新形势下供配电系统的负荷计算和无功功率补偿

摘 要：对于供配电系统的负荷计算，是在供电容量和供配电设备配置的负荷计算的基础上，立足配电设计手册以及设计规范等，结合工程设计的实际需要，分析供配电系统的负荷特点等[1]。采用合理的方法计算负荷结果，并设置配置等等，本文结合工程实例，对负荷计算的若干细节以及无功功率补偿等展开讨论，针对负荷计算以及设备配置提出若干建议。

关键词：负荷计算；系数计算；变压器

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

供配电网的负荷统计计算作为供电电容包装以及供配电的设备和安全经济运行的决定性参数，具有的意义在与，对配电所内的变压器的负荷电流以及功率进行计算，作为变压器容量的依据，对主要电气设备，如断路器、隔离开关等的负荷电流进行计算，作为设备的选择依据，对各个线路中的电源进线、高低压的配电线路等进行负荷电流的计算，作为电缆或者导线界面的线路选择依据等。

1 负荷计算方法

（1）采用较多的额是二项系数法等，进行用电设备的负荷的计算，国际上采用较多的是负荷计算的方法，二项式系数法在设备的确定上，一般采用台数较多的设备容量较大的分支干线加以计算，负荷是较为合理的。建筑的配电中，采用的是负荷密度法和单位指标法进行负荷的计算[2]。

方案的设计阶段使用单位的指标法，施工图设计阶段采用系数法。

（2）负荷计算原则。对于不同工作制的用电设备进行负荷计算时，应按下列原则计算整流器的设备功率以及设备功率，成组用电设备的设备功率以及额定功率应换算为统一的设备功率[3]。

（3）负荷计算的方法。①系数法。采用用电设备中的最大负荷（半小时）进行负荷的计算，得到的数值为：

三相用电设备组的负荷计算：

有功功率：

无功功率：

视在功率：

②多组用电设备的功率计算：

有功功率：

无功功率：

视在功率：

③单位面积法，用于商场的照明负荷的计算：

有功功率：P30=Ks*S/1000（kw）

无功功率：

视在功率：

④单位指标法：

有功功率：

无功功率：

视在功率：

2 无功补偿

为了达到节约电能和能耗的目的，提高电压的质量和功率因素。对100KVA以上的高压供电的用户功率进行补偿[4]。

无功补偿采用同步补偿及和并联电容器补偿的方法，无功补偿的容量按照下列的算式进行计算：

3 案例分析

以某新建数据中心为例，建设标准中包含了新建单机功耗5KW的IT设备以及单机功耗10KW的IT设备，IDC机房内的空调和照明，按照配套的配置进行设置，变配电以及UPS设备机房大约为1000立方米，办公区域大约为1000平方米，办公室设置了电采暖2台，容量分别是80KW和50KW，负荷计算确定了数据中心的供电和配电系统[5]。

采用了IT设备供电的UPS系统配置，对于标准机房的设置，使用了2N配置进行考虑，纵容连根部应该小于4246.3KVA，工程爱用了3+3并就KVAUPS电源系统，配置的蓄电池组按单机满负荷情况下备时间为15min；根据办公区域空调和照明的需要，对蓄电池进行充电，采用供电部门无功补偿的方法，根据负荷计算结果，得到了交流总负荷为6356.KVA，按照高压开关柜的布设要求[6]，满足单路的全部负荷的能力，安装了包含进线隔离柜2台，进线柜2台的要求，安装了干式变压器、低压抽屉式开关柜、低压联络柜等设备[7]。

负荷计算是供配电系统设计的基本计算！数据中心的负荷计算更适合使用需要系数法，计算时需要系数的取值，在数据中心中机架外空调在总负荷中占的比重也相当大，一般会配置备用空调设备[8]。根据数据中心的建设等级备用数量会不同，计算空调设备容量时的需要系数法进行系数的计算[9]。

4 结语

本文围绕配电一次系统设计负荷的计算方法，谈及了供配电设计的主要内容和设计原则，涉及到负荷计算、无功补偿、变压器选择等内容。以及设备、导线、电缆的选择等[10]。

参考文献：

[1]高磊.10kV及以下供配电的负荷计算和无功功率补偿[J].建筑工程技术与设计，2016，（15）：2058-2058.

[2]姚加飞，崔灿.R软件在供配电系统负荷计算中的应用[J].建筑电气，2016，35（03）：32-37，38.

[3]任绪秋.机场航站楼供配电系统节能设计简析[J].建筑电气，2013（05）：80-84.

[4]郑媛媛，柳蕊，何健等.数据中心供配电系统负荷计算分析[J].通信电源技术，2015，32（06）：135-138

[5]丁志遗.浅谈武汉市住宅建筑供配电系统设计[J].建筑工程技术与设计，2016，（15）：2291-2291.

[6]陆伟.物流建筑供配电系统[J].建筑电气，2013，32（12）：19-25.

[7]趙迪.某汽车客运站电气设计与研究[D].长安大学，2014.

[8]马景彪.实例分析高层建筑电气设计的重点[J].建筑工程技术与设计，2016，（18）：2464.

[9]罗智强.大型商业建筑综合体电气设计的分析[J].建筑工程技术与设计，2016，（14）：2650，3141.

[10]王洪伟.商业综合体的配电设计[J].现代建筑电气，2015（07）：22-26.

作者简介：刘昱（1973-），男，湖南湘潭人，本科，研究方向：电气控制，电力供配电系统。