变压器台数及容量的确定
1,主变压器台数的确定 具有一二类负荷的变电所: 两台: 矿山负荷的80% 大多数属于三类负荷的变电所: 1台(备用电源).
变压器台数及容量的确定
2,变电所主变压器容量的确定 两台变压器同时工作:
S N T ≥ K ∑ cos ac
tp
P
= K
tp
S ac
两台,一台工作,一台备用.
机,水泵,提升机台用电设备的计算负荷
Pca = Kde Pn
Qca = Pca tan
单台用电设备的需用系数
负荷系数:用电设备不一定满 负荷系数: 负荷系数 负荷运行, 负荷运行,此系数表示用电设备 实际功率与其额定功率之比; 实际功率与其额定功率之比;
K
de
成组用电设备的需用系数
该用电设备组的同时系数 该用电设备组的负荷系数
K
de
=
K
si
K
l0
线路供电效率 同时工作设备的加权平均效率
η w η wn
η wn
P1 η 1 + P2 η 2 + + Pn η n = P1 + P2 + + Pn
对需用系数法的评价
简单:只用一个公式 方便:查表 准确:Kd来自于多年的经验积累 明确:物理意义明确 适用范围广:基本各种情况都适用 特例:存在单台大容量电动机时会有一定误差,可 考虑用二项系数法.
(2)人工补偿无功功率 当采用提高用电设备自然功率因数的方法后, 功率因数仍不能达到《供用电规则》所要求 的数值时,就需要设置专门的无功补偿电源, 人工补偿无功功率. 人工补偿无功功率的方法主要有以下三种: 并联电容器补偿 同步电动机补偿 动态无功功率补偿
并联电容器原理
原理:电感性负载电流滞后电网电压,而电 容器的电流超前电网电压,这样就可以完全 或部分抵消.减小功率因数角,提高功率因 数. 方法:并联静电电容器 用静电电容器(或称移相电容器,电力电容 器)作无功补偿以提高功率因数,是目前工 业企业内广泛应用的一种补偿装置.
电容器的接线方式
接线方式分为三角形接线和星形接线 三角形接线:当电容器额定电压按电 网的线电压选择时,应采用三角形接 线. 星形接线:当电容器额定电压低于电 网的线电压时,应采用星形接线.
电容器的接线方式
相同的电容器,接成三角形接线,因电容器上所加 电压为线电压,所补偿的无功容量则是星形接线的 三倍.若是补偿容量相同,采用三角形接线比星形 接线可节约电容值三分二,因此在实际工作中,电 容器组多接成三角形接线. 若某一电容器内部击穿,当电容器采用三角形接线 时,就形成了相间短路故障,有可能引起电容器膨 胀,爆炸,使事故扩大;当采用星形接线当某一电 容器击穿时,不形成相间短路故障.
负荷计算的几个物理量
年最大负荷Pmax(平均最大负荷) 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗 电能最大的半小时的平均功率,因此年最大负荷也 称为半小时最大负荷P30.
平均负荷Pav 平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间t内平均 消耗的功率,也就是电力负荷在该时间内消耗 的电能W除以时间t的值,即Pav=W/t 年平均负荷:Pav=Wa/8760
静电电容器运行中的注意事项
温度:静电电容器的周围空气极限温度是-40 °C ～+40°C,因此电容器 室应有良好的通风,当周围空气温度达到35 °C时,便应将电容器从电网 中切除. 电压:电容器对电压比较敏感,当电压升高而且超过电容器的额定电压 时,很容易使电介质击穿,因此,在运行中应严格监视加在电容器上的 电压.当线路电压降低时,电容器的输出功率随之下降,从而使电网所 需无功功率加大,进一步使电压质量变坏. 残压:电容器从电网上切断时,由于残余电荷的影响,接线端上有电压 且其值和没有断开时一样,因此对电容器要求装设专用的放电设备. 保 证1分钟内电容器组的残压在65V以下.1kV以上的电容器组用电压互感 器做为放电设备,1kV以下的电容器组可用电阻或者白炽灯做为放电设 备.
负荷曲线
反映负荷变化情况 曲线所包围的面积为用电负荷 为用电决策提供依据 曲线分类有多种
有功,无功等 梯形,平滑形 日,季度,年
图2-1 日有功曲线
负荷计算常用的方法
需用系数法 二项系数法
需用系数法求计算负荷
需用系数:用电设备的实际负荷总容量与其 额定总容量的百分比值. 根据用电设备额定容量及需用系数,计算实 际负荷的方法,称为需用系数法.
2
变压器的损耗计算
变压器的无功功率损耗 (1)励磁电流造成的损耗,与负荷无关.与 励磁电流(或近似地与空载电流)成正比. (2)负荷电流造成的损耗,与负荷电流(或 功率)的平方成正比.
I0 % uZ % 2 QT = QiT + QNT β = SNT + SNT β 100 100
2
变压器的损耗计算
负荷计算的几个物理量
规定取"半小时平均负荷"的原因: 一般中小截面导体的发热时间常数τ为 10min以上,根据经验表明,中小截面 导线达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10=30(min),如果导线负载 为短暂尖峰负荷,显然不可能使导线温 升达到最高值,只有持续时间在30min 以上的负荷时,才有可能构成导线的最 高温升.
供电系统功率因数的改善
(3)自然功率因数 凡未装设人工补偿装置时的功率因数. (4)总功率因数 设置人工补偿装置后的功率因数.
提高功率因数的意义
功率因数低的原因:感应电动机和变压器以及大功率 电力电子拖动设备等 提高功率因数的意义 (1)提高电力系统的供电能力.在发电和输,配电的 安装容量一定时,提高功率因数,相应减少无功功 率的供给,电力系统输出的有功功率可以增加,增 大了电力系统的供电能力. 国家奖励企业提高功率 (2)降低输电线路功率损耗 因数,功率因数太低时 (3)减少线路的电压损耗 罚款,按照《全国供用 电规则》,企业功率因 (4)降低电能成本 数一般要求不小于0.850.95,否则必须采取措 施.
第二章 负荷计算
第二章 负荷计算
主要内容 负荷曲线及计算负荷 负荷计算的常用方法 功率因数 无功补偿 变压器的选择
负荷计算-目的
企业用电总量 选择各级变压器的容量 架空线和电缆的截面积 继电保护整定 电器设备型号 选择无功补偿装置
负荷曲线
电力系统中,用电设备所需的电功率称为 电力负荷,简称为负荷. 电功率分为有功,无功和视在功率. 供电部门分配的负荷指标是每小时平均有功 功率. 负荷曲线(load curve)是指用于表达电力 负荷随时间变化情况的函数曲线.在直角坐 标系中,纵坐标表示负荷(有功功率或无功 功率)值,横坐标表示对应的时间(一般以 小时为单位).
电容器的补偿方式-分组
分组补偿:将全部电容器分别安装于功率因 数较低的各配电用户的高压侧母线上. 优点:电容器的利用率比单独就地补偿方 式高,能减少高压电源线路和变压器中的 无功负荷. 缺点:不能减少干线和分支线的无功负荷, 操作不够方便,初期投资较大.
电容器的补偿方式-集中
集中补偿:将电容器集中装设在企业总变电 所的母线上,以专用的开关控制. 优点:电容器的利用率较高,管理方便, 能够减少电源线路和变电所主变压器的无 功负荷. 缺点:不能减少低压网络和高压配出线的 无功负荷,需另外建设专门房间.工矿企 业目前多采用集中补偿方式.
=
K
l0 w
用电设备组在实际功率时的效 率
ηη
线路供电效率一般取0.95 线路供电效率一般取
用电设备实际负荷的计算
成组用电设备的计算负荷
Pca = Kde ∑PN
Qde = P tanwm ca
Pca Sca = cos wm
P cos1 + P cos2 + + P cosn 2 n coswn = 1 P + P + + P 1 2 n
如果缺少参数,变压器的功率损耗可估算如 下: 有功功率损耗: PT= 0.02Pca 无功功率损耗:QT=0.1Qca
变压器经济运行分析
无功功率经济当量的概念 (1)定义:无功功率经济当量Kec,电力系统每输 送1kvar的无功功率,在系统中所产生的有功功率损 耗的千瓦数 (2)有关因素:Kec与输电距离,电压变换次数等 因素有关. (3)参考值:对于发电机直配用户 Kec=0.02— 0.04;对于经两级变压的用户 Kec=0.05—0.07;对 于经三级以上变压的用户;Kec=0.08—0.15.
SNT ≥ Sac
SNT ≥ (1.15 1.25)Sac ～
变压器的损耗计算
包括;有功功率损耗,无功功率损耗. ,变压器的有功功率损耗 (1)空载损耗(铁损):与变压器的负荷无关. 可由空载实验测定. (2)铜损:与负荷电流(或功率)的平方成正 比.由短路实验测得. 有功损耗:
PT = PiT + PN T β
供电系统功率因数的改善
(1)瞬时功率因数 瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出,或 由功率表,电流表和电压表的读数按下式求出:
式中:P-功率表测出的三相功率读数(kW); U-电压表测出的线电压读数(kV); I-电流表测出的相电流读数(A).
瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的无功功率的变 化情况.
变电所总负荷的计算与变压器的选择
按需用系数法确定 ∑Pca,∑Qca为各组用电设备的有功, 为各组用电设备的有功, , 计算负荷总容量, 无功计算负荷之和 需用系数 Ksp,Ksq为考虑各组用电设备最大负 ,
P∑ = Kde∑Pca
Q∑ = K sq ∑Qca
S∑ = P + Q
2 ∑
2 ∑
荷不同时出现的有功, 荷不同时出现的有功,无功组间 最大负荷同时系数, 最大负荷同时系数,一般有功负 荷取0.85-0.95,无功负荷取 荷取 ,无功负荷取0.90.97. P∑,Q∑,S∑为干线或变电所二次母 , 线的总有功,无功, 线的总有功,无功,视在计算负 荷.