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二级负荷应由两个电源供电，即应有两回线路供电，供电变压器亦应有两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障（不包括铁塔倾倒或龙卷风引起的极少见的故障）时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的电缆段供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产问题，设备可用小容量柴油发电站，其容量由实际需要确定。
3.1.3 本设计负荷分级
本设计中公寓楼的消防用电、应急照明、变频调速（恒压供水）、排污泵属于一级负荷，其他负荷属于三级负荷。
对公寓配电采用双回路供电来保证公寓中一级负荷的需求。
3.2 学生宿舍楼负荷计算
为了合理设计和选择学校供电系统中的电气设备和导线，需要根据用电设备的容量对有关的电力负荷进行统计计算，即得到计算负荷。如果计算负荷确定过大，会增加投资和造成有色金属的浪费；而计算负荷过小，又造成电气设备和导线长期过热，这不仅增加了电能损耗，而且影响它的使用寿命和用电安全。
由于学生公寓楼层有5层，每层有10个房间，每个房间里有2只荧光灯，8 台电脑，1台饮水机，1个空调和1个热水器。 据调查：学生宿舍楼各电器额定功率如下，
荧光灯（总）：P1=0.04×2×10×5=4kw 电脑（总）：P2=0.4×8×10×5=160kw 饮水机（总）：P3=0.42×1×10×5=21kw 空调（总）：P4=2.5×1×10×5=125Kw 热水器（总）：P5=1.5×1×10×5=75kw
求各组计算负荷如下：
oc?=0.9，tan?=0.48 荧光灯组：查表得，Kd=0.6~0.8（取0.8），s P30(1)= KdP1=0.8?4=3.2 kw
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Q30(1)=P30(1)tan?= 3.2?0.48=1.53Kvar S30(1)=
P30(1)COS?=
3.20.9=3.56kvar
I30(1)=
S30(1)(0.38?3)=5.41A
电器组:P电器=160+21=181kw,查表得, Kd=0.5~0.55（取0.55），
cos?=0.75，tan?=0.88
P30(2)= KdP电器 =0.55?181=99.55kw Q30(2)= P30(2)tan?=99.55?0.88=87.60kvar S30(2)=
P30(2)COS?=
102.90.75=132.73kva
137.2 I30(2)=
S30(2)(0.38?3)=
0.38?3=201.66A
空调组：查表得，Kd=0.7~0.8（取0.8），cos?=0.8, tan?=0.75
P30(3)= KdP5 =0.8?125=100kw
Q30(3)= P30(5)tan?=100?0.75=75kvar S30(3)=
P30(5)COS?=
1000.8=125kva
1250.38?3 I30(3)=
S30(5)(0.38?3)==190.1A
热水器组：查表得，Kd=0.65；cos?=1；tan?=0
P30(4)= KdP5
=0.65?75=48.75kw
Q30(4)= P30(4)=48.75?0=0kvar
S30(4)=
P30(4)COS?=
48.751=48.75kva
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I30(4)=
S30(6)(0.38?3)=
48.750.38?3=74.2A
以上设备总计算负荷（取K?p?0.95,K?q?0.97）为:
P30=0.95?Q30=0.97?( 3.2+99.55+100+48.75)=251.5kw ( 1.53+87.6+75+0)=164.13kvar
22S30=I30=
242.1?162S30(0.38?3)=300.32kvar
291.2=
0.38?3=456.29A
至此，学生宿舍楼负荷计算完成。
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第4章 无功补偿及变压器的选择
4.1 无功补偿的目的
4.1.1 无功功率
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的\无功\并不是\无用\的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。 4.1.2 影响功率因数的主要因素
（1）大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
（2）变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
（3）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。
当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。 4.1.3 提高自然功率因数的方法
提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上
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的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。
（1）合理使用电动机；
（2）提高异步电动机的检修质量； （3）采用同步电动机。
（4）合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。
4.2 无功补偿方法
4.2.1 无功补偿装置的选择
电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以
及静止无功发生器，这四种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。 （1）同步电机：
同步电机中有同步发电机、同步电动机及同步调相机三种。 ①同步发电机：
同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率：
发电机正常运行时,以滞后功率因数运行为主,向系统提供无功，但必要时,也可以减小励磁电流,使功率因数超前,即所谓的“进相运行”，以吸收系统多余的无功。
②同步调相机：
同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。
（2）并联电容器：
并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网发送无功功率。 （3）静止无功补偿器：
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