供配電系統的負荷計算與無功功率補償第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六1、計算負荷:

將原始資料,結合考慮因素,變成供配電系統設計所需要的假想負荷。2、原始資料:

用電負荷的產品銘牌數據。第一節供配電系統負荷計算一、計算負荷的意義及計算目的第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六3、考慮因素:

非同時運行。4、意義和目的:求計算負荷,也稱需用負荷。

(1)作為按發熱條件選擇供配電系統各級電壓供電網絡變壓器容量、導體和電氣設備的依據。

(2)在工程上為方便計算，亦可作為能量消耗量及無功功率補償的計算依據。第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六(1)連續工作制(2)短時工作制(3)斷續周期工作制：采用負荷持續率（又稱暫載率）表征其工作特征。負荷持續率為一個工作周期內工作時間與工作周期的百分比，用ε來表示，即第二節用電設備的主要特征一、分類：(按工作制分)式中：T---工作周期

tg---工作周期內的工作時間

tt---工作周期內的停歇時間第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六1、連續工作制：連續工作制用電設備的Pe等于其銘牌額定功率PN。對多臺設備，設備容量為：

Pe=∑PN對采用電感鎮流器的電光源，需要考慮鎮流器消耗的功率，此時：

Pe=1.2*∑PN2、短時工作制：短時運行工作制用電設備，求計算負荷時一般不考慮。二、設備容量Pe的確定第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六3、斷續周期工作制：將某一暫載率下的銘牌額定功率統一換算到一個標準暫載率的功率。第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六第三節負荷計算的基本概念一、負荷曲線表示用電設備功率隨時間變化關系的圖形。可直觀地反映用戶用電特點，對同類型的用戶，其負荷曲線形狀大致相同。1.按負荷性質分：

(1)有功負荷曲線

(2)無功負荷曲線2.按持續工作時間分：

(1)日負荷曲線(24h)(2)年負荷曲線（8760h〕第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六二、與負荷計算相關的物理量1、年最大負荷和最大負荷利用小時數（1）年最大負荷全年中最大工作班內半小時平均功率的最大值。用Pm

、Qm

、Sm表示。（2）年最大負荷利用小時數一個假想時間，反映用戶以年最大負荷Pm持續運行Tmh所消耗的能量恰好等于全年實際消耗的能量。第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六2、平均負荷和負荷系數（1）平均負荷電力用戶在一段時間內消耗功率的平均值。用Pav

、Qav

、Sav

。（2）年平均負荷：（3）負荷系數：表征負荷曲線不平坦度的一個物理量用電負荷的平均負荷與最大負荷之比。第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六3、計算負荷的定義是按發熱條件選擇導體和電氣設備時使用的一個假想負荷，通常規定取30分鐘平均最大負荷P30、Q30和S30作為該用戶的“計算負荷”。其物理意義：計算負荷持續運行產生的熱效應與實際變動負荷長期運行所產生的最大熱效應相等。因此：

P30=Pm

Q30=Qm

S30=Sm第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六三、求計算負荷的方法1、需要系數法：設備功率乘以需要系數和同時系數(K∑=0.9)，直接求出計算負荷。需要系數法比較簡便、應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六2、利用系數法：結果比較接近實際。適用于各種范圍的負荷計算，但計算進程稍繁求出最大負荷班的平均負荷，考慮設備臺數和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數得出計算負荷:(理論依據：概率論語數理統計)第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六3、二項式法：將負荷分為：基本部分+附加部分，附加部分考慮一定數量大容量設備影響。適用于機修類用電設備計算，其他各類車間和車間變電所施工設計亦常采用，二項式法計算結果一般偏大。bPN：用電設備組的平均負荷，PN是用電設備組的總容量，是電動機銘牌功率的總和。cPx：用電設備組中X臺容量最大的設備投入運行時，增加的附加負荷，Px是X臺容量最大的設備總容量。第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六4、估算法：單位產品耗量法、負荷密度法等單位指標法。Sc＝K·N／1000式中:Sc——計算的視在功率(kVA)；

K——單位指標(W／m2)；

N——建筑面積(m2)。

用于可行性研究和初步設計階段電力負荷估算。第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六照明負荷的用電設備容量應根據所用光源的額定功率加上附屬設備的功率。如氣體放電燈、金屬鹵化物燈，為燈泡的額定功率加上鎮流器的功耗。低壓鹵鎢燈為燈泡的額定功率加上變壓器的功率。用電設備組的設備容量不包括備用設備，消防用電設備容量不列入總設備容量。注1：進行負荷計算時，應先對用電設備容量進行如下處理：第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六季節性用電設備(如制冷設備和采暖設備)應擇其大者計入總設備容量。反復短時工作制的用電設備功率應換算到負載持續率為25％的設備功率。單相負荷應均衡的分配到三相上。當單相負荷的總容量小于計算范圍內負荷的總容量的15％時，全部按三相對稱負荷計算；如單相用電設備不對稱容量大于三相用電設備總容量的15％時，則設備容量應按三倍最大相負荷計算。第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六注2：住宅負荷的計算：每套住宅用電負荷，不再按燈具、插座等容量逐一計算，而是按套型類別進行確定，根據我國住宅發展，每套住宅供電容量標準，一般可在4一12kw范圍選取。高級公寓的每戶建筑面積在l00—200m2時用電標準可為10一15kw。第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六對用電設備進行分組計算時，同類用電設備的總容量為算數相加。不同類用電設備的總容量應按有功功率和無功功率負荷分別相加求得。配電干線和變電所的計算負荷為各用電設備組的計算負荷之和再乘以同時系數K∑，一般取為0.8~0.9。當不同類別的建筑(如辦公樓和宿舍樓)共用一臺變壓器時，其同時系數可適當減小。計算負荷小結：（總負荷計算）第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六第四節尖峰電流的計算－－用電設備的額定電流；－－用電設備的起動電流；－－用電設備的起動倍數：籠型電動機為：5～7；繞線型電動機為：2～3；直流電動機為：1.7。一、單臺用電設備尖峰電流：指持續1～2s的短時最大負荷電流。用來計算電壓波動，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等。第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六二、多臺用電設備三、自起動電動機組第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六第五節無功功率補償一、什么是無功功率有功功率：電能轉化為其他形式能量(機械能、光能、熱能)。無功功率：建立和維持旋轉磁場。無功功率對供、用電產生一定的不良影響，主要表現在：

(1)降低發電機有功功率的輸出。

(2)降低輸、變電設備的供電能力。

(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。

(4)造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六二、無功功率補償裝置類型及位置1、類型：并聯電容器補償裝置：無功功率變化速度較慢或無功功率需求較恒定的場合。2、補償方式：高壓集中補償；低壓集中補償；低壓就地補償第二十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期六三、補償容量計算電容器的補償容量為：電容器的個數為：電容器的電容大小為：（單位：μF）