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
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
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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
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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
供配电系统的负荷与负荷计算
利用系数法 利用系数Ku=Pav/Pe，由定义可知，Ku也是一个小于1的数。 利用系数法计算步骤： 求用电设备组在最大负荷班内的平均负荷： 求用电设备组的平均利用系数：
求用电设备的有效台数neff： 求用电设备组的计算负荷： 式中的Km称为最大系数，可以根据有效台数neff和平均利用系数Kuav查计算表格得出。
需要系数法
需要系数Kd=Pc/Pe，由定义可知，Kd是一个小于1的数，相当于将实际的设备负荷Pe打一个折扣。实际设计中，需要系数已制成表格，直接查表即可得到。 需要系数法计算步骤：
设备组计算负荷计算：利用需要系数法求计算负荷时，应先将计算范围内的设备按负荷性质相同的、需要系数相近的原则分类合并为若干用电设备组，查表选择相应的需要系数和功率因数，然后按下式求设备组计算负荷：
单相负荷计算
单相负荷的负荷计算原则为： 在单相负荷的总容量小于计算范围内的三相对称负荷总容量的15％时，全部按三相对称负荷计算；在单相负荷的总容量大于计算范围内的三相对称负荷总容量的15％时，应将单相负荷折算为等效三相负荷。
一般情况下的单相负荷折算
单相线间计算负荷折算为单相相间计算负荷 等效计算负荷
单位负荷法
单位指标法：Pc=P’N 单位密度法（单位面积功率法）： Pc=ρA 单位负荷法在实际运用过程中，还需要结合具体情况，乘以相应的同时系数。同时，由于该法较为粗略，一般用于估算用电负荷
负荷计算基本方法的应用
需要系数法：应用最为广泛，尤其适合于变配电所的负荷计算。但该法在设备负荷相差大时，误差较大。该法适合于初步设计及施工图设计阶段。 二项式法：主要用于设备负荷相差较大的场合。因此主要在计算工厂负荷时使用，民用负荷计算应用较少。 利用系数法：计算较繁琐，利用系数资料不完整，但准确度高。 单位负荷法：在用户对设备的要求不十分明确时，或在方案设计阶段使用源一般为同一电源，但必须由两条变压器输出。如两回线路敷设有困难或负荷较小，可通过敷设专线来供电。 三级负荷：无特殊要求 应急电源 对于特别重要的负荷，除了一级负荷一般的供电要求外，还必须设置不与电网并列运行的独立应急电源
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。
无功补偿计算
补偿电容容量计算及串联电抗器配置：
电网无功补偿有多种算法，一种是不具备计算条件时，变电站中无功补偿电容器一般情况下可按照变压器容量的10%-30%补偿，另外一种根据负荷情况来计算所需补偿容量，详见下例:
1、主变参数
容量： 1×50MVA ；阻抗电压：U 1-2%=10.5，U 1-3%=17.5，U 2-3%=6.5
2、补偿负荷无功
根据负荷预测结果某地区负荷约为34.87MW ，其自身的功率因数约达0.85，35kV 变电站的功率因数按0.85计，本次计算按将综合功率因数由0.85提高至0.95计算需补偿的无功容量：
)1cos 11cos 1(2
2121---=ϕϕf P Q 13.3395.087.34cos 87.342=⨯=⨯=ϕf P
var 15.101M Q =
补偿主变无功
a)补偿主变10kV 侧所需无功：
e e
m S I I I U Q )100(%)100(%)(022322+=- Ie---10kV 侧额定电流，为2886.8A 。
Io---主变空载电流，为0.63A 。
Im---10kV 侧最大负荷电流，估计值为606.2A 。
var 458.02M Q =
b)补偿主变35kV 侧所需无功：
e e
m S I I I U Q )100(%)100(%)(022313+=- Ie---35kV 侧额定电流，为866.0A 。
Io---主变空载电流，为0.63A 。
Im---35kV 侧最大负荷电流，估计值为346.4A 。
var 428.13M Q
本例仅供参考，例外需配合电抗器电抗率进行计算，以免掉入谐振容量引起事故发生，这里将不作说明。
10kv变电所及低压配电系统的设计之欧阳科创编
目录1 引言11.1.用户供电系统12 变电所负荷计算和无功补偿的计算22.1负荷情况22.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表2 2.2变电站的负荷计算22.1.2负荷计算22.3无功补偿的目的和方案32.4无功补偿的计算及设备选择33 变电所变压器台数和容量的选择53.1变压器的选择原则53.2变压器类型的选择53.3变压器台数的选择53.4变压器容量的选择64 主接线方案的确定74.1主接线的基本要求74.1.1安全性74.1.2可靠性74.1.3灵活性74.1.4经济性74.2主接线的方案与分析74.3电气主接线的确定与绘图85 短路电流的计算115.1短路电流及其计算115.2三相短路电流的计算106 变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择14 6.1用电单位总计算负荷146.2高压进线的选择与校验146.2.1架空线的选择146.2.2电缆进线的选择146.3变电所一次设备的选择146.3.1高压断路器的选择146.3.2高压隔离开关的选择156.3.3高压熔断器的选择156.3.4电流互感器的选择156.3.5电压互感器的选择166.3.6高压开关柜的选择166.4低压出线的选择176.4.1低压母线桥的选择176.4.2低压母线的选择177 防雷保护与接地装置的设计187.1架空线路的防雷措施187.2变配电所的防雷措施 187.3变电所公共接地装置的设计197.3.1 接地电阻的要求 197.3.2 接地装置197.4变配电所配电装置的保护208 变电所二次回路方案218.1继电保护的选择与整定218.1.1继电保护的选择要求218.1.2继电保护的装置选择与整定21结论26谢辞27参考文献281引言1.1 用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）1.大型电力用户供电系统大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。
第二章 负荷计算与无功功率补偿
第二章负荷计算与无功功率补偿本章提要：本章首先简介负荷计算的有关基本知识，然后着重讲述用电设备组计算负荷的确定方法，介绍线路尖峰电流的计算，接着讲述供电系统无功补偿、总计算负荷的确定及电能节约。
本章是分析供电系统和进行供电设计计算的基础。
本章重点：三相用电设备组计算负荷的确定方法、尖峰电流的计算方法、无功功率补偿容量的确定与无功功率补偿装置的选择、供电系统的总计算负荷确定方法。
本章难点：利用系数法确定三相用电设备组的计算负荷。
教学基本要求：了解单相用电设备组计算负荷的确定方法、电能节约的技术措施；理解用电设备工作制、确定计算负荷的系数；掌握三相用电设备组计算负荷的确定方法、尖峰电流的计算方法、无功功率补偿容量的确定与无功功率补偿装置的选择、供电系统的总计算负荷确定方法。
第一节概述一、计算负荷概念供电系统要能可靠地正常运行，就必须使其元件包括电力变压器、电器、电线电缆等满足负荷电流的要求。
因此有必要对供电系统各环节的电力负荷进行统计计算。
通过对已知用电设备组的设备容量进行统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值，称为计算负荷。
按计算负荷选择的电力变压器、电器、电线电缆，如以最大负荷持续运行，其发热温度不致超出允许值，因而也不会影响其使用寿命。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。
如果计算负荷确定过大，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的浪费。
如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，增加电能损耗和电压损失，甚至有可能使设备和导线烧毁，造成事故。
可见，正确计算电力负荷具有重要意义。
但是由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但准确确定计算负荷却十分困难。
实际上，负荷也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织及能源供应的状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。
二、用电设备工作制及设备容量的计算电器载流导体的发热与用电设备的工作制关系较大，因为在不同的工作制下，导体发热的条件是不同的。
企业供配电系统电力负荷的计算方法
企业供配电系统电力负荷的计算方法思路：供配电系统中各种电气设备的选择都离不开计算负荷，因此必需将供配电系统中各电气设备所在点的电力负荷进行计算。
计算必需从设备端依次向电源端逐步推算。
1、需要系数的含义式中：K——同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工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，用电设备不肯定满负荷运行，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。
需要系数法由于简洁易行，为设计人员普遍接受，是当前通用的求取计算负荷的方法。
需要系数法的数据来源于大量的测定和统计，但这种方法的缺点是将需要系数Kd看作与负荷群中设备多少及设备容量悬殊状况都无关的固定值，这是不严格的。
由于事实上，只有当设备台数足够多，总容量足够大，且无特大型用电设备时，Kd才能趋于一个稳定数值。
因此，需要系数法比较适用于求全厂或大型车间变电所的计算负荷。
2、采纳需要系数法求计算负荷的计算步骤：以图示某铜矿35kV变电所为例，说明采纳需要系数法计算各级计算负荷的方法。
①单台用电设备的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：Q ca·1=Pca·1tanj计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。
②用电设备组的计算负荷有功计算负荷：P ca·2=Kd∑Pe无功计算负荷：Q ca·2=P ca·2tanjwm视在计算负荷：或者S ca·2=P ca·2/cosjwm计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。
③确定车间配电干线，或变电所低压母线上的计算负荷总有功计算负荷：Pca·3＝Ｋ∑ΣP ca·2总无功计算负荷：Qca·3＝Ｋ∑ΣQ ca·2总视在计算负荷：Ｋ∑－－最大负荷时的同时系数。
考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时消失而引入的系数。
负荷计算和无功功率补偿
目录1.负荷计算和无功功率补偿 (1)1.1负荷计算 (1)1.2无功功率补偿 (2)2.变电所主变压器和主结线方案的选择 (3)2.1变电所主变压器的选择 (3)2.2变电所主结线方案的选择 (4)3.短路电流的计算 (5)3.1概述 (5)3.2短路电流的计算 (5)4.变电所一次设备的选择校验 (8)4.1 10KV侧一次设备的选择校验 (8)4.2 380V侧一次设备的选择校验 (8)5.变电所的保护装置 (9)5.1主变压器的继电保护装置 (9)5.2变电所主接线图 (9)6.附录 (11)1.负荷计算和无功功率补偿1.1负荷计算各厂和生活区的负荷计算如表1所示：1.2无功功率补偿由表1可知，该厂380V 侧最大负荷时的功率因数只有0.75。
而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。
考虑到主变压器的无功损耗大于有功损耗，因此380V 侧最大负荷功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V 侧所需无功功率补偿容量： 3012(tan tan )812.2[tan(arccos 0.75)tan(arccos 0.92)]var 370var C Q P k k ϕϕ=-=-= 选并联电容器为BW0.4—14—3型，总共容量84kvar ⨯5=420kvar 。
因此无功功率补偿后工厂380V 侧和10V 侧的负荷计算如表2。
表2 无功功率补偿后工厂的计算负荷项目cos φ 计算负荷P30/kw Q30/kvar S30/kva I30/A 380V 侧补偿前负荷 0.75 812.2 727.6 1090 1656380V 侧无功补偿容量 — 420380V 侧补偿后负荷 0.935 812.2307.6868.5 1320主变压器功率损耗 0.015S30=13 0.06S30=52 10KV 侧负荷总计0.92825.2359.6900522. 变电所主变压器和主结线方案的选择2.1变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：（1）装设一台主变压器 型式采用S9，选SN.T=1000KV A>S30=900KV A ，即选一台S9—1000/10型低损耗配电变压器。
10kv变电所及低压配电系统的设计
目录1引言 (1)1.1. 用户供电系统 (1)2 变电所负荷计算和无功补偿的计算 (2)2.1 负荷情况 (2)2.1.1 负荷统计全厂的用电设备统计如下表 (2)2.2 变电站的负荷计算 (2)2.1.2 负荷计算 (2)2.3 无功补偿的目的和方案 (3)2.4 无功补偿的计算及设备选择 (3)3 变电所变压器台数和容量的选择 (5)3.1 变压器的选择原则 (5)3.2 变压器类型的选择 (5)3.3 变压器台数的选择 (5)3.4 变压器容量的选择 (6)4 主接线方案的确定 (7)4.1 主接线的基本要求 (7)4.1.1 安全性 (7)4.1.2 可靠性 (7)4.1.3 灵活性 (7)4.1.4 经济性 (7)4.2 主接线的方案与分析 (7)4.3 电气主接线的确定与绘图 (8)5 短路电流的计算 (11)5.1 短路电流及其计算 (11)5.2 三相短路电流的计算 (10)6 变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 (14)6.1 用电单位总计算负荷 (14)6.2 高压进线的选择与校验 (14)6.2.1 架空线的选择 (14)6.2.2 电缆进线的选择 (14)6.3 变电所一次设备的选择 (14)6.3.1 高压断路器的选择 (14)6.3.2 高压隔离开关的选择 (15)6.3.3 高压熔断器的选择 (15)6.3.4 电流互感器的选择 (15)6.3.5 电压互感器的选择 (16)6.3.6 高压开关柜的选择 (16)6.4 低压出线的选择 (17)6.4.1 低压母线桥的选择 (17)6.4.2 低压母线的选择 (17)7 防雷保护与接地装置的设计 (18)7.1 架空线路的防雷措施 (18)7.2 变配电所的防雷措施 (18)7.3 变电所公共接地装置的设计 (19)7.3.1 接地电阻的要求 (19)7.3.2 接地装置 (19)7.4 变配电所配电装置的保护 (20)8 变电所二次回路方案 (21)8.1 继电保护的选择与整定 (21)8.1.1 继电保护的选择要求 (21)8.1.2 继电保护的装置选择与整定 (21)结论 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)1引言1.1 用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
第二章 负荷计算与无功功率补偿
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
P c2=0.8×45kW=36kW
Q c2=36kW×0.75=27kvar
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3. 电 焊 机 组 查 附 录 表 1 得 Kd=0.35，cosφ=0.35，
第二章 负荷计算与 无功功率补偿
第一节 概述 第二节 三相用电设备组计算负荷的确定
（重点）
第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 第四节 尖峰电流的计算（重点） 第五节 无功功率补偿（重点） 第六节 供电系统的总计算负荷（重点） 第七节 供电系统的电能节约
第一节 概 述
一、计算负荷的概念 计算负荷是根据已知的用电设备容量按一定统计方法确定 的，预期不变的最大假想负荷，作为按发热条件选择供电系统 各元件的依据。
指有规律性的，时而工作、时而停歇的用电设备。工作时
间内也达不到稳定温升，允许过载运行。
工作时间
用负荷持续率表征其工作特性 (二)设备容量的计算
t 100%
t t0
停歇时间
长期连续工作制和短时工作制的设备容量Pe，就取所有设 备（不含备用设备）的铭牌额定容量PN之和。
周期工作制设备容量P与其负荷持续率ε密切相关，对供电系
统而言，按发热等效原则（同一周期内）求得其关系式：
P 1
续上页
则得：
铭牌容量
Pe
P N
N
等效容量
铭牌负荷持续率 规定负荷持续率 25％或100％
（1）电焊机组 要求设备容量统一换算到 100%下,则
Pe PN
变电站的负荷计算概念
变电站负荷计算概念1. 负荷计算的目的变电站的负荷计算是电力系统规划和设计过程中的重要环节。
其主要目的是确定变电站的供电能力，确保电力系统的稳定运行，并优化电力资源的分配。
通过负荷计算，可以确定变电站的变压器容量、无功补偿装置的配置以及继电保护装置的整定值等关键参数。
2. 负荷计算的方法负荷计算通常采用以下两种方法：单位容量法：根据单位面积或单位用户的用电负荷，乘以相应的面积或用户数量，得到总的负荷需求。
负荷密度法：根据地区的用电历史数据，确定负荷密度，再乘以变电站供电区域的总面积，得到总负荷需求。
3. 负荷计算的依据进行负荷计算的主要依据包括：地区的用电历史数据：包括过去几年的用电量、用电结构、用电趋势等。
地区经济发展规划：了解未来的产业发展方向、重点项目及重大企业规划等信息。
地区电网规划：了解地区电网的结构、线路容量、无功补偿配置等信息。
行业标准和规范：如电力系统的设计规范、变压器和电机的额定容量等。
4. 负荷计算的结果通过负荷计算，可以得到以下结果：变电站的总供电容量：用于确定变压器和其他关键设备的配置。
最大负荷需求：用于评估电力系统的运行状况和稳定性。
平均负荷需求：用于评估电力系统的平均运行状况。
无功补偿需求：用于确定无功补偿装置的配置和容量。
5. 负荷计算的注意事项在负荷计算过程中，需要注意以下几点：确保数据来源的可靠性和准确性，如用电历史数据、经济发展规划等。
考虑未来用电需求的变化，如新产业的发展、新技术的推广等。
根据实际情况调整计算方法和参数，如根据地区的气候条件、生活习惯等因素调整负荷密度。
考虑电力系统的稳定性和经济性，合理配置变压器和无功补偿装置等设备。
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。
变电站负荷、功率等计算公式(相互验证)
功率分三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系：两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。
有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在：视在功率S=1.732UI有功功率P=1.732UIcosΦ无功功率Q=1.732UIsinΦ功率因数cosΦ=P/SsinΦ=Q/S在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。
比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。
有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。
凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。
比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。
由于它不对外做功，才被称之为“无功”。
无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。
无功功率决不是无用功率，它的用处很大。
电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。
变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。
因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。
为了形象地说明这个问题，现举一个例子：农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢? 在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。
110KV电力网最大负荷下的无功补偿和调压计算
学号1350803111《电力系统稳态分析》课程设计题目：110kv电力网最大负荷下的无功补偿和调压计算系院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化131班作者：伟指导教师：永科职称：副教授完成日期： 2 0 1 6 年06 月12河西学院本科生课程设计任务书目录摘要 (1)第1章原始数据及设计要求 (2)1.1节点负荷与电力网接线图 (2)1.2 设计容及要求 (2)第2章无功补偿原理及方法 (3)2．1无功补偿设计原理 (3)2.2无功补偿的一般方法 (4)2.3无功补偿装置的分类 (5)2.3.3静止无功补偿器 (6)2.4 无功功率与电压的调整 (7)第3章电力系统的参数计算 (9)3.1已知的系统参数 (9)3.2各系统元件参数计算 (9)第4章负荷节点的无功补偿 (11)4.1无功补偿的相关计算 (11)4.2电容组的选择 (11)第5章无功补偿后电网的潮流计算 (12)5.1变电所T-2的功率损耗和潮流计算 (12)5.2线路L耗和潮流计算-2的功率损 (13)5.3变电所T-3的功率损耗和潮流计算 (14)5.4线路L-1的功率损耗和潮流计算 (15)5.5变电所T-1的功率损耗和潮流计算 (16)第6章电路系统的调压计算 (17)6.1调整电压的必要性 (17)总结 (18)摘要随着我国经济建设的不断发展，电网的工作运行收到极大的考验，目前许多变电站普遍存在负荷过重的情况，需要假装无功补偿装置来提高电网输送能力。
本文根据电网变压器线路无功损耗产生机理，详细阐述了220KV变电站电力变压器无功补偿计算方法，以提高输电设备的利用率，降低电力系统设备的损耗和有功网损，减少能耗和发电费用，最后对最优方案进行调压计算。
关键字：电力网无功补偿调压计算第1章原始数据及设计要求1.1节点负荷与电力网接线图电力系统接线图如图1所示,发电厂A的高压母线为110KV,各变电所中分别装设.2台主变压器,110KV线路为双回路钢芯铝绞线1.2 设计容及要求按就地无功补偿方式进行无功补偿；选择标准电容组进行无功补偿后的潮流计算；通过改变变压器分接头方式,使各母线电压水平符合国家相关规程规定。
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。