配电技术 - 图文

第二章 供电设备

2.1 计算电力负荷

1．按逐级计算法确定工厂计算负荷

如图2-5所示，工厂的计算负荷(这里举有功负荷为例)

，应该是高压母线上所有高压配电线计算负荷之和，再乘上一个同时系数。高压配电线的计算负荷，应该是该线所供车间变电所低压侧的计算负荷

，加上变压器的功率损耗

和

高压配电线的功率损耗??如此逐级计算。

但对一般工厂供电系统来说，由于线路一般不很

长，因此在确定计算负荷时往往略去不计。 计算工厂及变电所低压侧总的计算负荷

、

、

和

时，其中KΣP=0.8～0.95，KΣ

q=0.85～0.97。

2．按需要系数法确定工厂计算负荷 将全厂用电设备的总容量(不含备用设备容

量)乘上一个需要系数，即得到全厂的有功计算负荷，即

（2-37）

附录表1-2列出了部分工厂的需要系数值，供参考。

全厂的无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流按式(2-21)～（2-24）计算。

2.2 供电系统进行无功补偿

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2．无功功率补偿

电力系统在运行过程中，无论是公用还是民用，都存在大量感性负载，如工厂中的感应电动机、电焊机等，致使电网无功功率增加，对电网的安全经济运行及电气设备的正常工作产生一系列危害，使负载功率因数降低，供配电设备使用效能得不到充分发挥，设备的附加功耗增加。 如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的功率因数要求时，则需考虑人工无功功率补偿。 从图2-6可以看出功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系。假设功率因数由有功功率由

提高到

，这时在

不变的条件下，无功功率将

，视在功率将由

也得以减

减小到

减小到，从而负荷电流

小，这将使系统的电能损耗和电压损耗

相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对电力系统大有好处．

由图2-6可知，要使功率因数由

提高到置容量为

，所需的无功补偿装

(2-41) 式中，高到

为无功补偿率（比补偿容量），是表示要使lkW的有功功率由

提

所需要的无功补偿容量kvar值。附录表2-1 列出了并联电容器的无

功补偿率，可利用补偿前后的功率因数直接查出。

在确定了总的补偿容量后，可根据所选并联电容器的单个容量需的补偿电容器个数：

(2-42)

来确定所

部分电容器的主要技术数据可参见附录表2-2。

由式（2-42）计算出的电容器个数，对于单相电容器，应取3的倍数，以便三相均衡分配。

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3．无功补偿后的总计算负荷确定 供配电系统在装设了无功补偿装置后，在确定补偿装置装设地点的总计算负荷时，应先扣除无功补偿的容量，即补偿后的总的无功计算负荷为：

(2-43)

补偿后的总的视在计算负荷应为：

(2-44) 由上式可以看出，在变电所低压侧装设了无功补偿装置以后，由于低压侧总的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器的容量选得小一些。这不仅降低了变电所的初投资，而且可减少用户的电费开支。

对于低压配电网的无功补偿，通常采用负荷侧集中补偿方式，即在低压系统(如变压器的低压侧)利用自动功率因数调整装置，随着负荷的变化，自动地投入或切除电容器的部分或全部容量。

2.3计算短路短路电流

为了预防短路及其产生的破坏，需要对供电系统中可能产生的短路电流数值预先进行计算，计算结果可作为选择电气设备及供配电设计的依据。一般短路电流的计算方法有：

故障电流计

算

对称的短路电流计算

无限大容量系统

有限容量系统

标幺制法

短路功率法 实用运算曲线法

有名单位制计算法

非对称的短路电流计

算

应用序网阻抗合成计算法

1．标幺制法概念

任意一个有名值的物理量与同单位的基准值之比，称为标幺值。它是个相对值，无单位的纯数，可用小数或百分数表示。基准值是可以任意选择的，选择以

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运算方便、简单为目的。通常标幺值用表示，因此

=

表示，参考值用 表示，实际值用

(3-14)

和基准电压

。 。

按标幺制法进行短路计算时，一般先选定基准容量 在工程计算中，为计算方便，基准容量一般取

=100MV·A或

=

=1000MV·A；基准电压通常取元件所在处的短路计算电压，即 选定了基准容量

和基准电压

后，基准电流

按下式计算：

基准电抗

按下式计算。

(3-15)

1．短路功率法的概念

(3-16)

短路功率法，即短路容量法，它是由于在短路计算中以元件的短路功率来代替元件阻抗而得名。所谓短路功率

的具体计算如下：

(3-23)

其中 式中，

(3-24)

为元件的短路功率（MV·A）； 为元件所在线路的平均额定电压（kV）；

为元件一相的阻抗（Ω）；Y为元件的导纳。

2.3供电系统的安全技术

近几年来，随着10kV配电系统的应用不断扩大，特别是现代化大、中型城市在电网改造中大量采用电缆线路，致使接地电容电流增大。因此，即使采用中心点经消弧线圈接地的方式也无法完全在发生接地故障时熄灭电弧；而间歇性电弧及谐振引起的过电压会损坏供配电设备和线路，从而导致供电的中断。 为了解决上述问题，我国一些大城市的10kV系统采用了中性点经低电阻接地的方式。例如，北京市四环路以内地区的变电站，10kV系统中性点均采用经低电阻接地方式。它接近于中性点直接接地的运行方式，在系统发生单相接地时，

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