建筑供配電負荷計算與無功功率補償

建筑供配電負荷計算與無功功率補償?shù)谝豁摚?08頁。本章學習內容12345672第二頁，共108頁。第一節(jié)3第三頁，共108頁。作為按發(fā)熱條件選擇電氣設備的依據(jù)；用來計算電壓損失和功率損耗；作為電能消耗量和無功補償?shù)挠嬎阋罁?jù)；一、二級負荷的計算用來確定備用電源或應急電源的容量；季節(jié)性負荷的確定用以從經濟運行條件出發(fā)選擇變壓器的臺數(shù)和容量。1.負荷計算的意義額定負荷=計算負荷？假想的持續(xù)性負荷，熱效應與實際變動負荷最大熱效應相等4第四頁，共108頁。2.負荷曲線反映電力負荷隨時間變化情況的曲線；直觀地反映了用戶用電的特點和規(guī)律。半小時平均負荷P30？？5第五頁，共108頁。穩(wěn)定溫升與計算負荷由于導體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約需(3～4)τ，τ為發(fā)熱時間常數(shù)。截面在16mm2及以上的導體，其τ≥10min，因此載流導體大約經30min（半小時）后可達到穩(wěn)定溫升值。6第六頁，共108頁。2.負荷曲線7第七頁，共108頁。2.負荷曲線年最大負荷曲線年持續(xù)負荷曲線每日最大P308第八頁，共108頁。2.負荷曲線年負荷持續(xù)時間曲線的繪制a)夏日負荷曲線b)冬日負荷曲線c)年負荷持續(xù)時間曲線

上述年負荷曲線（圖c），由夏日負荷曲線（圖a）和冬日負荷曲線（圖b）來繪制。北方，取夏日165天，冬日200天；南方，取夏日200天，冬日165天。9第九頁，共108頁。3.負荷曲線中的幾個物理量年最大負荷負荷曲線上的最高點，指全年中最大工作班內（最少出現(xiàn)2～3次）半小時平均功率的最大值，并用符號Pmax、Qmax和Smax分別表示年有功、無功和視在功率最大值。最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷（如Pmax）持續(xù)運行Tmax小時所消耗的電能恰好等于全年實際消耗的電能,Tmax=Wa/PmaxTmax的大小表明負荷耗能是否均勻，Tmax越大，則負荷越平穩(wěn)。10第十頁，共108頁。3.負荷曲線中的幾個物理量平均負荷電力用戶一段時間內消費功率的平均值Pav、Qav、Sav年平均有功負荷：Pav=Wa/8760負荷系數(shù)也稱負荷率、負荷曲線填充系數(shù)是指平均負荷與最大負荷之比，它表征了負荷變動的程度。負荷系數(shù)越接近于1，則負荷曲線越平坦，負荷波動越小11第十一頁，共108頁。3.負荷曲線中的幾個物理量需要系數(shù)查閱表2-2~表2-7利用系數(shù)負荷曲線上最大有功負荷設備組的額定負荷“需要系數(shù)法”求解計算負荷查閱表2-7~表2-8“利用系數(shù)法”求解計算負荷平均有功負荷設備組功率因數(shù)角12第十二頁，共108頁。4.負荷計算的主要內容13第十三頁，共108頁。第二節(jié)14第十四頁，共108頁。？15第十五頁，共108頁。斷續(xù)周期工作制的設備，通常用暫載率ε表征其工作特征，取一個工作周期內的工作時間與工作周期的百分比值暫載率εT-----工作周期t-----工作周期內的工作時間t0-----工作周期內的停歇時間16第十六頁，共108頁。第三節(jié)17第十七頁，共108頁。根據(jù)《民用建筑設計規(guī)范》規(guī)定，負荷計算方法選取原則：

需要系數(shù)法:

用于初步設計及施工圖設計階段的負荷計算；單位指標法:

用于方案設計階段進行電力負荷估算。對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位指標法。18第十八頁，共108頁。N―單位數(shù)量（m2、戶、床）KP―單位有功負荷密度（W/m2

、W/戶、W/床）KS―單位視在負荷密度（VA/m2

、VA/戶、VA/床)住宅樓賓館寫字樓商業(yè)樓2.5~4KVA/戶70~100VA/m290~110VA/m2100~130VA/m2第三節(jié)負荷計算的方法2.單位指標法確定計算負荷查閱p28：表2-919第十九頁，共108頁。國內外部分旅館變壓器的裝機容量和用電指標20第二十頁，共108頁。(kW)2.需要系數(shù)法確定計算負荷有功計算負荷PC——有功計算負荷/kWPe——設備額定容量/kWKX——需要系數(shù)……？21第二十一頁，共108頁。K：同時使用系數(shù)，為在最大負荷工作班某組工作著的用電設備容量與接于線路中全部用電設備總額定容量之比；KL：負荷系數(shù)，用電設備不一定滿負荷運行，此系數(shù)表示工作著的用電設備實際所需功率與其額定容量之比ηwl：線路供電效率；η：用電設備組在實際運行功率時的平均效率。

需要系數(shù)KX22第二十二頁，共108頁。實際上，上述系數(shù)對于成組用電設備是很難確定的，如一個生產企業(yè)或車間來說，生產性質，工藝特點，加工條件，技術管理和勞動組織以及工人操作水平等因素，都對KX有影響。所以KX只能靠測量統(tǒng)計確定,見相關手冊。上述各種因素可供設計人員在變動的系數(shù)范圍內選用時參考。

需要系數(shù)KX設備臺數(shù)多時，KX取較小值；設備臺數(shù)少時，KX取較大值。23第二十三頁，共108頁。建筑類別KX建筑類別KX一般旅館、招待所0.7～0.8一般辦公樓0.7～0.8高級旅館、招待所0.6～0.7高級辦公樓0.6～0.7旅游賓館0.35～0.45科研樓0.8～0.9電影院、文化館0.7～0.8發(fā)展與交流中心0.6～0.7劇場0.6～0.7教學樓0.8～0.9禮堂0.5～0.7圖書館0.6～0.7體育練習館0.7～0.8托兒所、幼兒園0.8～0.9體育館0.65～0.75小型商業(yè)、服務業(yè)用房0.85～0.9展覽廳0.5～0.7綜合商業(yè)、服務樓0.75～0.85門診樓0.6～0.7食堂、餐廳0.8～0.9一般病房樓0.65～0.75高級餐廳0.7～0.8高級病房樓0.5～0.6火車站0.75～0.78鍋爐房0.9～1博物館0.82～0.92民用建筑照明負荷需要系數(shù)KX

24第二十四頁，共108頁。戶數(shù)需要系數(shù)KX多層住宅高層住宅全電氣化住宅1～100.8～10.8～10.93～110～200.7～0.80.75~0.850.93～0.9121～1000.54～0.60.55～0.630.45～0.85100～2000.46～0.540.45～0.550.32～0.38>2000.42～0.460.43～0.450.30～0.32《重慶地區(qū)住宅電氣設計標準》

第三節(jié)負荷計算的方法查閱p17-表2-2~表2-725第二十五頁，共108頁。(kW)2.需要系數(shù)法確定計算負荷有功計算負荷……？PC——有功計算負荷/kWPe——設備額定容量/kWKX——需要系數(shù)26第二十六頁，共108頁。(1)用電設備額定容量的計算在每臺用電設備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設備額定容量”、“設備容量”或“設備負荷”，用Pe表示。

計算設備額定容量中的幾個注意點第三節(jié)負荷計算的方法27第二十七頁，共108頁。銘牌實際運行如何換算？按同一周期內等效發(fā)熱條件進行換算，

發(fā)熱量計算公式為I2Rt，在設備產生相同熱量的條件下在同一電壓下同一周期T的負荷持續(xù)率所以28第二十八頁，共108頁。長期工作制、短期工作制：設備容量Pe=其銘牌功率PN。斷續(xù)周期工作制：起重機、電梯用電動機統(tǒng)一換算到暫載率εe=25%電焊機統(tǒng)一換算到暫載率εe=100%29第二十九頁，共108頁。(2)照明設備的設備容量①白熾燈、碘鎢燈：設備容量就等于燈泡上標注的額定功率；②熒光燈、高壓水銀熒光燈、金屬鹵化物燈：還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失第三節(jié)負荷計算的方法30第三十頁，共108頁。(3)不對稱單相負荷的設備容量

當有多臺單相用電設備時，應將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負載不對稱情況。單相負荷容量的最大差值<三相總負荷的10%時，可按三相對稱分配考慮。單相負荷容量的最大差值>三相總負荷的10%時，則供配電設備容量Pe應按三倍最大相負荷的原則進行換算。注意區(qū)分相負荷與線負荷，并進行換算。換算方法詳見附錄2第三節(jié)負荷計算的方法31第三十一頁，共108頁。(4)備用設備的容量不列入設備總容量

無論是小區(qū)或高層建筑，都有相當一部分的備用設備，如小區(qū)的備用通風機、水泵、鼓風機、空壓機，高層建筑中的備用生活水泵、空調制冷設備等，這些備用設備的容量在計算時不能列在設備總容量之中。消防水泵、專用消防電梯以及在消防狀態(tài)下才使用的送風機、排煙機等，及在非正常狀態(tài)下使用的用電設備與非火災等正常情況下對比后取較大者列入計算負荷；當夏季有制冷的空調系統(tǒng)，而冬季則利用鍋爐采暖時，由于后者用電設備容量小于前者，因此鍋爐的用電設備容量也不計入總用電設備容量。第三節(jié)負荷計算的方法32第三十二頁，共108頁。(kW)(kVar)或(kVA)計算電流2.需要系數(shù)法確定計算負荷A有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷——設備額定容量/kW——用電設備功率因數(shù)角——額定電壓/kV慎用！33第三十三頁，共108頁。例題2-1已知小型冷加工機床車間0.38kV系統(tǒng)，擁有設備如下：（1）機床35臺總計98.00KW：（Kx1=0.20cosφ1=0.50tgφ1=1.73）（2）通風機4臺總計5.00KW：（Kx2=0.80cosφ2=0.80tgφ2=0.75）（3）電爐4臺總計10.00KW：（Kx3=0.80cosφ3=1.00tgφ3=0.00）（4）行車2臺總計5.60KW：（Kx4=0.80cosφ4=0.80tgφ4=0.75ε4=15%）（5）電焊機3臺總計17.50KVA：（Kx5=0.35cosφ5=0.60tgφ5=1.33ε5=65%）試求：每組負荷的計算負荷（Pc、Qc、Sc、Ic）？第三節(jié)負荷計算的方法34第三十四頁，共108頁。解：（1）機床組為連續(xù)工作制設備,故

（2）通風機組為連續(xù)工作制設備,故

第三節(jié)負荷計算的方法機床35臺總計98.00KW；Kx1=0.20cosφ1=0.50tgφ1=1.73通風機4臺總計5.00KW；Kx2=0.80cosφ2=0.80tgφ2=0.7535第三十五頁，共108頁。（3）電爐組為連續(xù)工作制設備,故

（4）行車組的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率ε=25%時的有功功率：第三節(jié)負荷計算的方法電爐4臺總計10.00KW；Kx3=0.80cosφ3=1.00，tgφ3=0.00行車2臺總計5.60KW；Kx4=0.80cosφ4=0.80tgφ4=0.75ε4=15%36第三十六頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法（5）電焊機組的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率ε=100%時的有功功率：電焊機3臺總計17.50KVA；Kx5=0.35cosφ5=0.60tgφ5=1.33ε5=65%

電焊機組機床組通風機組電爐組行車組配電干線總計算負荷？37第三十七頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法配電干線上或變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但各個用電設備組的最大負荷并非同時出現(xiàn)。在求計算負荷時，應再計入一個同時系數(shù)（或叫同期系數(shù)）K∑，具體計算如下：有功功率無功功率視在功率計算電流多組用電設備組的計算負荷K∑p、K∑q-----有功功率、無功功率同時系數(shù)，分別取0.8～1.0和0.93～1.0。38第三十八頁，共108頁。電焊機組機床組通風機組電爐組行車組配電干線第三節(jié)負荷計算的方法例題2-2：已知條件同例題2-1。當有功功率同時系數(shù)K∑p=0.9；無功功率同時系數(shù)K∑q=0.95時。試求：車間總的計算負荷（Pc、Qc、Sc、Ic）解：通過上題的計算，已求出(1)機床組：Pc1=19.60KWQc1=33.91Kvar(2)通風機組：Pc2=4.00KWQc2=3.00Kvar(3)電爐組:Pc3=8.00KWQc3=0.00Kvar(4)行車組:Pc4=3.47KWQc4=2.60Kvar(5)電焊機組：Pc5=2.96KWQc5=3.94Kvar用于配電干線以及變電所電力變壓器容量的選擇39第三十九頁，共108頁。序號用電設

備名稱設備容量（kW）計算系數(shù)

計算負荷

臺數(shù)總容量暫載率KXcosφtanφP（kW）Q（kvar）S（kVA）I（kA）1機床組3598

0.20.51.7319.6033.9139.1759.582通風機組45

0.80.80.754.003.005.007.63電爐組410

0.810.008.000.008.0012.174行車25.60.150.80.80.753.472.604.346.65電焊機317.5kVA0.650.350.61.332.963.944.937.5

同時系數(shù)

0.900.95

小計

34.2341.2353.5981.52為了使結果一目了然，便于審核，實際工程設計中常用第三節(jié)負荷計算的方法負荷計算書40第四十頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法例題2-3：七層住宅中的一個單元，一梯二戶，每戶容量按6kW計，每相供電負荷分配如下：L1供一、二、三層；L2供四、五層；L3供六、七層，照明系統(tǒng)圖見2-4。求此單元的計算負荷？41第四十一頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法解：本單元的設備總容量：

Pe=層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=7×2×6kW=84kW每相容量：PeL1=供電層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=3×2×6kW=36kW

PeL2=供電層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=2×2×6kW=24kW

PeL3=供電層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=2×2×6kW=24kW最大相與最小相負荷之差：最大相與最小相負荷之差與總負荷之比：不對稱單相負荷的設備容量如何計算？42第四十二頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法故本單元的設備等效總容量：查表2-6可知：KX=0.8，cosφ=0.9，tgφ=0.48有功功率

無功功率視在功率計算電流若有負荷接于線電壓呢？43第四十三頁，共108頁。補充例題1如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。此外接有380V單相對焊機4臺，其中2臺14kW（ε=100％）接于AB相間，1臺20kW（ε=100％）接于BC間，1臺30kW（ε=60％）接于CA相間。試求此線路的計算負荷。第三節(jié)負荷計算的方法44第四十四頁，共108頁。解：

(1)電熱干燥箱的各相計算負荷查表得因此只需計算其有功計算負荷：A相B相C相第三節(jié)負荷計算的方法45第四十五頁，共108頁。(2)對焊機的各相計算負荷先將接于CA相間的30kW（ε=60%）換算至ε=100%的容量，即查表得再查得

時的功率換算系數(shù)第三節(jié)負荷計算的方法2臺14kW（ε=100％）接于AB相間，1臺20kW（ε=100％）接于BC間，1臺30kW（ε=60％）接于CA相間46第四十六頁，共108頁。因此各相的有功和無功設備容量為

A相B相

C相第三節(jié)負荷計算的方法47第四十七頁，共108頁。各相的有功和無功計算負荷為A相B相C相第三節(jié)負荷計算的方法48第四十八頁，共108頁。(3)各相總的有功和無功計算負荷A相B相C相第三節(jié)負荷計算的方法49第四十九頁，共108頁。(4)總的等效三相計算負荷因B相的有功計算負荷最大，故取B相計算其等效三相計算負荷，由此可得以上計算也可列成單相負荷計算表，從略。第三節(jié)負荷計算的方法50第五十頁，共108頁。意義：尖峰電流是持續(xù)時間為1~2秒的短時最大負荷電流。為了選擇熔斷器和自動開關、整定繼電保護裝置，以及檢驗電動機自啟動，必須計算尖峰電流。單臺電動機尖峰電流的計算K：啟動電流倍數(shù)，設備啟動電流與其額定電流的比值鼠籠式異步電動機繞線式異步電動機：6~7：2~3尖峰電流的計算第三節(jié)負荷計算的方法51第五十一頁，共108頁。

多臺電動機供電回路尖峰電流的計算第三節(jié)負荷計算的方法(KIN)max:尖峰電流最大的一臺電動機的啟動電流

：其余電動機正常運行電流Istmax：尖峰電流最大的那臺電動機的啟動電流；：其余的n-1臺電動機額定電流之和；Kt：

n-1臺電動機的同時系數(shù)，一般取0.7～1.0。52第五十二頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法自起動電動機組尖峰電流的計算所有參與自起動電動機的起動電流之和n——參與自啟動的電動機臺數(shù)；Ijfi——第i臺自啟動電動機的啟動電流；53第五十三頁，共108頁。第三節(jié)負荷計算的方法例2-4：有一0.38kV的配電支線，給電動機供電，已知，K1=5，IrM1=4A，K2=4，IrM2=4A，K3=3，IrM3=10A，K4=2.8，IrM4=5A。求該配電線路的尖峰電流。假設同時系數(shù)Kt為1.0，電動機非自啟動。解：由已知條件，第3臺電動機起動時的起動電流最大，故配電線路尖峰電流應為54第五十四頁，共108頁。第四節(jié)55第五十五頁，共108頁。第四節(jié)建筑用電負荷特征北京大型公共建筑能耗比例商場政府辦公樓空調系統(tǒng)26％照明27％電梯8％電腦29％開水器10％賓館寫字樓56第五十六頁，共108頁。電力負荷在高層建筑中的分布位置用電負荷遍布整個大樓的各層；地下層（或大樓底部）是用電負荷集中的地方（空調設備、生活水泵、消防泵、噴淋泵）頂層（或頂部）也是用電負荷集中區(qū)（電梯機房、風機、加壓泵）超高層建筑的中部位置（分區(qū)電梯機房、中間泵站、分區(qū)空調設備的布置多在大樓的中部）。第四節(jié)建筑用電負荷特征57第五十七頁，共108頁。豎向配電干線圖58第五十八頁，共108頁。第四節(jié)建筑用電負荷特征59第五十九頁，共108頁。第四節(jié)建筑用電負荷特征60第六十頁，共108頁。第四節(jié)建筑用電負荷特征61第六十一頁，共108頁。第五節(jié)62第六十二頁，共108頁。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償根本原因：供配電系統(tǒng)中無功功率的存在。1.功率因數(shù)低的原因

變壓器和電動機

利用電磁感應原理工作，其繞組有電感存在，需要線路供給大量的無功功率；

線路

存在有一定的電抗，也會需要無功功率；

氣體放電燈

鎮(zhèn)流器是電感性負荷，也需要無功功率

……63第六十三頁，共108頁。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償2.提高功率因數(shù)的意義使電力系統(tǒng)的設備容量得到充分利用減少有功損耗減少電壓損失可減少有色金屬消耗量64第六十四頁，共108頁。可由相位表（功率因數(shù)表）直接測出，或由功率表、電壓表和電流表的讀數(shù)通過下式求得（間接測量）：運行過程中某一瞬間的功率因數(shù)值第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償3.功率因數(shù)的計算1)瞬時功率因數(shù)65第六十五頁，共108頁。2）

均權（平均）功率因數(shù)

某一規(guī)定時間內，功率因數(shù)的平均值。WP——某一時間內消耗的有功電能（kW·h）；有功電度表測量WQ——某一時間內消耗的無功電能（kvar·h）；無功電度表測量

我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費，就規(guī)定電費要按月平均功率因數(shù)來調整。上式可以計算已投入運行的用電單位的功率因數(shù)。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償66第六十六頁，共108頁。0.90為標準值的功率因數(shù)調整電費表減收電費增收電費實際功率因數(shù)月電費減少％實際功率因數(shù)月電費增加％實際功率因數(shù)月電費增加％0.900.000.890.50.757.50.910.150.881.00.748.00.920.300.871.50.738.50.930.450.862.00.729.00.940.600.852.50.719.50.95~1.000.750.843.00.7010.00.833.50.6911.00.824.00.6812.00.814.50.6713.00.805.00.6614.00.795.50.6515.00.786.0功率因數(shù)自0.64及以下，每降低0.01電費增加2％0.776.50.767.067第六十七頁，共108頁。對于正在進行設計的工業(yè)企業(yè)則采用下述的計算方法：3）

總平均功率因數(shù)PC----全企業(yè)的有功功率計算負荷，kW；QC----全企業(yè)的無功功率計算負荷，kvar；α----有功負荷系數(shù)，一般為0.7~0.75；β----無功負荷系數(shù)，一般為0.76~0.82。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償68第六十八頁，共108頁。指在最大負荷（即計算負荷）時的功率因數(shù)《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定：“用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網高峰負荷時的功率因數(shù)應達到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上?！睙o功補償?shù)谖骞?jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償4)最大負荷時功率因數(shù)69第六十九頁，共108頁。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償4.無功補償措施70第七十頁，共108頁。5.并聯(lián)電容器的補償原理CuiRLi1提高了整個電路的功率因數(shù)但原負載cosφ1未變第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償71第七十一頁，共108頁。呈電容性。呈電感性

功率因數(shù)補償?shù)绞裁闯潭?？理論上可以補償成以下三種情況:呈電阻性第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償72第七十二頁，共108頁。結論：在角相同的情況下，補償成容性要求使用的電容容量更大，經濟上不合算，所以一般工作在欠補償狀態(tài)。感性（較?。┤菪裕ㄝ^大）C

較大功率因數(shù)補償成感性好，還是容性好？

一般情況下很難做到完全補償（即：）過補償欠補償φ第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償73第七十三頁，共108頁。補償容量可以用功率三角形確定：可見并聯(lián)C前后：有功功率P不變；無功功率Q減少，視在功率減少。如圖：QCQPQLj1S1jS第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償74第七十四頁，共108頁。QC----補償容量（kVar）PC----總計算負荷（kW）

----無功補償后的功率因數(shù)（要求達到0.90以上）

1----無功補償前的負荷功率因數(shù)QC=

PC(tg1－tg）（kVar)第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償6.補償電容的容量計算補償率查閱p32表2-10《補償率》75第七十五頁，共108頁。在確定總補償容量Qc之后，就可根據(jù)所選并聯(lián)電容器單只容量Qc1決定并聯(lián)電容器的個數(shù)：

n=Qc/Qc1

三相電容器，通常在其內部接成三角形只有當電容器的額定電壓低于運行電壓時，才接成星形。取相近偏大的整數(shù);若為單相電容器,則應取3的整數(shù)倍相同的電容器，接成三角形接線，因電容器上所加電壓為線電壓，所補償?shù)臒o功容量則是星形接線的三倍。若是補償容量相同，采用三角形接線比星形接線可節(jié)約電容值三分二。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償？76第七十六頁，共108頁。7.電容器的補償方式1、個別補償：直接安裝在用電設備附近。

特點：補償效果好，能減少配電線路上的電能損耗。但這種補償方式總的投資較大，電容器組利用率較低。3、分組（分散）補償：分散安裝在各配電干線或動力配電箱旁。

特點：在1和2之間。2、集中補償：集中安裝在變配電所的高壓或低壓側。

特點：初投資較少，便于集中管理，滿足用電單位總功率因數(shù)的要求。但無法減少配電線路上的電能損耗。

第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償77第七十七頁，共108頁。8.并聯(lián)電容器組的投切方式1．手動投切(1)補償?shù)蛪夯緹o功功率的電容器組。(2)常年穩(wěn)定的無功功率。(3)配電所內的高壓電容器組。2．自動投切(1)避免過補償，裝設無功自動補償在經濟上合理時；(2)避免在輕載時電壓過高，造成某些用電設備損壞(例如白熾燈燒毀或縮短使用壽命)等損失，而裝設無功自動補償在經濟上合理時。(3)必須滿足在所有負荷情況下都能改善電壓變動率，只有裝設無功自動補償裝置才能達到要求時。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償78第七十八頁，共108頁。補充例題

某工廠的計算負荷為2400kW，功率因數(shù)為0.67。根據(jù)規(guī)定應將功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側固定補償），如果采用BWF-10.5-40-1型并聯(lián)電容器，需裝設多少個？并計算補償后的實際功率因數(shù)。解：tan1=tan(arccos0.67)=1.108 tan2=tan(arccos0.9)=0.484

Qc=Pc（tan1-tan2）

=2400×(1.108-0.484)=1497.6(kVar)

n=Qc/Qc1=1497.6/40≈38(個)，每相裝設13個。此時的實際補償容量為Qc=39×40=1560(kvar)，所以補償后實際平均功率因數(shù)為第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償額定電壓額定容量1：單相3：三相表2-1179第七十九頁，共108頁。第六節(jié)80第八十頁，共108頁。課后閱讀例2-681第八十一頁，共108頁。第七節(jié)82第八十二頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗有功功率損耗空載損耗（鐵損）+短路損耗（銅損）△PT——變壓器的有功功率損耗（kW）；△P0

——變壓器的空載有功功率損耗（kW），可在產品手冊查出；△Pk

——變壓器在滿載有功功率損耗（kW），可在產品手冊查出；SC——計算負荷的視在容量（kVA）；SN——變壓器的額定容量（kVA）。1.變壓器的功率損耗83第八十三頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗

2)無功功率損耗空載無功損耗+負載下無功損耗△QT

——變壓器無功功率損耗（kVar）△Q0——變壓器空載無功功率損失（kVar）△Qk

——變壓器滿載無功功率損失(kVar)I0%——變壓器空載電流占額定電流百分數(shù)，可在產品手冊查出；△uk%——變壓器阻抗電壓占額定電壓百分數(shù)，可在產品手冊查出。β

——變壓器負荷率84第八十四頁，共108頁。在負荷計算中，當變壓器負荷率β不大于85%時，其功率損耗可以概略計算如下：第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗85第八十五頁，共108頁。S9系列油浸式銅線電力變壓器的主要技術數(shù)據(jù)（續(xù)）5.51.2190003500Yd116.311,10.5,102500S9-2500/10(6)負載空載二次一次阻抗電壓（%）空載電流（%）損耗/W聯(lián)結組標號額定電壓/kV額定容量/kVA型號5.51.0230004100Yd116.311,10.5,10

60.8250003500Dyn1160.8250003500Yyn00.411,10.5,10,6.3,63150S9-3150/10(6)61.2180003000Yd116.311,10.5,1060.8180003000Dyn1160.8180003000Yyn00.411,10.5,10,6.3,62000S9-2000/10(6)5.51.3145002400Yd116.311,10.5,1062.5140002400Dyn114.50.6145002400Yyn00.411,10.5,10,6.3,61600S9-1600/10(6)5.51.3120001950Yd116.311,10.5,1052.5110002000Dyn114.50.6120001950Yyn00.411,10.5,10,6.3,61250S9-1250/10(6)5.51.492001700Yd116.311,10.5,1051.792001700Dyn110.411,10.5,10,6.3,61000S9-1000/10(6)Yyn01700103001.74.586第八十六頁，共108頁。故變壓器有功損耗得：變壓器的無功損耗得：第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗例2-7:某S9-1000/10型（Yyn0）電力變壓器額定容量為1000kVA，一次電壓為10kV，二次電壓0.4kV，低壓側有功計算負荷662kW，無功計算負荷為450kVar。求變壓器的有功損耗和無功損耗。解：查資料得S9型變壓器規(guī)格：87第八十七頁，共108頁。三相供電線路的有功功率損耗△PL：無功功率損耗△QL：L——線路每相計算長度(km)；r0、x0——線路單位長度的交流電阻和電抗，查表2-12~2-14第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗2.供電線路的功率損耗線間幾何均距？88第八十八頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗

“線間幾何均距”是指三相線路間距離的幾何平均值。線距：線間幾何均距b)水平等距排列c)等邊三角形排列a)一般情況89第八十九頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗例2-8有10kV送電線路，線路長30km，采用LJ-70型鋁鉸線，導線幾何均距為1.25m，輸送的計算功率為1000kVA，試求該線路的有功和無功功率損耗。解：查表2-13，可得LJ-70型鋁鉸線電阻r0=0.46Ω/km，當aav=1.25m時，x0=0.358Ω/km，所以90第九十頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗

最大負荷損失小時數(shù)τ——當線路和變壓器中以最大負荷電流IC流過τ小時后所產生的電能損耗，等于實際變化電流時的電能損耗。與年最大負荷利用小時數(shù)τ

max和負荷功率因數(shù)cosφ有關，見圖2-5。3.供配電系統(tǒng)年電能損耗線路年電能損耗線路年電能損耗最大負荷情況下三相線路中有功功率損耗91第九十一頁，共108頁。變壓器年電能損耗第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗變壓器全年實際運行小時數(shù)變壓器滿載有功功率損耗(kW)最大負荷損耗小時數(shù)變壓器空載有功功率損耗(kW)92第九十二頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗線損率計算變壓器全年損失電量(kWh)線路全年損失電量(kWh)供電系統(tǒng)全年總供電量(kWh)供電系統(tǒng)線損率4.線損率和年電能需要量計算93第九十三頁，共108頁。補充例題：某建筑供配電系統(tǒng)如圖所示，變壓器低壓母線上引出3條配電支線，r0=0.9Ω/km，x0=0.8Ω/km。負荷SC1：PC1=100kW，cosφ1=0.95；負荷SC2：PC2=80kW，cosφ2=0.9；所有負荷的Tmax=6000h，有功和無功同時系數(shù)取0.9。試求變壓器高壓側的計算負荷S∑、該系統(tǒng)的年電能損耗、線損率。假設變壓器全年工作。解：支線1的功率損耗94第九十四頁，共108頁。支線2的功率損耗變壓器低壓母線上的計算負荷95第九十五頁，共108頁。查變壓器S9-2000/10的資料可得：故變壓器有功損耗：變壓器的無功損耗：變壓器高壓側的計算負荷96第九十六頁，共108頁。最大負荷損失小時數(shù)：τ1=4500h，τ2=4600h線路年電能損失：變壓器低壓側功率因數(shù)：變壓器的最大負荷損失小時數(shù)τT=4550h變壓器年電能損失：97第九十七頁，共108頁。該配電系統(tǒng)的年電能損失為：系統(tǒng)年電能需求：線損率為98第九十八頁，共108頁。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗年電能需要量計算PC，QC——企業(yè)的計算有功功率（kW）、計算無功功率(kVar)；Tn——年實際運行小時數(shù),

一班制為1860h，二班制為3720h，三班制為5580h；αav，βav——年平均有功、無功負荷系數(shù)。99第九十九頁，共108頁。補充例題：

假設某商場有功計算負荷為657kW，無功計算負荷為305kVar，實際年運行時間為4000h，試計算其年電能消耗量。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗解：取負荷系數(shù)

可得年有功耗電量為年無功耗