原则：

（1） 必须遵循有关国家标准，认真执行国家的技术经济政策，并应作到保障人身和设备安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和合理。

（2） 应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期和远期发展的关系，作到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能。

（3） 必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案，满足供电要求。

（4） 应注意执行节约能源、节约有色金属和“以铝代铜”等技术政策。

2 负荷计算及无功补偿

2.1 负荷计算

2.1.1 负荷计算的方法及其适用范围

电力负荷计算方法包括:利用系数法、需要系数法、二项式系数法。我国一般使用需要系数法和二项式系数法，如表2.1负荷计算方法及适用范围。

表 2.1 负荷计算的方法及其适用范围

序号 计算方法 需求系数法 适用范围 当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别 在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用 当用电设备台数较少、有的设备相差悬殊时，特别在确定① ② 二项式法 干 线和分支线的计算负荷时，宜于采用 所以本设计中用需要系数法计算机加工车间的负荷。

2.1.2 需用系数法

用电设备组的计算负荷，是指用电设备级从供电系统中取用的半小时最大负荷P30,设用电设备组的设备容量为Pe，它指用电设备组所有设备(不含备用设备)的额定容量之和。由于用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不可能都同时满负荷，同时设备本身存在有功率损耗，因此，用电设备组的有功计算负荷应为：

P30?K?KLPE?e?l

其中，K∑为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量和

全部设备容量之比；KL为设备的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率

?e为设备组的平均效率，和运行的设备容量之比：即设备组在最大负荷时的输出功率和取用功率之比；?L为配电线的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末

端功率和首端功率之比。令K?KL/?e?L?Kd，Kd称为需要系数

（1）单组设备计算负荷

当分组后同一组中设备台数>3台时，计算负荷应考虑其需要系数，即：

P30?Kd?PM S30?P30?Q30

22i?1nQ30?P30tan? I30?式中 ?PM—— 总设备功率，单位kW Kd ——需用系数

P30 ——计算有功功率，单位为kW

S30 3UNQ30 ——计算无功功率，单位kvar

S30 ——计算视在功率，单位kVA tanφ ——功率因数角的正切值

UN ——电气设备额定电压，单位kV

I30 ——计算电流，单位A

当每组电气设备台数?3时，考虑其同时使用率非常高，将需用系数取为1，其余计算和上式公式相同

（2）多组设备的计算负荷

当供电范围内有多个性质不同的电气设备组时，先将每一组都按上述步骤计

算在各自负荷曲线上不可能同时出现，以一个同时系数来表达这种不同时率，因此其计算负荷为：

P30?K?P?P30 Q30?K?q?Q30

S30 3UN22S30?P30?Q30 I30?式中 K?P——有功同时系数，对于用电设备组计算负荷直接相加，K∑p 取值

范围一般都在0.8～0.9；对于车间干线计算负荷直接相加，

K∑p取值范围一般在0.85～0.95。

K∑q——无功同时系数，对于用电设备组计算负荷直接相加,K∑q取值

范围一般都在0.90～0.95；对于车间干线计算负荷直接相加，

K∑q取值范围一般在0.93～0.97。

（3）吊车电动机组

对于吊车电动机容量要求统一换算到??25%，因此可得换算后的设备容量为

Pe?2PM?N

式中，PM为吊车电动机的铭牌容量；?N为和PM对应的负荷持续率；?25为其值等于25%的负荷持续率。

2.1.3 负荷确定

根据利用系数法机械加厂负荷计算如表2.2所示为机加工厂各车间负荷计算表。机加工一车间详细负荷计算见附录一。

表2.2 机加工厂负荷计算表

序车间名称 号 NO.1 供电回路 机加工一0 车间 NO.3 供电回路 NO.4 供电回路 NO.1 供电回路 机加工二1 车间 NO.3 照明回路 NO.4 供电回路 NO.5 供电回路 2 铸造车间 NO.6 供电回路 NO.7 照明回路 NO.8 供电回路 3 铆焊车间 NO.9 供电回路 NO.10 照明回路 续表2.2

180 8 150 170 7 72 6.4 45 51 5.6 73.4 0 89.1 101 0 102.82 156.22 6.40 99.82 9.72 151.66 10 160 140 8 64 56 0 65.3 57.1 8.00 91.43 79.98 12.15 138.92 121.51 NO.2 供电回路 120 36 42.1 55.39 84.16 160.71 10 155 32.14 8 46.5 55.61 0 54.4 64.23 8 71.57 97.7 12.15 108.73 NO.2 供电回路 供电回路代号 KW 131.45 89 P30/KW 26.29 62.3 Q30/Kvar 45.48 0 S30/KVA 52.53 62.3 I30/A 79.91 94.77 设备容量 计算负荷 113.15 171.91 5.60 8.51 NO.11 供电回路 150 4 电修车间 NO.12 供电回路 146 NO.13 照明回路 10 总计 变压器低压侧总计算负荷 45 44 8 78 65 0 90.05 78.49 8.00 136.82 119.26 12.15 1797.16 616.23 726.49 585.42 704.70 952.64 937.37 916.14 1393.58 2.2 无功功率补偿

2.2.1 无功功率补偿概念

近年来，随着我国电力工业的不断发展，大范围的高压输电网络逐渐形成，同时对电网无功功率的要求也日益严格。无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、降低电网损耗以及保证其安全运行所不可缺少的部分。电网无功功率不平衡将导致系统电压的巨大波动，严重时会导致用电设备的损坏，出现系统电压崩溃和稳定破坏事故。因此无功功率对电力系统是十分重要的。

无功功率补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。

2.2.2 无功补偿提高功率因数的意义

（一）改善设备的利用率

因为功率因数还可以表示成下述形式：

cos??PS?PUI

其中U——线电压（KV）；I——线电流（A）。

可见，在一定的电压和电流下提高cos?，其输出的有功功率越大，因此改善功率因数是充分发挥设备潜力，提高设备利用率的有效方法。 （二）提高功率因数可减少电压损失

因为电力网的电压损失可借下式求出：

?U?(PR?QX)U

可以看出，影响的因素有四个：线路的有功功率P，无功功率Q，电阻R和电抗X。如果采用容抗为Xc的电容来补偿，则电压损失为

?U??PR?Q(X?XC)?U

故采用补偿电容器提高功率因数后，电压损失ΔU减少，改善了电压质量。 （三）减少线路损失

当线路通过电流I时，其有功损耗为：

3P2R?10?3 ?P?2

UCOS?2线路有功损失ΔP和COS2?成反比cos?越高ΔP越小 （四）提高电力网的传输能力 视在功率和有功功率成下述关系

P?SCOS? 可见，在传输一定有功功率P的条件下, cos?越高,所需视在功率越小。 （五）减少用户开支，降低生产成本 （六）减小供电设备容量，节省电网投资

2.3 无功补偿容量计算

2.3.1 无功功率补偿方式选择

无功功率补偿的方法很多，采用电力电容器，或采用具有容性负荷的装置进行补偿。

1、利用过激磁的同步电动机，改善用电的功率因数，但设备复杂，造价高，只适于在具有大功率拖动装置时采用。

2、利用调相机做无功功率电源，这种装置调整性能好，在电力系统故障情况下，也能维持系统电压水平，可提高电力系统运行的稳定性，但造价高，投资大，损耗也较高。每kvar无功的损耗约为1.8—5.5%，运行维护技术较复杂，宜装设在电力系统的中枢变电所，一般用户很少使用。

3、异步电动机同步化。这种方法有一定的效果，但自身损耗大，每kvar无功功率的损耗约为4—19%，一般都不采用。

4、电力电容器作为补偿装置，具有安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小（每kvar功功率损耗约为0.3—0.4%以下）等优点，是当前国内外广泛采用的补偿方法。这种方法的缺点是电力电容器使用寿命较短。 电力电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。