變壓器容量及線路負(fù)荷詳細(xì)計(jì)算法則及配電方法

1、變壓器容量及線路負(fù)荷詳細(xì)計(jì)算法則及配電方法配電系統(tǒng)中有很多種方法計(jì)算線路負(fù)荷，有需用系數(shù)法、同時系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、單位面積法等等，當(dāng)不知道線路上設(shè)備的功率因數(shù)時，則可以用這些方法。比如計(jì)算一個小區(qū)的負(fù)荷時，我們就可以用需用系數(shù)法或單位面積法，計(jì)算一個工廠設(shè)備的負(fù)荷時，我們可以用同時系數(shù)法或二項(xiàng)式系數(shù)法，不過當(dāng)我們知道線路上每一臺設(shè)備的功率因數(shù)時，我們就可以不用這些方法，下面介紹直接根據(jù)所學(xué)電工基礎(chǔ)知識就能計(jì)算線路功率因數(shù)及分配電路的方法。 假設(shè)一臺315kv變壓器（不管是什么型號），二次側(cè)最大電流值為454.7a，保證電路功率因數(shù)為0.92，則能載動多少臺電機(jī)？設(shè)：客戶現(xiàn)有22kw,功率因

2、數(shù)為0.8，額定電流為44.7a電機(jī)4臺；15kw，功率因數(shù)為0.85，額定電流為30.3a電機(jī)6臺；11kw,功率因數(shù)為0.88，額定電流為21.8a電機(jī)2臺；7.5kw,功率因數(shù)為0.8，額定電流為17a電機(jī)3臺（具體電機(jī)參數(shù)由客戶提供，也可以自己查找），要求設(shè)計(jì)師為客戶設(shè)計(jì)一項(xiàng)合理的、經(jīng)濟(jì)的配電方案。由于為了保證線路上的功率因數(shù)為0.92，則線路上最大允許負(fù)荷為：p=3150.92=289.8kw則線路上的最大有功功率為289.8kw設(shè)變壓器內(nèi)電抗和導(dǎo)線阻抗共消耗電壓20v則變壓器內(nèi)電抗和導(dǎo)線阻抗共消耗有功功率為p1p1=0.021.7320.92=14.49 kw則變壓器能載動的電機(jī)有

3、功功率總和為p2=p- p1p2=289.8-14.49=275.31kw所以根據(jù)p2數(shù)值，我們可以設(shè)計(jì)以下方案：22kw電機(jī)5臺（一臺備用），15kw電機(jī)6臺，11kw電機(jī)4臺（2臺備用），7.5kw電機(jī)4臺（1臺備用），以上電機(jī)總有功功率為p=225+156+114+7.54=274kw由于p=274kw，p2=275.31kw，p2p所以此設(shè)計(jì)是合理的。此工程總共備用了22kw電機(jī)一臺，11kw電機(jī)2臺，7.5kw電機(jī)一臺，也就是總共備用了有功功率(負(fù)荷)221+112+7.51=51.5kw。也就是說這51.5kw備用功率（負(fù)荷）可以任意由設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)備用電機(jī)，只要備用電機(jī)的總功率不超

4、過51.5kw,就可以。接下來需要考慮的就是這么多的電機(jī)，需要補(bǔ)償多少的無功功率，才能使電路上的功率因數(shù)達(dá)到0.92。我們現(xiàn)在要做的就是滿足這個公式：cos=p/s0.92，只要滿足了這個公式，那么線路上的功率因數(shù)就可以達(dá)到0.92及以上，那么怎么才能滿足這個公式呢？現(xiàn)在把所有電機(jī)的容量s計(jì)算出來:22kw電機(jī)容量為22/0.8=27.5kvar15kw電機(jī)容量為15/0.85= 17.647kvar11kw電機(jī)容量為11/0.88=12.5kvar7.5kw電機(jī)容量為7.5/0.8=9.375kvars=27.55+17.6476+12.54+9.3754=330.882kvar，由于線路上

5、只有電機(jī)，無其他設(shè)備，故s= s我們先計(jì)算下未補(bǔ)償前的功率因數(shù)為多少：cos1= p/scos=274/330.882=0.8281可見，未補(bǔ)償無功功率時，線路上的功率因數(shù)才0.8281，所以我們可以根據(jù)以下公式求出線路需要補(bǔ)償多少的無功功率才能使線路的功率因數(shù)達(dá)到0.92：qc= ptan-tan式中為補(bǔ)償前的功率因數(shù)角，為補(bǔ)償后的功率因數(shù)角則qc=274tan（acos0.8281）-tan(acos0.92)= 68.76kvar根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，我們選擇15kvar一臺的智能型電力電容器，選擇6臺，共補(bǔ)償90kvar。本來，補(bǔ)償68.76kvar，就可以滿足系統(tǒng)的要求，但是考慮變壓器的承

6、載力，我們需要多補(bǔ)償一點(diǎn)，假如只補(bǔ)償68.76kvar，變壓器將處于滿載運(yùn)行，就好比一個人不能老是飽著肚子一樣。當(dāng)補(bǔ)償90kvar無功功率后，我們可以求出線路上的功率因數(shù)：補(bǔ)償前的無功功率-補(bǔ)償?shù)臒o功功率=補(bǔ)償后線路上剩余的無功功率補(bǔ)償前的線路上的無功功率為每一臺電機(jī)的無功功率之和（由于線路上的設(shè)備只有電機(jī)，無其他設(shè)備，故線路上的無功功率就為每一臺電機(jī)的無功功率之和），也可以直接用總的線路上的s來求得線路上的無功功率：q= ssin330.882sin (acos0.8281)=185.486kvarq= q-qc=185.486-90=95.486kvar則線路上的設(shè)備容量變?yōu)椋簊=sqrt(p+q)s= sqrt(274+95.486)=290.161kva所以當(dāng)補(bǔ)償90 kvar無功功率后，線路上的功率因數(shù)為：cos= p/s=274/290.161=0.9443此時線路上的電流為：i= p/1.732/0.38/0.9443=440.87a