第二章 工厂的电力负荷及其计算

第1章电路及其分析方法第二章电力负荷及其计算第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念一、电力负荷的分级及其对供电的要求电力负荷又称电力负载：指耗用电能的用电设备或用电设备的功率（电流）。（一）、电力负荷的分级；分为一、二、三级。（二）、各级电力负荷对供电电源的要求二、用电设备的工作制连续工作制：在恒定负荷下运行，运行时间足以使之达到热平衡。短时工作制：运行时间短，停歇时间长。断续周期工作制：周期性的工作，工作周期一般不超过10分钟。负荷持续率（暂载率）T工作周期t工作周期内的工作时间工作周期内的停歇时间%100%1000tttTt0t如果设备在下的容量为，则换算到实际下的容量为Pe为N0NNEPP三、负荷曲线的概念负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。纵轴表示功率，横轴表示对应的时间（小时）。负荷曲线的作用：更深入掌握负荷变动的规律，从中获得一些对设计和运行有用的资料。四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量1、年最大负荷和年最大负荷利用小时（1）年最大负荷Pmax全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是全年至少出现2~3次）消耗电能最大的平均功率。也称为半小时最大负荷P30(2)年最大负荷利用小时TmaxmaxmaxPWTa年实际消耗电能/半小时最大负荷在此时间内电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能2、平均负荷和负荷系数(1)平均负荷PaV电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率。tWPtav（2）负荷系数（负荷率）对用电设备：maxPPKavLNLPPK第二节三相用电设备组计算负荷的确定一、概述通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。计算负荷实际上与从年负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30（年最大负荷Pmax）是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷P30。计算负荷是供电设计计算的基本依据。二、按需要系数法确定计算负荷(一)基本公式用电设备组的设备容量Pe用电设备组的有功计算负荷为设备组的同时系数。设备组的负荷系数。设备组的平均效率。配电线路的平均效率。NePPeWLeLPKKP30KLKeWL需要系数需要系数法较适用于确定车间的计算负荷dWLeLKKKedPKP30只有1~2台设备时，可认为KD=1，即P30=Pe。只有1台电动机时，其如果是一台电动机，计算电流为额定电流单位：KWKvarKVAAKVNPP30tan3030PQcos3030PSNUSI33030cos330NNNUPII（二）设备容量的计算Pe中不含备用设备的容量。1、对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组：设备容量是所有的铭牌额定容量之和。2、对断续周期工作制的用电设备组：设备容量是将所有设备在不同持续率下的铭牌额定容量换算到一个规定的负荷持续率下的容量之和。（1）电焊机组：要求容量统一换算到（2）吊车机组：要求容量统一换算到%100NNNNNNeSSPPcoscos100100%25NNNNePPP225（三）多组用电设备计算负荷的确定计入同时系数对车间干线：=0.85~0.95=0.90~0.97对低压母线,分两种情况(1)由用电设备组计算负荷直接相加计算=0.80~0.90（2由车间干线)计算负荷直接相加计算时=0.90~0.95=0.93~0.97总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷总的计算电流pKqKqK=0.85~0.95pKpKqKipPKP.3030iqQKQ.303023023030QPSNUSI33030上次课小结：N线、PE线、PEN线的作用；TN—C、TN—S、TN——C—S各有何特点。计算负荷的概念。需要系数法确定计算负荷的步骤：1、先算总负荷：一般连续、短时：NePP断续：电焊机吊车NNePPNNePP22、查表：Kd、costan3、edPKP30tan3030PQ23023030QPSNUSI330304、多组ipPKP.3030iqQKQ.303023023030QPSNUSI33030三、二项式法确定计算负荷（一）基本公式：用电设备组的平均负荷用电设备组中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，PX是x台最大容量的设备总容量。b、c是二项式系数。其余的计算负荷与需要系数法相同。xcPbPeP30bPexcP注意：如果总台数n少于附录表一中规定的最大容量设备台数x的2倍，即n＜2x时，x应适当取小。X=n/2。如果只有1—2台，可认为P30=Pe对于单台电动机也适当取大。二项式法比较适于确定台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷。NPP30cos（二）、多组用电设备计算负荷的确定总的有功计算负荷总的无功计算负荷max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ其它与需要系数法相同第三节单相用电设备组计算负荷的确定一、概述三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%按三相负荷平衡计算。超过15%时，应换算为等效三相容量，再与三相设备容量相加。二、单相设备组等效三相负荷的计算（一）单相设备接于相电压时的负荷计算（二）单相设备接于线电压时的负荷计算1.接于同一线电压时meePP.3.3eePP2.接于不同线电压时：21)33(3PPPe2211tan)33(tan3PPQe（三）单相设备分别接于线电压和相电压时的负荷计算mQQ.30303mPP.30303接于线电压的单相设备换算为接于相电压的设备容量A相CAACAABAABAPpPpPABBABBCBBCBPpPpPBCCBCCACCACPpPpPCAACAABAABAPqPqQABBABBCBBCBPqPqQBCCBCCACCACPqPqQB相C相第四节工厂供电系统的功率损耗和电能损耗一、工厂供电系统的功率损耗（一）线路功率损耗的计算1、线路的有功功率损耗WLWLRIP23032、线路的无功功率损耗WLWLXIQ23033321aV导线水平等距排列：26.1aV（二）变压器功率损耗的计算有功损耗无功损耗30015.0SPT3006.0SQT二、工厂供电系统的电能损耗线路上全年的电能消耗WLaRIW2303变压器的电能损耗20218760KaaaPhP第五节工厂的计算负荷和年电能消耗量一、工厂计算负荷的确定（一）、逐级计算法确定工厂计算负荷（二)、按需要系数法确定工厂计算负荷edPKP30（三）、按年产量估算工厂计算负荷AWamax30TWPa（四）工厂的功率因数、无功补偿几补偿后的工厂计算负荷1、工厂的功率因数（1）瞬时功率因数由相位表测出或由公式计算（2）平均功率因数（3）最大负荷时的功率因数UIP3cos222)(11cospqqpp3030cosSP（二）、无功功率补偿（三）、无功补偿后的工厂计算负荷工厂年耗电量的计算年有功电能消耗量年无功电能消耗量年平均有功负荷系数，一般取0.7~0.75年平均无功负荷系数，一般取0.76~0.82aaPTPW30.aaqTQW30.第五节尖峰电流及其计算一、概述尖峰电流是指持续时间1~2秒的短时最大负荷电流。尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自启动条件等。二、尖峰电流的计算（一）单台用电设备尖峰电流的计算单台用电设备尖峰电流就是启动电流NststPKIKII（二）多台用电设备尖峰电流的计算max.11.stniiNPKIIKImax30)(NstPKIIII