供配電技術

第2章負荷計算

2第2章負荷計算2.1負荷曲線與計算負荷2.2用電設備的額定容量2.3負荷計算的方法2.4功率損耗與電能損耗2.5變電所中變壓器臺數與容量的選擇2.6功率因數與無功功率補償32.1負荷曲線與計算負荷

2.1.1負荷曲線

負荷曲線（loadcurve）是指用于表達電力負荷隨時間變化情況的函數曲線。在直角坐標系中，縱坐標表示負荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）。41．負荷曲線的分類按負荷的功率性質分： 可分為有功負荷曲線和無功負荷曲線；按所表示的負荷變動的時間分： 可分為日負荷、月負荷和年負荷曲線。56

注意：日負荷曲線是按時間的先后繪制的，年持續負荷曲線是按負荷的大小和累計時間繪制的。72．年最大負荷和年最大負荷利用小時數（1）年最大負荷Pmax

年最大負荷Pmax就是全年中負荷最大的工作班內消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷P30。（2）年最大負荷利用小時數Tmax

年最大負荷利用小時數又稱為年最大負荷使用時間Tmax，它是一個假想時間，在此時間內，電力負荷按年最大負荷Pmax(或P30)持續運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。8

下圖為某廠年有功負荷曲線，此曲線上最大負荷Pmax就是年最大負荷，Tmax為年最大負荷利用小時數。93.平均負荷Pav和負荷系數（1）平均負荷Pav

平均負荷Pav，就是電力負荷在一定時間t內平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間內消耗的電能W除以時間t的值，即Pav=W/t

年平均負荷為Pav=Wa/8760

（2）負荷系數KL

負荷系數是平均負荷與最大負荷的比值，有有功負荷系數KaL和無功負荷系數KrL，即

有時也用α表示有功負荷系數，用β表示無功負荷系數。一般用戶α=0.7～0.75，β=0.76～0.82

112.1.2計算負荷

通過負荷的統計計算求出的、用來按發熱條件選擇供電系統中各元件的負荷值，稱為計算負荷。其實際是一個假定負荷，物理含義是計算負荷產生的恒定溫升等于實際變動負荷所產生的最高溫升。通常將以半小時平均負荷為依據所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，并把它作為按發熱條件選擇電氣設備的依據，用Pc(Qc、Sc、Ic

)或P30(Q30、S30、I30)表示。

12規定取“半小時平均負荷”的原因： 一般中小截面（35mm2以下）導體的發熱時間常數τ約為10min，根據經驗表明，中小截面導線達到穩定溫升所需時間約為3τ=3×10＝30（min），如果導線負載為短暫尖峰負荷，顯然不可能使導線溫升達到最高值，只有持續時間在30min以上的負荷，才有可能構成導線的最高溫升。為了使計算方法一致，對其他供電元件（如大截面導線、變壓器、開關電器等）均采用半小時平均負荷的最大值作為計算負荷。132.1.3負荷計算的意義和目的負荷計算主要是確定計算負荷，如前所述，若根據計算負荷選擇導體及電器，則在實際運行中導體及電器的最高溫升不會超過允許值。計算負荷是設計時作為選擇供配電系統供電線路的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數的依據。正確確定計算負荷意義重大，是供電設計的前提，也是實現供電系統安全、經濟運行的必要手段。返回目錄142.2用電設備的額定容量2.2.1用電設備的工作方式

用電設備按其工作方式可分為三種：（1）長期連續工作制（長期工作制）（2）短時工作制（短暫工作制）（3）斷續周期工作制（重復短暫工作制）15長期連續工作制（長期工作制）

在規定的環境溫度下連續運行，設備任何部分溫升均不超過最高允許值，負荷比較穩定。如通風機、水泵、空氣壓縮機、皮帶輸送機、破碎機、球磨機、攪拌機、電機車等機械的拖動電動機，以及電爐、電解設備、照明燈具等，均屬連續運行工作制的用電設備。16短時工作制（短暫工作制）

用電設備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內，用電設備的溫升尚未達到該負荷下的穩定值即停歇冷卻，在停歇時間內其溫度又降低為周圍介質的溫度，這是短暫工作的特點。如機床上的某些輔助電動機（如橫梁升降、刀架快速移動裝置的拖動電動機）及水閘用電動機等設備。這類設備的數量不多。

17斷續周期工作制（重復短暫工作制）

用電設備以斷續方式反復進行工作，其工作時間（t）與停歇時間（t0）相互交替。工作時間內設備溫度升高，停歇時間溫度又下降，若干周期后，達到一個穩定的波動狀態。如電焊機和吊車電動機等。斷續周期工作制的設備，通常用暫載率ε表征其工作特征，取一個工作周期內的工作時間與工作周期的百分比值，即為ε，即：式中t，t0——工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期T。18

2.2.2用電設備額定容量的計算

在每臺用電設備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經過換算至統一規定的工作制下的“額定功率”稱為“設備額定容量”，用Pe表示。

19

1、長期工作制和短時工作制的設備容量Pe=PN

2、斷續周期工作制的設備容量①吊車機組用電動機（包括電葫蘆、起重機、行車等）的設備容量統一換算到ε=25%時的額定功率（kW），若其εN不等于25%時應進行換算，公式為:②電焊機及電焊變壓器的設備容量統一換算到ε＝100%時的額定功率（kW）。若其銘牌暫載率εN不等于100%時，應進行換算，公式為:20

3、電爐變壓器的設備容量電爐變壓器的設備容量是指在額定功率因數下的額定功率（kW），即：Pe=PN=SN·cos

Ｎ

214、照明設備的設備容量①白熾燈、碘鎢燈設備容量就等于燈泡上標注的額定功率（kW）；②熒光燈還要考慮鎮流器中的功率損失（約為燈管功率的20%），其設備容量應為燈管額定功率的1.2倍（kW）；③高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍（kW）；④金屬鹵化物燈：采用鎮流器時亦要考慮鎮流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），故其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。

22

5、不對稱單相負荷的設備容量

供電系統中除了廣泛使用三相設備外，還有很多單相設備。當有多臺單相用電設備接在三相線路中時，應將它們均衡地分接到三相上，力求減少三相負載不對稱情況。設計規程規定，在計算范圍內，單相用電設備的總容量如不超過三相用電設備總容量的15%時，不論單相設備如何分配，均可與三相設備綜合按三相負荷平衡計算。如單相用電設備總容量大于三相用電設備總容量的15%時，則應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量相加。23

單相設備容量等效換算為三相設備容量的計算方法：①單相設備接于相電壓時的等效三相負荷計算其等效三相設備容量Pe應按最大負荷相所接單相設備容量Pe.mφ

的3倍計算，即

②

單相設備接于同一線電壓時的等效三相負荷計算由于容量為

的單相設備在線電壓上產生的電流為，此電流應與等效三相設備容量Pe產生的電流相等，因此其等效三相設備容量為

24③單相設備接于不同線電壓時的負荷計算其等效三相設備容量Pe應為最大線間負荷的倍加上次大線間負荷的倍，即

式中：P1、P2、P3分別為接于不同線電壓的單相設備容量，且P1＞P2＞P325④

單相設備分別接于線電壓和相電壓時的負荷計算首先應將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量，然后分相計算各相的設備容量與計算負荷。總的等效三相有功計算負荷為其最大有功負荷相的有功計算負荷

的3倍，即

總的等效三相無功計算負荷為其最大有功負荷相的無功計算負荷

的3倍，即

26

關于將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量的問題，可按下列換算公式進行換算：

A相

B相

C相

式中PAB、PBC、PCA分別為接于AB、BC、CA相間的有功設備容量；

PA、PB、PC分別為換算為接于A、B、C相的有功設備容量；QA、QB、QC分別為換算為接于A、B、C相的無功設備容量；pAB-A、qAB-A…….分別是接于AB、……等相間的設備容量換算為接于A、……等相設備容量的有功和無功功率換算系數，如下表所列：27相間負荷換算為相負荷的功率換算系數0.290.530.670.80.880.961.161.441.63-0.29-0.050.090.220.30.380.580.861.050.50.360.280.20.160.110-0.17-0.270.50.640.720.80.840.891.01.171.271.00.90.80.70.650.60.50.40.35負荷功率因數功率換算系數返回目錄282.3負荷計算的方法負荷計算的方法有：

我國目前普遍采用的負荷計算方法主要有需要系數法和二項式法等。需要系數法比較簡便因而廣泛使用。二項式法的應用局限性較大，但在確定設備臺數較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，采用二項式法較之需要系數法合理，且計算也較簡便。另有一種以概率論為理論基礎而提出的取代二項式法的利用系數法，由于其計算繁瑣而未得到普遍應用。本課程僅介紹需要系數法。29需要系數 需要系數的確定考慮了以下的主要因素：式中：K

——同時系數，即設備組在最大負荷時運行著的設備容量與全部設備總額定容量之比

KL——負荷系數，用電設備不一定滿負荷運行，此系數表示工作著的用電設備實際所需功率與其額定容量之比

ηwl——線路供電效率

η——用電設備組在實際運行功率時的平均效率30

實際上，上述系數對于成組用電設備是很難確定的，而且對一個生產企業或車間來說，生產性質,工藝特點，加工條件，技術管理和勞動組織以及工人操作水平等因素，都對Kd有影響。所以Kd只能靠測量統計確定,見附錄表A-1。上述各種因素可供設計人員在變動的系數范圍內選用時參考。

31需要系數法計算過程

由負荷端逐級向電源端進行計算321．單臺用電設備的計算負荷當只有一臺用電設備時，影響需要系數的幾個因素除用電設備本身的效率外，其它都可能為1，此時的需要系數只包含了效率，因此：（1）有功計算負荷：對一般可長期連續工作的單臺用電設備，設備容量即是計算負荷，即對單臺電動機及其他需計及效率的單臺用電設備，則其計算負荷Pca·1為式中Pe—換算到統一暫載率下的電動機的額定容量；

η—用電設備在額定負載下的的效率。（2）無功計算負荷：

Qc·1=Pc·1tan

式中—用電設備功率因數角。計算目的：用于選擇分支線導線及其上的開關設備。332.用電設備組的計算負荷（1）有功計算負荷：Pc·2=Kd∑Pe

Kd—用電設備組的需要系數，見附錄表A-1；∑Pe—用電設備組的設備額定容量之和，但不包括備用設備容量。（2）無功計算負荷：Qc·2=Pca·2tan

tan

—用電設備組的平均功率因數角的正切值，見附錄表A-1。（3）視在計算負荷：計算目的：用于選擇各組配電干線及其上的開關設備。

34注意：

當Kd值有一定變動范圍時，取值要作具體分析。如臺數多時，一般取用較小值，臺數少時取用較大值；設備使用率高時，取用較大值，使用率低時取用較小值。當一條線路內的用電設備的臺數較少（n<3臺）時，一般是將用電設備額定容量的總和作為計算負荷，即，或者采用較大的Kd值(0.85～1)。353．擁有多組用電設備的車間配電干線或車間變電所低壓母線上的計算負荷確定擁有多組用電設備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現的因素。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結合具體情況計入一個同時系數（又稱參差系數或綜合系數）Ｋ∑

對車間干線，取0.85～0.95

對低壓母線，分兩種情況

(1)由用電設備組的計算負荷直接相加來計算時，取

0.80～0.90(2)由車間干線的計算負荷直接相加來計算時取，取

0.90～0.9536（1）總有功計算負荷：Pc·3＝Ｋ∑ΣPc·2（2）總無功計算負荷：Qc·3＝Ｋ∑ΣQc·2（3）總視在計算負荷：Pc·3、Qc·3、Sc·3－車間變電所低壓母線上的有功、無功及視在計算負荷；ΣPc·2、ΣQc·2－各用電設備組的有功、無功計算負荷的總和Ｋ∑－同時系數。說明：當變電所的低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組時，若其容量為Qc.c，則當計算Qc·3時，要減去無功補償容量，即Qc·3＝Ｋ

·ΣQc·2－Qc.c

37必須注意：由于各組設備的功率因數不一定相同，因此總的視在計算負荷與計算電流一般不能直接用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。計算目的：用于選擇車間配電干線及其上的開關設備，或者用于低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。384.確定車間變電所中變壓器高壓側的計算負荷Pc·4＝Pc·3+ΔPTQc·4＝Qc·3+ΔQT

Pc·４、Qc·４、Sc·４－車間變電所中變壓器高壓側的有功、無功及視在計算負荷（kW、kvar及kVA）；

ΔPT、ΔQT－變壓器的有功損耗與無功損耗（kW、kvar）。

計算目的：用于選擇車間變電所高壓配電線及其上的開關設備

39在設計階段計算負荷時，車間變壓器尚未選出，無法確定變壓器的實際有功損耗與無功損耗，因此一般按下列經驗公式估算：對SJL1等型電力變壓器：ΔPT≈0.02Sc·3

（kW）

ΔQT≈0.08Sc·3

（kvar）對SL7、S7、S9、S10等低損耗型電力變壓器：ΔPT≈0.015Sc·3

（kW）ΔQT≈0.06Sc·3

（kvar）式中Sc·3－變壓器低壓母線上的計算負荷（kVA）。405.確定全車間變電所中高壓母線上的計算負荷

當車間變電所高壓母線上接有多臺變壓器和多臺高壓用電設備時，則Pc·5＝ΣPc·4+P4mQc·5＝ΣQc·4+Q4m

P4m、Q4m—車間高壓用電設備的有功及無功計算負荷。

計算目的：用于車間變電所高壓母線的選擇。416.確定總降壓變電所出線上的計算負荷

Pc·6=Pc·5+ΔPL≈Pc·5

Qc·6=Qc·5+ΔQL≈Qc·5

Sc·6≈Sc·5ΔPL、ΔQL—高壓供配電線路上的功率損耗。由于一般工廠范圍不大，線路功率損耗小，故可忽略不計。

計算目的：用于選擇總降壓變電所出線及其上的開關設備。427.確定總降壓變電所低壓側母線的計算負荷Pc·7＝ＫΣΣPc·６Qc·7＝ＫΣΣQc·６

注意：如果在總降壓變電所６～10kV二次母線側采用高壓電容器進行無功功率補償，則在計算總無功功率Qc·7時，應減去補償設備的容量Qc.c

，即Qc·7＝ＫΣΣQc·６-Qc.c

計算目的：用于選擇總降壓變電所低壓母線以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。438．確定全廠總計算負荷Pc·8＝Pc·7+ΔPTQc·8＝Qc·7+ΔQT

ΔPT、ΔQT－總降壓變電所主變壓器的有功損耗與無功損耗（kW、kvar）計算目的：全廠總計算負荷的數值可作為向供電部門申請全廠用電的依據，并作為原始資料進行高壓供電線路的電氣計算，選擇高壓進線導線及進線開關設備。

44例2.3.1一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW；另接通風機3臺共5kW；電葫蘆1個3kW（εN=40%），試求計算負荷（取同時系數為0.9）。解：冷加工電動機組：查附錄表A-1-1可得Kd=0.16~0.2（取0.2），cos

=0.5，tan

=1.73，因此

Pc(1)=Kd∑Pe=0.2×50=10(kW)Qc(1)=Pc(1)tan

=10×1.73=17.3(kvar)Sc(1)=Pc(1)/cos

=10/0.5=20(kVA)

通風機組：查附錄表A-1-1可得Kd=0.7~0.8（取0.8），cos

=0.8，tan

=0.75，因此

Pc(2)=Kd∑Pe=0.8×5=4(kW) Qc(2)=Pc(2)tan

=4×0.75=3(kvar) Sc(2)=Pc(2)/cos

=4/0.8=5(kVA)45電葫蘆：由于是單臺設備，可取Kd=1，查附錄表A-1-1可得cos

=0.5，tan

=1.73，因此

Pc(3)=KdPe=3.79(kW)Qc(3)=Pc(3)tan

wm=3.79×1.73=6.56(kvar)Sc(3)=Pc(3)/cos

wm=3.79/0.5=7.58(kVA)

因此總計算負荷為

Pc(∑)＝Ｋ∑ΣPc=0.9×（10+4+3.79）=16.01(kW)

Qc(∑)＝Ｋ∑ΣQc=0.9×（17.3+3+6.56）=24.17(kvar)46

為了使人一目了然，便于審核，實際工程設計中常采用計算表格形式，如下表所示。28.9924.1716.01——取Ｋ∑=0.9—26.8617.79————24負荷總計7.586.563.791.730.513.79（ε=25%）1電葫蘆35340.750.80.853通風機組22017.3101.730.50.25020機床組1Sca(kVA)Qca(kVar)Pca(kW)計算負荷tan

cos

Kd設備容量（kW）臺數用電設備組名稱序號返回目錄472.4功率損耗與電能損耗2.4.1供電線路的功率損耗

在實際工作中，常根據計算負荷來求線路的功率損耗，即最大功率損耗，故三相線路的有功功率損耗△PL和無功功率損耗△QL可分別按下式計算：

式中Ic——線路中的計算電流，A；

R——線路每相電阻Ω，等于單位長度的電阻R0乘以長度L；

X——線路每相電抗Ω，等于單位長度的電抗X0乘以長度L。48上式如用線路的計算功率Pc、Qc及Sc表示時，則式中UN——三相供電線路的額定電壓，kV。492.4.2變壓器的功率損耗 變壓器的功率損耗包括有功功率損耗△PT和無功功率損耗△QT。變壓器的有功功率損耗由兩部分組成： 一部分是變壓器在額定電壓UN時不變的空載損耗△P0，也就是鐵損△PFe；另一部分是隨負荷而變化的繞組損耗，即有載損耗△Pl，也就是銅損△PCu。變壓器的短路損耗△Pk可認為是額定電流下的銅損△PCu·N。50

由于有載損耗與變壓器負荷電流的平方成正比，所以變壓器在計算負荷Sc下的有功功率損耗△PT為：

式中Sc——變壓器低壓側的計算負荷，kVA；

SNT——變壓器額定容量，kVA；

△P0——變壓器空載有功損耗，kW；

△Pk——變壓器有功短路損耗，kW。51變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成： 一部分是變壓器空載時不變的無功損耗△Q0，另一部分是隨著變壓器負荷而變化在繞組中產生的無功損耗。所以變壓器在計算負荷Sc下的無功功率損耗△QT為：式中

——變壓器空載時的無功損耗，kvar；

——變壓器額定負荷時的無功損耗，kvar；

——變壓器空載電流的百分值；

——變壓器阻抗電壓的百分值。

522.4.3供電系統的電能損耗1．供電線路年電能損耗的計算式中——按計算負荷求得的線路最大功率損耗；

——年最大負荷損耗時間（小時數）。τ的含義是：線路連續通過計算負荷所產生的電能損耗與實際負荷在全年內所產生的電能損耗恰好相等所需要的時間，稱為年最大負荷損耗時間，它與Tmax·a以及功率因數有關。532.變壓器年電能損耗的計算

變壓器空載不變的功率損耗所引起的年電能損耗與接電時間Ton（近似取8760h）有關，即：

△WT0=△P0Ton

隨負荷而變化的有載功率損耗所引起的年電能損耗為：

變壓器總的年電能損耗為：542.4.4企業年電能需要量

企業年電能需要量也就是企業在一年內所消耗的電能，它是企業供電設計的重要指標之一。若已知企業的年負荷曲線如圖所示，則負荷曲線下的面積即為企業有功年電能需要量Wa。

但實際上，負荷隨時都在變動，通常用一個等值的矩形面積來代替負荷曲線下的面積。返回目錄552.5變電所中變壓器臺數與容量的選擇2.5.1車間變電所變壓器臺數與容量的選擇

對于一般生產車間，盡量裝設一臺變壓器，其額定容量應大于用電設備的總計算負荷，且應有適當富裕容量。對于有一、二級負荷的車間，要求兩個電源供電時，應選用兩臺變壓器，每臺變壓器容量應能承擔全部一、二級負荷的供電。如果與相鄰車間有聯絡線時，當車間變電所出現故障時，其一、二級負荷可通過聯絡線保證繼續供電，亦可只選用一臺變壓器。

56對于隨季節變動較大的負荷，為了使運行經濟，減少變壓器空載損耗，也宜采用兩臺變壓器，以便在低谷負荷時，切除一臺。凡選用兩臺變壓器的變電所，任一臺變壓器單獨投入運行時，必須能滿足變電所總計算負荷70%的需要和全部一、二級負荷的需要。572.5.2企業總降壓變電所主變壓器的選擇

對向三級負荷供電的總降壓變電所，或者有少量一、二級負荷，但可由鄰近企業取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器；其額定容量應大于企業全部車間變電所計算負荷的總和，并考慮15%～25%的富裕。

當企業中一、二級負荷占全部負荷比重較大時，應裝設兩臺主變壓器，兩臺主變壓器之間互為備用。當一臺出現事故或檢修時，另一臺能承擔全部一、二級負荷。582.5.3變壓器的經濟運行

所謂變壓器的經濟運行，是指變壓器在功率損耗最小的情況下的運行方式。這樣使電能損耗最小，運行費用最低。

如果把無功損耗歸算為有功損耗，則變壓器在實際負荷S下，其總的功率損耗可由下式求得：式中Kr為無功功率經濟當量。它的意義是指供電系統中每增加1kvar的無功損耗，相當于有功損耗增加的千瓦數，此值通常取0.06～0.1kW/kvar。59

現假設變電所有兩臺同型號同容量的變壓器，當其中一臺變壓器運行時，它承擔所有的負荷S；當兩臺變壓器同時并列運行時，每臺承擔負荷S/2。 求出兩種運行方案歸算以后的功率損耗，并分別繪出隨負荷而變化的曲線。60

兩條曲線交于n點，它所對應的負荷稱為變壓器經濟運行的臨界負荷Scr。

61

同理，如果變電所裝設同容量多臺變壓器，根據n臺和n+1臺兩種運行方式總有功損耗相等的原則，可求出其臨界負荷值：

顯然，實際負荷小于Scr應取n臺運行，大于Scr則取n+1臺運行。返回目錄622.6功率因數和無功功率補償2.6.1功率因數的計算（1）瞬時功率因數 瞬時功率因數可由功率因數表或相位表直接讀出，或由功率表、電流表和電壓表的讀數按下式求出：式中：P——功率表測出的三相功率讀數（kW）；

U——電壓表測出的線電壓讀數（kV）；

I——電流表測出的相電流讀數（A）。 瞬時功率因數值代表某一瞬間狀態的無功功率的變化情況，供電設計時并不使用。63（2）平均功率因數（又稱加權平均功率因數）

平均功率因數是指某一規定時間（一般為1個月）內，功率因數的平均值。其計算公式為式中：Wp----某一時間內消耗的有功電能（kW·h）；由有功電度表讀出。

WQ----某一時間內消耗的無功電能（kvar·h）；由無功電度表讀出。

我國供電部門每月向工業用戶收取電費，就規定電費要按月平均功率因數的高低來調整，大于0.9時適當獎勵，低于0.85時適當處罰，以此鼓勵用戶提高功率因數，降低電能損耗。上式用以計算已投入生產的工業企業的功率因數。

64

對于正在進行設計的工業企業則采用下述的計算方法：式中：Pc----全企業的有功功率計算負荷，kW；

Qc----全企業的無功功率計算負荷，kvar；

α----有功負荷系數，一般為0.7～0.75；

β----無功負荷系數，一般為0.76～0.82。

65（3）最大負荷時的功率因數

最大負荷時的功率因數是指在年最大負荷（即計算負荷）時的功率因數。根據功率因數的定義可以寫出：

式中：Pc——全企業的有功功率計算負荷，kW；

Qc——全企業的無功功率計算負荷，kvar；

Sc

——全企業的視在功率計算負荷，kVA。

我國有關規程規定：高壓供電的工廠，最大負荷時的功率因數不得低于0.9，其它工廠不得低于0.85。如達不到要求，則必須進行無功功率補償。

662.6.2功率因數過低對供電系統的影響（1）為保證輸送的有功功率不變，在功率因數降低情況下，無功功率就要增加，線路中傳輸的電流就要增大，從而使得輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗增大。（2）系統中輸送的總電流增加，使得供電系統中的電氣元件，如變壓器、開關設備、導線等容量增大，從而使工廠內部的啟動控制設備、測量儀表等規格尺寸增大，因而增大了初投資費用。（3）線路的電壓損耗增大。影響負荷端的異步電動機及其它用電設備的正常運行。（4）使電力系統內的電氣設備容量不能充分利用。 因此,電力系統功率因數的高低是十分重要的問題，必須設法提高電力網中各組成部分的功率因數。目前供電部門實行按功率因數征收電費，因此功率因數的高低也是供電系統的一項重要的經濟指標。

672.6.3提高功率因數的措施（1）提高自然功率因數

提高自然功率因數的方法，即采用降低各用電設備所需的無功功率以改善其功率因數的措施，主要有：

①正確選用異步電動機的型號和容量，使其接近滿載運行； ②更換輕負荷感應電動機或者改變輕負荷電動機的接線； ③電力變壓器不宜輕載運行； ④合理安排和調整工藝流程，改善電氣設備的運行狀況，限制電焊機、機床電動機等設備的空載運轉； ⑤使用無電壓運行的電磁開關。

68（2）人工補償無功功率

當采用提高用電設備自然功率因數的方法后，功率因數仍不能達到《供電營業規則》所要求的數值時，就需要設置專門的無功補償裝置，通過人工補償方式來提高功率因數。人工補償無功功率的方法主要有以下三種：并聯電容器補償同步電動機補償動態無功功率補償

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用靜電電容器（或稱移相電容器、電力電容器）作無功補償以提高功率因數，是目前工業企業內廣泛應用的一種補償裝置。

在變電所6～10KV高壓母線上一般采用固定補償，即補償電容器不隨負荷變化投入或切除，用平均功率因數計算電力電容器的補償容量：Qc.c=Pav（tan

1-tan

2）=αPc（tan

1-tan

2）式中：Pc

——最大有功計算負荷，kW；

α——月平均有功負荷系數；

tan

1、tan

2——補償前、后平均功率因數角的正切值。70

在變電所低壓0.38KV母線上進行補償時，都采用自動補償，即根據功率因數測量值，按功率因數設定值，自動投入或切除電容器，用最大負荷（計算負荷）功率因數計算電力電容器的補償容量：Qc.c=Pc（tan

1-tan

2）式中：Pc

——最大有功計算負荷，kW；

tan

1、tan

2——補償前、后平均功率因數角的正切值。71

在計算補償用電力電容器容量和個數時，應考慮到實際運行電壓可能與其額定電壓不同，電容器能補償的實際容量將低于額定容量，此時需對額定容量作修正：

式中：QN－－電容器銘牌上的額定容量，kvar；

Qe－－電容器在實際運行電壓下的容量，kvar；

UN－－電容器的額定電壓，kV; U－－電容器的實際運行電壓，kV。

例如將YY10.5-10-1型高壓電容器用在６kV的工廠變電所中作無功補償設備，則每個電容器的無功容量由額定值10kvar降低為：顯然，除了在不得已的情況下，這種降壓使用的做法應避免。72

在確定總補償容量Qc.c之后，就可根據所選并聯電容器單只容量QN.c決定并聯電容器的個數：n=Qc.c/QN.c

由上式計算所得的數值對三相電容器應取相近偏大的整數。若為單相