变压器容量及线路负荷详细计算法则及配电方法

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1、变压器容量及线路负荷详细计算法则及配电方法配电系统中有很多种方法计算线路负荷，有需用系数法、同时系数法、二项式系数法、单位面积法等等，当不知道线路上设备的功率因数时，则可以用这些方法。比如计算一个小区的负荷时，我们就可以用需用系数法或单位面积法，计算一个工厂设备的负荷时，我们可以用同时系数法或二项式系数法，不过当我们知道线路上每一台设备的功率因数时，我们就可以不用这些方法，下面介绍直接根据所学电工基础知识就能计算线路功率因数及分配电路的方法。假设一台315kV变压器（不管是什么型号），二次侧最大电流值为4

2、54.7A，保证电路功率因数为0.92，则能载动多少台电机？设：客户现有22kw,功率因数为0.8，额定电流为44.7A电机4台；15kw，功率因数为0.85，额定电流为30.3A电机6台；11kw,功率因数为0.88，额定电流为21.8A电机2台；7.5kw,功率因数为0.8，额定电流为17A电机3台（具体电机参数由客户提供，也可以自己查找），要求设计师为客户设计一项合理的、经济的配电方案。由于为了保证线路上的功率因数为0.92，则线路上最大允许负荷为：ΣP=315×0.92=289.8kw则线路上的最

3、大有功功率为289.8kw设变压器内电抗和导线阻抗共消耗电压20V则变压器内电抗和导线阻抗共消耗有功功率为P1P1=0.02×1.732×0.92=14.49kw则变压器能载动的电机有功功率总和为P2=ΣP-P1P2=289.8-14.49=275.31kw所以根据P2数值，我们可以设计以下方案：22kw电机5台（一台备用），15kw电机6台，11kw电机4台（2台备用），7.5kw电机4台（1台备用），以上电机总有功功率为P=22×5+15×6+11×4+7.5×4=274kw由于P=274kw，P2=

4、275.31kw，P2﹥P所以此设计是合理的。此工程总共备用了22kw电机一台，11kw电机2台，7.5kw电机一台，也就是总共备用了有功功率(负荷)22×1+11×2+7.5×1=51.5kw。也就是说这51.5kw备用功率（负荷）可以任意由设计人员设计备用电机，只要备用电机的总功率不超过51.5kw,就可以。接下来需要考虑的就是这么多的电机，需要补偿多少的无功功率，才能使电路上的功率因数达到0.92。我们现在要做的就是满足这个公式：cosφ=P/S≧0.92，只要满足了这个公式，那么线路上的功率因数就

5、可以达到0.92及以上，那么怎么才能满足这个公式呢？现在把所有电机的容量S计算出来:22kw电机容量为22/0.8=27.5kvar15kw电机容量为15/0.85=17.647kvar11kw电机容量为11/0.88=12.5kvar7.5kw电机容量为7.5/0.8=9.375kvarS=27.5×5+17.647×6+12.5×4+9.375×4=330.882kvar，由于线路上只有电机，无其他设备，故S=S我们先计算下未补偿前的功率因数为多少：cosφ1=P/S→cosφ=274/330.882

6、=0.8281可见，未补偿无功功率时，线路上的功率因数才0.8281，所以我们可以根据以下公式求出线路需要补偿多少的无功功率才能使线路的功率因数达到0.92：Qc=P×[tanΦ-tanΦ]式中Φ为补偿前的功率因数角，Φ为补偿后的功率因数角则Qc=274×[tan（acos0.8281）-tan(acos0.92)]=68.76kvar根据以上的数据，我们选择15kvar一台的智能型电力电容器，选择6台，共补偿90kvar。本来，补偿68.76kvar，就可以满足系统的要求，但是考虑变压器的承载力，我们需

7、要多补偿一点，假如只补偿68.76kvar，变压器将处于满载运行，就好比一个人不能老是饱着肚子一样。当补偿90kvar无功功率后，我们可以求出线路上的功率因数：补偿前的无功功率-补偿的无功功率=补偿后线路上剩余的无功功率补偿前的线路上的无功功率为每一台电机的无功功率之和（由于线路上的设备只有电机，无其他设备，故线路上的无功功率就为每一台电机的无功功率之和），也可以直接用总的线路上的S来求得线路上的无功功率：Q=S×sinΦ→330.882×sin(acos0.8281)=185.486kvarQ=Q-Qc

8、=185.486-90=95.486kvar则线路上的设备容量变为：S=sqrt(P+Q)→S=sqrt(274+95.486)=290.161kVA所以当补偿90kvar无功功率后，线路上的功率因数为：cosΦ=P/S=274/290.161=0.9443此时线路上的电流为：I=P/1.732/0.38/0.9443=440.87A现在我们可以对比下变压器容量和其二次侧最大电流：S=290.161kVA＜S=315kVAI=