(精选)负荷计算与无功功率补偿
变电所负荷计算和无功补偿的计算
变电所负荷计算和无功补偿的计算1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。
另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。
在设计时，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。
为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在供电设计中，通常采用半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。
用半小时最大负荷来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为、和。
我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。
由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法。
2 需要系数法的基本知识(1).需要系数需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即=/=/ 式(1)用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量之和，即=。
而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。
但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为=/式(2)式中代表设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与30P 30Q 30S 30I dK d K max P e P 30P eP eP NK e P ∑NP dK K ∑LK e WLηηK ∑全部设备容量之比;代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比；代表设备组的平均效率；代表配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之比。
负荷计算及无功补偿
8
在计算补偿用电力电容器容量和个数时，应考虑 实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 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： U 2 Qe = QN ( ) UN
4
2.4.6.2 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。 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。 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 线路的电压损耗增大。影响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。
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
7
用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 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 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。 应用的一种补偿装置。 电力电容器的补偿容量可用下式确定 Qc=Pav（tanϕ1-tanϕ2）=αPca（tanϕ1-tanϕ2）
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。 变化情况。
1
（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 1 Wa cosϕwm = = 2 2
负荷计算及无功补偿
第三章 负荷计算及无功补偿广东省唯美建筑陶瓷有限公司 刘建川3．1 负荷曲线与计算负荷负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。
在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位） 日负荷曲线年负荷曲线年每日最大负荷曲线年最大负荷和年最大负荷利用小时数3．1．2 计算负荷计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。
通常将以半小时平均负荷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。
3．2 用电设备额定容量的确定3．2．1 用电设备的一作方式（1）连续工作方式在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。
（2）短时运行工作制（3）断续工作制用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。
取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即暂载率亦称为负荷持续率或接电率。
根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。
吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。
3．2．2 用电设备额定容量的计算（1）长期工作和短时工作制的设备容量等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。
（2）重复短时工作制的设备容量○1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量εN 为铭牌暂载率Pn 为换算前的电动机铭牌额定功率注意：电葫芦、起重机、行车等都可以用电动机考虑○2电焊机及电焊装置的设备容量统一换算到ε=100%时的额定功率。
建筑供配电工程负荷计算与无功补偿课件
第二章 负荷计算与无功功率补偿
日有功负荷曲线
半小时平均功率
1.0
0.9
0.8
0.7
2001年夏季
2001年冬季
0.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
第二章 负荷计算与无功功率补偿
其他物理量的计算 Qc = Pc tanφ
Sc Pc2 Qc2 或 ScPc coφ s
Ic
Sc 3UN
Pc 3UNcoφ s
3、多组用电设备组计算负荷的确定 Pc =K∑p ·∑Pc Qc =K∑q ·∑Qc
思考： Qc = Pc tanφ
可以吗？
Sc Ic
图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制 a) 夏日负荷曲线 b) 冬日负荷曲线 c) 年负荷持续
时间曲线
第二章 负荷计算与无功功率补偿
2、与负荷曲线有关的物理量
从发热等效的观点来看，计算负荷实际上与年最大负荷是
基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是年最大负荷，即
Pc=Pm＝P30。
年最大负荷Pm
P/kW
➢等效公式（单相设备接于相电压）： Pe 3Pemph
Pe：等效后的三相负荷；Pe mph ：最大相负荷。
第二章 负荷计算与无功功率补偿
第四节 尖峰电流的计算
尖峰电流：持续时间1~2秒的短时最大负荷电流。 ➢单台设备尖峰电流的计算：
IpkIstkstIrm
kst: 设备的起动电流倍数，Ir·m : 设备的额定电流
10kv及以下供配电系统的负荷计算和无功功率补偿
荷，其中需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的方法，最为简 便，而二项式系数法在确定设备台数较少且各台设备容量差别大的分支
率因数c os02的正切值。则补偿后的功率因数为：
…．
p，．
干线计算负荷时比较合理，这里不作介绍；在建筑配电中，还常用负荷
cus巾2弋石嘉磊恚：芊i 蚕了
密度法和单位指标法统计计算负荷o
4结语．
2负荷 计算 的方 法
本文主要针对1 OkV及以下低压供配电一次系统设计负荷的计算方
Z1需要系数法 用电设备组的计算负荷，是指用电设备从供电系统中取用的半小
法。10 kV低压供配电系统设计的主要内容和设计原则，包括负荷计算 及无功补偿、变压器选择、变电所(或变电箱) 位置的确定、主接线方
时最大负荷，所以通常用P30 表示。 a- - 相用电设备组的计算负荷：
式中Kx为需要系数；c os ①为功率因数；t g巾为功率因数的正切 值：UN为用电设备组的额定电压。
竖有功兰功紧率罢：备P炉兽b鼍∑负‰孳( ㈧：；、无一功～功．率：．Q，炉，b∑．Qm( kVar )
视 在功 率： S30=、压 啄 雨(kV A)； 讨算 电流 ：l 舻=— ． ；兰 ．(A) V3 vN
式的 确定、 短路{ 十算、 电气设 备的选 择、导 线和 电缆的 选择等 。
有功功率：P∞=Kx。PI ( kw) ；无功功率：Q酊=P∞。t g巾( kVa r )
视在功率：s 3D卑、／霹≯砭i =—旦斗(kV·A)； c os@
计算电流：I鲫=—j ! 苎·CA) V3 UN
作者简介：刘存德，1976#- 生，男，固原市，大学本科，助理工 程师，主要从事电力1 0KV线路及以下工程管理、运行维护、配电网规 划等工作。
工厂供电负荷计算与无功功率补偿.pptx
neq
Pe.i neq
2
neq
2
Pe.i P2
e.i
根据利用系数Ku和等效台数neq查附录表6，可得到附加系数 Ka值。
续上页
4. 年最大负荷利用小时数
年最大负荷利用小时数Tmax是假设电力负荷按年最大负荷 Pm持续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能恰与电力负 荷全年实际耗用的电能相同。
求设备容量统一换算到 25% 下,则
Pe PN
N
2PN
N
25
当采用利用系数法计算负荷时，要求设备容量统一换算到
100%下。
三、负荷曲线
负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的图形。 绘制负荷曲线采用的时间间隔△t为30min。
求确定计算负 荷的有关系数，一 般是依据用电设备 组最大负荷工作班 的负荷曲线。
Tmax
Wa Pm
第二节 三相用电设备组计算负荷 的确定
一、单位容量法 在进行供电工程方案设计阶段，可采用单位容量法确定计
算负荷。
1. 单位产品耗电量法 2. 单位面积负荷密度法
二、需要系数法
（一）一组用电设备的计算负荷
按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为
有功计算负荷（kW） Pc Pm Kd Pe
2 . 通 风 机 组 查 附 录 表 1 得 Kd=0.7~0.8（ 取 0.8）， cosφ=0.8, tanφ=0.75, 因此
Pc1 , Qc1 Pc2 , Qc2
Pci , Qci
Pc Kp Pc.i
Qc Kq Qc.i
Sc Pc2 Qc2
Ic
Sc 3U N
注意：总的视在计算负荷和计算电流不能用各组的视在计算负荷
2 负荷计算与无功补偿
二、单位容量法
1. 单位产品耗电量法
N Pc Tmax
Pc—有功计算负荷（kW） —每一单位产品电能消耗量，可查有关设计手册 N—企业的年生产量 2.单位面积负荷密度法
P c
A
1000
A—建筑面积（m2） ρ—负荷密度（W/m2或V· 2） A/m
22
三、需要系数法
1. 单个用电设备组的计算负荷
Pe PN
N
6
吊车电动机组： 25%
Pe PN
N N PN 2PN N 25 0.25
N N PN PN N 100 1
电焊机组： 100%
Pe PN
（3）照明设备：
白炽灯、碘钨灯
荧光灯
Pe PN Pe 1.1PN
11
将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压 的设备容量的方法：
A相：PA p AB A PAB pCA A PCA Q A q AB A PAB qCA A PCA
B相：PB p BC B PBC p AB B PAB
QB q BC B PBC q AB B PAB
1）查表获得需要系数、功率因数； 计算步骤：
2）计算该用电设备组的设备容量； 3）根据公式计算 P30、Q30、S30、I 30 。
24
例：已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V电 机负荷情况如下：7.5kW3台，4kW8台， 3kW17台， 1.5kW10台。求其 0.5， 1.73 cos tan
第2章
概述
负荷曲线
负荷计算与无功补偿
用电设备组计算负荷的确定
尖峰电流的计算
(最新整理)负荷计算及无功功率补偿计算
负荷计算及无功功率补偿计算编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（负荷计算及无功功率补偿计算）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为负荷计算及无功功率补偿计算的全部内容。
摘要本设计以工厂生产实际为依据,以变配电所的最佳运行状态为基础，系统的阐明了变电所设计的基本方法和步骤，经过多方面的校验,是满足实际生产需要的一套最优设计方案。
本设计选择了一些主要的电气设备。
其中内容涉及到整个变配电所的概述;用电的负荷计算与变压器的选择；电气主接线设计，短路计算,变电所电气设备的选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等)，变电所的防雷与接地。
分章、分节进行阐述,条理清晰,目的明确。
各章、节分别以文字叙述与大量实际参数计算相结合，并绘制部分图示和表格更为直观的体现设计内容.关键词：变配电所,主变压器，主结线方案,防雷保护AbstractThe present design is based on the actual production plant in order to change the distribution of the best run state-based system to clarify the basic design of the substation methods and steps through the various check, is to meet the actual needs of the production of a Sets the optimal design. This design choice of a number of major electrical equipment。
变电所计算负荷及无功功率的补偿
第一章确定变电所计算负荷及无功功率的补偿第一节计算负荷与无功功率补偿文字说明计算负荷，是指通过统计计算求出的，用来按发热条件选择供配电系统各元件的负荷值。
按照计算负荷选择的电气设备和导线的电缆，如以计算负荷持续运行，其发热 . 温升不致超出允许值，因而不会影响其使用寿命。
由于导体通过电流达到稳定温度的时间大约需（3— 4）τ，τ 为发热时间常数。
而截面在16平方毫米以上的导体的τ 均在100min以上，也就是载流导体大约经30min 后可达到稳定的温升值。
因此通常取半小时平均最大负荷P30作为计算负荷。
按供电营业规定：用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时功率因数，100KVA及以上高压供电的用户，不得低于0.90 ；其他电力用户，不得低于0.85 ，因此用户必须在充分发挥设备潜力，改善设备运行性能，提高自然功率因数的情况下，如尚达不到规定的功率因数要求时，必须考虑进行无功功率的人工补偿。
功率因数由 cosφ提高到 cosφ` ，这时在用户需用的有功功率P30 固定不变的条件下，无功率将由Q30减小到 Q`30，视在功率将由S30减小到 S`30。
相应地负荷电流 I 30，也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗均相应的降低，从而达到既节约电能又提高电压质量的效果，同时可使系统选用较小容量的供电设备和导线电缆。
由此可见，提高功率因数对电力系统是大有好处的。
第二节各部分用电设备计算负荷简图因此图为简明的计算负荷图，不待表选择变压器台数、型号和容量。
只为了计算负荷时更加清晰明了，使计算时更加系统化、简明化。
第三节负荷计算一、低压各车间负荷1)铸造车间：已知： Pe=2000kw,Kd=0.4, cos φ=0.65有功计算负荷： P30.7 =Kd*Pe=200KW*0.4=800KW无功计算负荷： Q=P*tan φ=P tanarccos0.6530.730.730.7=800kw ×tanarccos0.65=936Kvar. `视在计算负荷： S=P/cos φ=800/0.65=1231KVA30.730.7计算电流： I30.9=S/3UN3=1231KVA/1.73*0.38KV=1865A30.72）铸铁车间：已知 : Pe=1000KW, Kd=0.4 cosφ=0.70有功计算负荷： P=Kd*Pe=0.4×1000=400KW30.10无功计算负荷： Q30.10=P30.10 *tan φ=400×tanarccos0.65=408Kvar 视在计算负荷： S=P /cos φ=400kw/0.7=571.4KVA30.1030.7计算电流： I30.10=S/3UN3=571.4KVA/3*0.38KV=865.8A30.10沙库：已知： Pe=110kw Kd=0.7cos φ =0.60有功计算负荷： P=Kd*Pe=0.47×110=77KW30.11无功计算负荷： Q30.11 =P30.11 *tan φ =P30.11×tanarccos0.6=77KW×1.3=100.1Kvar视在计算负荷： S30.11 =P30.11 /cos φ =77kw/0.6=128KVA计算电流： I30.11=S/3UN3=128KVA/1.73*0.38KV=194A30.11注：以上二组设备总的计算负荷 c 取 K?p=0.9, K?q=0.93有功计算负荷： P30.9=K?p(P30. 10+P30.11)=0.9 ×(400+77)=429.3KW无功计算负荷： Q=K?q(Q30.10+Q30.11)30.9=0.93(408+100.1)=472.5Kvar视在计算负荷： S30.9= P230.9 Q2 30.9429.32472.52605.9KVA 计算电流： I 30.9 =S30. 9 / 3 U N. 3=605.9KVA/0.66KV=918A3）铆焊组：（铆焊车间）已知： Pe=1200kw Kd=0.3 cosφ=0.43有功计算负荷： P 30.14 =Kd*Pe=1200×0.3=360KW无功计算负荷： Q 30.14 =P 30.14 *tan φ=360kw ×tanarccos0.43=756Kva r视在计算负荷： S 30.14 =P 30.14 /cos φ=360kw/0.43=837.2KVA计算电流： I 30.14 =S 30.14 / 3 U N 3 =837.2KVA/0.66KV=1268.5A水泵库：已知： Pe=28kw Kd=0.75 cosφ =0.80有功计算负荷： P 30.15 =Kd*Pe=0.75×25=21KW无功计算负荷： Q 30.15 =P 30.15 *tan φ=21kw ×tanarccos0.8=15.75Kvav视在计算负荷： S 30.15 =P 30.15 /cos φ=21kw/0.9=26.25KVA计算电流： I30.15=S30.15 /3 U N 3 =26.25KVA/0.66KV=39.8A注：以上二组设备的计算负荷（取K ?p=0.9, K ?q=0.93 ）有功计算负荷： P 30.13 =K?p(P 30.14 +P 30.15 )= 0.9 ×(360+21)=342.9KW30.1330.14 30.15无功计算负荷： Q=K?q(Q +Q )= 0.93(756+25.75)=717.7Kvar视在计算负荷： S 30. 13 = P 2 30.13 Q 2 30.13 = 342.92 717.72 =795.4KVA 计算电流： I 30.13 =S 30.13 /3 U N 3 =795.4KVA/0.66KV=1205A4）组空变压站：已知： Pe=390kw Kd=0.85 cos φ=0.75有功计算负荷： P 30.18 =Kd*Pe=390KW ×0.85=331.5KW30.1830.18tan φ=331.5*tanarccos0.75=291.7Kvar 无功计算负荷： Q =P 视在计算负荷： S 30.18 =P 30.18 /cos φ =331.5/0.75=442KVA 计算电流： I 30.18 =S 30.18 /3 U N 3 =442KVA/0.66KV=669.7A机修车间：已知： Pe=150kw Kd=0.25 cos φ=0.65有功计算负荷： P 30.19 =Kd*Pe=150KW ×0.25=37.5KW30.1930.19tan φ=37.5*tanarccos0.65=43.9Kvar无功计算负荷： Q =P 视在计算负荷： S 30.19 =P 30.19 /cos φ=37.5/0.65=57.7KVA 计算电流： I 30.19 =S 30.19 /3 U N 3 =57.7KVA/0.66KV=87.4A锻造车间：已知： Pe=220kw Kd=0.3 cos φ=0.55有功计算负荷： P 30.20 =Kd*Pe=220KW ×0.3=66KW30.2030.20tan φ=66*tanarccos0.55=99Kvar无功计算负荷： Q =P 视在计算负荷： S 30.20 =P 30.20 /cos φ=66/0.55=120KVA 计算电流： I 30.21 =S 30.21 /3 U N 3 =9.3KVA/0.55=14.2A注：以上组设备的计算负荷（取 K?p=0.9, K ?q=0.93 ）有功计算负荷： P 30.17 =K?p(P 30.18 +P 30.19 +P 30.20 +P 30.21 )= 0.9 ×(331.5+37.5+66+5.6)=369.54KW无功计算负荷 : Q 30.17 =K?q(Q30.18 +Q30.19 +Q30.20 +Q30.21 )=0.93(291.7+43.9+99+7.28)=441.88Kvar视在计算负荷：S30.17 =P 2 30.17Q2 30.17 = 396.542441.882 =819.96KVA计算电流：I30.17 =S30.17/3 U N3=819.96KVA/0.66KV=1242.4A二． 6KVA侧计算负荷1．从低压侧经变压器到高压侧的计算负荷⑴低压铸钢车间变压器的功率损耗。
负荷计算及无功补偿
负荷计算的步骤
收集数据
收集相关设备的参数、运行数据等。
确定计算模型
根据实际情况，确定合适的计算模型。
计算负荷
根据收集的数据和确定的模型，进行负 荷计算。
分析结果
对计算结果进行分析，判断是否符合实 际情况。
负荷计算的应用
03
电力系统的规划设计
电力系统的运行管理
解决方案的提出与实践
建立完善的设备检查与维护 制度，定期对设备进行检查 、清洁、润滑等维护工作，
确保设备的正常运行。
定期 进行 设备 检查 与维
护
根据电力系统的实际情况 ，对无功补偿装置进行优 化设置，确保无功补偿的
准确性和稳定性。
提高 测量 设备 的精
度
对相关人员进行专业培训和 技术交流，提高其技能水平 和专业素养，确保负荷计算 及无功补偿工作的顺利进行
由于缺乏对电力系统特性的深入 了解，导致无功补偿装置的设置 不合理。
维护保养不及时
由于缺乏有效的维护保养制度或 执行不力，导致设备故障率上升 。
设备老化与磨损
长时间使用的设备会出现磨损和 老化现象，导致其性能下降。
控制系统设计缺陷
在控制系统设计过程中，可能由 于技术限制或经验不足，导致系 统存在设计缺陷。
详细描述
无功补偿的基本原理是利用无功补偿装置（如电容器、电抗器等）来产生或吸收感性或容性无功功率，以平衡系 统中的无功需求。通过合理配置无功补偿装置，可以有效地改善电力系统的电压和电流波形，提高功率因数，减 小线路的电能损耗，并增强系统的稳定性。
无功补偿的方法
总结词
无功补偿的方法包括集中补偿、分组补偿和就地补偿三种。
10kV及以下供配电系统的负荷计算和无功功率补偿
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 219【关键词】10kV 供配电系统 负荷计算 无功补偿作为供配电系统的重要组成部分之一，10kV 供配电系统在电力系统中的应用范围较广，对10kV 供配电系统负荷进行精确计算，以及对无功补偿技术进行有效应用，可有效提升供配电系统的稳定性与持续性，使其在社会生产生活中发挥最优效用。
本文就此展开了论述。
1 电力负荷的分级10kV 及以下供配电系统的负荷计算和无功功率补偿文/周鲁根据实际应用环境及需求的不同，电力负荷通常具有不同的级别，对应不同的社会生产生活实际。
一般而言，通常可以将电力负荷分为如下几个层级。
首先是一级负荷，即供配电系统的最高负荷。
一级负荷对社会生产生活的影响极为直接而深远，表现为一旦负荷中段，将在政治、经济、交通、通信等方面造成严重负面影响，影响社会正常运行，甚至造成社会安全事故，因此对其连续性及可靠性有着较高要求，在供配电系统的应用中，需要采取针对性措施防止其供应中段。
其次是二级负荷，二级负荷的稳定性要求仅次于一级负荷。
当二级负荷出现故障问题，供应不连续时，会对社会经济运行产生较大程度上的影响，对于部分人员密集场所会出现混乱失控现象，同时会对政治、经济、交通等带来较大不便。
其次是三级负荷，即除一级负荷与二级负荷之外的最低最层级的负荷，对社会经济生活的影响相对较小，但其在供配电系统中所发挥的重要作用不容忽视。
对供配电系统的电力负荷进行适当分级，有利于依据不同分级制定不同的供配电系统设计与运行策略，提高电气设备保护的针对性，为社会生产生活的持续稳定运行提供基础性的能源供应保障。
2 负荷计算的目的和意义负荷计算是进行供配电系统设计的重要环节之一，理想的负荷计算可为优化供配电系统设计效果，提高供配电系统的安全性与经济性具有关键意义。
无功功率补偿及计算
2 2 Qr.C ( ) 3CU线 9CU相
2 Qr.C (Y ) 3CU相
2） Δ接线时，任一边电容器断线时，三相线路仍能得到补偿 《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013 3）Δ接线时，任一相击穿短路时，短路电流很大 5.2.1 高压电容器组应采用中性点不接地的 星形接线的优缺点： 星形接线， 1）任一相电容器击穿，该相电流仅为正常工作电流的3倍 低压电容器组可采用三角形接线或星形接线。 2）任一相电容器的电压为相电压 3）任一相电容器断线时，该相得不到补偿 A A
第二章负荷计算与无功功率补偿三无功功率补偿装置的装设位置高压集中补偿低压集中补偿分散单独就地补偿个别补偿末端补偿集中补偿高压或低压集中补偿分组补偿末端补偿电容器组应装设放电器件610kv038kvm1c分散就地补偿2c3c高压集中补偿高压集中补偿的补偿区低压集中补偿的补偿区分散就地补偿的补偿区未补偿区未补偿区未补偿区低压集中补偿电容器从电网上切除有残余电压残余电压最高可达电网电压的峰值危及人身安全
容器组数为：
Qr.C 238.4 n 11.7 qr.C 20
功率因数
Pc 800 cos 0.9203 869.3 Sc
满足要求。
作业：P52 习题ຫໍສະໝຸດ -15 无功功率改为600kvar
Sc Pc 2 Qc 2 8002 5802 kVA 988.1kVA
Pc 800kW cos 0.810 Sc 988.1kVA
（2）确定无功补偿容量
QrC P c (tan tan ')
负荷计算和无功功率计算
负荷计算和无功功率计算
1．单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW)
30P =d K ×e P ，d K 为需要系数
b)无功计算负荷(单位为kvA)
30Q =
30
P ×tan θ
c ）视在计算负荷(单位为kvA)
θ
cos P S 3030=
d 计算电流
N
30
30U 3S I =
，N U 为用电设备的额定电压。
2．多组用电设备计算负荷的计算公式
主要计算公式有： 有功功率： P 30= Pe ·Kd 无功功率: Q 30 = P 30 ·tg φ 视在功率: S 3O = P 30/cos φ 计算电流: I 30 = S 30/√3Un
经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如下图所示（额定电压取380v ）
备注：
该电机制造总厂设备负荷很大，类型繁多，而供电线路又为35kv，厂内电压等级分别为10kv与0.38kv，因此变电所需进行两次降压变换。
由35kv降至10kv，成品试验站一部分从此取得电源，此外10kv继续降至0.38kv，供其他分厂取得电源。
负荷计算与无功功率补偿和计算
可12.见04.2：021年负荷曲线越平河坦北，科T技m大a学x越电大气工；程年学院负荷曲线越陡，Tmax越小。 7
2．平均负荷与负荷系数
➢平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即
Pav
Wt t
年平均负荷为（图2-5）:
P30 Pe
图2-5 年平均负荷
➢负荷系数 KL：平均负荷与最大负荷
二、用电设备的工作制及设备容量的计算
1．用电设备的工作制
➢连续运行工作制（长期工作制）
➢短时运行工作制（短时工作制）
➢断续周期工作制（反复短时工作制）
暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的
百分比值，即
12.04.2021
河北科技大学电气工程学院
11
t 10% 0 t 10% 0
T
tt0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
12.04.2021
河北科技大学电气工程学院
3
2.1 电力负荷与负荷曲线
一、电力负荷的分级
1．一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重 大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。
✓供电方式:由两个独立电源供电。 2．二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报 废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。
✓供电方式:由双回路供电。
3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。
✓供电方式:对供电电源无特殊要求。
12.04.2021
河北科技大学电气工程学院
4
二、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 ➢按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 ➢按负荷持续时间分：日负荷曲线和年负荷曲线
2．负荷曲线的绘制 ➢日负荷曲线：逐点描绘法、梯形曲线法
负荷计算及无功功率补偿
引言电力，是现代工业生产的主要能源和动力，是人类现代文明的物质技术根底。
没有电力，就没有工业现代化，就没有整个国民经济的现代化。
现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的根底之上的。
因此电力工业被誉为国民经济的“先行官”。
工业生产只有电气化以后才能大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程的自动化。
人类社会生活也只有电气化以后，才能确保正常的社会秩序和必需的生活质量。
但是，假设电力供给突然中断，则将对企业生产和社会生活造成严峻的后果，不知会打乱生产和生活秩序，有时甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事故。
因此做好供配电工作，对于保证企业生产和社会生活的正常进展和实现整个国民经济的现代化具有格外重要的意义。
随着电力电网事业的进展，全国联网的格局已根本形成。
科技水平得到提高，电力环境保护得以加强，使中国电力工业的科技水平与世界先进水平日渐接近。
电力治理水平和效劳水平不断得到提高，电力进展的战略规划治理、生产运行治理、电力市场营销治理以及电力企业信息治理水平、优质效劳水公平普遍得到提高。
进一步扩大了对外开放，乐观实施国际化战略。
本次毕业设计的目的是通过变电站设计，综合运用所学学问，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实际，熬炼独立分析和解决电力工程设计问题的力量，为今后的实际工作奠定坚实的根底。
通过本次设计，熬炼了自己的综合力量。
培育了自己查找、阅读资料，以及分析和运用这些资料解决实际问题的力量，并且培育了自己绘图、计算、编写工程报告等技巧。
第一章变电所主接线方案的设计一、概论变电所的接线图,按其功能可分两种：一种是表示变电所的电能输送和安排路线的接线图，又称主接线图，或称主电路图或一次电路图。
另一种是表示用来掌握、指示、测量和保护主接线及其设备运行的接线图，又称二次接线图，或称二次回路图。
二、主接线的一般要求1、35kv变电所的主接线应依据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电牢靠、运行敏捷、适应远方掌握、操作检修便利、节约投资和便于扩建等要求。
负荷计算和无功功率补偿
及无功补偿
§2.5 尖峰电流的计算
内容：负荷曲线，负荷的设备容量，负荷的计算
方法，功率损耗和电能损耗，尖峰电流以 及功率因数和无功功率补偿。
难点：掌握负荷设备容量的计算，需要系数法负
荷的计算方法，掌握功率因数的计算和无 功功率补偿计算。
注意：日负荷曲线是按时间的先后顺序绘制的，而年持续负荷曲
线则是按负荷的大小和累计时间绘制的。
2.2.3 负荷曲线的有关物理量
1.年最大负荷和年最大负荷利用小时
P/kW Pmax
年最大负荷Pmax指全年中负荷最大的工 作班内30分钟平均功率的最大值，常用 P30表示。
假设企业总是按年最大负荷Pmax持续
2.平均负荷和负荷系数
①平均负荷：指电力负荷在一定时间内消耗的功率平均值。如在t 时间
段内消耗的电能为Wt，则t 时间的平均负荷为： 利用负荷曲线求平均负荷的方法如图示。
Pav
=
Wt t
P/kW
②负荷系数：指年平均负荷Pav与年最大负荷Pmax的比值，即：
KL
=
Pav Pm ax
Pav
对单台用电设备，负荷系数等于设备的实际
（1）长期工作制和短时工作制的用电设备
其设备容量就是该设备的额定功率，即： Pe=PN
（2）反复短时工作制的用电设备 设备容量是指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的 功率。
负荷持续率（暂载率）的概念
一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比称为负荷持续率， 用来表示断续周期工作制的设备，用“ε”表示。
2.2.1. 日负荷曲线
日负荷曲线表示负荷在一昼夜(24h) 的变动情况。（参看课本图2-1）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
✓ 单相设备接于相电压时：Pe 3Pe.m 式中， Pe为等效三相设备容量（kW）；Pe.m为最大负荷相所
2．设备容量Pe的确定 ➢对长期工作制的用电设备： Pe PN
➢对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
12
Q I 2 Rt， 当 R、 Q一 定 时 ，I 1 t
而 P I， 同 一 周 期 的 t， 因此P 1
n
PA PNi ? i1 A PA
……
❖ 考虑的问题：
①各设备不一定同时运行 ②设备不一定满负荷运行 ③最大负荷不会同时出现 ④电网的供电效率问题
※所以实际现场需用的
n台用电设备
PA <∑ PNi
确定计算负荷的目的：①确定电能需要量；
②选择导线截面； ③选择开关元件。 2
2.1 电力负荷与负荷曲线
Tmax
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。
2．平均负荷与负荷系数
➢平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即PavWt t年平均负荷为（图2-5）:
Pav
Wa 8760
➢负荷系数 KL：平均负荷与最大负荷
的比值，即
KL
Pav Pmax
图2-5 年平均负荷
KL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。
3．需要系数和利用系数
➢需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部 用电设备额定功率 PN 之比值，即
Kd
Pmax PN
P30 PN
➢利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电设
备额定功率 PN之比值，即
Ic ）表示。
通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最 大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依 据，因此
Pc Pmax P3 0
10
一、概述
2.2 计算负荷的确定
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、用电设备的工作制及设备容量的计算
∴
Pe N
PN
✓ 吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容 量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
Pe PN
N 25
2PN
N
✓ 电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%时 的额定功率（kW），即
Pe PN
N 100
PN
N SN cos N
N
➢照明设备的设备容量：
✓供电方式:由双回路供电。
3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 ✓供电方式:对供电电源无特殊要求。
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 ➢按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 ➢按负荷持续时间分：日负荷曲线和年负荷曲线
2．负荷曲线的绘制 ➢日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 ➢年负荷曲线：
1．用电设备的工作制 ➢连续运行工作制（长期工作制） ➢短时运行工作制（短时工作制） ➢断续周期工作制（反复短时工作制）
暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的 百分比值，即
t 100% t 100%
T
t t0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
第2章 负荷计算与无功功率补偿
• 2.1 电力负荷与负荷曲线 • 2.2 计算负荷的确定 • 2.3 功率损耗与电能损耗计算 • 2.4 企业计算负荷的确定 • 2.5 无功功率补偿 • 2.6 尖峰电流的计算
问题的提出
供电线路上A点处需要提供多少电流或功率（容量），才能保
证设备组的n台设备正常工作时需用的电能？
一、负荷计算的目的及意义
计算负荷是选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等额 定参数的依据。
二、电力负荷的分级
1．一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重 大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。
✓供电方式:由两个独立电源供电。 2．二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报 废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。
Ku
Pav PN
4．计算负荷
一般中小截面导体的发热时间常数τ
为10min以上，而导体通过电流达到
通过负荷的统计计算求出稳的定、温用升以的时按间发大热约条为件3τ～选4择τ，导即体载 和电气
设备的一个假想的持续负荷值流达，到导称稳体为定大温约计升经算值半负小荷时，（用30mPicn（）或后Q可c 、Sc 、
接的单相设备容量（kW）。
✓ 单相设备接于同一线电压时： Pe 3Pe.
式中， Pe.为接于同一线电压的单相设备容量 （kW）。
✓ 一般情况：应先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，换算公式如下：
A相:
PA p AB A PAB p CA A PCA
✓ 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；
✓ 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
✓ 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率 的1.1倍。
➢单相负荷的设备容量：
✓年最大负荷曲线（图2-2 ）：或称运行年负荷曲线。
图2-1 日有功负荷曲线
a）折线图 b）梯形图
图2-2 年最大负荷曲线
✓全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。
图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）冬季典型日负荷曲线 b）夏季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
T1(t1t1)213
四、与负荷曲线有关的物理量
1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
➢年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均
功率，即
Pmax P30
➢年最大负荷利用小时数Tmax： 在此时间内，用户以年最大负荷
持续运行所消耗的电能恰好等于
全年实际消耗的电能，如图2-4所
示。
8760