2.3 工厂的计算负荷及年耗电量的计算

一、工厂计算负荷的确定

工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的基本依据，也是计算工厂的功率因数及无功补偿容量的基本依据。

（－）按需要系数法确定工厂计算负荷

将全厂用电设各的总容量P_e，（不计备用设备容量）乘上一个需要系数K_d，即得全厂的有功计算负荷，即

                          （2-28）

（二）按年产量估算工厂计算负荷

将工厂的年产量A乘上单位产品耗电量a，可得工厂全年耗电量

                             （2-29）

在求得工厂年耗电量W_a后，除以工厂的年最大负荷利用小时T_max，就可求出工厂的有功计算负荷

                            （2-30）

（三）按逐级计算法确定工厂计算负荷

在负荷计算中，电力变压器的功率损耗可按简化公式近似计算：

有功损耗

         (2-31)

         (2-32)

以上二式中S₃₀为变压器二次侧的视在计算负荷。

（四）工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷

1．工厂的功率因数

（1）瞬时功率因数 可由相位表（功率因数表）直接测出，或由功率表、电压表、电流表的读数通过下式求得（间接测量）：

                                    (2-33)

式中，P为功率表测出的三相功率读数（kW）；U为电压表测出的线电压读数（kV）；I为电流表测出的线电流读数（A）。

（2）平均功率因数 又称加权平均功率因数，按下式计算

                    (2-34)

式中，W_p为某一段时间（通常取一月）内消耗的有功电能，由有功电能表读取；W_q为某一段时间（通常取一月）内消耗的无功电能，由无功电能表读取。

（3）最大负荷时功率因数 指在最大负荷即计算负荷时的功率因数，按下式计算：

                           (2-35)

2．无功功率补偿

由图2-9可知，要使功率因数由cosΦ提高到cosΦ＇，必须装设无功补偿装置（并联电容器），其容量为

图2-6 功率因数提高及无功功率和视在功率的变化

                       (2-36)

或

                                          (2-37)

式中，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使1kW的有功功率由cosΦ提高到cosΦ＇所需要的无功补偿容量kvar值。

在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电答器的单个容量q_C来确定电容器的个数，即

                                         (2-38)

3．无功补偿后的工厂计算负荷

工厂（或车间）装设了无功补偿装置以后，则在确定补偿地点以前的总计算负荷时，应扣除无功补偿容量，即总的无功计算负荷

                                   (2-39)

补偿后总的视在计算负荷

                       (2-40)

二、工厂年耗电量的计算

工厂的年耗电量可用工厂的年产量和单位产品耗电量进行估算。

工厂的年耗电量较精确的计算，可利用工厂的有功和无功计算负荷P₃₀和Q₃₀，即

年有功电能的消耗量

                               （2-41）

年无功电能的消耗量

                               （2-42）

式中，α为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75；β为年平均无功负荷系数，一般取0.76～0.82；T_a为年实际工作小时数，按每周五个工作日计，一班制可取2000h，两班制可取4000h，三班制可取6000h。