1、第第2章章 负荷计算与无功功率补偿负荷计算与无功功率补偿n2.3 功率损耗和电能损耗计算功率损耗和电能损耗计算n2.1 概述概述n2.2 计算负荷的确定计算负荷的确定n2.4 企业计算负荷的确定企业计算负荷的确定 n2.5 功率因数与功率因数与无功功率补偿无功功率补偿n2.6 尖峰电流的计算尖峰电流的计算河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院12022-8-5级别级别停电影响停电影响供电方式供电方式一一 级级人身伤亡，重大设备损坏，人身伤亡，重大设备损坏，政治、经济上重大损失政治、经济上重大损失两个独立电源供电两个独立电源供电二二 级级设备局部损坏大量减产，政设备局部损坏大量减产，政
2、治、经济造成较大损失治、经济造成较大损失双回路供电双回路供电 三三 级级不属于一级、二级的负荷不属于一级、二级的负荷 无特殊要求无特殊要求 一、电力负荷的分级一、电力负荷的分级2.1 概述概述河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院22022-8-5 二、用电设备的工作制及设备容量的计算二、用电设备的工作制及设备容量的计算 暂载率（负荷持续率）：暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工指设备工作时间与工作周期的百分比值，即作周期的百分比值，即连续运行工作制（长期工作制）连续运行工作制（长期工作制）短时运行工作制（短时工作制）短时运行工作制（短时工作制）断续周期工作制（反复短时工作制）断
3、续周期工作制（反复短时工作制）1用电设备的工作制用电设备的工作制%100%1000tttTt起重设备：标准暂载率有起重设备：标准暂载率有15%、25%、40%和和60%电焊设备：标准暂载率有电焊设备：标准暂载率有50%、65%、75%和和100%河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院32022-8-52设备容量设备容量Pe的计算的计算连续运行工作制：连续运行工作制：NPPe断续周期工作制：其设备容量是指换算到统一暂断续周期工作制：其设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。载率下的额定功率。折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。tIQRR
4、tIQ12一一定定时时，、，当当，同同一一周周期期的的而而tIPNNPPe 1P因因此此河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院42022-8-5起重设备起重设备：指统一换算到：指统一换算到=25%时的额定功率，时的额定功率，即即NN25NN2PPPe电焊设备电焊设备：指统一换算到指统一换算到=100%时的额定功率，时的额定功率，即即 NNNNN100NNcosSPPPe 三、负荷曲线三、负荷曲线按性质分：按性质分：有功负荷曲线、无功负荷曲线有功负荷曲线、无功负荷曲线；按负荷持续时间分：年负荷曲线、月负荷曲线、日按负荷持续时间分：年负荷曲线、月负荷曲线、日负荷曲线、工作班负荷曲线等。负
5、荷曲线、工作班负荷曲线等。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院52022-8-51.日有功负荷曲线日有功负荷曲线2.年有功负荷曲线年有功负荷曲线年最大负荷曲线年最大负荷曲线（运行年负（运行年负荷曲线）荷曲线）图图2-2 年最大负荷曲线年最大负荷曲线图图2-1 日有功负荷曲线日有功负荷曲线a）折线图）折线图 b）梯形图）梯形图河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院62022-8-5 取冬季为取冬季为213天，夏季为天，夏季为152天，则图中功率天，则图中功率P1所占时间为：所占时间为：图图2-3 全年时间负荷曲线的绘制全年时间负荷曲线的绘制a）冬季典型日负荷曲线）冬季典型日
6、负荷曲线 b）夏季典型日负荷曲线）夏季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线）全年时间负荷曲线213)(111ttT全年时间负荷曲线全年时间负荷曲线（年负荷持续曲线）（年负荷持续曲线）河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院72022-8-5 四、与负荷曲线有关的物理量四、与负荷曲线有关的物理量1年最大负荷和年最大负荷利用小时数年最大负荷和年最大负荷利用小时数年最大负荷年最大负荷Pmax：指全年中消耗电能最多的半小时指全年中消耗电能最多的半小时的平均功率，即的平均功率，即 30maxPP年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax在此时间内，用户在此时间内，用户以年最大负荷持续运行所
7、以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全年消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能。实际消耗的电能。max87600maxmaxdPtpPWTa可见：年负荷曲线越平坦，可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越越大；年负荷曲线越陡，大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。越小。图图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数年最大负荷与年最大负荷利用小时数河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院82022-8-52平均负荷与负荷系数平均负荷与负荷系数平均负荷平均负荷Pav：电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t 内平均消耗的内平均消耗的功率，即功率，即 tWPtav负荷系数负荷系数 KL：平均负荷与平均负
8、荷与最大负荷的比值，即最大负荷的比值，即maxavPPKL年平均负荷年平均负荷:8760avaWPKL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。图图2-5 年平均负荷年平均负荷河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院92022-8-53需要系数和利用系数需要系数和利用系数 emaxPPKdeavPPKu需要系数需要系数Kd：负荷曲线中的最大负荷与用电设备负荷曲线中的最大负荷与用电设备额定容量的比值，即额定容量的比值，即 利用系数利用系数Ku：负荷曲线中的平均负荷与用电设备负荷曲线中的平均负荷与用电设备额容量的比值，即额容量的比值，即 河北科技大学电气工程学
9、院河北科技大学电气工程学院102022-8-5计算负荷的定义：计算负荷的定义：根据用电设备安装容量确定的、根据用电设备安装容量确定的、用以按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一用以按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一个假想负荷个假想负荷，用，用Pc（或（或Qc、Sc、Ic）表示。）表示。30maxPPPc 通常把根据通常把根据半小时平均负荷半小时平均负荷所绘制的负荷曲线所绘制的负荷曲线上的上的“最大负荷最大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依据，因此件选择电气设备的依据，因此一般中小截面导体的发热时间常数一般中小截面导体的发热时间常数为为10m
10、in以上，而导体通过电流达到以上，而导体通过电流达到稳定温升的时间大约为稳定温升的时间大约为34，即载，即载流导体大约经半小时（流导体大约经半小时（30min）后可）后可达到稳定温升值达到稳定温升值 一、概述一、概述2.2 计算负荷的确定计算负荷的确定河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院112022-8-5目的：目的：选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等意义：意义：估算过高，使设备和导线选择偏大，投资大；估算过高，使设备和导线选择偏大，投资大；估算过低，使设备和导线选择偏小，运行时过热，加估算过低，使设备和导线选择偏小，运行时过热，加快绝缘老
11、化，降低使用寿命，增大电能损耗，影响系快绝缘老化，降低使用寿命，增大电能损耗，影响系统的正常运行。统的正常运行。方法：方法：需要系数法、需要系数法、二项式系数法、利用系数法和二项式系数法、利用系数法和单位产品耗电量法等单位产品耗电量法等。二、三相用电设备组的负荷计算二、三相用电设备组的负荷计算确定用电设备组的计算负荷时，应考虑以下因素：确定用电设备组的计算负荷时，应考虑以下因素：河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院122022-8-5各用电设备各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运在工作时，不一定全部在满负荷下运行，行，因此应因此应考虑一个负荷系数考虑一个负荷系数 ;LK各用电
12、设备各用电设备的平均效率的平均效率 ;e线路的供电效率线路的供电效率 。WL因此，用电设备组的需要系数可表示为因此，用电设备组的需要系数可表示为 WLeLdKKK各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应因此应考虑一个同时使用系数考虑一个同时使用系数 ;K河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院132022-8-5需要系数，需要系数，查表查表2-1说明：说明：P30、Q30、S30的单的单位分别为位分别为kW、kvar、kVANedUSIPSPQPKP3costan30303030303030单组用电设备计算负荷的确定单组用电设备计算负荷
13、的确定用电设备组用电设备组的设备容量的设备容量河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院142022-8-5NiiUSIQPSQKQPKP3303023023030.3030.3030 当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷不同时出现，此时应计入一个设备的最大负荷不同时出现，此时应计入一个同时系同时系数数。同时系数，同时系数，取取0.850.95多组用电设备计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院152022-8-5电力负荷计算表电力负荷计算表序序号号用电设备用电设备名称名称台台数
14、数设备容量设备容量/kWKdcos tan 计算负荷计算负荷铭牌铭牌值值换算换算值值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1金属切削金属切削机床组机床组3085850.160.51.7313.623.532通风机组通风机组3550.850.850.624.252.6353吊车组吊车组133.7950.150.51.730.5690.984小计小计349393.79518.41924.149负荷总计负荷总计（）16.5824.4329.5244.85例例2-1（P33）9.0K河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院162022-8-5对需要系数法的评价对需要系数法的评价l
15、公式简单，计算方便公式简单，计算方便；l需要系数法的数值比较完整和准确，查取方便；需要系数法的数值比较完整和准确，查取方便；lKd是针对负荷群而言的，设备台较越多计算越准是针对负荷群而言的，设备台较越多计算越准确（否则计算误差较大，应采用二项式系数法）；确（否则计算误差较大，应采用二项式系数法）；l将将Kd看成常数，适用于求全厂或大型车间变电所看成常数，适用于求全厂或大型车间变电所的计算负荷。的计算负荷。三、单相用电设备组的负荷计算三、单相用电设备组的负荷计算单相设备接于相电压时：单相设备接于相电压时：meePP.3单相设备接于单相设备接于同一线电压时：同一线电压时：.3eePP 河北科技大学
16、电气工程学院河北科技大学电气工程学院172022-8-5A相相:CAACAABAABAPpPpPCAACAABAABAPqPqQB相相:ABBABBCBBCBPpPpPABBABBCBBCBPqPqQC相相:BCCBCCACCACPpPpPBCCBCCACCACPqPqQ 然后分相计算各相的设备容量，则最大负荷相的然后分相计算各相的设备容量，则最大负荷相的3倍即为总的等效三相设备容量。倍即为总的等效三相设备容量。一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量：算为接于相电压的设备容量：河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院
17、182022-8-5 一、功率损耗一、功率损耗1线路的功率损耗线路的功率损耗32303230103103XIQRIPWLWL2.3 功率损耗与电能损耗计算功率损耗与电能损耗计算3cabcabavssssssav等边三角形排列：等边三角形排列：sss26.1233av水平等距离排列：水平等距离排列：而而x1与导线之间的几何均距有关。与导线之间的几何均距有关。其中其中:lrR1lxX1图图2-6 三相导线的布置方式三相导线的布置方式a）等边三角形布置）等边三角形布置 b）水平等距布置）水平等距布置河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院192022-8-5变压器的功率损耗变压器的功率损耗铁
18、心中的有功功率损耗，即铁损铁心中的有功功率损耗，即铁损 （不变损耗）（不变损耗）FeP变压器的空载损耗变压器的空载损耗 可认为就是铁耗，即可认为就是铁耗，即 0P0PPFen 有功功率损耗有功功率损耗 CuP消耗在一、二次线圈电阻上的有功功率损耗，即消耗在一、二次线圈电阻上的有功功率损耗，即铜耗铜耗 （可变损耗）：与负荷电流（或功率）的（可变损耗）：与负荷电流（或功率）的平方成正比。平方成正比。变压器的短路损耗变压器的短路损耗 可认为就是额定负载下可认为就是额定负载下的铜耗，则任意负载下的铜耗为：的铜耗，则任意负载下的铜耗为：kP河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院202022-8
19、-5kCuPP2kCuFeTPPPPP20所以所以式中，式中，为变压器的为变压器的负荷率负荷率。NSS300Q用来产生主磁通即产生励磁电流的无功功率损用来产生主磁通即产生励磁电流的无功功率损耗耗 ：与负荷大小无关，用：与负荷大小无关，用 来表征。来表征。%0In 无功功率损耗无功功率损耗 10010033100%0000NNNNNSQIUIUIIINSIQ100%00所以所以 河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院212022-8-5LQ%kU消耗在一、二次线圈电抗上的无功功率损耗消耗在一、二次线圈电抗上的无功功率损耗 ：与负荷电流的平方成正比，用与负荷电流的平方成正比，用 来表征。
20、来表征。100100331003100%2NNNNTNNTNNkkSQIUXIUXIUUU所以所以 额定负载下的损耗额定负载下的损耗NkNSUQ100%)%(1002020kNNTUISQQQ近似公式：近似公式：303006.0015.0SQSPTT河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院222022-8-5 二、电能损耗二、电能损耗1线路的电能损耗线路的电能损耗：WLaPRIW2303的含义：的含义：在此时间在此时间内，线路持续通过计内，线路持续通过计算电流所（算电流所（I30）产生）产生的电能损耗与实际负的电能损耗与实际负荷电流在全年内所产荷电流在全年内所产生的电能损耗相等。生的电
21、能损耗相等。图图2-7 与与Tmax关系曲线关系曲线年最大负荷年最大负荷损耗小时数损耗小时数河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院232022-8-52变压器的电能损耗变压器的电能损耗 由变压器铁损引起的电能损耗：由变压器铁损引起的电能损耗：由变压器铜损引起的电能损耗：由变压器铜损引起的电能损耗：22kCuaPPW8760876001PPWFea因此，变压器全年的电能损耗为因此，变压器全年的电能损耗为20218760kaaaPPWWW河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院242022-8-5 三、线损率的计算三、线损率的计算1.线损：线损：发电厂发出来的电能，在电力网输送、
22、变压、发电厂发出来的电能，在电力网输送、变压、配电各环节所造成的损耗，称为电力网的电能损耗，配电各环节所造成的损耗，称为电力网的电能损耗，简称为线损。包括理论线损和管理线损两部分。简称为线损。包括理论线损和管理线损两部分。2.线损率：线损率：指线损电量占电网供电量的百分数，即指线损电量占电网供电量的百分数，即100%电网供电量电网线损电量线损率100%电网供电量售电量供电量100%电网供电量实际线损电量实际线损率100%电网供电量可变损耗固定损耗100%电网供电量理论线损电量理论线损率河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院252022-8-52.4 企业计算负荷的确定企业计算负荷的确
23、定图图2-8 负荷计算用供电系统负荷计算用供电系统逐级计算法：逐级计算法：从企业的用电端开始，逐级上推，直从企业的用电端开始，逐级上推，直至求出电源进线端的计算负荷为止。至求出电源进线端的计算负荷为止。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院262022-8-5p用电设备组的计算负荷（用电设备组的计算负荷（图图2-8中的中的1点）点）p车间变压器低压母线上的计算负荷（车间变压器低压母线上的计算负荷（图图2-8中的中的2点）点）22.3022.302.301.3012.301.3012.30QPSQKQPKP21.3021.301.301.301.301.30tanQPSPQPKPed2
24、1.3012.30CQQKQ变电所低压母变电所低压母线上所装静电线上所装静电电容器的容量电容器的容量或或河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院272022-8-5p车间变压器高压侧的计算负荷（车间变压器高压侧的计算负荷（图图2-8中的中的3点）点）23.3023.303.302.303.302.303.30QPSQQQPPPTT 注意：注意：若车间变压器的容量和型号尚未确定，变压若车间变压器的容量和型号尚未确定，变压器的功率损耗可按近似公式进行计算，即器的功率损耗可按近似公式进行计算，即 2.302.3006.0015.0SQSPTT河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院2
25、82022-8-5p车间车间变电所高压母线上的计算负荷变电所高压母线上的计算负荷（图图2-8中的中的4点）点）24.3024.304.303.304.303.304.30QPSQQPPp总降压变电所出线上的计算负荷总降压变电所出线上的计算负荷（图图2-8中的中的5点）点）4.305.304.305.304.305.30SSQQPP河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院292022-8-5p总降压变电所低压母线上的计算负荷总降压变电所低压母线上的计算负荷（图图2-8中中的的6点）点）26.3026.306.305.3026.305.3026.30QPSQKQPKP65.3026.30C
26、QQKQp企业总计算负荷企业总计算负荷（图图2-8中的中的7点）点）27.3027.307.306.307.306.307.30QPSQQQPPPTT或或高压电容器高压电容器的补偿容量的补偿容量河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院302022-8-5一、功率因数的计算一、功率因数的计算v瞬时功率因数：瞬时功率因数：由功率因数表（相位表）直接读由功率因数表（相位表）直接读出，或按下式求出：出，或按下式求出：UIP3cos指某一规定时间内，功率因数的指某一规定时间内，功率因数的平均值。其计算公式为：平均值。其计算公式为：v均权功率因数：均权功率因数：22cosqpPavWWW2.5 功
27、率因数与无功功率补偿功率因数与无功功率补偿河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院312022-8-5 指在年最大负荷（即计算指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数，即负荷）时的功率因数，即v最大负荷时的功率因数：最大负荷时的功率因数：3030cosSP 我国供电部门每月向工业用户收取电费，就是我国供电部门每月向工业用户收取电费，就是按月均权功率因数的高低来调整的。并规定：高压按月均权功率因数的高低来调整的。并规定：高压供电的用户，其功率因数不应低于供电的用户，其功率因数不应低于0.9，其他电力用其他电力用户的功率因数不应低于户的功率因数不应低于0.85。注意：注意：在供电设计中考虑
28、无功补偿时，严格地讲，应按均在供电设计中考虑无功补偿时，严格地讲，应按均权功率因数否满足要求来计算，但为简便起见，常按最大权功率因数否满足要求来计算，但为简便起见，常按最大负荷时的功率因数来计算补偿容量。负荷时的功率因数来计算补偿容量。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院322022-8-5二、无功功率补偿二、无功功率补偿使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大。使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大。使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量。质量。使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力
29、。供电能力。使发电机的出力下降，发电设备效率降低，发电使发电机的出力下降，发电设备效率降低，发电成本提高。成本提高。x功率因数低的不良影响：功率因数低的不良影响：河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院332022-8-51.提高自然功率因数的方法提高自然功率因数的方法用小容量的电动机代替负荷不足的大容量电动机。用小容量的电动机代替负荷不足的大容量电动机。n 正确选用感应电动机的型号和容量。正确选用感应电动机的型号和容量。当电动机的负荷系数当电动机的负荷系数 KL70%时，可以不换；当时，可以不换；当 KL40%时，必须换小电机；当时，必须换小电机；当40%KL 70%时，时，则需经过
30、技术经济比较后再进行更换。则需经过技术经济比较后再进行更换。降低感应电动机的端电压就降低了感应电动机的无功功率降低感应电动机的端电压就降低了感应电动机的无功功率需要量，从而可提高系统的功率因数。需要量，从而可提高系统的功率因数。对负荷不足的电动机可用降低外加电压的办法提对负荷不足的电动机可用降低外加电压的办法提高功率因数。高功率因数。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院342022-8-5定子绕组的匝数不能减少。定子绕组的匝数不能减少。mdpkfWEU1144.4所以所以cos01IWmcosXUIWfX(Rmmmmm0212）n 限制感应电动机的空载运行。限制感应电动机的空载运行
31、。n 提高感应电动机的检修质量。提高感应电动机的检修质量。当变压器的负荷系数当变压器的负荷系数 KL30%时，应考虑换小容量的变压器。时，应考虑换小容量的变压器。气隙气隙不能增加。不能增加。n 合理使用变压器。合理使用变压器。n 感应电动机同步化运行感应电动机同步化运行 。同步电动机过励磁下可向电网送入无功功率，从而改善功率因数。同步电动机过励磁下可向电网送入无功功率，从而改善功率因数。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院352022-8-52提高功率因数的补偿法提高功率因数的补偿法n稳态无功功率补偿设备稳态无功功率补偿设备 采用并联电容器采用并联电容器采用同步补偿机采用同步补偿机
32、 优点：与同步补偿机相比，因无旋转部分，具有安装简单、优点：与同步补偿机相比，因无旋转部分，具有安装简单、运行维护方便、有功功率损耗小及组装灵活、扩充方便等优运行维护方便、有功功率损耗小及组装灵活、扩充方便等优点，因此是目前工业企业中应用最广泛的无功补偿设备。点，因此是目前工业企业中应用最广泛的无功补偿设备。实质上是空载运行的同步电动机，通过调节其励磁电流可以实质上是空载运行的同步电动机，通过调节其励磁电流可以起到补偿系统无功功率的作用。由于它为旋转机械，安装和起到补偿系统无功功率的作用。由于它为旋转机械，安装和运行维修都相当复杂，所以在企业供配电系统中很少应用。运行维修都相当复杂，所以在企业
33、供配电系统中很少应用。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院362022-8-5l投切方式：手动、投切方式：手动、自动自动（无功自动补偿装置）；（无功自动补偿装置）；l控制方式：按母线电压的高低、无功功率的大小、控制方式：按母线电压的高低、无功功率的大小、功率因数的大小等进行控制；功率因数的大小等进行控制；l电容器组数：电容器组数：4、6、8、10、12等；等；l电容器分组应满足以下条件：电容器分组应满足以下条件：分组电容器投切时，不应产生谐振；分组电容器投切时，不应产生谐振；适当减少分组组数和加大分组容量；适当减少分组组数和加大分组容量；应与配套设备的技术参数相适应；应与配套设备的
34、技术参数相适应；满足电压偏移的允许范围。满足电压偏移的允许范围。n动态无功功率补偿设备动态无功功率补偿设备 静补装置静补装置（SVC）河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院372022-8-5静补装置由可控的可调电抗器与电容器并联组成，电容器发出静补装置由可控的可调电抗器与电容器并联组成，电容器发出无功功率，可控电抗器吸收无功功率。它可以迅速地按照负荷无功功率，可控电抗器吸收无功功率。它可以迅速地按照负荷的变动情况改变无功功率的大小和方向，具有响应速度快、平的变动情况改变无功功率的大小和方向，具有响应速度快、平滑调节性能好、补偿效率高、维修方便及谐波、噪声、损耗均滑调节性能好、补偿效
35、率高、维修方便及谐波、噪声、损耗均小等优点小等优点，尤其适用于冲击性负荷的无功补偿，尤其适用于冲击性负荷的无功补偿。三、电容器并联补偿的工作原理三、电容器并联补偿的工作原理图图2-9 电容器无功补偿原理图电容器无功补偿原理图在在R、L电路中并联电容器电路中并联电容器C后：后：RLCIII河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院382022-8-5欠补偿欠补偿：补偿后电流：补偿后电流 落后电压落后电压IU四、电容器的接线方式与装设位置四、电容器的接线方式与装设位置1电容器的接线方式电容器的接线方式低压电容器组一般接成三角形。高压电容器组宜低压电容器组一般接成三角形。高压电容器组宜接成星形
36、，但容量较小（接成星形，但容量较小（450kvar及以下）时可接成及以下）时可接成三角形。三角形。n由于由于 ，而，而 ，因此电容器接成三角形时的容为采用，因此电容器接成三角形时的容为采用星形接线时的星形接线时的3倍倍。n采用三角形接线时，一电容器断线，三相线路仍能得到无功补偿；而采用采用三角形接线时，一电容器断线，三相线路仍能得到无功补偿；而采用星形接线时，一相电容器断线，该相将失去补偿，造成三相负荷不平衡。星形接线时，一相电容器断线，该相将失去补偿，造成三相负荷不平衡。n采用三角形接线时，任一电容器击穿将造成两相短路，有可能发生电容器采用三角形接线时，任一电容器击穿将造成两相短路，有可能发
37、生电容器爆炸爆炸；而采用星形接线时，若一相电容器击穿，短路电流数值相对较小。；而采用星形接线时，若一相电容器击穿，短路电流数值相对较小。2CUQCUU3过补偿过补偿：补偿后电流：补偿后电流 超前电压超前电压 IU注意：注意：一般都不采用过补偿，因为这将引起变压器二次侧电一般都不采用过补偿，因为这将引起变压器二次侧电压的升高，会增大电容器本身的损耗，使温升增大，电容器压的升高，会增大电容器本身的损耗，使温升增大，电容器寿命降低，同时还会使线路上的电能损耗增加。寿命降低，同时还会使线路上的电能损耗增加。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院392022-8-52电容器的装设位置（补偿方式
38、）电容器的装设位置（补偿方式）图图2-10 并联电容器的装设位置与补偿区并联电容器的装设位置与补偿区高压集中补偿：高压集中补偿：将高压电容器组集中安装在企业或将高压电容器组集中安装在企业或地方总降压变电所地方总降压变电所610kV母线上。母线上。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院402022-8-5低压成组补偿低压成组补偿：将低压电容器组分散安装在各车间将低压电容器组分散安装在各车间变电所低压母线上。变电所低压母线上。分散就地补偿分散就地补偿（个别补偿）：（个别补偿）：将电容器组直接安装将电容器组直接安装在需要进行无功补偿的各个用电设备附近。在需要进行无功补偿的各个用电设备附近。
39、必须指出：必须指出：电容器从电网上切除后有残余电压，其最高可达电容器从电网上切除后有残余电压，其最高可达电网电压的峰值。所以电容器组应装设电网电压的峰值。所以电容器组应装设放电装置放电装置，且其放电，且其放电回路中回路中不得装设熔断器或开关设备不得装设熔断器或开关设备，以免放电回路断开，危，以免放电回路断开，危及人身安全。及人身安全。对高压电容器，利用母线上电压互感器的一次绕对高压电容器，利用母线上电压互感器的一次绕组来放电；对分散补偿的低压电容器组，采用白组来放电；对分散补偿的低压电容器组，采用白炽灯的灯丝电阻来放电；对就地补偿的低压电容炽灯的灯丝电阻来放电；对就地补偿的低压电容器组，利用用
40、电设备本身的绕组来放电。器组，利用用电设备本身的绕组来放电。河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院412022-8-5五、补偿容量的计算五、补偿容量的计算)tan(tan303030PQQQC补偿容量补偿容量:图图2-11 功率因数与无功功率因数与无功功率和视在功率的关系功率和视在功率的关系30Pqc补偿率（补偿率（kvar/kW）电容器的个数电容器的个数：CCqQn 注意：注意：上式计算所得的数值对三相电容器应取相近偏大的整上式计算所得的数值对三相电容器应取相近偏大的整数；对数；对单相单相电容器，则应取电容器，则应取3的整数倍的整数倍，以便三相均衡分配。，以便三相均衡分配。例例2-2（P45）河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院422022-8-5 一、单台用电设备的尖峰电流一、单台用电设备的尖峰电流NststpkIKII 二、多台用电设备的尖峰电流二、多台用电设备的尖峰电流max.11.stniiNpkIIKImax30)NstpkIIII（或或 2.6 尖峰电流的计算尖峰电流的计算例例2-3（P47）起动电流与额定电起动电流与额定电流之差最大的那台流之差最大的那台设备的起动电流设备的起动电流 河北科技大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院432022-8-5
