第3章 负荷计算与无功补偿
3.1负荷的定义与分级
3.1.1负荷的定义
电力负荷指电力系统中所有用电设备消耗的功率，简称负荷。在电力系统中，各类负荷的运行特点和级别不同，对供电可靠性和电能质量的要求也不尽相同。
3.1.2负荷的分级
国家根据对供电可靠性的要求和供电中断造成的损害、影响对电力负荷进行了分级：
(1)符合下列情况之一时，应为一级负荷: a.中断供电将造成人身伤亡时；
b.中断供电将在政治、经济上造成重大损失时；
c.中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
(2)符合下列情况之一时，应为二级负荷:
a.中断供电将在政治、经济上造成较大损失时； b.中断供电将影响重要用电单位的正常工作。 (3)不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
3.2负荷计算
我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法，二项式法和利用系数法。需要系数法相对比较简便实际因此被广泛采用，较适合用于计算变、配电所的负荷。所以本变电站设计计算负荷也主要采用了该方法。
在此方法中，有功计算负荷为
=* (3-1)
式中，——用电设备组的需要系数，详见《供配电系统上册一次部分》中附表1； ——用电设备的设备额定容量之和，但不包括备用设备容量。 无功计算负荷为
=* (3-2)
式中，——用电设备的加权平均功率因数角，值参见《供配电系统上册一次部分》中附表1。
视在计算负荷为
4
= (3-3) 或者 =/ (3-4)
式中，《供配电系统上册一次部分》附表1。
（1）负荷1：=800kW, =0.8, tan?=0.75，因此 =tan?=800×0.75=600(k.var)，= /=800/0.8=1000(kV?A) （2）负荷2：=800 kW, cos?=0.8, tan?=0.75，因此 =tan?=800×0.75=600(k.var)，= / cos?=800/0.8=1000(kV?A) （3）负荷3：=800 kW, cos?=0.8, tan?=0.75，因此 = tan?=800×0.75=600(k.var),=/ cos?=800/0.8=1000(kV?A) （4）负荷4：=800 kW, =0.8, tan?=0.75，因此
= tan?=800×0.75=600(k.var),= / cos?=800/0.8=1000(kV?A) （5）负荷5：=800 kW, =0.8, tan?=0.75，因此
= tan?=800×0.75=600(k.var),=/ cos?=800/0.8=1000(kV?A) （6）负荷6：=800 kW, =0.8, tan?=0.75，因此
=tan?=800×0.75=600(k.var)，=/ cos?=800/0.8=1000(kV?A)
根据原始资料分析，负荷7，8，9，10，11因为是电动机负荷，其需要系数=0.7~0.8，这里取=0.8，
功率因数，，
（7）负荷7(电动机)：=*=0.8*500=400 kW,
=tan?=400×0.484=193.6(k.var) = / cos?=400/0.8=500(kV?A)
（8）负荷8(电动机)：=*=0.8*500=400 kW,
= tan?=400×0.484=193.6(k.var)
= / =400/0.8=500(kV?A)
（9）负荷9(电动机)：=*=0.8*500=400 kW,
=tan?=400×0.484=193.6(k.var) = / cos?=400/0.8=500(kV?A)
5
（10）负荷10(电动机)：=*=0.8*500=400 kW,
=tan?=400×0.484=193.6(k.var) = / cos?=400/0.8=500(kV?A)
（11）负荷11(电动机)：=*=0.8*500=400 kW,
= tan?=400×0.484=193.6(k.var) = / cos?=400/0.8=500(kV?A)
（12）负荷12：=600 kW, =0.8, tan?=0.75，因此
= tan?=600×0.75=450(k.var) = / cos?=600/0.8=750(kV?A)
（13）负荷13：=600 kW, cos?=0.8, tan?=0.75，因此
= tan?=600×0.75=450(k.var) = / cos?=600/0.8=750(kV?A)
（14）负荷14：=600 kW, cos?=0.8, tan?=0.75，因此
= tan?=600×0.75=450(k.var) = / cos?=600/0.8=750(kV?A)
（15）负荷15：=600 kW, cos?=0.8, tan?=0.75，因此
= tan?=600×0.75=450(k.var) = / cos?=600/0.8=750(kV?A)
（16）负荷16：=600 kW, cos?=0.8, tan?=0.75，因此
=tan?=600×0.75=450(k.var) = / cos?=600/0.8=750(kV?A)
所有负荷有功功率之和
∑=++++++++
+++++++=9.8MW
所有负荷无功功率之和
6
∑=++++++++
+++++++=6.818Mvar
所有负荷视在功率之和
∑=11.938MV?A (3-5)
总的功率因数
===0.821
3.3主变压器的选择
3.3.1变压器选择概述
变压器是变电站中最重要的设备之一，它具有变换、调整电压等作用。对电力变压器可以从如下几个方面进行选择：
(1)变压器类型的选择
一般正常环境的变电所，可选用油浸式变压器，且优先选用SL11或更高系列低损耗变压器。多层或高层建筑内，宜选用干式变压器。多雷地区宜选用防雷型变压器。用电设备对电压质量又要求较高的场所，可选用有载调压型变压器，如SZ系列配有载调压开关的变压器。
(2)变压器台数的选择
为满足电力负荷对供电可靠性的要求，可以根据负荷等级确定变压器台数。对具有大量一、二级负荷或只有大量二级负荷，宜采用两台及以上变压器，当一台故障或检修时，另一台仍能正常工作；负荷容量大且集中时，虽然负荷等级为三级，也可采用两台及以上变压器。
(3)变压器容量的选择
变压器选择要进行必要的负荷中长期预测，最好留有一定富裕。负荷系数较低时，允许变压器超过额定负荷峰值提供电力，不必为短时的峰值负荷选择大容量变压器。
a.装有一台主变压器的变电所，主变压器的容量不小于总的计算负荷即 ≥ (3-6)
b.装有两台主变压器的变电所，每台主变压器的容量不小于总的计算负荷的60%，一般选取为70%，即
≈0.7 (3-7) 在本设计中，补偿后
≈0.7=0.7*=8.357MV·A
我们可以选择容量为8000kV·A的变压器。 (4)变压器连接方式的选择
变压器最基本的接线方式是星形连接（Y）和三角形连接（△）两种连接方式。 a. Y-△或△- Y接线方式。这种接线方式有许多优点：中性点接地，异常电压不明显；三次谐波励磁电流通过绕组回流，能感应出正弦波电压；若高压采用△连接，可以采用分段绝缘。
b. △-△连接方式。这种连接方式的优点是三次谐波励磁电流有回流通路，能感应出正弦波电压，波形畸变不明显；缺点是中性点没办法接地。
c. Y-Y连接方式。这种连接方式的优点是一次侧和二次侧都可以接地,缺点是由于没有三次谐波励磁电流的通路，磁通和感应电压波形都不是正弦波，而是含有三次谐波畸
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