10KV降压变电站供配电系统设计
无功负荷视在功率
Q30(1)S30(1)==P30(1)tan?22=86.69*1.73=149.97（kvar） =174.74（kV·A）
P30(1)?Q30(1)⒉电焊机组的计算负荷：
查附录A，Kd=0.35cos?=0.35tan?=2.68 有功负荷无功负荷视在功率
P30(2)Q30(2)S30(2)=Kd==Pe(2)=0.35*129.35=45.27(kW)
P30(2)tan?=45.27*2.68=121.33(kvar)
P30(2)?Q30(2)22=129.5(kV·A )
⒊起重机的计算负荷：
查附录A，Kd=0.1-0.15（取0.15）cos?=0.5tan?=1.73 有功负荷无功负荷视在功率
P30(3)Q30(3)S30(3)=Kd==
Pe(3)=0.15*113.2=16.98(kW) =16.98*1.73=29.38(kvar)
2P30(3)tan?2P30(3)?Q30(3)=33.93(kV·A )
⒋ 住宅区水泵组： 查附录A，有功负荷无功负荷视在功率
Kd=0.8cos?=0.8tan?=0.75 ===KdPe(4)P30(4)Q30(4)S30(4)4=0.8*176=140.8(kW) =0.75*140.8=105.6(kvar)
2P30(4)tan?2P30(4)?Q30(4)=176(kV.A)
⒌办公楼： 查附录A，有功负荷无功负荷视在功率
Kd=0.8cos?=1tan?=0 ===
KdPe(5)P30(5)Q30(5)S30(5)=0.8*30=24(kW) =0(kvar)
2P30(5)tan?2P30(5)?Q30(5)=24(kV·A )
⒍住宅区： 查附录A，有功负荷无功负荷
Kd=0.45cos?=1tan?=0 ==
KdPe(6)P30(6)Q30(6)=0.45*768=345.6(kW) =0(kvar)
P30(6)tan?- 6 -
10KV降压变电站供配电系统设计
视在功率
S30(6)=P30(6)?Q30(6)22=345.6(kV·A )
⒎厂区照明：
查附录A，Kd=1cos?=1tan?=0 有功负荷无功负荷视在功率
P30(7)Q30(7)S30(7)=Kd==Pe(7)=1*29=29(kW) =0(kvar)
2P30(7)tan?2P30(7)?Q30(7)=29(kV·A)
因此对于干线的总负荷的计算：（取
NK?p=0.95，
K?Q=0.97）
1.有功功率2.无功功率3.视在功率
P30K?=
pN?Pi?130(i)=0.95*688.34=653.92(KW)
Q30=
K?Q?Qi?130(i)=0.97*406.28=394.09(kvar)
S30=P30?Q3022=763.49(kV·A)
对于低压母线的总负荷的计算：（取
NK?p=0.90，
K?Q=0.95）
1.有功功率2.无功功率3.视在功率
P30K?=
pN?Pi?130(i)30(i)=0.90*688.34=619.506(KW)
Q30=
K?Q?Qi?1=0.95*406.28=385.966(kvar)
S30=P30?Q3022=729.9(kV·A)
由上面计算得出如下表2.2所示
- 7 -
10KV降压变电站供配电系统设计
表2.2计算负荷表
计算负荷 设备组 Kd cos? tan? P30/kW Q30/kvar S30/kV·A 机床组 电焊机组 0.2 0.35 0.5 0.35 1.73 2.68 86.69 45.27 149.97 121.33 174.74 129.5 起重机 水泵组 办公楼 住宅区 0.15 0.8 0.8 0.5 0.8 1 1.73 0.75 0 16.98 140.8 24 29.38 105.6 0 33.93 176 24 0.45 1 1 1 —— 0 0 345.6 29 688.34 0 0 406.28 345.6 29 —— 厂区照明 总计 对干线取K?P=0.95, K?Q=0.97 653.92 394.09 763.49 对低压母线取K?P=0.90,K?Q619.506 =0.95 385.966 729.9 2.4 无功补偿的目的和方案 由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9，按照实际情况本次设计要求功率因数为0.92以上，因此必须采取措施
- 8 -
10KV降压变电站供配电系统设计
提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器装置。根据现场的实际情况，拟定采用低压集中补偿方式进行无功补偿。
2.5 无功补偿的计算及电容器的选择
我国《供电营业规则》规定：容量在100kV·A及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，如达不到上述要求，则必须进行无功功率补偿。
一般情况下，由于用户的大量如：感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等都是感性负荷，使得功率因数偏低，达不到上述要求，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。当功率因数提高时，在有功功率不变的情况下，无功功率和视在功率分别减小，从而使负荷电流相应减小。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此，提高功率因数对整个供电系统大有好处。
要使功率因数提高，通常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量为：
QN.CQN.C应
=
Q30?Q30'=P30（tan?-tan?'） 式(2-8)
按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。
提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。
低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有4、6、8、10、12组等。用上式确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量
n?QN.CqN.CqN.C来确定电容器组数：
式(2.9)
在用户供电系统中，无功补偿装置位置一般有三种安装方式： (1)高压集中补偿:
补偿效果不如后两种补偿方式，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。
(2)低压集中补偿：
补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。
(3)低压分散补偿：
补偿效果最好，应优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿
- 9 -
10KV降压变电站供配电系统设计
的设备停止运用时，它也将一并被切除，因此其利用率较低。
由上面的分析并综合考虑本次设计采用低压集中补偿方式。
P30Q30S30取自低压母线侧的计算负荷，cos?提高至0.92
619.506cos?=P30/S30=729.9=0.85
=619.506*[tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)]=120（kvar）
QN.C?P30(tan??tan?')选择BSMJ0.4-20-3型自愈式并联电容器，qN.C=20kvar 由式子(2-9)可知
n?QN.CqN.C电容器组数: 式(2.10)
120kvar/20kvar=6，所以电容器组数选择6组。 补偿后的视在功率计算负荷：
S30?'2222P30?(Q30?QN.C)?P30(619.506)?(385.966?120)=674.19kV·A
cos?=
S30'=619.966/674.19=0.92
'补偿后的计算电流：
I'30?S303UN2=674.19/(1.732?0.38)=1024.33A
- 10 -