第3章负荷计算及无功补偿电力变压器选择
变压器容量的选择与计算
变压器容量的选择与计算Revised by Petrel at 2021变压器容量的选择与计算电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。
所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。
一、台数选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。
当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：1.有大量一级或二级负荷在变压器出现故障或检修时，多台变压器可保证一、二级负荷的供电可靠性。
当仅有少量二级负荷时，也可装设一台变压器，但变电所低压侧必须有足够容量的联络电源作为备用。
2.季节性负荷变化较大根据实际负荷的大小，相应投入变压器的台数，可做到经济运行、节约电能。
3.集中负荷容量较大虽为三级负荷，但一台变压器供电容量不够，这时也应装设两台及以上变压器。
当备用电源容量受到限制时，宜将重要负荷集中并且与非重要负荷分别由不同的变压器供电，以方便备用电源的切换。
二、容量选择变压器容量的选择，要根据它所带设备的计算负荷，还有所带负荷的种类和特点来确定。
首先要准确求计算负荷，计算负荷是供电设备计算的基本依据。
确定计算负荷目前最常用的一种方法是需要系数法，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 ）c m d e P P K P == 无功计算负荷（kvar ）tan cc Q P ϕ=视在计算负荷（kvA ）cos cc P S ϕ=计算电流（A）c I =式中N U ——用电设备所在电网的额定电压（kv ）;d K ——需要系数；Pe ——设备额定功率； K Σq ——无功功率同期系数； K Σp ——有功功率同期系数； tan φ设备功率因数角的正切值。
例如：某380V 线路上，接有水泵电动机5台，共200kW ，另有通风机5台共55kW ，确定线路上总的计算负荷的步骤为（1）水泵电动机组需要系数d K =0.7~0.8(取d K =0.8)，cos 0.8ϕ=，tan 0.75ϕ=，因此（2）通风机组需要系数d K =0.7~0.8(取d K =0.8)，cos 0.8ϕ=，tan 0.75ϕ=，因此考虑各组用电设备的同时系数，取有功负荷的为0.95P K =∑，无功负荷的为0.97q K =∑，总计算负荷为计算出设备的负荷后，就可选择变压器了。
负荷计算与变压器的选择
变压器分类
充气式（SF6)电力变压器
铭牌含义
联接组别
工矿企业广泛采用6~10kV配电变压器， 二次侧电压220/380V 联接组别：Y，yn0和D，yn11
D，yn11联结的变压器有以下特点：
1. 抑制高次谐波 2. 有利于短路保护动作 3. 承受不平衡负荷能力强 4. D，yn11联结变压器一次绕组的绝缘 强度比Y,yn0联结变压器稍高。 5. 防雷性能好
第三章 负荷计算与变压器的选择
第一节 概述 负荷load
指电气设备和线路中通过的功率或 电流，而不是指它们的阻抗。 例如线路的负荷指通过导线的功率 （或电流）。
一、负荷计算的目的
供电设计时考虑到用户要用多少 电，这就是负荷计算问题，负荷计算 主要是确定“计算负荷”。计算负荷 是按发热条件选择电气设备的一个假 想的持续负荷，它产生的热效应和实 际变动负荷产生的最大热效应相等。 所以根据计算负荷选择导体时，导体 的最高温升不会超过允许值。
5.单相设备分别接于不同线电压时。
三、单一设备计算电流的确定
1.三相电机类设备 2.普通的电焊机 3.大容量的电焊机 4.单相的用电设备
四、按需要系数法确定用电设备组的 计算负荷
用电设备在运行时可能出现以下现象： 1.各用电设备可能不同时工作 2.运行时，并非所有设备全运行于满负荷状 态。 3.各用电设备在工作时都要功率损耗 4.给用电设备组供电的线路在输送功率时要 有线路功率损耗。 5.加工条件和工人操作水平影响用电的水平。
五、配电干线或变电所的有功、无功 和视在计算负荷
1.总的有功计算负荷 2.总的无功计算负荷 3.总的视在计算负荷 4.总的计算电流 5.如果用电设备组经变压器供电，变压器一 次高压计算负荷还应加上变压器损耗。 6.对于成组低压用户的高压计算负荷，还应 计入高压线路的功率损耗。
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。
变电站负荷计算及变压器选择探讨
变电站负荷计算及变压器选择探讨摘要：本文介绍煤矿供电企业如何通过变电站负荷计算来确定站用变压器容量及站用变压器型式、阻抗选择原则，并通过新建变电站用变容量设计计算进行分析。
对如何选择站用变压器进行有益的探索。
关键词：煤矿企业变电站站用变压器选择容量探讨煤矿供电企业承担着满足充足供电和安全供电的责任，这要求变电站建设和变压器增容等项工作要考虑变电站的供电负荷选择和变压器的容量。
在变电站建设、扩建和变压器增容时，压器的台数和容量的选择，目前尚无明确具体规定，在通常是按相关规程、制度并结合经验进行。
如果选择变压器的容量过大，就会增加变压器本身和相关设备购置和安装、运行维护的投入，造成资金浪费；如果选择变压器的容量过小，就不能满足供电的需求，变压器超铭牌额定使值运行，造成设备损坏，影响变电站对外安全可靠供电；如果选择变压器容量相当，不仅可节约建设的一次性投资，而且有利于变压器的安全经济运行，减少运行、维护的费用。
因此，在实际工作工作中，要提前计算变电站变压器的容量，根据实际情况，为变电站适当选择变压器的台数、容量和型式。
一、变电站变压器负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。
首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kVφ负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。
由公式式中——某电压等级的计算负荷——同时系数（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）а% ——该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cos ——各用户的负荷和功率因数站用负荷计算如下：S站=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)=96.075KV A≈0.096MV A；10kV负荷计算如下：S10KV=0.85[(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4]×(1+5%)=38.675WV A；35kV负荷计算如下：S35KV=0.9×[(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85]×(1+5%)=27.448MV A110kV负荷计算如下：S110KV=0.9×(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) ×(1+5%)+ S站=68.398+0.096=68.494MV A。
建筑电气 建筑供配电的负荷计算和无功补偿
Pav=Wp/t 全年小时数取8760h， Wp是全年消费的总电能。 （4）负荷系数 负荷系数也称负荷率，又叫负荷曲线填充
系数。
Pav
P max
Qav
Q max
0.70 ~ 0m a x Pr
Pmax―用电设备组负荷曲线上最大有功负荷(kＷ)
Pr ―用电设备组的设备功率(kＷ)
（6）利用系数 用电设备组在最大负荷班内的平均负荷 有功功率 (kW)
Pav K l Pe
Pav Kl Pe 无功功率 (kvar)
Qav Pav tan
式中Pav ――用电设备组在最大负荷工
作班内消耗的平均功负荷（kＷ）；
Pe――用电设备组的设备功率（kＷ）
➢当采用需要系数法和二项式法计算负荷 时，起重机用电动机类的设备功率为统一 换算到负载持续率ε=25%下的有功功率
Pe
r Pr 2 25
r Pr
(kW)
➢当采用需要系数法和二项式法计算负 荷时，断续工作制电焊机的设备功率是 指将额定容量换算到负载持续率 ε=100%时的有功功率。
Pe
r Pr 100
（5）电焊机3台总计17.50KVA； （Kx5=0.35 cosφ5=0.60 tgφ5=1. 33 ε5 =65%）
试求：每组负荷的计算负荷（Pc、Qc、 Sc、Ic）？
解：（1）机床组为连续工作制设备,故
PC1 K X1 Pe1 0.20 98 19.60 (kW)
QC1 PC1 tg1 19.60 1.72 33.91 (kvar)
r Sr cos
(kW)
3.用电设备组的计算负荷及计算电流
有功功率 Pc K X Pe (kW)
无功功率 QC PC tg (kvar)
第三章电力负荷1
3
供配电技术
3.用电设备的负荷系数
负荷系数：指设备在最大负荷时输出或耗用的功率P与设备的额定容量的 比值，表征了设备容量的利用程度，即
KL
P PN
二、负荷曲线的有关概念 (一)负荷曲线的绘制与类型 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的图形，反映了用户用 电特点和规律。 1.日负荷曲线 负荷在一昼夜（0-24h）的变化情况。如同如图3.1所示。
Pe 3Pe.
• • • （三）单相设备分别接于线电压和相电压时 先将接于线电压的负荷换算为接于相电压的负荷，换算公式如下： A相 B相
PA p AB A PAB pCA A PCA QA q AB A PAB qCA A PCA
PB p BC B PBC p AB B PAB QB q BC B PBC q AB B PAB
Pe 2PN N 7.5kW 2 0.6 3kW 2 2 0.15 16.3kW
查附录表3得
K d 0.1 ~ 0.15
，取
K d 0.15
，cos = 0.5 , tan = 1.73,因此可
P 30 K d P e 0.1516.3kW 2.45kW
例3-2教材P66
16
供配电技术
• • 第三节 单相用电设备组计算负荷确定 一、概述
•
•Байду номын сангаас
单相设备接在三相线路中，要均衡分配。
单相设备总容量不超过三相设备总容量15%时，无论如何分配，按三相 负荷平衡计算；
•
• • • •
单相设备总容量超过三相设备总容量15%时，则应将单相设备容量换算
为等效三相设备容量，在与三相设备容量相加。 三相分配不平衡时，以最大负荷相的有功负荷的3倍作为等效三相有功负
国家电网电力系统无功配置技术原则
为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下：国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则第一章总则第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。
第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。
第二章无功补偿配置的基本原则第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。
分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。
无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。
第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。
500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。
500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。
第五条受端系统应有足够的无功备用容量。
当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。
第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。
所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。
负载计算方法
7. 确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷
Pca·7＝ＫΣΣPca·６ Qca·7＝ＫΣΣQca·６
Sca7
P2 ca7
Q2 ca7
注意：如果在总降压变电所６~10kV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Qca·7时，应减去补偿设
备的容量时Qc7 ，即Qca·7＝ＫΣΣQca·６- Qc7
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；
ηwl——线路供电效率； η——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。
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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,见附录表3~5。上述各种因素可供设计人员 在变动的系数范围内选用时参考。
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。
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断续周期工作制（重复短暂工作制）
用电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。断续 周期工作制的设备，通常用暂载率ε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ε ，即：
负荷计算的方法有： 需要系数法、二项式法、利用系数法、形状系数
法、附加系数法 需要系数法比较简便因而广泛使用。这里仅介绍
需要系数法。
无功补偿和变压器的容量选择
无功补偿和变压器的容量选择摘要合理的无功就地补偿和选择变压器容量可以降低损耗，提高系统运行的经济性，是电力需求侧管理的重要内容。
本文将二者有效结合，推导了最经济运行的公式，通过简单迭代来确定无功就地补偿容量和变压器容量的选择。
算例证明了其效果。
关键词无功补偿变压器容量最佳负载率无功补偿和变压器的容量选择Planning of Reactive Compensation and Transformer CapacityAbstract: Rational planning of local reactive compensation and transformer capacity is very important for demand side management to reduce power losses and improve the economical power system operation. The best economical formulas are deduced through connection of the both. The capacity determination of local reactive compensation and the rational transformer capacity can be got through simple iteration. Examples are presented to show the effectiveness.Keywords: reactive compensation transformer capacity optimal load coefficient1 前言电力市场的开放使电力需求侧管理越来越受到关注。
电力需求侧管理指的是电力公司采取有效的激励和诱导措施以及适宜的运作方式，与用户共同协力提高终端用电效率，改变用电方式，为减少电量消耗和电力需求所进行的管理活动。
3负荷计算-案例题(历年真题讲解)
3章案例题讲解【卞铠生】【案例13】某省会城市综合体项目，地上4 栋一类高层建筑，地下室连成一体，总建筑面积280,301m2，建筑面积分配见下表，设置10kV 配电站一座，请回答下列电气设计过程中的问题，并列出解答过程。
6．已知10kV 电源供电线路每回最大电流600A，本项目方案设计阶段负荷估算见下表，请说明规范要求应向电力公司至少申请几回10kV 供电线路？A．1回供电回路B．2回供电回路C．3回供电回路D．4回供电回路答案：[ C ]解答过程：*满足正常负荷要求：计算电流I c=(0.6×32900)/(√3×10)=1140 A，需要2回线。
*满足一、二级负荷要求：依据GB 50052-2009之4. O. 5 条{或《配电手册》P30之（7）}，同时供电的两回及以上供配电线路中. 当有一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。
一、二级负荷计算电流I1+2=11960/(√3×10)=691 A，需要2回线加1回线。
【点评】有人认为应按变压器装设容量计算，I c=1900 A，需要4回线。
这样就失去了最重要的考点，看来不符合题意。
7．.裙房商场电梯数量见下表，请按需要系数法计算（同时系数取0.8）供全部电梯的干线导体载流量不应小于下列哪一项？注：持续运行时间1h 额定容量。
A．226.1A B．294.6A C．361.5A D．565.2A答案：[ B ]解答过程：依据《配电手册》P734、735之（1）、（2），列表计算。
【点评】这是非典型“负荷计算”题；实际上是跨章题。
这是第一次考GB50055即《配电手册》第十二章。
这一动向值得注意。
【回顾】2011年,我在讲解前一年的案例题时，写了下面一段话：（1）电动机的额定功率为轴功率（输出功率），额定电流为输入电流，因此，计算额定电流时应除以效率。
（2）在负荷计算中，电动机的设备功率直接取轴功率；输入功率与输出功率的差异已揉在需要系数或利用系数中。
电力系统无功补偿配置技术原则(国家电网公司)
第二章
无功补偿配置的基本原则
第三条 电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电 压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是 220kV 及以上电压等级层面的 无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是 110kV 及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根 据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿 与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条 各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级 系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV 电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就 地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条 受端系统应有足够的无功备用容量。 当受端系统存在电压稳定问题时， 应通过技术经济比较， 考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条 各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设， 合理配置适当规模、 类型的无功补偿装置。 所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～ 220kV 变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于 0.95，在低谷负荷时功率因数应不 高于 0.95。 第七条 对于大量采用 10kV～220kV 电缆线路的城市电网，在新建 110kV 及以上电压等级的变电站 时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条 35kV 及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功率（或功率 因数）等运行参数的采集、测量功能。
电力系统无功补偿配置技术原则
国家电网公司
电力系统无功补偿配置技术原则
《工厂供电》3试题
第三章工厂电力负荷及其计算一、填空题1、年最大负荷P max就是。
2、电力负荷的两个含义，一是指，二是指。
3、电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响程度分为级。
4、工厂用电设备，按其工作制分三类：、、。
5、一类负荷对供电电源的要求是供电；二类负荷对供电电源的要求是供电；而三类负荷对供电电源。
6、目前计算负荷的方法有、、三种方法。
7、我国供电企业对工业用户的收费采用的是“”，一部分叫，是按所装用的容量来计费，另一部分叫，是按每月实际耗用电能KWh来计算电费。
8、在我国《供电营业规则》中规定，用电企业的功率因素cosϕ小于时，必须进行补偿；对变电所高压侧的功率因素cosϕ必须。
9、尖峰电流I pk用来选择和、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。
10、工厂电容补偿的方式有、、。
11、补偿电容的接线形式有、。
12、单相设备接于相电压时的等效三相设备容量Pe是。
13、负荷持续率是表示工作制运行的设备工作特性的物理量，一行车电动机P N=5kW，εN=15%，负荷计算时，要求换算到ε=25%下的功率是。
13、进行负荷计算的主要任务和目的是：(1) ，作为按发热条件选择变压器、线路及电器元件的依据；(2) 作为计算电压波动和选择保护设备的依据；(3) ，作为计算电能消耗和选择补偿装置的依据。
14、为选择电气设备时所确定的某一假想的持续负荷、称为，通常采用30min 最大负荷的平均值作为。
而不考虑电力系统运行时出现的短时（1～2s）负荷。
15、某10kV车间变电所，总计负荷容量为650kV·A。
其中一、二级负荷有420kvar，该变电所宜装设台主变压器，每台变压器的容量ST可选kV·A。
16、根据电力负荷随时间变化的关系而绘制的曲线叫。
根据电力负荷的性质不同可分为、两种。
按时间范围不同有、和三种。
17、并联电力电容器在企业供电系统中的装设位置，有补偿、补偿和补偿，因为QC（△）= QC（Y），所以常采用接线方式。
某花园小区供电方案
某花园小区供电方案某花园小区供电方案设计姓 名学 号院系、部 电气工程系 班 号完成时间2012年6月20日 ※※※※※※※※※※※ ※※ ※※※※※※※※2009级工厂供电课程设计摘要本次设计的课题是住宅小区供电系统的一次设计，根据配电自动化的内容和国内配电的发展状况，本着“安全性、可靠性、经济性以及易维护行”的原则，完成本次设计。
这次设计首先根据设计要求和设计设想进行负荷计算，然后进行无功功率补偿，选择变压器，再进行短路计算，最后根据计算结果进行设备和线路的选择和校验，确定主接线方案。
关键词：负荷计算无功补偿短路计算设备选择校验主接线目录摘要 (I)第1章设计任务 (1)1.1设计内容 (1)1.2设计依据 (1)1.3设计要求 (2)第2章负荷计算和无功功率补偿 (3)2.1 负荷计算 (3)2.2无功功率补偿 (5)第三章变电所主变压器及主接线方案的选择 (10)3.1变电所主变压器的选择 (10)3.2 变电所主接线方案的选择 (11)第4章短路电流的计算 (12)4.1临时施工短路电流计算 (12)4.2花园小区短路电流计算 (13)第5章变电所一次设备的选择校验 (17)5.110kV侧一次设备的选择校验 (17)5.2 380V侧一次设备的选择校验 (19)5.3 低压母线的选择 (20)第6章变压所进出线的选择 (21)6.110kV高压进线的选择 (21)6.2 380低压出线的选择 (21)第7章变电所二次回路方案的选择 (24)第8章降压变电所防雷 (25)第9章设计总结 (26)参考文献 (27)附表 (28)第1章设计任务1.1设计内容1、为花园小区临时施工现场选配变压器；2、花园小区长期供电变电所设计。
1.2设计依据花园小区总平面图如图所示1、临时施工现场用电情况如下：混凝土搅拌机2台，每台10kw，380v卷扬机2台，每台28kw，380v塔式起重机2台，每台20kw，380v振捣器10台，每台1kw，380v施工照明，5750w，220v生活照明，9000w，220v动力设备平均功率因数0.75，需要系数0.5，照明需要系数0.9.2、小区有两栋高层楼房(1) 1号楼24层分3个单元，2号楼18层，1个单元，各楼每个单元负一层均设有单元配电室，每个单元有15kw电梯两部，10kw风机和25kw高压水泵电动机2台，220kw热力泵电动机2台；(2) 两栋楼各有30kw消防水泵电动机各两台；(3) 1号楼每个单元住户用电设备容量为192kw，2号楼住户用电设备容量为144kw。
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。
建筑供配电课程设计
38.15
2.2
变压器损耗
14.32
71.6
变压器高压侧计算负荷
1415
0.51
0.91
1322.17
581.78
1444.5
83.4
3.
4.1、变压器型式及台数选择
本工程为一般商住两用高层民用建筑，防火要求较高，且为减少占地，变电所位于主体建筑地下室内，故宜采用三相双绕组干式变压器，联结组别为Dyn11，无励磁调压 ，电压比10/0.4kV。为节省空间，变压器与开关柜布置在同一房间内，变压器外壳防护等级选用IP2X。因为本工程具有较大的一、二级负荷，故应选用两台或两台以上的变压器。
2.
2.1
该工程属一类高层建筑，用电多为一、二级负荷，用电负荷分级如下：
一级负荷：各层公共照明、普通乘客电梯、地下室排污泵、所有消防负荷包括应急照明、消防控制室用电、消防电梯、屋顶稳压泵、正压风机、送风机、排烟风机、喷淋泵、消火栓泵及泵房、消防电梯井坑排污泵等。
二级负荷:地下室及1～3层照明、商场自动扶梯、商场乘客电梯、生活泵等。
Pc＇=KΣpPc=0.8*1714.82=1317.85kW
Qc＇=KΣqQc=0.8*1066.42=853.14kvar
Sc＇= √Pc＇2+Qc＇2=1569.9
功率因数为：
cosφ= Pc＇/ Sc＇=1317.85/1569.9=0.84
3、无功补偿容量的计算。
根据规范要求，民用建筑低压侧无功功率补偿后的功率因数应达到0.90以上，故有：
对于总计算负荷：
ΔQ=1714.82[tan(arccos0.84)-tan(arccos0.92)]=342.964
无功功率补偿后的总有功计算负荷保持不变，总无功计算负荷为
变压器容量及无功补偿量的选择
变压器容量及无功补偿量的选择在供配电设计工作中，变压器容量及无功补偿量的选择是整个电气设计工作中的重要环节之一，也是作为一名电气设计人员应该掌握的基本知识。
为了让初学者能尽快掌握选择方法，本文将对变压器容量及无功补偿量的基本计算和选择进行介绍。
标签：变压器；容量；无功补偿量；选择1、前言作为一名配电网的电气设计人员，由于经常有建院电气专业人员提供的资料，常会忽略变压器容量选择的计算，但在做改造的工程设计时，当用户增加用电负荷时，则需核验变压器容量是否满足使用要求，确定是否需要进行变压器增容。
本文对计算过程进行规纳整理，旨在提供一些方便实用的计算方法。
2、介绍几种常用的负荷计算方法常用的负荷计算方法有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法等。
上面几种计算方法的特点及适用场合：需要系数法计算过程比较简便，应用广泛，适用于设备功率已知的情况；利用系数法的计算结果比较接近实际，但计算过程稍繁，适用于设备功率或平均功率已知的情况，比如工业企业电力负荷计算；单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法计算简便，精度低，受多种因素影响，变化范围大，适用于设备功率不明的情况，或者设计前期、可研和方案设计阶段。
3、介绍用需要系数法进行变压器容量及无功补偿量选择的基本计算过程本方法应用范围：一般用于民用建筑设计，各用电设备功率已知的项目。
（1）变压器容量选择计算下面①、②为变压器补偿前低压侧总计的计算公式：①Pc= KΣp·Σ（Kd·Pe ）{计算有功功率=有功功率同时系数·Σ（需要系数·每回路用电设备组的设备有功功率）}②Qc= KΣq·Σ（Pc·tgΦ）{计算无功功率=无功功率同时系数·Σ（计算有功功率*计算负荷功率因数角的正切值）}③Sc = {计算视在功率=}【注：Pc：计算有功功率（kW）；Qc：计算无功功率（Kvar）；Pe：每回路用电设备组的设备有功功率（kW）；Kd：需要系数（查表取值）；tgΦ：计算负荷功率因数角的正切值（查表取值）；KΣp、KΣq：有功功率、无功功率同时系数，通常KΣp取0.8～0.9、KΣq 取0.93～0.97，简化计算时KΣp和KΣq可都取KΣp ；Un：系统标称电压（线电压或额定电压）（kV）；Sc：计算视在功率（kV A）】根据上述计算所得的“计算视在功率”初步选择变压器容量。
负荷计算及变压器选择
负荷计算及变压器选择1.专用工程1.1负荷计算及变压器容量、台数选择根据用电设备组名称查表得出：Kx需要系数,cosΦ,tanΦ见excel表格或工业与民用配电手册设备容量Pe根据下面的公式,计算Pj,Qj,Sj,Ij基本公式：Pj=PeKx Qj=PjtanΦSj=Ij=取同时系数：Kp=0.85,Kq=0.95 计算出Pj,Qj,Sj可以计算出补偿前的功率因数cosΦ,功率因数一般补偿到0.95,查表可查出无功补偿率qc,计算补偿后的设备容量：Pj,Qj,Sj,Ij补偿容量Qc=Pj qc变压器损耗：ΔPb=0.01Sj,ΔQb=0.05Sj变压器负荷率75%-85%,选择变压器台数和容量1.2无功补偿率qc附表见excel表格或工业与民用配电手册2公用工程2.1负荷计算A套住宅建筑面积在60㎡及以下时,用电负荷不宜小于4KW；建筑面积在60-120㎡,用电负荷不宜小于8KW；建筑面积在120-150㎡时,用电负荷不宜小于12KW；建筑面积在150㎡以上时,用电负荷不宜小于16KW,超出部分建筑面积可按40-50W/㎡计算;B新建住宅内公用设施用电按实际设备容量负荷计算,设备容量不明确时,按负荷密度估算,物业管理类60-100W/㎡；商业会所类100-150W/㎡.2.2变压器容量、台数的选择S=总负荷0.5/2 10KV公用配电室变压器单台容量不宜大于800KVA,如果需要选择二台的话除以20.5为配置系数关于变压器容量选择,我们来举个简单例子如下：户型介绍1楼：层高均高3米；共3个单元,11层,一层2户；建筑面积均为80平方;2楼：层高均为3米,共3个单元,7层,一层2户,建筑面积均为71平方;3楼：层高均为3米,共2个单元,7层,一层2户,1单元建筑面积为71平方,2单元建筑面积为49平方;附表：SCB型变压器Sr与Uk%附表。
变压器的选择
第三章变压器的选择1.1主变压器台数的确定变压器设计规范中一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上的主变压器，如变电所中可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
装有两台及两台以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余变压器的容量不应小于60%的全部负荷并应保证用户的一、二级负荷。
已知系统情况为本站经2回U0kv 线路与系统相连，分别用于35kv和10kv向本地用户供电。
在该待设计变电所供电的负荷中，同时存在有一、二级负荷。
故在本设计中选择两台主变压器。
1.2主变压器型号和容量的确定：1.主变容量一般按变电所建成后5〜10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10〜20年的负荷发展。
对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。
对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%。
考虑变压器有1.3倍事故过负荷能力，则0.6*1.3=78%,即退出一台时，可以满足78%的最大负荷。
本站主要负荷占60%,在短路时(2小时)带全部主要负荷和一半左右1类负荷。
在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。
主变压器的容量为：Sn=0.6P mCos (2-1)=0.6x(10+3.6)/0.85=9.6MVA=9600KVA3.相数选择变压器有单相变压器组和三相变压器组。
在330kv及以下的发电厂和变电站中，一般选择三相变压器。
单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高。
只有受变压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组，因此在本次设计中采用三相变压器组。
4.绕组数选择：在具有三种电压等级的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15%以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选用三绕组变压器。
某机械厂降压变电所电气设计-(附答案)
一、设计任务书（一）设计题目某机械厂降压变电所电气一次设计（二）设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
（三）设计依据1.工厂总平面图2.工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。
该厂筹造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
低压动力设备均为三相，额定电压为380V。
电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。
3.供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10的公用电源干线取得工作电源。
该干线的走向参看工厂总平面图（附图1-4）。
该干线的导线品牌号为185,导线为等边三角形排列，线距为 2.0m。
干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.2s。
为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。
已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100，电缆线路长度为25。
表1 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量需用系数功率因数1 铸造车间动力400 0.4 0.70照明10 0.8 1.002 锻造车间动力300 0.2 0.65照明10 0.8 1.003 金工车间动力350 0.2 0.65照明10 0.7 1.004 工具车间动力380 0.2 0.60照明10 0.8 1.005 电镀车间动力260 0.5 0.80照明7 0.7 1.006 热处理室动力200 0.5 0.75照明8 0.7 1.007 装配车间动力150 0.4 0.70照明 5 0.8 1.008 机修车间动力150 0.3 0.60照明 4 0.7 1.009 锅炉房动力80 0.7 0.8照明 1 0.9 1.0010 仓库动力25 0.4 0.80 照明 1 0.9 1.0011 生活区动力300 0.8 1.004.气象条件：本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处的平均温度为25℃。
如何根据电力变压器容量选择无功补偿电容器的大小
如何根据电力变压器容量选择无功补偿电容器的大小如何根据电力变压器容量选择无功补偿电容器的大小怎样正确选用电力电容器，如下几点供用户参考:1、用户购买电力电容器最好直接到生产厂家或由生产厂家授权的代理商处购买，这样防止购买假冒伪劣的产品。
2、用户在选用电力电容器时，应注意电力电容器的产品外观是否完整，有无碰损，及生产厂家的名牌、厂址、质保卡、合格证、说明书等是否齐全。
(厂名不全，如“威斯康电气公司”就是厂名不全，齐全的厂名应如“上海威斯康电气有限公司”。
通讯地址等不详的产品，用户最好不要购买，以防发生意外事故。
)购买前最好与生厂厂家联系证实一下产品售后服务等情况。
3、用户在购买电力电容器时，还应注意标牌上的各种数据:如额定电量KVAR、电容量uf、电流是否对，最好用UF表测量一下，用兆欧表测一下绝缘电阻，生产成套装置的厂家有条件的话可抽查耐压是否符合国家标准。
用户购买电力电容器时，不能只讲究价格便宜，俗话说“便宜没好货、好货不便宜”。
一般电容器产品的价格差异是基于其成本的高低。
如原材料的优劣:制造电力电容器的电容膜，有铝膜与锌铝膜两种，两者的价格相差很大，用锌铝膜制造的电容器相对成本高，当然质量也不同。
此外，电容膜的优质一等品与二等品的价格不同，质量也不同。
因此，用户在购买电容器时，价格是次要的，产品的质量才是最重要的。
4、安装使用电力电容器，安全可靠的方法是:安装之前，将每台电力电容器测量后，将产品序号做好纪录，再依次安装。
值得注意的一点，生产成套装置的厂家应考虑到电容补偿柜的运输问题。
如果将电容器安装好后运输，很容易造成电容器因运输途中的路面颠簸而碰撞损坏(特别是容量大的电容器因其自身高度和重量，最易因此受到损坏)。
方便而有效的解决办法是:在起始点对电容补偿柜装上电容器进行测试后，将电容补偿柜(空柜)和电力电容器分开运输，直到最终目的地(直接用户处)再进行安装。
用户只要对电力电容器选用得当，可为企业提高经济效益，为设备运行与人身财产提供安全的保证。
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这类设备的数量不多。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
• 断续运行工作制（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。断续周期工作制的设备，
第3章负荷计算及无功补 偿电力变压器选择
2020/11/26
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
第3章 负荷计算及无功补偿
• 3.1 负荷曲线与计算负荷 • 3.2 用电设备额定容量的确定 • 3.3 负荷计算的方法 • 3.4 功率损耗与电能损耗 • 3.5 变电所中变压器台数与容量
的选择 • 3.6 功率因数与无功功率补偿
可能构成导线的最高温升。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
•3.1.3 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， 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许值。
• 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 互感器等的额定参数的依据。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
3.1 负荷曲线与计算负荷
• 3.1.1 负荷曲线 • 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）。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
•（1）年最大负荷Pmax
• 年最大负荷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。
•（2）年最大负荷利用小时数Tmax
• 年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使 用时间Tmax，它是一个假想时间，在此时间内， 电力负荷按年最大负荷Pmax (或P30)持续运行所消 耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的 电能。
通常用暂载率ε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
ε ，即：
• 式中 t，t0——工作时间与停歇第3章时负荷计间算器及选，无择功补两偿电力者变压之和
• 3.2.2 用电设备额定容量的计算
•
在每台用电设备的铭牌上都有“额定
功率”PN，但由于各用电设备的额定工作方式 不同，不能简单地将铭牌上规定的额定功率直
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
• 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。
接相加，必须先将其换算为同一工作制下的额
定功率，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“设备额定容
量”，用Pe表示。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
• （1）长期工作制和短时工作制的设备容量 • Pe=PN
• （2）重复短暂工作制的设备容量 • ① 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
• 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
τ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 3τ=3×10
＝30（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
行车等 ）的设备容量统一换算到ε=25%时的额 定功率（kW），若其εN不等于25%时应进行换 算，公式为:
• ② 电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算 到ε＝100%时的额定功率（kW）。若其铭牌暂 载率εN不等于100%时，应进行第3章换负荷算计算及，无功补公偿电式力变压为:
器选择
• （3）电炉变压器的设备容量
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
• 下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大 负荷Pmax就是年最大负荷，Tmax为年最大负荷利 用小时数。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
•3.平均负荷Pav • 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Pav=W/t • 年平均负荷为Pav=Wa/8760 •
• 正安全、经济运行的必要 手段。
•返 回目 第3章负荷计算及无功补偿电力变压 录
器选择
3.2 用电设备额定容量的确定
• 3.2.1 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）断续运行工作制（重复短暂工作制）
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
• 连续运行工作制（长期工作制）
•
在规定的环境温度下连续运行，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。
• 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分：
•
可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
•2．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
•
电炉变压器的设备容量是指在额定功率因
第3章负荷计算及无功补偿电力变压 器选择
•3.1.2 计算负荷（calculated load） • 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。 •