* * * 全厂计算负荷的确定        为了选择工厂变电站各种主要电气设备的规格型号，以及向供电部门提出用电容量申请，必须确定工厂总的计算负荷S30和I30。        在前述的内容中，我们已经用需要系数法或二项式系数法确定了单台设备、低压干线、车间低压母线的计算负荷。但要确定全厂的计算负荷，还要考虑线路和变压器的功率损耗以及无功补偿。 (1)??? 有功功率损耗 有功功率损耗是电流流过线路电阻所引起的，故其计算公式为                          △PWL=3I302RWL×10－3(kw) 式中，I30为线路的计算电流（A）；              RWL为线路每相的电阻（Ω），RWL=R0L，R0为线路单位长度的电阻（Ω/km），L为线路的计算长度（km）。 (2)??? 无功功率损耗 无功功率损耗是电流流过线路电抗所引起的，故其计算公式为                               △QWL=3I302XWL×10－3(kvar) 式中，XWL为线路每相的电抗（Ω），XWL =X0L，X0为线路单位长度的电抗（Ω/km），一般对架空线路，其值为0.4Ω/km左右，对电缆线路，其值为0.08Ω/km左右。 (3)线路上全年的电能损耗用ΔW表示，其计算公式为：   线路的功率损耗    τ（年最大负荷损耗小时）的物理含义：当线路或变压器中以最大计算电流流过τ小时后所产生的电能损耗，恰与全年流过实际变化的电流时所产生的电能损耗相等。    τ与Tmax之间的关系如左图示。τ与Tmax的关系可用公式表达为：   当cosφ=1，且线路电压不变时，全年的电能损耗为 ：   例：有一条35kV高压线路给某工厂变电所供电。已知该线路长度为12km；采用钢芯铝线LGJ－70，导线的几何均距为2.5m，变电所的总视在计算负荷S30＝4917kVA，计算此高压线路的有功和无功功率损耗。 解： △PWL=3I302RWL×10－3(kw)＝ S302RWL/UN2×10－3(kw) =49172/352×0.48×12×10－3＝105kW          △QWL=3I302XWL×10－3(kvar)＝ S302XWL/UN2×10－3(kvar) = ×49172/352×0.4×12×10－3 ＝94.7kvar  导线表 变压器的功率损耗 变压器同样具有电阻和电抗，所以其功率损耗也包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。 (1)??? 有功功率损耗 变压器的有功功率损耗又由两部分组成： ① 铁损△PFe:铁损是变压器主磁通在铁芯中产生的有功损耗。变压器主磁通只与外加电压有关，当外加电压和频率恒定时，铁损与负荷无关，是定值，且近似于空载损耗ΔP0。 ② 铜损△PCu：铜损是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功损耗，其值与负荷电流（或功率）的平方成正比。且近似于短路损耗ΔPk。 因此变压器的有功功率损耗为△PT ≈ ΔP0 + ΔPk β2 式中，β为变压器的负荷率（β= Sc/SN），SN为变压器的额定容量；Sc为变压器的计算负荷；   (2)??? 无功功率损耗 变压器的无功功率损耗也由两部分组成： ① △Q0，是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流所造成的。和绕组电压有关，与负荷无关。 即  式中，I0%为变压器空载电流占额定电流的百分值。 ②△QN，是变压器负荷电流在一次、二次绕组电抗上所产生的无功功率损耗，其值与负荷电流（或功率）的平方成正比。 即     式中，Uk%为变压器的短路电压百分值。 因此，变压器的无功功率损耗为      在工程设计中变压器的有功损耗和无功损耗也可以用下式估算 对普通变压器△PT ≈0.02S30, △QT ≈0.08S30 对低损耗变压器△PT ≈0.015S30, △QT ≈0.06S30 例：已知某车间变电所选用变压器型号为SJL1－1000/10，电压10/0.4kV，其技术数据如下：空载损耗△P0 ＝2kW，短路损耗△PK ＝13.7kW，短路电压百分值UK％＝4.5，空载电流百分值I0％＝1.7，该车间的S30＝800kVA，试计算该变压器的有功损耗和无功损耗。 解: △PT ≈ ΔP0 + ΔPk β2=2＋13.7×（800/1000）2＝10.8kW △QT=SN(I0％/100+β2UK％/100)     =1000×（1.7/100+4.5×0.82/100）＝45.8kvar   变压器表 SJL1－1000（额定容量KVA）/10（高压侧额定电压KV） 工厂的功率因数和无功补偿     功率因数cosφ值的大小反映了用电设备在消耗了一定数量有功功率的同时向供电系统取用无功功率的多少,功率因数高,则取用的无功功率少,功率因数低,则无功功率大。  1.工厂的功率因数 ①瞬时功率因数     瞬时功率因数可由功率因数表直接测量，也可间接测量，即由 功率表、电流表和电压表的读数按下式求出：     瞬时功率因数只是用来了解和分析工厂用电设备在生产过程中无功功率的变化情况，以便采取相应的补偿措施。  工厂的功率因数和无功补偿        式中WP是某一时间内消耗的有功电能；Wq是某一时间内消耗的无功电能。我国电业部门每月向工业用户收取的电费，规定要按月平均功率因数的高低来调整。（其中实际功max.book118.com，在此期间可不减收电费，0.85以下者应增收电费。） ②平均功率因数       平均功率因数又称为加权平均功率因数，指某一规定时间内功率因数的平均值，按下式计算： ③最大负荷时的功率因数 最大负荷时功率因数指在年最大负荷时的功率因数。可按下式计算： 2. 功率因数对供配电系统的影响        电能损耗增加：当用电设备的有功功率一定时，功率因数愈低，其供电线路的电流愈大，线路的电力损耗随之增加。        电压损失加大：功率因数低，通过线路的电流就大，线路电压降亦随之增加，从而影响用电设备的正常运转。         供电设备利用率低：发电机发出的功率是有限的，当无功功率增加时，有功功率下降，发电机的效率降低。 国家标准规定：“在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备”。 无功功率的补偿 ①提高自然功率因数 自然功率因数：凡未装任何补偿设备时的功率因数 提高自然功率因数：不添加任何补偿设备，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量。它是最经济功率因数提高的方法。 a.合理选择电动机的容量，使其接近满载运转。一般选择电动机的额定容量为拖动负载的1.3倍。对实际负载不超过额定容量40％的电动机，应更换为小容量的电动机。另外，异步电动机要向 电网吸收无功功率，而同步电动机 则可向 电网 送出无功功率，所以对于负荷率在0.6～0.9的绕线式电动机，必要时可以使其同步化，这时电动机可以向电力系统输送出无功功率，以提高功率因数。   电动机  空载               满载 b.防止感应电动机空载运转。如设置空载自停装置或降压运行。 c.保证电动机的检修质量。电动机的定转子之间气隙增大和定子线圈的减少都会使励磁电流增大，从而增加向电网吸收的无功功率。因此，检修时要保证电动机结构参数。 d.正确选择变压器容量。变压器轻载时功率

全厂计算负荷的确定.ppt