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 454.7A，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 22
2、kw,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：P=3150.92=289.8kw则线路上的最大有功功率为 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=0.0
3、21.7320.92=14.49 kw则变压器能载动的电机有功功率总和为 P2=P- 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 =225+156+114+7.54=274kw电 机由于 P =274kw，P2=275.31kw，P2P电 机 电 机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
4、)221+112+7.51=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：cos=P /S 0.92，只要满足了这个公式，电 机 线 路那么线路上的功率因数就可以达到 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:电 机22kw 电机容量为 22/0.8=27.5kvar15kw 电机容量为 15/0.85= 17.647kvar11kw 电
5、机容量为 11/0.88=12.5kvar7.5kw 电机容量为 7.5/0.8=9.375kvarS =27.55+17.6476+12.54+9.3754=330.882kvar，由于线路上只有电机，电 机无其他设备，故 S = S电 机 线 路我们先计算下未补偿前的功率因数为多少：cos1= P /S cos=274/330.882=0.8281电 机 线 路可见，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 tan -tan 电 机 12式中 为补偿前的功率因数角， 为补偿后的功
6、率因数角1 2则 Qc=274tan（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
7、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：线 路Q = S sin 330.882sin ( acos0.8281)=185.486kvar补 偿 前 线 路 1Q = Q -Qc=185.486-90=95.486kvar补 偿 后 补 偿 前则线路上的设备容量变为：S =sqrt(P +Q )S = 线 路 补 偿 后 电 机 2补 偿 后 线 路 补 偿 后sqrt(274 +95.486 )=290.161kVA22补 偿 后所以当补偿 90 kvar 无功功率后，线路上的功率因数为：cos = P /S =274/290.161=0.94432电 机 线 路 补 偿 后此时线路上的电流为：I = P /1.732/0.38/0.9443=440.87A线 路 电 机现在我们可以对比下变压器容量和其二次侧最大电流：S =290.161 kVAS =315 kVA线 路 补 偿 后 变 压 器I =440.84AI =454.7A线 路 电 流变 压 器 二 次 侧 最 大 输 出线路功率因数也提高到了 0.9443，满足规程规范的要求，所以此设计是合理的。
