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1、工厂的电力负荷及计算第1页，共81页，编辑于2022年，星期六 第一节工厂的电力负荷和负荷曲线一、工厂电力负荷的分级及其对供电的要求一、工厂电力负荷的分级及其对供电的要求电力负荷电力负荷:电力负荷又称电力负载。电力负荷又称电力负载。工厂电力负荷的分级工厂电力负荷的分级:工厂的电力负荷，按工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度的损失或影响的程度分为三级分为三级。第2页，共81页，编辑于2022年，星期六二、工厂用电设备的工作制二、工厂用电设备的工作制连续工作制连续工作制短时工作制短时工作制断
2、续周期工作制断续周期工作制 断续周期工作制的设备，可用断续周期工作制的设备，可用“负荷持续率（又负荷持续率（又 称暂载率）来表征其工作特征。称暂载率）来表征其工作特征。负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，即期的百分比值，即 式中：式中：T为工作周期；为工作周期；t为工作周期内的工作时间；为工作周期内的工作时间；t。为工作周期内的停歇时间。为工作周期内的停歇时间。第3页，共81页，编辑于2022年，星期六断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）率）PN，是对应于某一标称负荷持续率，是对应于某一标称负
3、荷持续率N的。的。第4页，共81页，编辑于2022年，星期六三、工厂的负荷曲线三、工厂的负荷曲线负荷曲线：负荷曲线：表示一组用电设备的功率随时间变化关系表示一组用电设备的功率随时间变化关系的图形。的图形。可直观地反映出用户用电特点，对于同类可直观地反映出用户用电特点，对于同类型的用户，其负荷曲线形状大致相同。型的用户，其负荷曲线形状大致相同。（1）按负荷性质分）按负荷性质分有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线第5页，共81页，编辑于2022年，星期六（2)按持续工作时间分按持续工作时间分日负荷曲线日负荷曲线(24h)年负荷曲线（年负荷曲线（8760h第6页，共81页，编辑于2022
4、年，星期六第7页，共81页，编辑于2022年，星期六第8页，共81页，编辑于2022年，星期六四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 （一）年最大负荷和年最大负荷利用小时（一）年最大负荷和年最大负荷利用小时 年最大负荷年最大负荷 Pmax：全年中负荷最大的工作班内消耗电能最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荷也称为半小时最大负荷P30。第9页，共81页，编辑于2022年，星期六2.2.年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 年最天负荷利用小时年最天负荷利用小时 Tmax：一
5、个假想时间，在此时一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最间内，电力负荷按年最大负荷大负荷Pmax（或（或P30）持）持续运行所消耗的电能，恰续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，如图所示。际消耗的电能，如图所示。年最大负荷和年最大负荷利用小时 第10页，共81页，编辑于2022年，星期六（二）平均负荷和负荷系数（二）平均负荷和负荷系数 平均负荷平均负荷Pav:电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t t内平均消耗的功率，也内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间就是电力负荷在该时间t t内消耗的电能内消耗的电能WtWt除以除以时间时间t t的值，即的值
6、，即 年平均负荷为年平均负荷为Pav=Wa/8760第11页，共81页，编辑于2022年，星期六负荷系数负荷系数:负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷负荷Pav,Pav,与其最大负荷与其最大负荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 对用电设备来说，就是设备的输出功率对用电设备来说，就是设备的输出功率P与与设备额定容量设备额定容量PN的比值，即的比值，即 第12页，共81页，编辑于2022年，星期六第二节 三相用电设备组计算负荷的确定 1 1、概述、概述 计算负荷计算负荷:通过负荷的统计计算求出的、用来按发通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供
7、电系统中各元件的负荷值，热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为称为计算负荷计算负荷。通常将以半小时平均负荷为依据所绘制通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的的负荷曲线上的“最大负荷最大负荷”称为计算负称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用的依据，用P30(Q30、S30、I30)表示。表示。第13页，共81页，编辑于2022年，星期六规定取规定取“半小时平均负荷半小时平均负荷”的原因：的原因：一般中小截面导体的一般中小截面导体的发热时间常数发热时间常数为为10min以上，根据经验表明，中小截面导线达到稳定温以上，根据经验表明，中
8、小截面导线达到稳定温升所需时间约为升所需时间约为 3=31030（min），如果导线），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，只有持续时间在最高值，只有持续时间在30min以上的负荷时，才有以上的负荷时，才有可能构成导线的最高温升。可能构成导线的最高温升。第14页，共81页，编辑于2022年，星期六负荷计算的意义和目的负荷计算的意义和目的负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述，负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述，若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行中若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过允
9、许值。导体及电器的最高温升不会超过允许值。计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。等的额定参数的依据。正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。第15页，共81页，编辑于2022年，星期六2 2、按需要系数法确定计算负荷、按需要系数法确定计算负荷（一）基本公式（一）基本公式 用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷:
10、是用电设备组从供电系统中取用的半小时最是用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷大负荷P30，如图所示。如图所示。用电设备组计算负荷用电设备组计算负荷用电设备组计算负荷用电设备组计算负荷第16页，共81页，编辑于2022年，星期六用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量Pe：是指用电设备组所有设备（不含备用设备）是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量的额定容量PN之和，即之和，即Pe=PN。设备的额定容量设备的额定容量PN：是设备在额定条件下的最大输出功率。是设备在额定条件下的最大输出功率。第17页，共81页，编辑于2022年，星期六 式中 K同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工
11、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；e用电设备组在实际运行功率时的平均效率。第18页，共81页，编辑于2022年，星期六用电设备组的有功计算负荷用电设备组的有功计算负荷：令令 式中：式中：P30有功计算功率有功计算功率(kw)；Kd 需要系数需要系数(三台以下时三台以下时Kd 1)；式中，式中，Kd为需要系数。为需要系数。单台用电设备总会有满载运行的时候，单台用电设备总会有满载运行的时候，其计算负荷其计算负荷P30为为第19页，共81页，编辑于2022年，星期
12、六无功计算负荷：无功计算负荷：式中，式中，tan为对应于用电设备组为对应于用电设备组cos中的正中的正切值。切值。第20页，共81页，编辑于2022年，星期六视在计算负荷：视在计算负荷：式中，式中，cos为用电设备组的平均功率因数。为用电设备组的平均功率因数。计算电流：计算电流：式中，式中，UN为用电设备组的额定电压。为用电设备组的额定电压。第21页，共81页，编辑于2022年，星期六例：已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的的 三相电动机三相电动机7.5kW3台；台；4kW8台；台；3kW17台；台；1.5kW10 台。试求其计算负荷。台。
13、试求其计算负荷。解解 此机床组电动机的总容量为此机床组电动机的总容量为 Pe=7.5kW 3+4 kW 8+3 kW17+1.5 10=120.5kW 查附录表查附录表1中中“小批生产的金属冷加工机床电动机小批生产的金属冷加工机床电动机”项，项，得得Kd=0.16-0.2(取取0.2),cos=0.5,tan=1.73。因此求得。因此求得:有功计算负荷有功计算负荷 无功计算负荷无功计算负荷 视在计算负荷视在计算负荷 计算电流计算电流第22页，共81页，编辑于2022年，星期六（二）设备容量的计算（二）设备容量的计算 需要系数法基本公式中的设备容量需要系数法基本公式中的设备容量Pe计计算与用电设
14、备组的算与用电设备组的工作制工作制有关有关:一般连续工作制和短时工作制的用电设一般连续工作制和短时工作制的用电设备组备组:设备容量就是所有设备的铭牌额定容量设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和。之和。第23页，共81页，编辑于2022年，星期六对断续周期工作制的用电设备组对断续周期工作制的用电设备组 设备容量换算的公式如式(2-2)所示。（1）电焊机组电焊机组要求统一换算到要求统一换算到=100%的设备功率。的设备功率。第24页，共81页，编辑于2022年，星期六（2）吊车电动机组吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、（包括电葫芦、起重机、行车等行车等）要求统一换算到要求统一换算到=25的设备功
15、率。的设备功率。第25页，共81页，编辑于2022年，星期六(三三)多个用电设备组的计算负荷多个用电设备组的计算负荷 （配电干线和配电干线和 变电所低压母线）变电所低压母线）K KPP 同时系数同时系数第26页，共81页，编辑于2022年，星期六例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；另接通风机2台共3kW；电阻炉1台2kW。试求计算负荷。解：冷加工电动机组：查附录表1可得Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73，因此P30(1)=KdPe=0.250=10(kW)Q30(1)=P 30(1)tan=101.73=17.3(kva
16、r)S30(1)=P 30(1)/cos=10/0.5=20(kVA)第27页，共81页，编辑于2022年，星期六通风机组：查附录表1可得Kd=0.70.8（取0.8），cos=0.8，tan=0.75，因此P30(2)=KdPe=0.83=2.4(kW)Q30(2)=P 30(2)tan=2.40.75=1.8(kvar)S30(2)=P 30(2)/cos=2.4/0.8=3(kVA)第28页，共81页，编辑于2022年，星期六电电阻阻炉炉：由由于于是是单单台台设设备备，可可取取Kd=1，查查附录表附录表1可得可得cos=1，tan=0，因此，因此P30(3)=Pe=2(kW)Q30(3)
17、=P30(3)tan=20=0(kvar)S30(3)=P30(3)/cos=2/1=2(kVA)第29页，共81页，编辑于2022年，星期六取同时系数取同时系数p=0.95，q=0.97。因此总计算负荷为。因此总计算负荷为P30pP30=0.95（10+2.4+2）=13.68(kW)Q30qQ30=0.97（17.3+1.8+0）=18.53(kW)第30页，共81页，编辑于2022年，星期六 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。23.0318.5313.68取p=0.95q=0.9719.114.45523负荷总计20201121电阻炉331.82.
18、40.750.80.832通风机组22017.3101.730.50.25020机床组1S30(kVA)Q30(kVar)P30(kW)计算负荷tancosKd设备容量（kW）台数用电设备组名称序号第31页，共81页，编辑于2022年，星期六 3、按二项式法确定计算负荷、按二项式法确定计算负荷 当确定的用电设备台数较少而容量差别相当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和干线的当大的低压支线和干线的 计算负荷时采用。计算负荷时采用。（一）二项式法的基本公式（一）二项式法的基本公式第32页，共81页，编辑于2022年，星期六例2.3已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压已知机修车间的金
19、属切削机床组，拥有电压为为380V的三相电动机的三相电动机7.5kW3台；台；4kW8台；台；3kW17台；台；1.5kW10台。试求其计算负荷。台。试求其计算负荷。解：查附表解：查附表1得得 b=0.14,c=0.4,x=5,cos=0.5,tan=1.73此机床组电动机的总容量为此机床组电动机的总容量为 Pe=7.5kW 3+4 kW 8+3 kW17+1.5 10=120.5kWX台最大容量的设备容量为台最大容量的设备容量为Px=P5=7.5kW 3+4kW 2=30.5kW第33页，共81页，编辑于2022年，星期六=0.14 120.5kW+0.4 30.5kW=29.1kWQ30=
20、29.1kW 1.73=50.3kvarS30=29.1kW/0.5=58.2kVAI30=88.4A第34页，共81页，编辑于2022年，星期六(二二)多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷第35页，共81页，编辑于2022年，星期六例例2.4一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW；另接通风机2台共3kW；电阻炉1台2kW。试求计算负荷。解：解：金属切削机床组：查附录表金属切削机床组：查附录表1可得可得b=0.14,c=0.4,x=5,cos=0.5,tan=1.73，因此，因此bPe(1)=0.1450=7(kW)cP30(1)=0.4(7.5kW+4kW
21、3+2.2kW)=17.3(kvar)第36页，共81页，编辑于2022年，星期六通风机组：查附录表通风机组：查附录表1可得可得b=0.65,c=0.25,x=5,cos=0.8,tan=0.75，因，因此此bPe(2)=0.653 kW=1.95(kW)cP30(2)=0.253kW=0.75(kvar)电阻炉电阻炉：查附录表：查附录表1可得可得b=0.7,c=0,cos=1,tan=0，因此，因此bPe(3)=0.72 kW=1.4(kW)cP30(3)=0 第37页，共81页，编辑于2022年，星期六P30=(7+1.96+1.4)kW+8.68kW=19kWQ30=(7 1.73+1.
22、95 0.75+0)+8.68 1.73 =28.6kvarS30=34.3kVAI30=52.1A第38页，共81页，编辑于2022年，星期六第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 一、概述一、概述 单相负荷应均衡的分配到三相上。当单单相负荷应均衡的分配到三相上。当单相负荷的总容量小于计算范围内负荷的总相负荷的总容量小于计算范围内负荷的总容量的容量的15时，全部按三相对称负荷计算；时，全部按三相对称负荷计算；如单相用电设备不对称容量大于三相用电如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的设备总容量的15时，则设备容量应按三时，则设备容量应按三倍最大相负荷计算。倍最大相负荷计算。第39页，共
23、81页，编辑于2022年，星期六二、单相设备组等效三项负荷计算二、单相设备组等效三项负荷计算 单相用电设备应尽可能均衡分配在单相用电设备应尽可能均衡分配在三相线路上。（单相设备的总容量不超三相线路上。（单相设备的总容量不超过三相设备的过三相设备的15否则：否则：（一）（一）单相用电设备仅接于相电压单相用电设备仅接于相电压 等效三相负荷取最大相负荷的三倍等效三相负荷取最大相负荷的三倍 Pe=3 Pe.m第40页，共81页，编辑于2022年，星期六（二）（二）单相用电设备仅接于线电压单相用电设备仅接于线电压 单相设备接在线电压上的电流等效为三相设备时的电流等效为三相设备容量(1)接于同一线电压时第
24、41页，共81页，编辑于2022年，星期六(2)接于不同线电压时ACBP1P2P3第42页，共81页，编辑于2022年，星期六（三）（三）用电设备分别接于线电压和相电压用电设备分别接于线电压和相电压先将接于的线电压的单相用电设备换算为先将接于的线电压的单相用电设备换算为接于相电压的单相负荷。接于相电压的单相负荷。再将各负荷相加，选出最大相负荷取其再将各负荷相加，选出最大相负荷取其3倍即为等效三相负荷倍即为等效三相负荷。P30=3 P30.m第43页，共81页，编辑于2022年，星期六总的等效三相无功计算负荷为最大有功负荷的无功计算负荷的3倍。Q30=3 Q30.m第44页，共81页，编辑于20
25、22年，星期六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的换算公式A相B相C相第45页，共81页，编辑于2022年，星期六例2-5 三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台10kW接于A相，1台30kW接于B相，1台20kW接于C相。另有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（=100%）接于AB相，1台20kW（=100%）接于BC相，1台30kW（=60%）接于CA相。试求此线路的计算负荷。解：（1）电热干燥箱的各相计算负荷查表得Kd=0.7，cos=1，tan=0，因此A相 P30.A(1)=KdPe.A=0.7210=14(kW)B相 P30.B(1)=Kd
26、Pe.B=0.7130=21(kW)C相 P30.C(1)=KdPe.C=0.7120=14(kW)第46页，共81页，编辑于2022年，星期六（2）对焊机的各相计算负荷先将接于CA相间的30kW（=60%）换算至=100%的容量查附表1得Kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02，查2-3得pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8A相 PA=0.8214+0.223=27kW QA=0.22214+0.823=24.6kvar第47页，共81页，编辑于
27、2022年，星期六B相 PB=0.820+0.2214=21.6kW QA=0.2220+0.8214=26.8kvarC相 PC=0.823+0.220 =22.4kW QA=0.2223+0.820=21.1kvar各相计算负荷A相 P30.A(2)=0.3527=9.45kW Q30.A(2)=0.3524.6=8.61kvarB相 P30.B(2)=0.3521.6=7.56kW Q30.B(2)=0.3526.8=9.38kvarC相 P30.C(2)=0.3522.4=7.84kW Q30.C(2)=0.3521.1=7.39kvar第48页，共81页，编辑于2022年，星期六（3
28、）各相总的计算负荷A相 P30.A=P30.A(1)+P30.A(2)=14+9.45=23.5kWB相 P30.B=P30.B(1)+P30.B(2)=21+7.56=28.6kWC相 P30.C=P30.C(1)+P30.C(2)=14+7.84=21.8kW（4）总的等效三相计算负荷P30=3P30.B=85.8kWQ30=Q30.B(2)=28.1kvarS30=90.3kVAI30=137A第49页，共81页，编辑于2022年，星期六第四节 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗一、工厂供电系统的功率损耗一、工厂供电系统的功率损耗（一）线路功率损耗的计算（一）线路功率损耗的计算1、线路的有
29、功功率损耗、线路的有功功率损耗其中其中第50页，共81页，编辑于2022年，星期六2、线路的无功功率损耗、线路的无功功率损耗其中其中三相线路线间的几何均距三相线路线间的几何均距第51页，共81页，编辑于2022年，星期六（二）变压器功率损耗的计算（二）变压器功率损耗的计算1、变压器的有功功率损耗、变压器的有功功率损耗或或第52页，共81页，编辑于2022年，星期六2、变压器的无功功率损耗、变压器的无功功率损耗或或第53页，共81页，编辑于2022年，星期六SL7、S7、S9、SC9等系列低损耗电力变压器的功率损耗可按下列简化公式计算：第54页，共81页，编辑于2022年，星期六二、工厂供电系统
30、的电能损耗二、工厂供电系统的电能损耗（一）线路的电能损耗（一）线路的电能损耗为年最大负荷损耗小时：是一假想时间，在此时间为年最大负荷损耗小时：是一假想时间，在此时间内，系统中的元件持续通过计算电流内，系统中的元件持续通过计算电流I30所产生的电所产生的电能损耗，恰好等于实际负荷电流全年在元件上产能损耗，恰好等于实际负荷电流全年在元件上产生的电能损耗。生的电能损耗。第55页，共81页，编辑于2022年，星期六年最大负荷损耗小时年最大负荷损耗小时与年最大负荷利用小时与年最大负荷利用小时Tmax的关系的关系:在cos=1得得第56页，共81页，编辑于2022年，星期六得得1.00.6/hTmax/h
31、第57页，共81页，编辑于2022年，星期六（二）变压器的电能损耗（二）变压器的电能损耗第58页，共81页，编辑于2022年，星期六第五节 工厂的计算负荷和年耗电量的计算一、工厂计算负荷的确定（一）按需要系数法确定工厂计算负荷 P30=KdPe（二）按年产量估算工厂计算负荷 Wa=Aa P30=Wa/Tmax第59页，共81页，编辑于2022年，星期六（三）按逐级计算（三）按逐级计算法确定工厂计算负法确定工厂计算负荷荷PT0.015S30QT0.06S30第60页，共81页，编辑于2022年，星期六二、功率因数与无功功率补偿1 功率因数的计算功率因数的计算（1）瞬时功率因数 瞬时功率因数由功率
32、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电流表测出的线电流读数（A）。瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的无功功率的变化情况。第61页，共81页，编辑于2022年，星期六（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：Wp-某一时间内消耗的有功电能（kWh）；由有功电度表读出。Wq-某一时间内消耗的无功电能（kvarh）；由无功电度表读出。我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数来调整。上式用以计算已投入生产的工业企业的功率因数。第6
33、2页，共81页，编辑于2022年，星期六（3）最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数。根据功率因数的定义可以分别写出：式中：P30全企业的有功功率计算负荷，kW；Q30全企业的无功功率计算负荷，kvar；S30全企业的视在计算负荷，kVA。第63页，共81页，编辑于2022年，星期六 功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响（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
34、负荷端的异步电动机及其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。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。第64页，共81页，编辑于2022年，星期六2.无功功率补偿无功功率补偿（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
35、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。第65页，共81页，编辑于2022年，星期六（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 第66页，共81页，编辑于2022年，星期六 电力电容器的补偿容量可用下式确定 Qc=P30（tan-tan）=qcP30 式中：P30最大有功计算负荷，kW；tan、tan 补偿前、后平均功率因数角的正切值。qc=t
36、an-tan 称为无功补偿率。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一种补偿装置。P30S30S30Q30Q30第67页，共81页，编辑于2022年，星期六在确定总补偿容量Qc之后，就可根据所选并联电容器单只容量qc决定并联电容器的个数：n=Qc/qc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。第68页，共81页，编辑于2022年，星期六 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
37、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。第69页，共81页，编辑于2022年，星期六 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
38、数补偿到规定标准。第70页，共81页，编辑于2022年，星期六例2.6.1 某工厂的计算负荷为2500kW，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型并联电容器，需装设多少个？解:tan=tan(arccos0.67)=1.108tan=tan(arccos0.9)=0.484Qc=P30（tan-tan）=2500(1.108-0.484)=1560(kvar)n=Qc/qc=1560/40=39(个)，每相装设13个。第71页，共81页，编辑于2022年，星期六例2-6：某厂拟建一座降压变电所，装设一台主变压器
39、。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW，无功计算负荷为800kW。为了使工厂的功率因数不低于0.9，如果在低压侧装设并联电容器补偿时，须装设多少补偿容量？并问补偿前后工厂变电所所选主变压器的容量有何变化？解：（1）补偿前第72页，共81页，编辑于2022年，星期六（2）无功补偿容量）无功补偿容量Qc=650(tan arccos0.63-tan arccos0.92)kvar =525kvar取取 Qc=530kvar第73页，共81页，编辑于2022年，星期六（3）补偿后）补偿后变压器的功率损耗为：变压器的功率损耗为：变电所高压侧的计算负荷：变电所高压侧的计算负荷：第74页，共81页，编
40、辑于2022年，星期六补偿后的功率因数补偿后的功率因数（4）补偿前后比较）补偿前后比较第75页，共81页，编辑于2022年，星期六三、三、工厂年耗电能的计算工厂年耗电能的计算 为年平均有功负荷系数，一般取0.70.75；为年平均无功负荷系数，一般取0.760.82；Ta为年实际工作小时数。第76页，共81页，编辑于2022年，星期六第六节 尖峰电流的计算 尖峰电流是持续尖峰电流是持续12s的短时最大负的短时最大负荷电流，它用来计算电压波动，选择熔荷电流，它用来计算电压波动，选择熔断器和低压断路器，整定继电保护装置断器和低压断路器，整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。及检验电动机自起动条件
41、等。第77页，共81页，编辑于2022年，星期六 用电设备的额定电流；用电设备的额定电流；用电设备的起动电流；用电设备的起动电流；用电设备的起动电流倍数：笼型电动用电设备的起动电流倍数：笼型电动机为机为57，绕线型电动机为，绕线型电动机为23，直流电动，直流电动 机为机为1.7等。等。1、单台用电设备、单台用电设备第78页，共81页，编辑于2022年，星期六2、多台用电设备、多台用电设备第79页，共81页，编辑于2022年，星期六思 考什么叫计算负荷什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用为什么计算负荷通常采用30min30min最大负最大负荷荷?正确确定计算负荷有何意义正确确定计算负荷有何意义?需要系数的含义是什么需要系数的含义是什么?确定计算负荷的估算法确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？么特点？各适合哪些场合？第80页，共81页，编辑于2022年，星期六作业：教材作业：教材P2-1、2-3、2-5、2-7、2-9 第81页，共81页，编辑于2022年，星期六