【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 利用系數(shù)法可以求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷，再綜合考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率的影響，乘以最大系數(shù)的計(jì)算負(fù)荷，是與有關(guān)臺(tái)數(shù)有關(guān)的負(fù)荷。這種方案的理論依據(jù)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率統(tǒng)計(jì)，所以結(jié)果接近實(shí)際，但是利用系數(shù)的統(tǒng)計(jì)與實(shí)測(cè)比較困難，在設(shè)計(jì)中一般不采用。 ③需要系數(shù)法 設(shè)備功率乘以需要系數(shù)，直接可以求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法應(yīng)用廣泛，比較簡(jiǎn)單，鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 某工廠維修車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 適用于配變電所負(fù)荷計(jì)算，每一種設(shè)備的需要系數(shù)不一樣，通過查表可知道工廠各種用電設(shè)備的需要系數(shù)。 維修車間負(fù)荷的計(jì)算 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的這個(gè)維修車間屬于金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)的車間， 所以設(shè)備的需要系數(shù)都可以查表得出。有 14 臺(tái)金屬切削機(jī)床和 7 臺(tái)電焊機(jī)，足以應(yīng)對(duì)一般的維修事情。 根據(jù)給定的條件和車間布置圖，又考慮到維修車間屬于金屬冷加工。將此維修車間分為了兩條主干線和一條照明干線。 14臺(tái)金屬加工車床為一條干線， 7臺(tái)電焊機(jī)為另一條主干線。 我們按需要系數(shù)法來求設(shè)備的功率負(fù)荷 ， 需要系數(shù)為用電設(shè)備組的半小時(shí)最大負(fù)荷與設(shè)備容量的比值 。 可以確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算的公式為 Kd = ??30???? （ ） 式中， Kd為需要系數(shù)， ??30為半小時(shí)內(nèi)的最大負(fù)荷， ????為用電設(shè)備組的設(shè)備容量。 在求出有功計(jì)算負(fù)荷后，可按下列各式求出其余的計(jì)算負(fù)荷： 無功計(jì)算負(fù)荷為 ??30= ??30 tan?? （ ） 式中 tanφ為對(duì)應(yīng)用電設(shè)備組的 cosφ的正切值 視在計(jì)算負(fù)荷為 ??30 = ??30cos?? （ ） 式中 cosφ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) 計(jì)算電流為 ??30 = ??30√3???? （ ） 式中 ????為用電設(shè)備組的額定電壓 負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：電流為“安”（ A），電壓為“千伏”（ kV），視在功率為“千伏安”（ kVA），有功功率為“千瓦”（ kW），無功功率為“千乏”（ kVAR）。 ① .金屬切削機(jī)床負(fù)荷的計(jì)算 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 某工廠維修車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 下表 為金屬切削機(jī)床的需要系數(shù)、及平均功率因數(shù)等的總結(jié) 表 金屬切削機(jī)床的參數(shù) 金屬切削機(jī)組 設(shè)備類型 額定功率（ kW） 數(shù)量 需要系數(shù)（ kd） cosφ tanφ 金屬切削機(jī)組 CW6163B普通臥式車床 11 3 CW6180普通臥式車床 11 2 C61160重型臥式車床 75 2 C61125重型臥式車床 30 3 B2020A龍門刨床 60 2 XK6132臥式銑床 2 此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛? Pe=11kW 3+11kW2+75kW 2+30kW 3+11kW 3+60kW2+kW 2=430kW （ ） 查有關(guān)圖表“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床”項(xiàng)，可以看出 ????=～ （取 ），cosφ=， tanφ= 有功計(jì)算負(fù)荷 ??30=???? ????= 430???? = 86???? （ ） 無功計(jì)算負(fù)荷 ??30= ??30 tan??=86kW = （ ） 視在計(jì)算負(fù)荷 ??30 = ??30cos??=86???? = 172?????? （ ） 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 某工廠維修車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 計(jì)算電流 ??30 = ??30√3????= 172?????????? = ?? ②電焊機(jī)的供電負(fù)荷 下表 為電焊機(jī)銘牌上的各種參數(shù)，通過查閱書籍可以計(jì)算電焊機(jī)的供電負(fù)荷。 表 電焊機(jī)技術(shù)參數(shù) 機(jī)床型號(hào) 設(shè)備類型 額定容量 （ kVA） 數(shù)量 需要系數(shù) （ kd） cos?? tan?? 交流弧焊機(jī) BX12502 2 BX13152 2 BX15002 38 1 逆變焊機(jī) NB250L 2 電焊機(jī)的設(shè)備功率是將額定容量換算到負(fù)載持續(xù)率 ε = 100%時(shí)的有功功率。 ????=????√ ??????100= ???? cos??√ ??????100 （ ） 即 ????=????√???? = ???? cos??√???? （ ） 式中， ????、 ????為電焊機(jī)的銘牌容量 （前者為有功功率，后者為視在功率）； ??100為其值等于 100%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用 1）； cos??為銘牌規(guī)定的功率因數(shù) ； ????為與銘牌容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率 （計(jì)算中用小數(shù)）。由上表可知 ???? = ??????2 +??????2 +38??????1+ ??????2 = ?????? （ ） 此電焊電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛? ????=????√ ??????100= ???? cos??√ ??????100= = ???? （ ） 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 某工廠維修車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 有功計(jì)算負(fù)荷 ??30=???? ????= ???? = ???? （ ） 無功計(jì)算負(fù)荷 ??30= ??30 tan?? = ???? = ???????? （ ） 視在計(jì)算負(fù)荷 ??30 = ??30cos?? = ???? = ?????? （ ） 計(jì)算電流 ??30 = ??30√3????= ???? = ?? （ ） ③維修車間加工照明負(fù)荷計(jì)算 除了維修車間必要的金屬切削機(jī)床和電焊外，照明設(shè)備是必不可少的，照明的安裝容量，由上圖的車間布置圖可大約設(shè)計(jì)出車間照明總面積約為 2021M2（單位面積安裝功率為 6W/M2,預(yù)計(jì)高度為 711M）。 則本車間布置的一般照明負(fù)荷為 ??30 = ??? ?? = 2021?6 = 12???? () 下表 所列為維修車間所有面積的燈功率數(shù)。 表 維修車間照明燈功率統(tǒng)計(jì) 單獨(dú)使用一般照明度 （ lx） 面積 （ ??2） 安裝功率 （ W） 工藝室 30 3*6 120 工具室 30 3*6 120 變壓器室 20 3* 75 低壓配電室 30 3* 120 高壓室 30 3* 120 總計(jì) 555 總照明負(fù)荷為 ??∑30 = 12+ = ???? （ ） 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 某工廠維修車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 ④車間總負(fù)荷 根據(jù)金屬切削機(jī)床 、 電焊機(jī) 和照明設(shè)備的功率，可以大致計(jì)算出該車間的總負(fù)荷。（查表可得 ??∑?? = ,??∑?? = ,??∑??為有功功率同時(shí)系數(shù)， ??∑??為無功功率同時(shí)系數(shù) ）。 ??30=??∑?? (??30(1) + ??30(2)) = ???? = （ ） ??30 = ??∑?? (??30(1) + ??30(2)) = = ???????? （ ） ??30 = √??302 + ??302 ?????? = ?????? （ ） ??30 = ??30√3????? = ?? （ ） 無功功率補(bǔ)償 在工業(yè)與民用用電的設(shè)備中，有大量的工作要通 過向系統(tǒng)吸收感性無功功率來建立一個(gè)交變的磁場(chǎng)，這就使系統(tǒng)輸送的電能中無功功率的成分相對(duì)增加，在系統(tǒng)輸送線路規(guī)格一定的情況下，將影響到有功功率的輸送。 電網(wǎng)中的有些電力負(fù)荷如變壓器 、 電動(dòng)機(jī)等，大部分都屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行的過程當(dāng)中需向這些設(shè)備提供 有關(guān) 的無功功率。在電網(wǎng)中安裝無功補(bǔ)償設(shè)備以后，例如并聯(lián)電容器 ， 可以減少一些電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供 和 由線路輸送的無功功率，由于減 小 了無功功率在電網(wǎng)中的一些流動(dòng)，因此可降低線路和變壓器的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。 功率因數(shù) ① 功率因數(shù)低對(duì)供配電的影響 無功功率大的表現(xiàn)是功率因數(shù)低，無功功率大會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影響： 1）使配電設(shè)備的容量增加：在三相交流系統(tǒng)中，有功功率和電流的關(guān)系為： 3 cosPI U? ? （ ） 其中 P 為 有功功率，是系統(tǒng)向用電設(shè)備提供的，要轉(zhuǎn)化為其他能量的功率，這部分功率是不會(huì)減少的。因此當(dāng)電壓一定時(shí)，功率因數(shù)會(huì)越小，也就是無功分量會(huì)越大，則電流會(huì)越大。 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 某工廠維修車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 若承受較大的電流，系統(tǒng)電氣設(shè)備的容量必要加大，這會(huì)增加系統(tǒng)成本，使電氣設(shè)備利用率大大降低。 2）供電系統(tǒng)的損耗會(huì)增加：從供配電系統(tǒng)功率的損耗計(jì)算式中可以難看出，通過系統(tǒng)電流增加，系統(tǒng)上的功率損耗也增加。 3）電壓損失增加：線路電流越大，電壓損失也越大。 4）發(fā)電機(jī)效率降低：當(dāng)負(fù)荷對(duì)無功功率需求量增加時(shí)，發(fā)電機(jī)必須增加有關(guān)的無功功率去平衡，這樣就會(huì)降低效率。 ② 提高功率因數(shù)的意義 用電設(shè)備中絕大部分 屬于 感性負(fù)荷，用電單位功率因數(shù)小于 1。為了充分保證供電的質(zhì)量，充分利用電力中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小電網(wǎng)的功率損 耗 和 電能損耗 ， 就必須提高用電單位的功率因數(shù)。 用戶的補(bǔ)償容量在《全國(guó)供電規(guī)則》中有規(guī)定：“無功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高用電自然功率的基礎(chǔ)上，裝置無功補(bǔ)償設(shè)備，做到隨著負(fù)荷和電壓變動(dòng)可以及時(shí)投入或切除，防止無功電力的倒送。 因此，在供配電系統(tǒng)中，必須補(bǔ)償無功功率，即提高功率因數(shù)，方便提高系統(tǒng)中用電設(shè)備的有效利用率。 補(bǔ)償容量 ???? 該廠 380v 側(cè)最大功率因數(shù)假設(shè)為 ，而供電部門要求 10kv 進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于 ，其他情況不能低于 ，考慮到主變壓器的無