第二章负荷计算

工厂供电第四讲主讲教师：于大川学时：32第2章工厂电力负荷及其计算主要内容工厂电力负荷与负荷曲线三相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定工厂计算负荷与年耗电量的计算尖峰电流及其计算重点、难点了解：•工厂电力负荷与负荷曲线相关概念理解：尖峰电流及其计算掌握：•三相用电设备组计算负荷的确定-----需要系数法•单相用电设备组计算负荷的确定工厂计算负荷与年耗电量的计算---逐级计算法重点：三相用电设备组计算负荷的确定难点2.1工厂电力负荷与负荷曲线2.1.1负荷分级与可靠性要求用电负荷分为以下三级：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡；将在政治、经济上造成重大损失。双电源供电二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成重大损失。双电源供电或单电源三级负荷：不属于一级和二级负荷。单电源2.1.2基本概念负荷曲线电力负荷随时间变化的曲线。反映用电过程用电高峰和低谷。日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线负荷曲线年负荷曲线两种：年负荷持续时间曲线运行年负荷曲线年负荷持续时间曲线北方：冬季213天，夏季152天年每日最大负荷曲线负荷曲线日期（日/月）Pmax1/131/12同行业、同规模的企业，负荷曲线相似，可从已建好的企业了解其最大负荷、用电量等参数。图2-3日负荷曲线2.1.2基本概念年最大负荷年负荷曲线中最大负荷。即全年30分钟平均最大负荷Pmax。年最大负荷利用小时Tmax年最大负荷持续运行T所消耗的电能，恰等于全年实际消耗电能。T称为年最大负荷利用小时。2.1.2基本概念平均负荷一定时间t内平均消耗的功率。负荷系数平均负荷与最大负荷的比值。需用系数利用系数计算负荷根据发热条件确定导体或设备的假想的负荷称为计算负荷。（即持续30分钟的负荷，可使导体达到稳定温升）tWPtpjmaxPPpjnXPPKmaxmax30PPPjsnpjLPPK负荷计算目的求计算负荷的这项工作称为负荷计算。负荷计算的内容求计算负荷-----选择变压器、开关电器等求尖峰电流-----校验电压波动和选择保护电器求一、二级负荷------确定备用电源或应急电源求季节性负荷-----确定变压器台数和经济运行方式计算目的:为了正确的选择线路的导线截面、变压器的容量、开关电器、互感器等设备的额定参数。继电保护装置整定，运行方式的确定。2.2计算负荷的确定要保证供电系统安全可靠的工作，实际负荷电流通过系统各个元件产生的热量引起的温升应不超过导体和电气设备在规定使用期间内长期工作的允许温升。计算计算负荷的方法有：单位产品耗电法二项式法需要系数法------重点掌握设备容量与额定容量用电设备的工作制可分为：连续运行工作制：短时运行工作制：断续周期工作制：是指工作时间较长，连续运行的用电设备。1~2h是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制。半小时以下。是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的用电设备的工作制。周期不超过10分，如：通风机、压缩机、各种电炉、机床、照明等如吊车用电动机、电焊用变压器等。如金属切削机床用的辅助机械（横梁升降、刀架快速移动装置等）、水闸用电机等。周期性工作，运行时温度达不到允许温升，停止时降不到环境温度，但从长时看可达到允许温升为表征其断续周期的特点，用整个工作周期里的工作时间与全周期时间之比，即用暂载率（JC）表示：式中——工作时间；——停歇时间；——整个周期时间，不应超过10min.%100xggtttJCgtxtT设备容量的确定连续运行工作制短时运行工作制断续周期工作制在参与负荷计算时，从发热的观点看，需将铭牌功率按上式换算统一规定的暂载率下的值：对于起重机换算到=25%对于电焊机换算到=100%式中——铭牌负荷暂载率；——换算前铭牌额定功率，单位为KW。NsPPNsPPXNNsJCJCPPNJCNP25JCJCX100JCJCX2.2.1需要系数法需要系数是计算负荷与设备总的设备容量比值。为什么计算负荷不能用额定负荷，而要考虑需要系数呢？所有设备，工作方式不同，设备发热不同，所有设备不一定同时工作，不都满负荷，设备有损耗----效率，线路有损耗，因此，其消耗的功率不是额定值。SxPPKmax)()(var)(tan)(322maxAIKVAQPSkPQKWPKPPnjsUSjSjsjsjSjSjSSXjS需要系数需要系数的物理意义需要系数考虑了以下的主要因素：式中——同时使用系数，为在最大负荷工作班工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备容量之比；——负荷系数，表示工作着的用电设备实际所需功率与全部用电设备投入容量之比；——线路效率；——用电设备在实际运行时的效率。考虑上述影响用一综合系数来表示。查手册附表11fXKKKKfK12.2.2三相计算负荷的确定单台设备一组设备（对单台设备求和）多组kvaQPSktgPQkwPKPjsjsjsjsjssxjs22var)(3var)(221AUSIkvaQPSktgPKQkwPKPNjsjsjsjsjsijsjsnijsijs例题某机修车间380V线路，接有金属冷加工机床用电动机7.5KW1台，5KW电动机2台，3.5KW电动机7台；通风机7.5KW2台，5KW电动机7台；非连锁的运输机械5KW电动机2台，3.5KW电动机4台，求各用电设备组和低压干线上总计算负荷。解(1)查表可得冷加工机床Kx=0.16cos=0.5tg=1.73通风机Kx=0.75cos=0.8tg=0.75运输机械Kx=0.6cos=0.75tg=0.88(2)计算负荷冷加工机床通风机运输机械var6256.1173.172.672.675.3255.716.01ktgPQkWPKPjsjsniNixjsvar125.2875.05.375.377525.775.01ktgPQkWPKPjsjsniNixjsvar672.1288.04.144.1445.3256.01ktgPQkWPKPjsjsniNixjs(3)低压干线AUSIkvaQPSkQKQkwPKPNjsjsjsjsnijsqjsnijsipjs58.11438.03412.753412.75849.50689.55var849.50672.12125.286256.1197.0689.554.145.3772.695.0222211二项式法由负荷曲线之和台容量最大的电机容量为可查手册为二项式系数xPcbcPbPcPPKPPPxxSxNLpj,,max平均负荷大容量电机起动产生的冲击负荷单位产品耗电法已知单位产品耗电m（可查手册），又知道工厂年产量,则可估算工厂年耗电量。)(/).(maxmaxkwTWPPhKWmWjs2.3单相设备计算负荷的确定企业也有单相负荷，如电焊机、电热器、电炉、电灯等。2.3.1单相设备计算负荷的确定方法2.3.2单相负荷换算成三相负荷有三种情况单相设备接相电压单相设备接线电压只有一台单相设备三相都有单相设备当当时当时单相设备有接相电压，有接线电压mdPP3abdPP3bcabdPPP5.1abdPP3cabcabPPPabbcPP15.0abbcPP15.0也可近似为三倍最大相负荷工厂供电第五讲主讲教师：于大川学时：32单相设备有接相电压，有接线电压步骤：（1）线—相折算。（2）各相相加。（3）最大相乘以3。线—相折算方法有功功率无功功率caccabccbccbcbbcabbabbcaacaabaabaPpPpPPpPpPPpPpP)()()()()()(caccabccbccbcbbcabbabbcaacaabaabaPqPqQPqPqQPqPqQ)()()()()()(PABP’AP’BA相B相A相B相功率换算系数例题如图示220/380V线路上，接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台10KW接于A相，1台30KW接于B相，1台20KW接于C相，另有380V单相对焊机4台，其中2台14KW接于AB相，1台20KW接于BC相，1台30KW（JC=60%）接于CA相，试求线路的计算负荷。分析：有接相电压，有接线电压，因此应先将线折算为相，各项相加，最大相乘3解1）电热箱各相计算负荷查附表1各相计算负荷KWPKWPKWPKjscjsbjsax142017.0213017.0141027.00tan,1cos,7.01112）对焊机的各相计算负荷由于对焊机是短时重复工作制，应将对焊机的容量换算到100%暂载率。所以，查需要系数KWPCA23306.08.022.02.08.07.0cos02.1tan,7.0cos,35.0)()()()()()()()()()()()(acacbcbabccabbcaabacacbcbabccabbcaabxqqqqqqppppppK时，KWPKWPKWPjscjsbjsa84.7)202.0238.0(35.056.7)208.01422.0(35.045.9)232.01428.0(35.0222有功计算负荷无功计算负荷KWQKWQKWQjscjsbjsa39.7)208.02322.0(35.038.9)1428.02022.0(35.061.8)238.014222.0(35.02223）各相总计算负荷var39.7var36.9var61.88.216.285.23212121212121KQQQKQQQKQQQKWPPPKWPPPKWPPPjscjscjscjsbjsbjsbjsajsajsajscjscjscjsbjsbjsbjsajsajsa最大相4）总的等效三相负荷AUSIkVAQPSkQQkWPPNjsjsjsjsjsjsbjsjsbjs13733.90var1.2838.9338.856.2833222.4尖峰电流的计算尖峰电流：持续1~2秒的短时最大负荷电流。单台电机支线多台电机的配电线路电机同时自起动NjfKII)()('maxAIKIIjsnjf)(1AIKIniinijf2.5工厂计算负荷及年耗电量计算2.5.1工厂供电系统的功率损耗2.5.1.1线路损耗有功损耗R线路电阻无功损耗X线路阻抗)(1010103322232232KWRURRIPnjsjsnjsjsQPUSvar)(1010103322232232KXUXXIQnjsjsnjsjsQPUS2.5.1.2变压器的损耗有功损耗无功损耗var)(20kSSQQQbnjsdnb)(20KWSSPPPbnjsdnbbnSIQ100%00bnddnSUQ100%变压器功率损耗近似计算var)(1.0)(02.0kSQkwSPjsbjsb2.5.3工厂电能消耗量计算线路年电能损耗变压器年电能损耗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tPtPWjspjP年平均无功负荷系数tQWjsq).(hKWPWlL).(20hKWSSPtPWbnjsdnb2.5.4工厂计算负荷的确定常采用逐级计算法①用电设备组开始，采用需要系数法计算成组计算负荷；②计算同一条线路