辽宁石油化工大学继续教育学院论文
1 负荷计算及无功功率补偿
1.1 负荷计算
1.1.1 按需要系数法确定计算负荷
(1) 需要系数法的基本公式如图1.1所示
图1.1 用电设备组的计算负荷说明
需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为
P30?KdPe (1.3) 在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷。 无功计算负荷为
Q30?P3t0an? (1.4) 式中，tan?为对应于用电设备组cos?的正切值。 视在计算负荷为
S30?P30 (1.5) co?s式中，cos?为用电设备组的平均功率因数。 计算电流为
I30?S30 (1.6) 3UN式中，UN为用电设备组的额定电压。
负荷计算中常用单位：有功功率为“千瓦”(kW)，无功功率为“千乏”(kvar)，视在功率为“千伏安”(kV·A)，电流为“安”(A)，电压为“千伏”(kV)。
(2) 多组用电设备计算负荷的确定
确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考
1
辽宁石油化工大学继续教育学院论文
虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数K?P和
K?q：
总的有功计算负荷为
P30?K?p?P3 0 (1.7) 总的无功计算负荷为
Q30?K?q?Q3 0 (1.8) 总的视在计算负荷为
S30?总的计算电流为
I30?S30 (1.10) 3UNP302?Q302 (1.9)
注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷也不能按式(1.5)计算。 1.1.2 工厂的功率因数
最大负荷时的功率因数就是负荷计算中按有功计算负荷P30和视在计算负荷
S30计算而得的功率因数，即
cos??P30S30 (1.11)
《供电营业规则》规定：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：100kV·A及以上高压供电用户功率因数为0.90以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上。农业用电，功率因数为0.80.凡功率因数不能达到上述规定的新用户，供电企业可以拒绝供电。对已送电的用户，供电企业应督促和帮助用户采取措施，提高功率因数。对在规定期限内仍未采取措施达到上述要求的用户，供电企业可以终止或限制供电。
2
辽宁石油化工大学继续教育学院论文
1.2 No.1车间变电所
1.2.1 No.1车间变电所内各车间负荷
热处理车间：
需要系数： Kd?0.6，cos??0.7，tan??1.02 有功计算负荷： P30?Kd?Pe?0.6?850?510kW
无功计算负荷： Q30?P30?tan??510?1.02?520.2kvar 视在计算负荷： S30?工具车间 ：
需要系数： Kd?0.3，cos??0.65，tan??1.17 有功计算负荷： P30?Kd?Pe?0.3?47?14.1kW
无功计算负荷： Q30?P30?tan??14.1?1.17?16.5kvar 视在计算负荷： S30?机修车间 ：
5cos??0.65，tan??1.17 需要系数： Kd?0.2，
P3014.1??21.69kV?A cos?0.65P30510??728.57kV?A cos?0.7有功计算负荷： P30?Kd?Pe?0.25?145?36.25kW
无功计算负荷： Q30?P30?tan??36.25?1.17?42.41kvar 视在计算负荷： S30?冲焊车间：
需要系数： Kd?0.3，cos??0.5，tan??1.73 有功计算负荷： P30?Kd?Pe?0.3?189?56.7kW
无功计算负荷： Q30?P30?tan??56.7?1.73?98.09kvar 视在计算负荷： S30?P3056.7??113.4kV?A cos?0.5P3036.25??55.77kV?A cos?0.651.2.2 No.1车间变电所负荷及无功功率补偿
按需要系数法计算No.1车间变电所的负荷
3
辽宁石油化工大学继续教育学院论文
取有功同时系数K?p?0.95，取无功同时系数K?q?0.97 有功计算负荷：
P30(2)?K?p??P30?0.95?(510?14.1?36.25?56.7)?586.2kW
无功计算负荷：
Q30(2)?K?q??Q30?0.97?(520.2?16.5?42.41?98.09)?656.88kvar视在计算负荷：
S30(2)?P302?Q302?586.22?656.882?880.41kV?A
功率因数：cos?2?P30(2)586.2??0.67 S30(2)880.41.由于要求变电所的功率因数不得低于0.85，而目前只有0.67，因此需要进行无功功率的补偿。在低压母线装设电容屏，考虑到变压器的无功功率补偿远大于有功功率损耗，因此在低压补偿时低压侧补偿后的功率因数略高于0.85。这里取0.86，而补偿前低压侧的功率因数只有0.67，由此可得低压电容屏的容量：
Qc?P30(2)(tanarccos??tanarccos?')?586.2?0.55?322.41kvar
取Qc?336kvar
无功功率补偿后变电所低压侧有功功率不变，无功功率计算负荷： Q30(2)?(656.88?336)kvar?320.88kvar 无功功率补偿后的视在计算负荷：
S30(2)?P30(2)2?Q30(2)2?586.22?320.882?668.28kV?A
变压器的功率损耗：
?PT?0.015S30(2)?0.015?668.28?10.02kW
?QT?0.06S30(2)?0.06?668.28?40.1kvar
变电所高压侧的计算负荷：
有功计算负荷：P30(1)?P30(2)??PT?(586.2?10.02)kW?596.22kW 无功计算负荷：Q30(1)?Q30(2)??QT?(320.88?40.1)kvar?360.98kvar 视在计算负荷：S30(1)?P30(1)2?Q30(1)2?596.222?360.982?696.98kV?A 功率因数：cos??P30(1)596.22??0.855 S30(1)696.98这一功率因数正好满足要求
4
辽宁石油化工大学继续教育学院论文
计算电流：I30(1)?S30(1)696.98??40.24A 3UN3?10NO.1车间变电所的计算负荷及无功功率补偿见表1.1
表1.1 No.1车间变电所计算负荷及补偿
设备 需要 No.1车间变电所 容量系数Kd Pe/kW 1 热处理间 2 工具车间 3 机修车间 4 冲焊车间 K?p?0.95cos? 0.7 0.65 0.65 0.5 tan? 1.02 1.17 1.17 1.73 计算负荷 P30/kW Q30/kvar 520.2 16.50 42.41 98.09 S30/kVA 728.57 21.69 55.77 113.4 I30/A － － － － 850 47 145 189 0.6 0.3 0.25 0.3 510 14.1 36.25 56.7 小计 K ?q－ ?0.97－ 0.67 － 586.2 656.88 880.41 － 补偿Qc 补偿后 损耗 高压侧
－ － － － － － － － － － － 0.855 － － － － － 586.2 10.02 596.22 -336 320.88 40.1 360.98 -- 668.28 － 696.98 － － － 40.24 1.3 No.2车间变电所
1.3.1 No.2车间变电所内各车间负荷
机加1车间:
需要系数: Kd?0.3，cos??0.65，tan??1.17 有功计算负荷：P30?Kd?Pe?0.3?730?219kW 无功功率计算：Q30?P30?tan??219?1.17?256.23kvar
5