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一负荷计算和无功功率计算及补偿
1.1 负荷计算的意义
计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。

它是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。

负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电缆、变压器、开关等。

负荷计算过小,则依此选用的设备和载流部分有过热危险,轻者使线路和配电设备寿命降低,重者影响供电系统的安全运行.负荷计算偏大,则造成设备的浪费和投资的增大。

为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。

1.2 负荷计算方法
目前负荷计算常用需要系数法、二项式法和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。

此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相K，然后按照上述公式求出该组用电设备的计算负荷。

应的需用系数
x
1.3 负荷计算过程
某机工厂降压变电所电气设计
在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。

具体步骤如下。

基本公式：d 30K 需要系数设备容量⨯=P
φ
tan 3030⨯=P Q
2
3023030Q P S +=
38
.0330
)11(30⨯=
S I
将各个车间的数据带入得 1. 仓库：动力部分 ，
)(5.2225.090)11(30kW P =⨯=；)(325.2617.15.22)11(30kVar Q =⨯=
)(63.34325.265.2222)11(30kVA S =+=；)(61.5238
.0363.34)11(30A I =⨯=
照明部分，)(6.18.02)12(30kW P =⨯=；
0)12(30=Q ；)(73.238
.038
.1)12(30A I =⨯=
2. 铸造车间：动力部分 ，
)(3.22335.0638kW P =⨯=；)(8.22702.13.223)11(30kVar Q =⨯=
)(9.3188.2273.22322)11(30kVA S =+=；)(5.48438
.039.318)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038
)12(30A I =⨯=
3. 锻压车间：动力部分 ，
)(5.6425.0258kW P =⨯=；)(46.7517.15.64)11(30kVar Q =⨯=
)(27.9946.755.6422)11(30kVA S =+=；)(82.15038
.0327.99)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038
)12(30A I =⨯=
4. 金工车间：动力部分 ，
)(5.5925.0238kW P =⨯=；)(14.7933.15.59)11(30kVar Q =⨯=
)(01.9914.795.5922)11(30kVA S =+=；)(43.15038
.0301.99)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038
)12(30A I =⨯=
5. 工具车间：动力部分 ，
)(9725.0388kW P =⨯=；)(49.11317.197)11(30kVar Q =⨯=
)(29.14949.1139722)11(30kVA S =+=；)(8.22638
.0329.149)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038
)12(30A I =⨯=
6. 电镀车间：动力部分 ，
)(1695.0338kW P =⨯=；)(72.14888.0169)11(30kVar Q =⨯=
)(12.22572.14816922)11(30kVA S =+=；)(03.34238
.0312.225)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038
)12(30A I =⨯=
7. 热处理车间：动力部分 ，
)(695.0138kW P =⨯=；)(77.9133.169)11(30kVar Q =⨯=
)(81.11477.916922)11(30kVA S =+=；)(43.17438
.0381.114)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038)12(30A I =⨯=
8. 装配车间：动力部分 ，
)(3.8335.0238kW P =⨯=；)(97.8402.13.83)11(30kVar Q =⨯=
)(9.11897.843.8322)11(30kVA S =+=；)(78.18038
.039.118)11(30A I =⨯=
照明部分，)(88.010)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(15.1238
.038
)12(30A I =⨯=
9. 机修车间：动力部分 ，
)(2725.0108kW P =⨯=；)(59.3117.127)11(30kVar Q =⨯=
)(55.4159.312722)11(30kVA S =+=；)(13.6338
.0355.41)11(30A I =⨯=
照明部分，)(48.05)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(07.638
.034
)12(30A I =⨯=
10.锅炉房：动力部分 ，
)(5.2925.0118kW P =⨯=；)(52.3417.15.29)11(30kVar Q =⨯=
)(41.4552.345.2922)11(30kVA S =+=；)(99.6838
.0341.45)11(30A I =⨯=
照明部分，)(6.18.02)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(43.238
.036.1)12(30A I =⨯=
11.宿舍区：照明部分，
)(2177.0310)12(30kW P =⨯=；0)12(30=Q ；)(7.32938
.03217)12(30A I =⨯=
另外，所有车间的照明负荷：)(7930kW P =
取全厂的同时系数为：9.0=∑p P ，95.0=∑q P ，则全厂的计算负荷为：
∑==⨯==11
1)1(30)2(30)(82.10168.11299.09.0i i kW P P
∑==⨯==11
1
)1(30)2(30)(1.86879.91395.095.0i i kVar Q Q
)(9.13361.86882.101622)2(30kVA S =+= )(33.203138
.0398.1336)2(30A I =⨯=
统一各车间的计算负荷
1.4年耗电量的估算
年有功电能消耗量可由下式计算得到： 年有功电能消耗量： a pa T P W 30α=
结合本厂的情况，年负荷利用小时数a T 为4800h ，取年平均有功负荷系数7.0=α，由此可得本厂 年
有
功
耗
电
量
：
)(1042.3)(2.3416515480082.10167.06h kW h kW W pa ⋅⨯=⋅=⨯⨯=；
二．变压器选择
该厂有三台S9-800KVA 10/0.4/0.23Kv 变压器 变压器一相车间：2 3 4 变压器二相车间：1 5 6 8 变压器三相车间：7 9 10 11 三．主接线图
四．保护设备
1.高压断路器：QF是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置。

因此，高压断路器不仅能在正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时保护装置切断短路电流。

2.高压隔离开关：QS的主要功能是隔离高压电流，以保证其他设备和线路的安全维修以及人身安全。

隔离开关断开后具有明显的可见断开间隙，绝缘可靠。

隔离开关没有灭弧装置，不能负荷拉合闸。

3.高压负荷开关：QL有简单的灭弧装置和明显的断开点，可通断负荷电能和过负荷电流，有隔离开关的作用，但不能断开短路电流。

4.高压熔断器：FU是当通过其熔体电流超过一定极值时，熔体自身产生的热量自动断开电路的一种保护设备，其功能主要是对电路及其设备进行短路和过负荷保护。

5.电容互感器：TA是变换电流的设备。

电流互感器在工作时二次侧不得开路，电流互感器二次侧必须有一端接地，电路互感器在接线时注意其端的极性。

6.避雷针：F 其尖端因静电感应集中了异种电荷，发生尖端放电，与云内的电相中和，避免发生激烈的雷电，从而保护电气设备，是电力系统中重要的保护设备之一。

本次所需的设备如下
五．参考资料
1.《供配电技术》，居荣主编，化学工业出版社，2005.2
2.《供电技术（第三版）》，南京理工大学，余建明，同向前，苏文成编，机械工业出版社，200
3.1
3.《工厂供电设计指导》，刘介才编，机械工业出版社，2002.6。