电路损耗计算

第六章企业用电功率因数管理企业中的许多用电设备，如配电变压器、异步电动机、交流电焊机和交流接触器等，都是根据电磁感应原理工作的，都是依靠磁场来转换和传 递能量的。在交流电路中，这些用电设备作为负荷，由电源供给负荷的总功率称为视在功率。视在功率分为两部分，一部分是保证用电设备正常运行 所需的电功率，也就是将电能转换为机械能、化学能、光能i热能等其他形式能量的电功率，称为有功功率；另一部分为电能在电源和电感性用电负荷之间交替往返的电功率，也即为建立交变磁场和感应装置的磁通，只实现能量交换而并不做功的电功率，称为无功功率。第一节功率因数概述一、功率因数有功功率是视在功率的一部分，有功功率在视在功率中所占的比重，称为功率因数。有功功率、无功功率、视在功率和功率因数之间的关系可用功率三角形来表示，如图6 I所示。从功率三角形可知(6-1)(6-2)式中S视在功率kVA；P有功功率再kWj Q无功功率* kvar?w呼-功率冈数琴 ?一功率因数角。由功率三角形可以看岀，在一定的有功功率下，功率因数的高低与无功功率的大小有关，当用电企业需要的无功功率越大，其视在功率也越大, 功率因数降低，所以企业功率因数的高低，反映了用电设备的合理使用状况、电能的利用程度和用电的管理水平。企业开展节约用电，必须改善企业 的功率因数和加强功率因数的管理。二、功率因数测量和计算工业企业的功率因数随着用电负荷的变化和电压波动而经常变化，对功率因素的测量和计算是十分重要的。功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和平均功率因数。（一）自然功率因数自然功率因数是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。第61页自然功率因数的高低主要取决于用电设备负荷的性质，如电阻性负荷用电设备（如白炽灯、电阻炉等）的功率因数就比较高，而电感性负荷用电设备（如荧光灯、异步电动机等）的功率因数就比较低。部分用电设备的自然功率因数范围，如表6-1所示。* 6-部分用电设备宜然功率因数范围片步电动机电弧常隊锯* 1S灼朗间 冶煤电色金属、电风炉 电解槽用僭流设特 水能、通凤机、它压机壽 屮倾或高频感应炉0. ” G* 850. 0. s狗血车闻禺电设笛.璋磨机问戰武机糖吊年机床电坪机0,70+ 5 a $0. 10.3（二）瞬时功率因数瞬时功率因数是指在某一瞬间由功率因数表读岀的功率因数值，也可根据电压表、电流表和有功功率表在同一瞬间的读数经计算而确定。瞬时功率因数是随着企业用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻变化的。瞬时功率因数可以用来判断工矿企业所需要的无功功率数 量是否稳定，以便在运行中采取相应的措施。（三）平均功率因数平均功率因数是指企业在一定时间段 （一个工作班、一星期或一个月等 ）内功率因数的平均值。对企业功率因数的考核通常是以一个月的平均功 率因数进行的，是通过企业一个月内消耗的实际有功电量和无功电量计算而得的，其计算公式为(5-3)式中 WP月实用冇功电椎，kWh?W口月实用无功电舉，kvarh.供电部门每月定时来企业考核月平均功率因数的大小，再与国家规定的平均功率因数值比较，从而决定对企业所交纳电费是奖励还是惩罚，并 决定应采取的措施，以利于节约用电。三、影响企业功率因数的因素由式（6-2）可看岀，无功功率越大，功率因数就越低；反之，就越高。因此，功率因数的高低与无功功率的大小有关。影响企业功率因数的主要 原因有以下几点：（1）电感性用电设备配套不合适和使用不合理，造成用电设备长期轻载或空载运行，致使无功功率的消耗量增大。异步电动机空载时消耗的无功功率约占电动机总无功消耗的 6070 %。当电动机长期处于轻载或空载时，其消耗的无功功率占电动机总无功消耗的比重更大。（2）大量采用电感性用电设备（如异步电动机、交流电焊机、感应电炉等）。在工矿企业消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占60 % 一 70 %。u %14 %;空载时的无（3）变压器的负荷率和年利用小时数过低，造成过多消耗无功功率。在一般情况下，变压器的无功消耗为其额定容量的 功消耗约是满载时的1 / 3。所以，负荷率和利用小时数低，就会无谓地消耗无功功率。第62页第七章企业供电损耗及降损措施第一节企业供电损耗概述企业从电网获得电能，经降压后分配到各用电车间、工段或用电设备，从而构成企业内部供电系统，它由高压及低压配电线路、变（配）电所和用电设备组成。通常中、大型工矿企业均设有将35 110kV电压降为610kV电压的变电所，向车间变电所或高压电动机和其他用电设备供电。在企业内电能输送和分配过程中，电流经过线路和变压器等设备时，将会产生电能损耗和功率损耗，这些损耗称为供电损耗，简称线损。其损耗电能（功率损耗）占输入电能（输入功率）的百分比，称为线路损失率，简称线损率。企业内部功率损耗和电能损耗受线路长短、导线规格型号、变压 器容量以及负荷变化等因素影响。线损可分为固定损耗和可变损耗两部分。固定损耗包括降压变压器和配电变压器的铁损、电能表电压线圈的损耗、电力电容器的介质损耗等， 固定损耗与电流大小无关，只要设备接通电源，就有损耗。可变损耗是指当电流通过导体时所产生的损耗，导体截面、长度和材料确定后，其损耗随 电流的大小而变化。企业的各种供电损耗很难精确掌握。但是，可以进行供电损耗的计算，为掌握分析供电设备经济运行的状况，为加强用电管理、 节约电能工作提供重要的数据。线损率的高低直接反映了企业电力网络输送分配电能的效率。因此，线损率是一项重要的技术经济指标，降低线路损耗，是企业节约电能、提 高经济效率的重要途径之一。第二节企业供电损耗计算一、企业供电系统供电损耗计算范围对于任何一个企业的供电系统，其供电损耗的计算范围如下：(1) 代表日的供电量计算。(2) 下列各元件中损耗电能量的计算：变电所的主变压器；车间配电所的配电变压器；整流变压器；电抗器；电炉变压器；各电压 等级的供电线路；低压配电线路；电缆线路；电力电容器；各种专用供电设备。二、线路损耗电量计算1 供电线路损耗当电流通过三相供电线路时，在线路导线电阻上的功率损耗为(7-1)式中线路电阻功率捉耗* kW； 线路的相电流，A； 尺线路毎相导线的电眠0,第70页若通过线路的电流是恒定不变的，则式(7 1)的功率损耗乘上通过电流的时间就是电能损耗(损耗电量)。由于通过线路的电流是变化的，要计算某一时间段(一个代表日)内线路电阻的损耗电量，必须掌握电流随时间变化的规律。通常近似认为每小时内电流不变，则一个代表日内24h代表电流为11、12、124，全日线路损耗电量为2四=3(/ + r? + +W-3其中(7-3)卜肉成中心全大线路捉耗电議.kWh,J线路代衣口均方根电流.A. 如果测定的负荷数弼是冇功功率和无功功率.则因(7-4)式中R第i小时的有功功率.kW；Q,第i小时的尤功功率* kvar；CA第小时的电压值.kVB2 .电力电缆线路损耗电缆线路的电能损耗主要包括导体电阻损耗、介质损耗、铅包损耗和钢铠损耗四部分。电缆的钢带、铅包及钢丝铠装中的涡流损耗，敷设方法、土壤或水底温度以及集肤效应和邻近效应等对电缆的可变电能损耗都有影响，故计算电缆线路的电能损耗是很复杂的。一般情况下，介质损耗约为导体电阻损耗的1 %3%，铅包损耗约为1 . 5%，钢铠损耗在三芯电缆中，如导线截 面不大于185mm2 ，可忽略不计。电力电缆的电阻损耗一般可根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算，即10-3(7-5)式中 琮亠-电力电缆线路每相导体单位岚度的电阻ffb Q/krn；I电力电缆线賂长度，km,3电力电客器损耗电力电穽器的损耗主翌圧介质扭耗.可根据制遗厂提供幅绝缘介质损失加占的1E切值来计算电能捉疑，即直谢=Q.-式中Q电力电容器的容灵.kvr4 一绝缘介质损失角.国产电力电容器询朋吋脱6 0OX三、配电线路损耗电量计算各车间配电所的6 一 IOkV配电线路均由企业总降压变电所或厂自备电厂的母线引岀。计算配电线路的损耗受到线路的长短、导线截面大小、 沿线配电变压器的容量和各线路电流强弱及变压器负荷功率因数的影响，通常采用如下方法和步骤进行计算：(1)收集准备有关资料，如各段配电路线导线的长度、规格、截面尺寸，各配电变电