1、第三章 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償,負(fù)荷計(jì)算：學(xué)會(huì)如何計(jì)算或估算工廠電力負(fù)荷的大小是很重要的。負(fù)荷計(jì)算是正確選擇供配電系統(tǒng)中導(dǎo)線、電纜、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等的基礎(chǔ)，也是保障供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行必不可少的環(huán)節(jié)。 無(wú)功補(bǔ)償：重點(diǎn)討論功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響以及怎樣進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,一、計(jì)算負(fù)荷的目的和意義,電力負(fù)荷：在不同的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用電 設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流 的大小。,供配電系統(tǒng)進(jìn)行電力設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇校驗(yàn)供電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面，確定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護(hù)設(shè)備等。計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理

2、，將直接影響到電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，系統(tǒng)是否正?？煽康倪\(yùn)行。,二、電力負(fù)荷曲線,電力負(fù)荷曲線： 負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，可以直觀地反映用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。 在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功功率或無(wú)功功率）值，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)為單位）。 按負(fù)荷的功率性質(zhì)可以分為有功負(fù)荷曲線和無(wú)功負(fù)荷曲線； 按所表示的負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間分，可以分為年負(fù)荷、月負(fù)荷和日負(fù)荷曲線。,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,二、電力負(fù)荷曲線,(1)日有功負(fù)荷曲線：代表負(fù)荷在一晝夜間(024h)變化情況。,日負(fù)荷曲線時(shí)間間隔取的愈短，曲線愈能反映負(fù)荷的實(shí)際變化情況。曲線與橫坐標(biāo)所

3、包圍的面積代表全日所消耗的電能。,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,二、電力負(fù)荷曲線,(2)年負(fù)荷曲線：反映負(fù)荷全年(8760h)變動(dòng)情況。 分為年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線和年每日最大負(fù)荷曲線。,年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線：反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的關(guān)系，是根據(jù)一年中具有代表性的冬日和夏日負(fù)荷曲線繪制而成。,(a)夏季日負(fù)荷曲線 (b)冬季日負(fù)荷曲線 (c)年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,二、電力負(fù)荷曲線,(2)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)。,分析負(fù)荷曲線可以了解負(fù)荷變動(dòng)的規(guī)律，對(duì)供配電設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，可以從中獲得一些對(duì)設(shè)計(jì)、運(yùn)行有用的資料；對(duì)工廠運(yùn)行來(lái)說(shuō)，可以合理地、有計(jì)劃地安排車間、班次或大容量設(shè)

4、備的用電時(shí)間，降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷，這種“削峰填谷”的辦法可以使負(fù)荷曲線比較平坦，從而達(dá)到節(jié)點(diǎn)效果。,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,二、電力負(fù)荷曲線,(2)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)。,年最大負(fù)荷Pmax：是指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi) (為防偶然性，這樣的工作班至少要在負(fù)荷最大的月份出現(xiàn)23次)消耗電能最大半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為30分鐘最大負(fù)荷P30。,年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax：又稱年最大負(fù)荷使用時(shí)間。它是一個(gè)假想時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,二、電力負(fù)荷曲線,(2)與負(fù)荷曲線

5、有關(guān)的參數(shù)。,平均負(fù)荷：指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。,負(fù)荷系數(shù)：指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，負(fù)荷系數(shù)越接近1，負(fù)荷曲線越平坦。,年平均負(fù)荷為,負(fù)荷系數(shù)小說(shuō)明負(fù)荷變化大。從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力、提高供電效率來(lái)說(shuō)，希望此系數(shù)越高越好。,3.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,三、計(jì)算負(fù)荷,計(jì)算負(fù)荷： 計(jì)算負(fù)荷是指如果導(dǎo)體中通過(guò)一個(gè)假想不變負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的最高溫升，整好與它通過(guò)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的最高溫升相等，那么該假想不變負(fù)荷就稱為計(jì)算負(fù)荷。 是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個(gè)假定負(fù)荷，其物理含義是計(jì)算負(fù)荷所產(chǎn)生的恒定溫升等于實(shí)際變化負(fù)荷所產(chǎn)生的最高溫升。 通常以半小時(shí)平均負(fù)荷的最大值來(lái)表示。,3

6、.1 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷,一、用電設(shè)備的工作方式,是指用電設(shè)備的工作方式，其對(duì)于用電負(fù)荷的大小有 直接影響。 長(zhǎng)期工作制的設(shè)備 是指長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，可以達(dá)到穩(wěn)定溫升，負(fù)荷比較平穩(wěn)的用電設(shè)備。如照明 燈具、鍋爐用風(fēng)機(jī)、生產(chǎn)生活用水泵等。,3.2 用電設(shè)備額定容量的確定,短期工作制的設(shè)備 是指工作時(shí)間較短常達(dá)不到穩(wěn)定溫升，而停用時(shí)間很長(zhǎng)可冷卻到周圍環(huán)境 溫度的用電設(shè)備。如房間換氣扇。鍋爐補(bǔ)水泵等。,反復(fù)短期工作制的設(shè)備 是指時(shí)而工作，時(shí)而停用，反復(fù)交替變換，工作時(shí)間很短，常達(dá)不到穩(wěn)定 溫升，停用時(shí)間也很短，常冷卻不到環(huán)境溫度，工作周期一般不超過(guò)10分 鐘。運(yùn)行一段時(shí)間后溫升穩(wěn)定在某一穩(wěn)定范圍內(nèi)反復(fù)波

7、動(dòng)的用電設(shè)備。,一、用電設(shè)備的工作方式,3.2 用電設(shè)備額定容量的確定,反復(fù)短期工作制的設(shè)備 是指時(shí)而工作，時(shí)而停用，反復(fù)交替變換，工作時(shí)間很短，常達(dá)不到穩(wěn)定 溫升，停用時(shí)間也很短，常冷卻不到環(huán)境溫度，工作周期一般不超過(guò)10分 鐘。運(yùn)行一段時(shí)間后溫升穩(wěn)定在某一穩(wěn)定范圍內(nèi)反復(fù)波動(dòng)的用電設(shè)備。,暫載率（負(fù)荷持續(xù)率） 一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與整個(gè)工作周期的百分比值。,二、用電設(shè)備額定容量的計(jì)算,按照不同工作制確定各種用電設(shè)備的設(shè)備容量Pe。,3.2 用電設(shè)備額定容量的確定,長(zhǎng)期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率。,斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量是將某負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一的

8、負(fù)荷持續(xù)率下的功率。,1)電焊設(shè)備 要求統(tǒng)一換算到 100時(shí)的功率，即,式中 與銘牌額定容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率(計(jì)算中用小數(shù))； 其值為100的負(fù)荷持續(xù)率(計(jì)算中用1)； cos 銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。,二、用電設(shè)備額定容量的計(jì)算,3.2 用電設(shè)備額定容量的確定,2)起重機(jī)(吊車電動(dòng)機(jī)) 要求統(tǒng)一換算到 25時(shí)的額定功率，即,式中 其值為25的負(fù)荷持續(xù)率(用0.25計(jì)算)。,3) 電爐變壓器組 設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即 式中 電爐變壓器的額定容量； Cos 電爐變壓器的額定功率因數(shù)。,二、用電設(shè)備額定容量的計(jì)算,3.2 用電設(shè)備額定容量的確定,照明設(shè)備的設(shè)備容量,不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備

9、(如白熾燈、碘鎢燈)的設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即 用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備(如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈)的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。 熒光燈： 高壓水銀燈、金屬鹵化物燈：,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,計(jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷，即用半小時(shí)最大負(fù)荷 來(lái)表示有功計(jì)算負(fù)荷， 用、 和分別表示無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。 單個(gè)用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 1對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷為 式中 電動(dòng)機(jī)的額定功率; 電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。 2 對(duì)單個(gè)白熾燈、單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等，設(shè)備額定容量就作為計(jì)算負(fù)荷。即： 3對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備

10、，其設(shè)備容量均作為計(jì)算負(fù)荷。不過(guò)對(duì)于吊車類和電焊類設(shè)備，則應(yīng)按公式進(jìn)行相應(yīng)的換算。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,在所計(jì)算的范圍內(nèi)(如一條干線、一段母線或一臺(tái)變壓器)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需要系數(shù)法一般用來(lái)求多臺(tái)三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。,一、需要系數(shù)法,1、單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為：,例3-1 已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為380V的電動(dòng)機(jī)30臺(tái)，其總的設(shè)備容量為120kW。試求其計(jì)算負(fù)荷。,解

11、 查附錄表3中的“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，可得 = 0.160.2(取 0.2計(jì)算)， 0.5， 1.73。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,一、需要系數(shù)法,2、多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷： 確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的情況。因此，在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)Kp、 Kq，則計(jì)算負(fù)荷為,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,一、需要系數(shù)法,2、多組用電設(shè)

12、備組的計(jì)算負(fù)荷：,例3-2 一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共2.4kW；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷(設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.9)。,解 冷加工電動(dòng)機(jī)查附錄表3，取,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,一、需要系數(shù)法,2、多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：,例3-2 一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共2.4kW；電阻爐1臺(tái)2kW。試求

13、計(jì)算負(fù)荷(設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.9)。,通風(fēng)機(jī)：查附錄表3，取,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,一、需要系數(shù)法,2、多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：,例3-2 一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共2.4kW；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷(設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.9)。,電阻爐 查附錄表3，取,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,一、需要系數(shù)法,2、多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：,例3-2 一機(jī)修車間的380

14、V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共2.4kW；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷(設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.9)。,注意：需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)一定要正確判斷，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。如機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)屬于小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)；壓縮機(jī)、拉絲機(jī)和鍛造等應(yīng)屑熱加工機(jī)床；起重機(jī)、行車或電葫蘆等都屬吊車。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,一、需要系數(shù)法,用二項(xiàng)式法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，既考慮用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，又考慮幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起

15、的大于平均負(fù)荷的附加負(fù)荷。,1、單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷,式中 b、c二項(xiàng)式系數(shù)； b 用電設(shè)備組的平均功率，其中 是該用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚?c 為每組用電設(shè)備組中x臺(tái)容量較大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中Px是x臺(tái)容量最大設(shè)備的總?cè)萘?b、c、x的值可查附錄表3)。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,二、二項(xiàng)式法,2、多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷,同樣要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素，因此在確定總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組用電設(shè)備的平均負(fù)荷，即：,式中(c )max一為附加負(fù)荷最大的一組

16、設(shè)備的附加負(fù)荷； 最大附加負(fù)荷設(shè)備組的平均功率因數(shù)角的正切值(可查附錄3)。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,二、二項(xiàng)式法,例3-3 試用二項(xiàng)式法來(lái)確定例3-2中的計(jì)算負(fù)荷。,通風(fēng)機(jī)組 查附錄3，取,則,解： 先求出各組的平均功率b ，和附加負(fù)荷c 金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 查附錄3，取,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,二、二項(xiàng)式法,例3-3 試用二項(xiàng)式法來(lái)確定例3-2中的計(jì)算負(fù)荷。,顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用

17、方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,二、二項(xiàng)式法,例3-3 試用二項(xiàng)式法來(lái)確定例3-2中的計(jì)算負(fù)荷。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,二、二項(xiàng)式法,從例3-2和例3-3的計(jì)算結(jié)果可以看出，由于二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電 設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，計(jì)算的 結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果偏大，所以一般適用于低壓配電支 干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。而需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)單，該系數(shù)是按照 車間以上的符合情況來(lái)確定的，普遍應(yīng)用于求全廠和大型車間變電 所的計(jì)算負(fù)荷。而在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，而且容量差別懸殊的分支 干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，一般采用二項(xiàng)式系

18、數(shù)法。,3.3 負(fù)荷計(jì)算的方法,用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。,三、需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法的比較,基本原則： 單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負(fù)荷 盡可能平衡。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?15，可將單相設(shè)備總?cè)萘康刃槿嘭?fù)荷平衡進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。如果超過(guò) 15，則應(yīng)該將單項(xiàng)設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。,3.4 功率損耗與電能損耗,供電系統(tǒng)的功率損耗主要包括線路功率損耗和變壓器功率損耗兩部分。,一、線路功率損耗的計(jì)算,（1）有功功率損耗,由于供配電線路存在電阻和電抗，所以線路上會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗和無(wú)功功率

19、損耗。其值分別按下式計(jì)算,（2）無(wú)功功率損耗,3.4 功率損耗與電能損耗,二、變壓器功率損耗的計(jì)算,1、變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：,變壓器功率損耗包括有功和無(wú)功兩大部分。,（1）鐵心中的有功功率損耗，即鐵損 ?？梢杂勺儔浩鞯目蛰d實(shí)驗(yàn)得到近似值,（2）有負(fù)荷時(shí)一、二次繞組中的有功功率損耗，即銅損 ?？梢杂勺儔浩鞯亩搪穼?shí)驗(yàn)得到近似值,。 因此，變壓器的有功功率損耗的計(jì)算為,3.4 功率損耗與電能損耗,二、變壓器功率損耗的計(jì)算,2、變壓器的無(wú)功功率損耗由兩部分組成：,變壓器功率損耗包括有功和無(wú)功兩大部分。,（1）用來(lái)產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電流的一部分無(wú)功功率，用 表示。它只與繞組電壓有關(guān)，與負(fù)

20、荷無(wú)關(guān)。它與勵(lì)磁電流(或近似地與空載電流)成正比。,因此，變壓器的無(wú)功功率損耗的計(jì)算為,3.4 功率損耗與電能損耗,二、變壓器功率損耗的計(jì)算,在負(fù)荷計(jì)算中，SL7、S7、S9等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算。,變壓器功率損耗包括有功和無(wú)功兩大部分。,有功損耗,無(wú)功損耗,3.5 變電所變壓器臺(tái)數(shù)與容量的選擇,一、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇,選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：,（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 （2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。 （3）除上述情況外，一般變電所宜采用一臺(tái)變壓器，但是負(fù)荷集中而容量相

21、當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或以上變壓器。 （4）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。,3.5 變電所變壓器臺(tái)數(shù)與容量的選擇,二、變電所主變壓器容量的選擇,2裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的額定容量 應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件并擇其中的大者：,3.5 變電所變壓器臺(tái)數(shù)與容量的選擇,二、變電所主變壓器容量的選擇,3裝有兩臺(tái)主變壓器且為明備用的變電所 每臺(tái)主變壓器容量 的選擇方法與僅裝一臺(tái)主變壓器的變電所的方法相同。 車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1250kVA。 對(duì)裝設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮運(yùn)輸?shù)跹b和對(duì)通道、樓板荷載的影 響。采

22、用干式、環(huán)氧樹(shù)脂變壓器時(shí)，其容量不宜大于800kVA。 對(duì)居住小區(qū)變電所，一般采用干式、環(huán)氧樹(shù)脂變壓器，如采用油浸式變壓器， 單臺(tái)容量不宜超過(guò)800kVA。,4適當(dāng)考慮近期負(fù)荷的發(fā)展 應(yīng)適當(dāng)考慮今后510年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地，同時(shí)還要考慮 變壓器一定的正常過(guò)負(fù)荷能力。 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主結(jié)線方案的選 擇，對(duì)幾個(gè)較合理方案作技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，擇優(yōu)而定。,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,一、功率因數(shù)的計(jì)算,1、瞬時(shí)功率因數(shù),瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表(相位表)直接測(cè)量，亦可由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出(間接測(cè)量)：,瞬時(shí)功率因數(shù)用來(lái)了解和分析

23、工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)功功率的 變化情況，以便采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。,2、平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算：,式中， 為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出； 為某一時(shí)間 內(nèi)消耗的無(wú)功電能，由無(wú)功電度表讀出。,我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低來(lái)調(diào)整。,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,一、功率因數(shù)的計(jì)算,3、最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù),是指在年最大負(fù)荷(即計(jì)算負(fù)荷)時(shí)的功率因數(shù)，按下式計(jì)算：,我國(guó)電力工業(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè) 規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，一般應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100千伏安及以 上高壓

24、供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排 灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為 0.80及以上。,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,二、無(wú)功功率補(bǔ)償,如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工無(wú)功功率補(bǔ)償。,功率因數(shù)提高與無(wú)功功率和視在功率變化的關(guān)系如下圖所示,無(wú)功功率補(bǔ)償原理圖,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,二、無(wú)功功率補(bǔ)償,供配電系統(tǒng)在裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置后在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)的總計(jì)算 負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先扣除無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?，即補(bǔ)償后的總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：,補(bǔ)償后的總的視在計(jì)算負(fù)

25、荷應(yīng)為：,由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，由于低壓側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且可減少用戶的電費(fèi)開(kāi)支。 對(duì)于低壓配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，通常采用負(fù)荷側(cè)集中補(bǔ)償方式，即在低壓系統(tǒng)(如變壓器的低壓側(cè))利用自動(dòng)功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負(fù)荷的變化，自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量。,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,二、無(wú)功功率補(bǔ)償,例3-4 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有 功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè)) 的功率因數(shù)不低于0.9，如在低壓側(cè)裝

26、設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè) 多少補(bǔ)償容量?并問(wèn)補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化?,解 （1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)： 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,二、無(wú)功功率補(bǔ)償,例3-4 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有 功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè)) 的功率因數(shù)不低于0.9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè) 多少補(bǔ)償容量?并問(wèn)補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化?,取,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,二、無(wú)功功率補(bǔ)償,例3-4 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一

27、臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有 功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè)) 的功率因數(shù)不低于0.9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè) 多少補(bǔ)償容量?并問(wèn)補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化?,因此無(wú)功功率補(bǔ)償后的主變壓器容量可選為800 （參見(jiàn)附表2）。,（4）補(bǔ)償后的工廠功率因數(shù)補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為,3.6 無(wú)功因數(shù)與無(wú)功功率補(bǔ)償,二、無(wú)功功率補(bǔ)償,例3-4 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有 功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè)) 的功率因數(shù)不低于0.9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè) 多少補(bǔ)償容量?并問(wèn)補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化?,變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為,補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為,滿足