某工厂供配电系统毕业设计(3)

河南城建学院本科毕业设计（论文） 电力负荷及其计算

Kd?0.1?0.15;cos??0.5，tan??1.73

有功计算负荷：

P（0.15?82.2）kW?12.33kW 30?KdPe?无功计算负荷：

Q30?P（12.33?1.73）kvar?21.33kvar 30tan??C金工车间照明：

车间面积：60?24?1440m2

（12?1440）W?17280W 设备容量： Pe?对于生产厂房及办公室、阅览室、实验室照明，其需要系数：

Kd?0.8，-1cos??1，tan??0

有功计算负荷：

P（1?17.28）kW?17.28kW 30?KdPe?无功计算负荷：

Q30?P3t0an?（?17.2?）8k02）全厂总负荷

取有功同时系数K?p?0.95，无功同时系数K?q?0.97 有功计算负荷：P30（2）?0.95P30

v?akr 0var?0.95??163.?631?2.33?17.2?8?100??80 20 ?392.58 kW

无功计算负荷：Q30（2）?0.97Q30

?523.23kvar

20kW?0.97??283.08?21.33?110?90?20?15?kvar

视在计算负荷：

S22?P?Q30(2)30(2)30(2) ?654.13 k V功率因数：

?0.6 cos?(2)?P30(2)/S30(2)③ 按逐级法计算法确定工厂的计算负荷

工厂的计算负荷，应该是高压母线上所以高压配电线路计算负荷之和，在乘

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以一个同事系数。高压配电线路的计算负荷，应该是该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷加上变压器的功率损耗和高压配电线路的功率损耗，如此逐级计算即可求得供电系统所有元件的计算负荷。

但对一般工厂供电系统来说，由于高低压配电线路一般不长，其损耗较小，因此在确定计算负荷时往往不记线路损耗。

在符合计算中，新型低损耗电力变压器的功率损耗可按下列简化公式计算： 有功损耗： ?PT?0.01S30

无功损耗： ?QT?0.05S30 —— S30为变压器二次侧的视在计算负荷 机器厂变压器高压侧的有功计算负荷：

P30(1)?P30(2)??PT?392.58?0.01?654.13?399.12kW

机器厂变压器高压侧的无功计算负荷：

Q30(1)?Q30(2)??QT?523.23?0.05?654.13?555.94kvar

机器厂变压器高压侧的视在计算负荷：

S30(1)?P30(1)2?Q30(1)2?399.122?555.942?684.37kVA

功率因数：

cos?(1)?P30(1)/S30(1)?399.12/684.37?0.58

2.3无功功率补偿

工业与民用用电设备中，有大量设备的工作需要通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场，这使系统输送的电能容量中无功功率的成分增加，在系统变配电设备及输送线路规格一定的情况下，直接影响到有功功率的输送。

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

2.3.1功率因数

① 功率因数低对供配电系统的影响

功率因数低是无功功率大的表现，无功功率大会对系统造成如下影响： 1）使配电设备的容量增加：在三相交流系统中，电流和有功功率的关系式是：

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I?P 式（2.10）

3Ucos?其中有功功率P是系统向用电设备提供的，要转化为其他形式能量的功率，这部分功率是不能减少的。因此在电压一定时，功率因数越小，即无功分量越大，则电流越大。

若要承受较大的电流，系统电气设备的容量必然要加大，这就会增加系统成本，使电气设备利用率降低。

2）使供电系统的损耗增加：从供配电系统功率损耗计算式中不难看出，通过系统的电流增加，系统上的功率损耗也会增加。

3）使电压损失增加：线路电流越大，电压损失也就越大。

4）使发电机效率降低：系统中负荷对无功功率需求量增大时，发电机必须增发相应的无功功率去平衡，这样就降低了效率。

② 提高功率因数的意义

在用电设备中绝大部分为感性负荷，使用电单位功率因数小于1。为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发配电设备的容量，减小供电线路的截面，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路的电压损失，必须提高用电单位的功率因数。

对用户的补偿容量在《全国供电规则》中已有规定：“无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率应属的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入和切除，防止无功电力倒送，用户在当地供电局规定的电网高峰时的功率因数，应达到下列规定：

高压供电的用户和高压供电装有负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上；其他100kVA（kW）及以上电力用户和大、中型电力排灌站，功率因数为0.85以上。

因此，在供配电系统中，必须改变无功功率大小，即提高功率因数，以便提高系统中设备的有效利用率。

2.3.2无功补偿的选择

要使供配电系统的功率因数提高，一般可从两个方面采取措施。一是提高用电设备的自然功率因数，自然功率因数是指不用任何补偿装置时的功率因数；一是采取人工补偿的方法使使总功率因数得以提高，总功率因数是指采用了补偿装置后得到的功率因数。

① 提高自然功率因数的方法：电动机类电气设备的额定功率因数是较高的，一般都在0.85以上，可是当它们在非额定状态下（如轻载）工作时，功率因数和效率都将大幅度降低，对此，主要采用如下措施改善自然功率因数：

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1）合理选择电动机的型号和规格。

2）合理选择变压器的型号和规格，避免因长期轻载运行而造成的功率因数降低。

② 采用人工补偿提高功率因数的方法：人工补偿方法有发电机补偿、电容器补偿、调相机补偿和静止补偿器补偿，主要有两种，一是采用同步电动机补偿，一是采用并联电容器补偿。

1）在供配电系统中一般只有在能使负荷使用要求得以满足的情况下，才采用同步电动机代替异步电动机工作，且同步电动机兼作无功补偿设备，此时无功补偿的调节可以做到平滑的自动调节；专为无功补偿而设的同步电动机称为同步调相机，由于投资和损耗较大，又不便于维护、检修，供配电系统中很少采用这种补偿方式。

2) 采用并联电容器补偿是目前供配电系统中普遍采用的一种无功补偿方法，也叫移相电容器静止无功补偿。它具有功损耗小、运行维护方便、补偿容量增减方便、个别电容器的损坏不影响整体使用等特点，但不能实现无级调节。

2.3.3无功补偿的计算

要使功率因数由cos?提高到cos??，必须装设无功补偿装置，其容量为：

Qc?Q30?Q30??P30(tan??tan??)??qcP30 式（2.11）

?qc?tan??tan??，称为无功补偿率 ① 工厂无功功率的补偿：

?Qc?P30(tan??tan?)

?8{tan(arccos0.6)-tan ?392.5 ( ?356.2kvar

取Qc为360kvar

② 补偿后变压器的容量和功率因数 …… 此处隐藏：1829字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……