新形勢下供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償

摘 要：對于供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算，是在供電容量和供配電設(shè)備配置的負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上，立足配電設(shè)計(jì)手冊以及設(shè)計(jì)規(guī)范等，結(jié)合工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，分析供配電系統(tǒng)的負(fù)荷特點(diǎn)等[1]。采用合理的方法計(jì)算負(fù)荷結(jié)果，并設(shè)置配置等等，本文結(jié)合工程實(shí)例，對負(fù)荷計(jì)算的若干細(xì)節(jié)以及無功功率補(bǔ)償?shù)日归_討論，針對負(fù)荷計(jì)算以及設(shè)備配置提出若干建議。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算；系數(shù)計(jì)算；變壓器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.133

供配電網(wǎng)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算作為供電電容包裝以及供配電的設(shè)備和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的決定性參數(shù)，具有的意義在與，對配電所內(nèi)的變壓器的負(fù)荷電流以及功率進(jìn)行計(jì)算，作為變壓器容量的依據(jù)，對主要電氣設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)等的負(fù)荷電流進(jìn)行計(jì)算，作為設(shè)備的選擇依據(jù)，對各個(gè)線路中的電源進(jìn)線、高低壓的配電線路等進(jìn)行負(fù)荷電流的計(jì)算，作為電纜或者導(dǎo)線界面的線路選擇依據(jù)等。

1 負(fù)荷計(jì)算方法

（1）采用較多的額是二項(xiàng)系數(shù)法等，進(jìn)行用電設(shè)備的負(fù)荷的計(jì)算，國際上采用較多的是負(fù)荷計(jì)算的方法，二項(xiàng)式系數(shù)法在設(shè)備的確定上，一般采用臺(tái)數(shù)較多的設(shè)備容量較大的分支干線加以計(jì)算，負(fù)荷是較為合理的。建筑的配電中，采用的是負(fù)荷密度法和單位指標(biāo)法進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算[2]。

方案的設(shè)計(jì)階段使用單位的指標(biāo)法，施工圖設(shè)計(jì)階段采用系數(shù)法。

（2）負(fù)荷計(jì)算原則。對于不同工作制的用電設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)按下列原則計(jì)算整流器的設(shè)備功率以及設(shè)備功率，成組用電設(shè)備的設(shè)備功率以及額定功率應(yīng)換算為統(tǒng)一的設(shè)備功率[3]。

（3）負(fù)荷計(jì)算的方法。①系數(shù)法。采用用電設(shè)備中的最大負(fù)荷（半小時(shí)）進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算，得到的數(shù)值為：

三相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算：

有功功率：

無功功率：

視在功率：

②多組用電設(shè)備的功率計(jì)算：

有功功率：

無功功率：

視在功率：

③單位面積法，用于商場的照明負(fù)荷的計(jì)算：

有功功率：P30=Ks*S/1000（kw）

無功功率：

視在功率：

④單位指標(biāo)法：

有功功率：

無功功率：

視在功率：

2 無功補(bǔ)償

為了達(dá)到節(jié)約電能和能耗的目的，提高電壓的質(zhì)量和功率因素。對100KVA以上的高壓供電的用戶功率進(jìn)行補(bǔ)償[4]。

無功補(bǔ)償采用同步補(bǔ)償及和并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑹o功補(bǔ)償?shù)娜萘堪凑障铝械乃闶竭M(jìn)行計(jì)算：

3 案例分析

以某新建數(shù)據(jù)中心為例，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中包含了新建單機(jī)功耗5KW的IT設(shè)備以及單機(jī)功耗10KW的IT設(shè)備，IDC機(jī)房內(nèi)的空調(diào)和照明，按照配套的配置進(jìn)行設(shè)置，變配電以及UPS設(shè)備機(jī)房大約為1000立方米，辦公區(qū)域大約為1000平方米，辦公室設(shè)置了電采暖2臺(tái)，容量分別是80KW和50KW，負(fù)荷計(jì)算確定了數(shù)據(jù)中心的供電和配電系統(tǒng)[5]。

采用了IT設(shè)備供電的UPS系統(tǒng)配置，對于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房的設(shè)置，使用了2N配置進(jìn)行考慮，縱容連根部應(yīng)該小于4246.3KVA，工程愛用了3+3并就KVAUPS電源系統(tǒng)，配置的蓄電池組按單機(jī)滿負(fù)荷情況下備時(shí)間為15min；根據(jù)辦公區(qū)域空調(diào)和照明的需要，對蓄電池進(jìn)行充電，采用供電部門無功補(bǔ)償?shù)姆椒?，根?jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，得到了交流總負(fù)荷為6356.KVA，按照高壓開關(guān)柜的布設(shè)要求[6]，滿足單路的全部負(fù)荷的能力，安裝了包含進(jìn)線隔離柜2臺(tái)，進(jìn)線柜2臺(tái)的要求，安裝了干式變壓器、低壓抽屜式開關(guān)柜、低壓聯(lián)絡(luò)柜等設(shè)備[7]。

負(fù)荷計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本計(jì)算！數(shù)據(jù)中心的負(fù)荷計(jì)算更適合使用需要系數(shù)法，計(jì)算時(shí)需要系數(shù)的取值，在數(shù)據(jù)中心中機(jī)架外空調(diào)在總負(fù)荷中占的比重也相當(dāng)大，一般會(huì)配置備用空調(diào)設(shè)備[8]。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)等級(jí)備用數(shù)量會(huì)不同，計(jì)算空調(diào)設(shè)備容量時(shí)的需要系數(shù)法進(jìn)行系數(shù)的計(jì)算[9]。

4 結(jié)語

本文圍繞配電一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷的計(jì)算方法，談及了供配電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則，涉及到負(fù)荷計(jì)算、無功補(bǔ)償、變壓器選擇等內(nèi)容。以及設(shè)備、導(dǎo)線、電纜的選擇等[10]。

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作者簡介：劉昱（1973-），男，湖南湘潭人，本科，研究方向：電氣控制，電力供配電系統(tǒng)。