%時的額定容量。若其銘牌暫載率時的額定容量。若其銘牌暫載率FCN不等于不等于100%時，應(yīng)進(jìn)行時，應(yīng)進(jìn)行換算，公式為換算，公式為:.cosN MENEENPPFCSFCFCN為與銘牌容量對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率為與銘牌容量對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 （2 2）電焊機(jī)的設(shè)備安裝容量）電焊機(jī)的設(shè)備安裝容量 電焊機(jī)屬于反復(fù)短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到電焊機(jī)屬于反復(fù)短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到 ，所以所以2 2臺電焊機(jī)的設(shè)備容量：臺電焊機(jī)的設(shè)備容量： 100%FC 解：（解：（1 1）金

9、屬切削機(jī)床的設(shè)備安裝容量）金屬切削機(jī)床的設(shè)備安裝容量 金屬切削機(jī)床屬于長期連續(xù)工作制設(shè)備，所以金屬切削機(jī)床屬于長期連續(xù)工作制設(shè)備，所以2020臺金屬切削機(jī)床的臺金屬切削機(jī)床的總?cè)萘繛椋嚎側(cè)萘繛椋?例例 某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機(jī)床共線路上接有金屬切削機(jī)床共20臺（其中臺（其中10.5kW-4臺，臺，7.5kW-8臺，臺，5kW-8臺），車間有臺），車間有380V電焊機(jī)電焊機(jī)2臺（每臺容量臺（每臺容量20kVA， , ），車間有吊車），車間有吊車1臺臺11kW， ），），試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。 65%EFC cos0.5E25%EFC

10、.1N MEiPPkW142585 . 785 .104.22cosN MEEEPSFCkW1 .165 . 065. 0202中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 （3）吊車的設(shè)備安裝容量）吊車的設(shè)備安裝容量 吊車屬于反復(fù)短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到吊車屬于反復(fù)短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到 ，所以所以1臺吊車的容量為：臺吊車的容量為： (4) 車間的總設(shè)備安裝容量為：車間的總設(shè)備安裝容量為：25%FC .32511kWEN MEEFCPPPFC.142 16.1 11 169kWN MP例例 某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機(jī)床

11、共線路上接有金屬切削機(jī)床共20臺（其中臺（其中10.5kW-4臺，臺，7.5kW-8臺，臺，5kW-8臺），車間有臺），車間有380V電焊機(jī)電焊機(jī)2臺（每臺容量臺（每臺容量20kVA， , ），車間有吊車），車間有吊車1臺臺11kW， ），），試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。 65%EFC cos0.5E25%EFC 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件2. 2. 負(fù)荷與負(fù)荷曲線負(fù)荷與負(fù)荷曲線電力負(fù)荷是指單臺用電電力負(fù)荷是指單臺用電設(shè)備或一組用電設(shè)備從設(shè)備或一組用電設(shè)備從電源取用的電功率，包電源取用的電功率，包括有功功率、無功功率括有功功率、無功功率和視在功率。和

12、視在功率。在生產(chǎn)過程中，由于生在生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)過程的變化或用電設(shè)產(chǎn)過程的變化或用電設(shè)備使用上的隨機(jī)性，實(shí)備使用上的隨機(jī)性，實(shí)際負(fù)荷都是隨著時間而際負(fù)荷都是隨著時間而變化的。變化的。電力負(fù)荷隨時間變化的電力負(fù)荷隨時間變化的曲線稱為曲線稱為負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線。 圖圖2-1 日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線a)日有功負(fù)荷曲線日有功負(fù)荷曲線 b)年有功負(fù)荷曲線年有功負(fù)荷曲線中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線p 曲線所包圍的面積為用電負(fù)荷曲線所包圍的面積為用電負(fù)荷p 為用電決策提供依據(jù)為用電決策提供依據(jù)p

13、曲線分類有多種曲線分類有多種有功，無功等。有功，無功等。梯形，平滑形。梯形，平滑形。工作班、日、周、季度、年負(fù)荷曲線，其中日和年負(fù)工作班、日、周、季度、年負(fù)荷曲線，其中日和年負(fù)荷曲線最常用。荷曲線最常用。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件3. 3. 平均負(fù)荷、最大負(fù)荷、有效負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷平均負(fù)荷、最大負(fù)荷、有效負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷 （1）平均負(fù)荷）平均負(fù)荷Pav 平均負(fù)荷是指電力負(fù)荷在一段時間內(nèi)的平均負(fù)荷是指電力負(fù)荷在一段時間內(nèi)的平均值。電力用戶的年平均負(fù)荷平均值。電力用戶的年平均負(fù)荷Pav可由年電能消耗量與年可由年電能消耗量與年工作時間之比來計(jì)算：工作時間之比來計(jì)算：gzaavTW

14、P （2）最大負(fù)荷）最大負(fù)荷Pmax 最大負(fù)荷是指一年中典型最大負(fù)荷是指一年中典型日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線（全年至少出現(xiàn)（全年至少出現(xiàn)3次的最大負(fù)荷工作班內(nèi)的負(fù)荷曲線）中的次的最大負(fù)荷工作班內(nèi)的負(fù)荷曲線）中的最大負(fù)荷，即最大負(fù)荷，即30min內(nèi)消耗電能最大時的平均負(fù)荷，記作內(nèi)消耗電能最大時的平均負(fù)荷，記作Pmax或或P30。（3）有效負(fù)荷）有效負(fù)荷Pe 有效負(fù)荷是指由典型工作班負(fù)荷曲線（工有效負(fù)荷是指由典型工作班負(fù)荷曲線（工作班時間為作班時間為T）按下式計(jì)算所得的）按下式計(jì)算所得的有效值有效值：TdtPTP02e1 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件平均負(fù)荷與最大負(fù)荷平均負(fù)荷與最大

15、負(fù)荷中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件電力用戶的實(shí)際負(fù)荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備額定電力用戶的實(shí)際負(fù)荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備額定功率之和功率之和，這是因?yàn)椋?，這是因?yàn)椋?）并非所有設(shè)備都同時投入工作。）并非所有設(shè)備都同時投入工作。2）并非所有設(shè)備都能工作于額定狀態(tài)。）并非所有設(shè)備都能工作于額定狀態(tài)。3）并非所有設(shè)備的功率因數(shù)都相同。）并非所有設(shè)備的功率因數(shù)都相同。4）還應(yīng)考慮用電設(shè)備的效率與配電設(shè)備的功率損耗。）還應(yīng)考慮用電設(shè)備的效率與配電設(shè)備的功率損耗。因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須首先找出這些用電因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須首先找出這些用電設(shè)備的設(shè)備的等效負(fù)荷等

16、效負(fù)荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生所謂等效是指用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，或?qū)嶋H負(fù)荷產(chǎn)的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，或?qū)嶋H負(fù)荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負(fù)荷產(chǎn)生的溫升相等。生的最大溫升與等效負(fù)荷產(chǎn)生的溫升相等。（4）計(jì)算負(fù)荷）計(jì)算負(fù)荷Pc中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將等效負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將等效負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷Pc。通常我國求計(jì)算負(fù)荷的日負(fù)荷曲線時間間隔通常我國求計(jì)算負(fù)荷的日負(fù)荷曲線時間間隔t取取30min。 t選擇與導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)選擇與導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)有關(guān)。

17、中小截面導(dǎo)體的發(fā)有關(guān)。中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)一般在熱時間常數(shù)一般在10min左右，而導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定溫升的溫升左右，而導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定溫升的溫升需要需要(3-4)，因此選擇，因此選擇30min是合適的。是合適的。從等效的含義上講，從等效的含義上講， “半小時最大平均負(fù)荷半小時最大平均負(fù)荷”就是等效就是等效負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷。對于籌建中的電力用戶，計(jì)算負(fù)荷則是根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律按對于籌建中的電力用戶，計(jì)算負(fù)荷則是根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律按照一定的計(jì)算方法得到的半小時最大平均負(fù)荷的假想值。照一定的計(jì)算方法得到的半小時最大平均負(fù)荷的假想值。計(jì)算負(fù)荷可以作為供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備選擇的依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷可以作為供電

18、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備選擇的依據(jù)。（4）計(jì)算負(fù)荷）計(jì)算負(fù)荷Pc中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件4. 4. 負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)（1）負(fù)荷系數(shù)）負(fù)荷系數(shù) 負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，它負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，它反映了負(fù)荷的平穩(wěn)程度。負(fù)荷系數(shù)常分為有功負(fù)荷系數(shù)反映了負(fù)荷的平穩(wěn)程度。負(fù)荷系數(shù)常分為有功負(fù)荷系數(shù) 和無和無功負(fù)荷系數(shù)功負(fù)荷系數(shù) ： maxmaxavQQPPav（2）利用系數(shù)）利用系數(shù) 利用系數(shù)是針對用電設(shè)備組而言的。利用系利用系數(shù)是針對用電設(shè)備組而言的。利用系數(shù)數(shù)Kx定義為用電設(shè)備組在最大負(fù)荷工作班

19、內(nèi)消耗的平均負(fù)荷定義為用電設(shè)備組在最大負(fù)荷工作班內(nèi)消耗的平均負(fù)荷Pav與該設(shè)備組的總安裝容量與該設(shè)備組的總安裝容量 PN之比，即之比，即NavxPPK 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件（3）需要系數(shù)）需要系數(shù) 需要系數(shù)也是針對用電設(shè)備組而言的。需需要系數(shù)也是針對用電設(shè)備組而言的。需要系數(shù)要系數(shù)Kd定義為用電設(shè)備組的最大負(fù)荷定義為用電設(shè)備組的最大負(fù)荷Pmax（或或P30）與該與該設(shè)備組的總安裝容量設(shè)備組的總安裝容量 PN之比，即之比，即N30NmaxdPPPPK（4）形狀系數(shù)）形狀系數(shù) 形狀系數(shù)也是針對用電設(shè)備組或用戶整體形狀系數(shù)也是針對用電設(shè)備組或用戶整體而言的。形狀系數(shù)而言

20、的。形狀系數(shù)Kz定義為有效負(fù)荷定義為有效負(fù)荷Pe與平均負(fù)荷與平均負(fù)荷Pav之比，之比，即即avPPKez 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件5. 5. 年最大負(fù)荷利用小時數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)TmaxTmaxmaxamaxPWT 年最大負(fù)荷利用小時數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax是這樣一個假想時間：電是這樣一個假想時間：電力負(fù)荷按照最大負(fù)荷力負(fù)荷按照最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行持續(xù)運(yùn)行Tmax時間所消耗的電能恰時間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能Wa。 如圖如圖2-2所示所示,年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷Pmax延伸到延伸到Tmax的橫線與兩

21、坐的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，即全年實(shí)際消耗的電能所包圍的面積，即全年實(shí)際消耗的電能Wa，因此年最大負(fù)，因此年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為：荷利用小時數(shù)為：中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件年最大負(fù)荷利用小時數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax 下圖為某廠年有功負(fù)荷曲線，此曲線上最大負(fù)荷下圖為某廠年有功負(fù)荷曲線，此曲線上最大負(fù)荷Pmax就是年最大負(fù)荷，就是年最大負(fù)荷，Tmax為年最大負(fù)荷利用小為年最大負(fù)荷利用小時數(shù)。時數(shù)。一班制工廠一班制工廠Tmax=18003000h兩班制工廠兩班制工廠Tma

22、x=35004800h三班制工廠三班制工廠Tmax=50007000h中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件二、負(fù)荷的估算二、負(fù)荷的估算 1. 單位產(chǎn)品耗電量法單位產(chǎn)品耗電量法 若已知某企業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)量，若已知某企業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)量，查表查表可得該產(chǎn)品的單位產(chǎn)可得該產(chǎn)品的單位產(chǎn)品耗電量品耗電量和該類工廠的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)和該類工廠的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax，進(jìn)而按下式求出企業(yè)年電能需要量進(jìn)而按下式求出企業(yè)年電能需要量Wa和計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算負(fù)荷Pc。maxacaTWPnW2. 負(fù)荷密度法負(fù)荷密度法 已知建筑面積已知建筑面積A(m2)，并，并查表查表得到同類建筑的負(fù)荷密得到同類建筑的

23、負(fù)荷密度指標(biāo)度指標(biāo) (W/m2)，則計(jì)算負(fù)荷，則計(jì)算負(fù)荷Pc可按下式求得：可按下式求得：APc中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件3. 形狀系數(shù)法形狀系數(shù)法iiviviiivPQQPKPPtan.a.aav.N. x.aavavzeavzeQKQQPKPPcc1）將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總安裝容量）將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總安裝容量.2）查出各用電設(shè)備組的利用系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)，計(jì)算）查出各用電設(shè)備組的利用系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)，計(jì)算平均負(fù)荷：平均負(fù)荷：3）根據(jù)負(fù)荷的平穩(wěn)程度，適當(dāng)選擇形狀系數(shù)）根據(jù)負(fù)荷的平穩(wěn)程度，適當(dāng)選擇形狀系數(shù)Kz的值的值（一般情況下可?。?/p>

24、一般情況下可取Kz=1.15），按下式估計(jì)計(jì)算負(fù)荷：），按下式估計(jì)計(jì)算負(fù)荷：中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件三、負(fù)荷的計(jì)算三、負(fù)荷的計(jì)算 p 根據(jù)工藝和建筑設(shè)計(jì)等部門提供的用電設(shè)備及其安裝容量根據(jù)工藝和建筑設(shè)計(jì)等部門提供的用電設(shè)備及其安裝容量確定計(jì)算負(fù)荷的工作稱為負(fù)荷計(jì)算。確定計(jì)算負(fù)荷的工作稱為負(fù)荷計(jì)算。p 其理論依據(jù)是相似性原理，即性質(zhì)相同、功能相近的用電其理論依據(jù)是相似性原理，即性質(zhì)相同、功能相近的用電設(shè)備組、生產(chǎn)車間或電力用戶，其負(fù)荷曲線應(yīng)相似，其負(fù)設(shè)備組、生產(chǎn)車間或電力用戶，其負(fù)荷曲線應(yīng)相似，其負(fù)荷曲線的特征參數(shù)值荷曲線的特征參數(shù)值(負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)、最負(fù)

25、荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)、最多有功負(fù)荷利用時數(shù)等多有功負(fù)荷利用時數(shù)等)應(yīng)相近。應(yīng)相近。p 負(fù)荷計(jì)算就是求計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷計(jì)算就是求計(jì)算負(fù)荷Pc,Qc,Sc和和Icp 負(fù)荷計(jì)算的方法：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、附加系數(shù)法等。負(fù)荷計(jì)算的方法：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、附加系數(shù)法等。其中，需要系數(shù)法以其計(jì)算簡單、適用面廣、需要系數(shù)數(shù)其中，需要系數(shù)法以其計(jì)算簡單、適用面廣、需要系數(shù)數(shù)據(jù)齊全等特點(diǎn)而被廣為應(yīng)用。據(jù)齊全等特點(diǎn)而被廣為應(yīng)用。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件三、負(fù)荷的計(jì)算三、負(fù)荷的計(jì)算 考慮到設(shè)備可能在額定工況下運(yùn)行，單臺用電設(shè)備的計(jì)考慮到設(shè)備可能在額定工況下運(yùn)行，單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)

26、荷就取設(shè)備的安裝容量。算負(fù)荷就取設(shè)備的安裝容量。Ncc2c2ccccNc3tanUSIQPSPQPP 考慮到電動機(jī)的運(yùn)行效率，單臺電動機(jī)的計(jì)算負(fù)荷考慮到電動機(jī)的運(yùn)行效率，單臺電動機(jī)的計(jì)算負(fù)荷Pc.M應(yīng)應(yīng)按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：MMNMcPP. 1單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷電動機(jī)額定功率時的效率電動機(jī)額定功率時的效率用電設(shè)備銘牌給出的功率用電設(shè)備銘牌給出的功率因數(shù)角的正切值因數(shù)角的正切值中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件當(dāng)計(jì)算配電干線（譬如，第當(dāng)計(jì)算配電干線（譬如，第j條）上的計(jì)算負(fù)荷時，條）上的計(jì)算負(fù)荷時，首首先將用電設(shè)備分組先將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備

27、的總安裝容量，求出各組用電設(shè)備的總安裝容量PN.i，然后然后查表查表得到得到各組用電設(shè)備的各組用電設(shè)備的需要系數(shù)需要系數(shù)kd.i及對應(yīng)的功率及對應(yīng)的功率因數(shù)因數(shù)cos i和功率因數(shù)正切值和功率因數(shù)正切值tan i，則，則2c.2c.c. c. cc.N. d. cc.tanjjjiiijiiijQPSPQQPKPP2用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 需要系數(shù)法適用于用電設(shè)備臺數(shù)較多、設(shè)備容量差別需要系數(shù)法適用于用電設(shè)備臺數(shù)較多、設(shè)備容量差別不大的場合。若用電設(shè)備組的設(shè)備不大的場合。若用電設(shè)備組的設(shè)備臺數(shù)較少臺數(shù)較少時，其時，其計(jì)計(jì)算結(jié)果

28、算結(jié)果往往往往偏小偏小。 對于設(shè)備臺數(shù)為對于設(shè)備臺數(shù)為3臺及以下的用電設(shè)備組，其計(jì)算負(fù)荷臺及以下的用電設(shè)備組，其計(jì)算負(fù)荷應(yīng)取各設(shè)備功率之和；應(yīng)取各設(shè)備功率之和；4臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷宜取設(shè)臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷宜取設(shè)備功率之和乘以備功率之和乘以0.9的系數(shù)。的系數(shù)。 2用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 車間或全廠的負(fù)荷計(jì)算以車間內(nèi)用電設(shè)備組或配電干線車間或全廠的負(fù)荷計(jì)算以車間內(nèi)用電設(shè)備組或配電干線的計(jì)算負(fù)荷為基礎(chǔ)，從負(fù)荷端逐級向電源端計(jì)算，而且需要的計(jì)算負(fù)荷為基礎(chǔ)，從負(fù)荷端逐級向電源端計(jì)算，而且需要在各級配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)在各級配電點(diǎn)乘以

29、同期系數(shù)K ，即，即2c2cc. cc. ccQPSQKQPKPjj3車間或全廠的計(jì)算負(fù)荷車間或全廠的計(jì)算負(fù)荷 求出變壓器低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷后，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算求出變壓器低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷后，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷等于低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷與變壓器功率損耗之和。在初步設(shè)負(fù)荷等于低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷與變壓器功率損耗之和。在初步設(shè)計(jì)時，變壓器的功率損耗可按下式近似估算計(jì)時，變壓器的功率損耗可按下式近似估算cTcT)08. 005. 0()02. 001. 0(SQSP中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件企業(yè)負(fù)荷確定的步驟從負(fù)荷端開始，逐從負(fù)荷端開始，逐級上推到電源進(jìn)線級上推到電源進(jìn)線端。端。用電設(shè)備

30、組用電設(shè)備組車間低壓變壓器車間低壓變壓器出線出線高壓出線高壓出線企業(yè)變壓器出線企業(yè)變壓器出線企業(yè)進(jìn)線企業(yè)進(jìn)線中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件4單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康漠?dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康?5時，時，不論單相設(shè)備如何分配，均可直接按三相平衡負(fù)荷計(jì)算；不論單相設(shè)備如何分配，均可直接按三相平衡負(fù)荷計(jì)算；若單相用電設(shè)備的總?cè)萘看笥谌嘤秒娫O(shè)備總?cè)萘康娜魡蜗嘤秒娫O(shè)備的總?cè)萘看笥谌嘤秒娫O(shè)備總?cè)萘康?5時，則需將其換算成三相等效負(fù)荷后，再參與負(fù)荷計(jì)算。時，則需將其換算成三相等效負(fù)荷后，再參與負(fù)荷

31、計(jì)算。 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件4單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 單相用電設(shè)備換算為三相等效設(shè)備容量的方法：單相用電設(shè)備換算為三相等效設(shè)備容量的方法： 1）單相設(shè)備接于相電壓時，將三相線路中單相用電）單相設(shè)備接于相電壓時，將三相線路中單相用電設(shè)備容量最大的一相乘以設(shè)備容量最大的一相乘以3作為三相等效設(shè)備容量。作為三相等效設(shè)備容量。 2）單相設(shè)備接于線電壓時，首先應(yīng)將接于線電壓的）單相設(shè)備接于線電壓時，首先應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后再分相單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后再分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，取最大負(fù)

32、荷相的設(shè)備容量的計(jì)算各相的設(shè)備容量，取最大負(fù)荷相的設(shè)備容量的3倍來作倍來作為等效的三相負(fù)荷容量。接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為等效的三相負(fù)荷容量。接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量時，換算公式如下：為接于相電壓的設(shè)備容量時，換算公式如下：BCCBCCACCACBCCBCCACCACABBABBCBBCBABBABBCBBCBCAACAABABACAACAABAABAPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPA中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 例題：某機(jī)修車間例題：某機(jī)修車間380V380V線路上有如下設(shè)備：線路上有如下設(shè)備： 對焊機(jī)一臺：對焊

33、機(jī)一臺：S SN N=42kVA, =42kVA, N N=60%,cos=60%,cos =0.62=0.62 10 10噸橋式起重機(jī)一臺：噸橋式起重機(jī)一臺：P PN N=39.6kW,=39.6kW, N N=40%=40% 金屬切削用三相電機(jī)：金屬切削用三相電機(jī)：7.5kW 37.5kW 3臺臺, 4kW 8, 4kW 8臺臺;3kW 17;3kW 17臺臺試求計(jì)算負(fù)荷。試求計(jì)算負(fù)荷。思路：思路： 先確定負(fù)荷應(yīng)用范圍：小批生產(chǎn)，屬于冷加工車間先確定負(fù)荷應(yīng)用范圍：小批生產(chǎn)，屬于冷加工車間 先分組：對焊機(jī)一組；起重機(jī)一組；金屬切削用電機(jī)一組。先分組：對焊機(jī)一組；起重機(jī)一組；金屬切削用電機(jī)一組

34、。 每一組用需用系數(shù)法分別計(jì)算：容量；查表得每一組用需用系數(shù)法分別計(jì)算：容量；查表得KdKd和和coscos ；計(jì)算；計(jì)算 查表得多個組的同時系數(shù)，再計(jì)算查表得多個組的同時系數(shù)，再計(jì)算中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件例題詳細(xì)求解AUSIkVAQPSkPKKQkWPKKPKkPQkWPKPkWPKkPQkWPKPkWPPKkPQkWPKPkWSPKNcacacacacamiiNdisicamiNdisicasicacadcadcacadcaNNdcacadcaNNd7123803100083.46383.465 .3916.25var5 .39)2 .2998.1221. 7(

35、8 . 0)tan(16.25)88.165 . 707. 7(8 . 0)(8 . 0var2 .2973. 188.16tan 88.165 .10516. 05 .105317485 . 7373. 1tan, 5 . 0cos,16. 0 :var98.1273. 15 . 7tan 5 . 75015. 0504 . 06 .392273. 1tan, 5 . 0cos,15. 0 :var21. 702. 107. 7tan 07. 72 .2035. 02 .206 . 062. 042cos02. 1tan, 7 . 0cos,35. 0 :222211取同時系數(shù)查表得金屬切削

36、電機(jī)查表得吊車組查表得對焊機(jī)組中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件舉例：舉例：某機(jī)修車間某機(jī)修車間380v380v線路上，接有金屬切削機(jī)床線路上，接有金屬切削機(jī)床2020臺，共臺，共50kw50kw，通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)2 2臺共臺共3kw3kw，電阻，電阻爐爐1 1臺臺2kw2kw。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。解：解： 先求各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷先求各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷金屬切削機(jī)床組金屬切削機(jī)床組 查表查表2-12-1，取，取K Kd d=0.16 =0.16 Cos=0.5 tan=1.73=0.5 tan=1.73 Pca1=Kd Pca1=Kd PN=

37、0.160.1650kw=8kw Qca1=Pca tan=8kw50kw=8kw Qca1=Pca tan=8kw1.73=13.84kvar1.73=13.84kvar 通風(fēng)機(jī)組通風(fēng)機(jī)組 查表查表2-12-1，取，取K Kd d=0.8 =0.8 Cos=0.8 tan=0.75=0.8 tan=0.75有有 Pca2=Kd Pca2=Kd PN=0.8=0.83kw=2.4kw Qca2=Pca tan=2.4kw3kw=2.4kw Qca2=Pca tan=2.4kw0.75=1.8kvar0.75=1.8kvar 電阻爐電阻爐 查表查表2-12-1，取，取K Kd d=0.7 =0.

38、7 Cos=0.98 tan=0.2=0.98 tan=0.2有有 Pca3=Kd Pca3=Kd PN=0.7=0.72kw=1.4kw Qca3=Pca tan=1.4kw2kw=1.4kw Qca3=Pca tan=1.4kw0.2=0.28kvar0.2=0.28kvar 380V 380V線路上的總計(jì)算負(fù)荷（取線路上的總計(jì)算負(fù)荷（取K =0.95 =0.95 ） Pca= Pca= K (Pca1+Pca2+Pca3)=0.95(8+2.4+1.4)=11.564kw (Pca1+Pca2+Pca3)=0.95(8+2.4+1.4)=11.564kw Qca= Qca= K (Qca

39、1+Qca2+Qca3)=0.95(13.8+1.4+0.28)=15.17kvar (Qca1+Qca2+Qca3)=0.95(13.8+1.4+0.28)=15.17kvar 07.1917.15564.112222QPScacaca中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 對需用系數(shù)法的評價：對需用系數(shù)法的評價： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 公式簡單，計(jì)算方便。公式簡單，計(jì)算方便。 只用一個原始公式只用一個原始公式 就可以表征普遍的計(jì)算就可以表征普遍的計(jì)算方法。這個公式對用電設(shè)備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電方法。這個公式對用電設(shè)備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電站的計(jì)算負(fù)荷都可進(jìn)行計(jì)算。站的

40、計(jì)算負(fù)荷都可進(jìn)行計(jì)算。 對于不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，對于不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計(jì)和積累，數(shù)值比較完整和準(zhǔn)確，為供電設(shè)計(jì)經(jīng)過幾十年的統(tǒng)計(jì)和積累，數(shù)值比較完整和準(zhǔn)確，為供電設(shè)計(jì)提供了很好的條件。提供了很好的條件。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 沒有考慮大容量電動機(jī)對整個計(jì)算負(fù)荷的影響，尤其是當(dāng)總用沒有考慮大容量電動機(jī)對整個計(jì)算負(fù)荷的影響，尤其是當(dāng)總用電設(shè)備較少時，影響更大。這種情況下，采用二項(xiàng)系數(shù)法更準(zhǔn)電設(shè)備較少時，影響更大。這種情況下，采用二項(xiàng)系數(shù)法更準(zhǔn)確些。確些。 對絕大多數(shù)企業(yè)，需用系數(shù)法，目前仍稱得上一種準(zhǔn)確而又簡對絕大多數(shù)企業(yè)，需用系數(shù)法，

41、目前仍稱得上一種準(zhǔn)確而又簡便的方法，因而在我國設(shè)計(jì)部門廣泛采用。便的方法，因而在我國設(shè)計(jì)部門廣泛采用。PKPNdca中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法PPPxNcacb從圖所示的日負(fù)荷曲線看出，其從圖所示的日負(fù)荷曲線看出，其最大有功負(fù)荷可表示為最大有功負(fù)荷可表示為Pmax=Pca=Pav+P式中式中Pav為企業(yè)日負(fù)荷曲線的平為企業(yè)日負(fù)荷曲線的平均負(fù)荷，均負(fù)荷， P則表示日負(fù)荷曲線則表示日負(fù)荷曲線的尖峰部分。的尖峰部分。大量的考察和統(tǒng)計(jì)證明：大量的考察和統(tǒng)計(jì)證明：產(chǎn)生企業(yè)產(chǎn)生企業(yè)“尖峰負(fù)荷尖峰負(fù)荷”的主要原因是：企業(yè)內(nèi)的主要原因是：企業(yè)內(nèi)X臺最大容量的電動臺最大容

42、量的電動機(jī)在某一生產(chǎn)時間內(nèi)較密集地處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。如果已知機(jī)在某一生產(chǎn)時間內(nèi)較密集地處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。如果已知X臺臺最大容量的電動機(jī)總?cè)萘繛樽畲笕萘康碾妱訖C(jī)總?cè)萘繛镻x，則上式可表示為：，則上式可表示為：PN用電設(shè)備組的總額定容量用電設(shè)備組的總額定容量PxX臺最大容量用電設(shè)備的總?cè)萘颗_最大容量用電設(shè)備的總?cè)萘縝、c二項(xiàng)系數(shù)二項(xiàng)系數(shù)X該用電設(shè)備組中取最大用該用電設(shè)備組中取最大用電設(shè)備的臺數(shù)電設(shè)備的臺數(shù)中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件四、功率因數(shù)及其提高四、功率因數(shù)及其提高1）瞬時功率因數(shù)）瞬時功率因數(shù) 瞬時功率因數(shù)由功率因數(shù)表或相位表直接讀出，或由功瞬時功率因數(shù)由功率因數(shù)

43、表或相位表直接讀出，或由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：式中：式中：P功率表測出的三相功率讀數(shù)（功率表測出的三相功率讀數(shù)（kW）；）； U電壓表測出的線電壓讀數(shù)（電壓表測出的線電壓讀數(shù)（kV）；）； I電流表測出的相電流讀數(shù)（電流表測出的相電流讀數(shù)（A）。）。 瞬時功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無功功率的變化情瞬時功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無功功率的變化情況。況。 UIP3cos1工廠的功率因數(shù)分類和計(jì)算工廠的功率因數(shù)分類和計(jì)算 瞬時功率因數(shù)瞬時功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)總功率因數(shù)中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程

44、研究所供電技術(shù)電子課件2）平均功率因數(shù)）平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)指某一規(guī)定時間內(nèi)，功率因數(shù)的平均值。平均功率因數(shù)指某一規(guī)定時間內(nèi)，功率因數(shù)的平均值。其計(jì)算公式為其計(jì)算公式為式中：式中： W某一時間內(nèi)消耗的有功電能（某一時間內(nèi)消耗的有功電能（kWh）；由有功）；由有功電度表讀出。電度表讀出。 V某一時間內(nèi)消耗的無功電能（某一時間內(nèi)消耗的無功電能（kvarh）；由無）；由無功電度表讀出。功電度表讀出。 我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，規(guī)定電費(fèi)要按我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)來調(diào)整。上式用以計(jì)算已投入生產(chǎn)的工月平均功率因數(shù)來調(diào)整。上式用以計(jì)算已投入生產(chǎn)的工業(yè)企

45、業(yè)的功率因數(shù)。業(yè)企業(yè)的功率因數(shù)。222)(11cosWVVWW中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件3 3）自然功率因數(shù)）自然功率因數(shù) 未裝設(shè)人工補(bǔ)償裝置時的功率因數(shù)。未裝設(shè)人工補(bǔ)償裝置時的功率因數(shù)。4 4）總功率因數(shù)）總功率因數(shù) 設(shè)置人工補(bǔ)償裝置后的功率因數(shù)。設(shè)置人工補(bǔ)償裝置后的功率因數(shù)。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件（1）系統(tǒng)中輸送的）系統(tǒng)中輸送的總電流增加總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動控制設(shè)備、測量件，容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動控制設(shè)備、測量儀表等規(guī)格尺寸增大，因而儀表等規(guī)格尺寸增大，因而增

46、大了初投資費(fèi)用增大了初投資費(fèi)用。（2）增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗。增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗。（3）線路的電壓損耗增大線路的電壓損耗增大。影響負(fù)荷端的異步電動機(jī)及其。影響負(fù)荷端的異步電動機(jī)及其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。（4）發(fā)動機(jī)出力相對降低發(fā)動機(jī)出力相對降低。2功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件3功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高 高壓高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.

47、90.9以上，以上，其他用其他用戶戶功率因數(shù)應(yīng)在功率因數(shù)應(yīng)在0.850.85以上。以上。 人工補(bǔ)償無功功率人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件1）提高自然功率因數(shù)）提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)的方法，即采用降低各用電設(shè)備所需的無功功提高自然功率因數(shù)的方法，即采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，主要有：率以改善其功率因數(shù)的措施，主要有： 正確選用感應(yīng)電動機(jī)的型號和容量，使其接近滿載運(yùn)行；正確選用感應(yīng)電動機(jī)的型號和容量，使其接近滿載運(yùn)行； 更換輕負(fù)荷感應(yīng)電動機(jī)或者改變輕負(fù)荷電動機(jī)的接線；更

48、換輕負(fù)荷感應(yīng)電動機(jī)或者改變輕負(fù)荷電動機(jī)的接線； 電力變壓器不宜輕載運(yùn)行；電力變壓器不宜輕載運(yùn)行； 合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，限合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，限制電焊機(jī)、機(jī)床電動機(jī)等設(shè)備的空載運(yùn)轉(zhuǎn)；制電焊機(jī)、機(jī)床電動機(jī)等設(shè)備的空載運(yùn)轉(zhuǎn)； 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件2）人工補(bǔ)償無功功率當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍不能達(dá)到率因數(shù)仍不能達(dá)到供用電規(guī)則供用電規(guī)則所要求的數(shù)值所要求的數(shù)值時，就需要設(shè)置專門的無功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償時，就需要設(shè)置專門的無功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償無功功率。

49、無功功率。人工補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下三種：人工補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下三種： 并聯(lián)電容器補(bǔ)償并聯(lián)電容器補(bǔ)償 同步電動機(jī)補(bǔ)償同步電動機(jī)補(bǔ)償 動態(tài)無功功率補(bǔ)償動態(tài)無功功率補(bǔ)償 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件并聯(lián)電容器原理并聯(lián)電容器原理p原理：原理：電感性負(fù)載電流滯后電網(wǎng)電壓，而電容電感性負(fù)載電流滯后電網(wǎng)電壓，而電容器的電流超前電網(wǎng)電壓，這樣就可以完全或部器的電流超前電網(wǎng)電壓，這樣就可以完全或部分抵消。減小功率因數(shù)角，提高功率因數(shù)。分抵消。減小功率因數(shù)角，提高功率因數(shù)。p方法：方法：并聯(lián)靜電電容器并聯(lián)靜電電容器p用靜電電容器（或稱移相電容器、電力電容器）用靜電電容器（或

50、稱移相電容器、電力電容器）作無功補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，是目前工業(yè)企業(yè)作無功補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，是目前工業(yè)企業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種補(bǔ)償裝置。內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種補(bǔ)償裝置。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理。為補(bǔ)償后的功率因數(shù)角，為補(bǔ)償前的功率因數(shù)角式中總的補(bǔ)償容量為)tan(tan/tantantan tan22avCavCRCRCLRLRLPQPQRUCURUCUIIIIIIIII中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件電容器的補(bǔ)償方式電容器的補(bǔ)償方式無功補(bǔ)償應(yīng)本著無功補(bǔ)償應(yīng)本著就近平衡就近平衡的原則，低壓設(shè)備的無的原則，

51、低壓設(shè)備的無功功率宜在低壓側(cè)補(bǔ)償，高壓設(shè)備的無功功率應(yīng)功功率宜在低壓側(cè)補(bǔ)償，高壓設(shè)備的無功功率應(yīng)在高壓側(cè)補(bǔ)償。在高壓側(cè)補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置應(yīng)盡量靠近無功負(fù)荷。補(bǔ)償裝置應(yīng)盡量靠近無功負(fù)荷。按照補(bǔ)償電容器安裝的位置，分為按照補(bǔ)償電容器安裝的位置，分為就地補(bǔ)償就地補(bǔ)償和和集集中補(bǔ)償中補(bǔ)償。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件圖圖2-3 補(bǔ)償電容器的布置方式補(bǔ)償電容器的布置方式中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件電容器的補(bǔ)償方式電容器的補(bǔ)償方式-就地補(bǔ)償就地補(bǔ)償 就地補(bǔ)償：就地補(bǔ)償：即對于容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)的用電設(shè)備，在其即對于容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)的用電設(shè)備，在其附近按照其本身無功

52、功率的需要裝設(shè)電容器。附近按照其本身無功功率的需要裝設(shè)電容器。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償效果最好補(bǔ)償效果最好。能最大限度減少系統(tǒng)中流過的。能最大限度減少系統(tǒng)中流過的無功，使供電線路功率及能量損耗降低；線路的截面無功，使供電線路功率及能量損耗降低；線路的截面積減小；開關(guān)設(shè)備和變壓器容量降低。積減?。婚_關(guān)設(shè)備和變壓器容量降低。 缺點(diǎn)：電容器將隨著用電設(shè)備一同工作和停止，所以缺點(diǎn)：電容器將隨著用電設(shè)備一同工作和停止，所以利用率較低、投資大、管理不方便；易受機(jī)械振動及利用率較低、投資大、管理不方便；易受機(jī)械振動及其他環(huán)節(jié)條件的影響。其他環(huán)節(jié)條件的影響。 對大容量感應(yīng)電動機(jī)而言，補(bǔ)償容量應(yīng)按照輕負(fù)荷時電機(jī)對大容

53、量感應(yīng)電動機(jī)而言，補(bǔ)償容量應(yīng)按照輕負(fù)荷時電機(jī)所需要的無功功率計(jì)算，以免輕負(fù)荷時出現(xiàn)過補(bǔ)償。所需要的無功功率計(jì)算，以免輕負(fù)荷時出現(xiàn)過補(bǔ)償。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件電容器的補(bǔ)償方式電容器的補(bǔ)償方式-集中補(bǔ)償集中補(bǔ)償 集中補(bǔ)償：集中補(bǔ)償：將電容器集中裝設(shè)在變電所的母線上，以專用的將電容器集中裝設(shè)在變電所的母線上，以專用的開關(guān)控制。開關(guān)控制。 優(yōu)點(diǎn)：和就地補(bǔ)償相比，所需電容器總?cè)萘枯^少，即電優(yōu)點(diǎn)：和就地補(bǔ)償相比，所需電容器總?cè)萘枯^少，即電容器的利用率較高。容器的利用率較高。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：補(bǔ)償效果稍差補(bǔ)償效果稍差。 具體分為：分組集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償。具體分為：

54、分組集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償。 低壓集中補(bǔ)償：補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償：補(bǔ)償6(10)kV變壓器低壓側(cè)的無功功率。變壓器低壓側(cè)的無功功率。 高壓集中補(bǔ)償：主要補(bǔ)償高壓用電設(shè)備的無功功率和高壓集中補(bǔ)償：主要補(bǔ)償高壓用電設(shè)備的無功功率和6(10)kV變壓器的無功損耗。變壓器的無功損耗。 但從提高電源進(jìn)線的功率因數(shù)來看，僅在高壓側(cè)補(bǔ)償也能滿但從提高電源進(jìn)線的功率因數(shù)來看，僅在高壓側(cè)補(bǔ)償也能滿足要求，但足要求，但高壓側(cè)補(bǔ)償只能節(jié)約電源至高壓側(cè)補(bǔ)償只能節(jié)約電源至6(10)kV 變電所的導(dǎo)變電所的導(dǎo)體截面體截面，而設(shè)置在，而設(shè)置在低壓側(cè)低壓側(cè)除具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還能除具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還能提高提高6(10

55、)kV 變壓器的負(fù)荷能力變壓器的負(fù)荷能力。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件5補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 （1 1）補(bǔ)償容量的計(jì)算）補(bǔ)償容量的計(jì)算 (2) (2) 補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 )tantan2130（PQCcCqQn 確定電容器的個數(shù)確定電容器的個數(shù) CQQQ30/30補(bǔ)償后總的無功計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后總的無功計(jì)算負(fù)荷為 2302302/30230/30)(CQQPQPS補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為 補(bǔ)償前后對應(yīng)的功率因數(shù)角正切值補(bǔ)償前后對應(yīng)的功率因數(shù)角正切值 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)

56、電子課件電容器的接線方式 接線方式分為三角形接線和星形接線接線方式分為三角形接線和星形接線q三角形接線：當(dāng)電容器額定電壓按電網(wǎng)的線電壓選擇三角形接線：當(dāng)電容器額定電壓按電網(wǎng)的線電壓選擇時，應(yīng)采用三角形接線。時，應(yīng)采用三角形接線。q星形接線：當(dāng)電容器額定電壓低于電網(wǎng)的線電壓時，星形接線：當(dāng)電容器額定電壓低于電網(wǎng)的線電壓時，應(yīng)采用星形接線。應(yīng)采用星形接線。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 三角形接線的電容器直接承受線間電壓，任何一臺電容器因故障被擊穿時，就形成兩相短路，故障電流很大，如果故障不能迅速切除，故障電流和電弧將使絕緣介質(zhì)分解產(chǎn)生氣體，使油箱爆炸，并波及鄰近的電容器。因此

57、這種接線已經(jīng)很少在10kV系統(tǒng)中使用，只是在380V配電系統(tǒng)中有少量使用。 星形接線電容器的極間電壓是電網(wǎng)的相電壓，絕緣承受的電壓較低，電容器的制造設(shè)計(jì)可以選擇較低的工作場強(qiáng)。 當(dāng)電容器組中有一臺電容器因故障擊穿短路時，由于其余兩健全相的阻抗限制，故障電流將減小到一定范圍，并使故障影響減輕。 星形接線的最大優(yōu)點(diǎn)是可以選擇多種保護(hù)方式。少數(shù)電容器故障擊穿短路后，單臺的保護(hù)熔絲可以將故障電容器迅速切除，不致造成電容器爆炸。 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件三角形和星形接線的比較 若某一電容器內(nèi)部擊穿若某一電容器內(nèi)部擊穿: 三角形接線時，就形成了相間短路故障，有可能三角形接線時，就

58、形成了相間短路故障，有可能引起電容器膨脹、爆炸、使事故擴(kuò)大；引起電容器膨脹、爆炸、使事故擴(kuò)大； 星形接線，不形成相間短路故障。星形接線，不形成相間短路故障。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件三角形和星形接線的比較 三角形接線比星形接線能節(jié)約電容三角形接線比星形接線能節(jié)約電容23。cclcccXcUXUXUQ3)3(QQ222，中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 電容器的接線還有雙三角形和雙星形之分。 雙星形接線，是將電容器平均分為兩個電容相等或相近的星形接線電容器組，并聯(lián)到電網(wǎng)母線，兩組電容器的中性點(diǎn)之間經(jīng)過一臺低變比的電流互感器連接起來。 利用其中性點(diǎn)連接的電

59、流保護(hù)裝置，當(dāng)電容器故障擊穿切除后，會產(chǎn)生不平衡電流，使保護(hù)裝置動作將電源斷開，這種保護(hù)方式簡單有效，不受系統(tǒng)電壓不平衡或接地故障的影響。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 電容器一次側(cè)接有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)放電線圈。 放電線圈的作用是將斷開電源后的電容器上的電荷迅速、可靠地釋放掉。 和電容器并聯(lián)，形成感容并聯(lián)諧振電路，使電能在諧振中消耗掉。放電線圈應(yīng)能在電容器斷開電源5s內(nèi)將電容器端電壓下降到50V。 串聯(lián)電抗器是為了限制合閘涌流和限制諧波 在電容器回路中串聯(lián)一定數(shù)值的電抗器，即造成一個對n次諧波的濾波回路 對于3次諧波：3XL = （1/3） XC，則XL = （1/9） X

60、C = 0.11XC；對于5次諧波：5XL = （1/5） XC，則XL = （1/25） XC = 0.04XC。 普遍采有在回路中串聯(lián)12%電抗構(gòu)成3次諧波濾波器，12%電抗率的含義是指串聯(lián)電抗器的感抗值為該回路電容器容抗值的12%,而用串聯(lián)6%電抗構(gòu)成5次諧波濾波器。不正好采用11%和4%，而是稍大一點(diǎn)，目的是使電容器回路阻抗呈感性，避免完全諧振時電容器過電流。 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所供電技術(shù)電子課件 在電業(yè)部門以單星形接線最多，在工礦企業(yè)卻大量存在三角形接線電容器組。 1985年以后，電業(yè)部門執(zhí)行統(tǒng)一的部頒設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，新(擴(kuò))建電容器組均未采用三角形接線。 工礦企業(yè)與民用部門