工厂供电课件2

第二章负荷计算目录§２－１计算负荷的意义及计算目的§２－２确定计算负荷的系数§２－３求计算负荷的方法§２－５单相用电设备计算负荷的确定§２－６供电系统的功率损耗与电能损耗§２－７全厂功率因数的确定§２－８按经济电流密度选择导线截面附：负荷计算例题附:课后例题§2.1计算负荷的意义及计算目的一、什么是负荷计算：负荷计算：求计算负荷的这项工作，称为负荷计算。是根据已知工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷。二、计算负荷的意义：三、计算负荷目的：作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面，变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。四、与负荷计算相关的一些概念：1）工作制的分类：a.连续运行工作制：指工作时间较长，连续运行的用电设备的工作制。b.短时运行工作制：指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制。如起重类：c.断续周期工作制：指有规律的，时而工作，时而停歇，反复运行的用电设备的工作制。NePPNePPNePPNePPFCP2%25FCPPNNeCosFCSFCPPNNe如电焊机：持续率（FC%）：为表征断续周期的特点，用整个工作周期里的工作时间与全周期时间之比，即用负荷持续率表示。――工作时间――停歇时间。%100xggtttFCgtxt与之和为整个周期时间，不应超过１０min。gtxt2）负荷系数：利用已有生产工厂用电设备的安装容量和实际用电的大量资料进行统计、整理及分析，求出有关系数，以便在设计同类型的工厂时参考利用。3）负荷曲线：a.含义：表示电力负荷随时间变化的图形称为负荷曲线，也就是纵坐标为有功负荷P（或无功负荷Q），横坐标为时间t，每隔一定时间间隔Δt绘制的负荷变化曲线。负荷曲线所包络的面积，就是工厂在生产期间耗用的电能。b.负荷曲线的绘制：见图§2.2确定计算负荷的系数一、需要系数：（表2-2，2-3）定义：二、利用系数：（表2-4）定义：NdPPK30总设备容量负荷曲线最大有功功率NavxPPK负荷曲线平均有功负荷该用电设备组的总额定容量tnniiWnnitiWnniiPtntPtPtPPnav11)(121――为时间内的电能消耗量。三、形状系数：定义：iWaveZPPKt负荷有效值nntn21tP1P2P3PntPniiWniiWnnniiWnniiWKZ1121125.11ZK（一般在１.０５～１.２５之间）例：02.11009.52102622332233242222ZK1.11234123442222ZK11111222233(a)1111222334(b)(a)(b)四、附加系数：1）定义：附加系数考虑了总容量相同、用电设备组相同，但其组成容量不同（台数不同），Pm超过Pav的倍数。2）等效台数：为了进行分析比较，从导体发热的角度出发，不同容量的用电设备需归算为同一容量的用电设备，可得等效台数),(xavmfKnfPPKeqnPfPavPmtP右图的负荷曲线表示了最大负荷工作班平均负荷Pav，附加负荷Pf及Pm之间的关系。负荷曲线上出现的、以作为时间间隔的最大平均负荷30min30PPtm时，t22iippeqnip用电设备组中每台用电设备的额定功率。),(xfKnfK下图为的曲线，横坐标为neq，根据不同类型用电设备的Kx可以查出Kf。min30t例：两组用电设备均为一般工作制小批量生产金属切削机床，总额定功率为180Kw，第一组单台额定功率相等，每台为4.5kw。第二组为试求。解：对于小批量金属切削机床,取于是对于第一组根据Kx查曲线图2-5得对于第二组：取mP12.0~10.0xK12.0xKkwPKPNxav6.2118012.0台405.4180nneq4.1fKkwPKPavfm24.306.214.1台5.7222222254102201304)180()(iiPPeqn,6.28＝台，查曲线ＫｆeqnkwPKPavfm16.566.216.245,210,120,430KwKwKwKw估算法计算法一、计算负荷的估算法应用范围：在制定建厂规划或初步设计时，尚无具体设备参数和工艺加工流程时，采用估算法。§2.3求计算负荷的方法1.单位产品耗电量法：已知企业的生产量n及每一单位产品电能消耗量w（表2-5），可先求企业年电能需要量nW求计算负荷的方法nWWn于是可求得最大有功功率为：――最大有功负荷年利用小时数（表2-6）。该小时数是根据现有同类企业年消耗电能除以年最大负荷所得到的假想时间统计得出的。2.车间生产面积负荷密度法：mnmTWP/mT已知车间生产面积负荷密度指标（单位）时，车间的平均负荷按下式求得：2/mkwAPav二、计算负荷的计算方法：1对单台电动机：供电线路在３０min内出现的最大平均负荷即为计算负荷――电动机额定功率。――电动机在额定负荷下的效率。MNNMNePPPP30MNPN注：（１）对单个单相设备（如白炽灯、电热设备、电炉变压器等）和对单台反复短时工作制的设备，其设备容量均作为计算负荷。（２）对吊车、电焊机，则应相应换算为25%、100%时的设备容量：（吊车）2.多组用电设备的负荷计算：需要系数法形状系数法常用方法：附加系数法二项式系数法利用系数法FCP2%25FCPPNecosFCSPNe电焊机%25FC%100FC即A.需要系数法：在技术设计阶段，当设备台数多，容量差别不大时，采用此方法。步骤如下：a.将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。b.查出各组用电设备相应的需要系数及对应的功率因数。则有，于是c.求车间或全厂计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数111NdcPKP222NdcPKP,tan111ccPQ222tanccPQ22,,cccicciccQPSQQPPK低压母线Ｂ：a处：b处：c处：d处：icaacaBcPKPKP1PPKPicaacaicbbcPKPbiccccPKPccdcPPP2BicPaK1PaaabKcK2PbbcdB.形状系数法：如果生产工艺稳定，可采用此方法.步骤：a.将用电设备分组，求出各用电设备组的总额定容量。b.查出各组用电设备的利用系数及对应的功率因数。则：c.求负荷的有效值122211122111tantanavaviavavavavavavxavNxavQQPPPQPQPKPPKPeP22)1.1~05.1()1.1~05.1(eeeavavzeavavzeQPSQQKQPPKPiNiNixNNNxNxPPKPPPKPKxK212211eqnfxfKnKfK得,iNixfiavfmcPKKPKPPc.附加系数法考虑了设备不同容量不同台数，以及投入工作随机性因素，对计算负荷结果产生影响。步骤：a）同形状系数法（1）、（2）；b）求出上述用电设备组的加权利用系数c）求出上述用电设备组的等效台数d）查曲线e）利用，求出计算负荷的有功功率和无功功率。例：按Kf法求车间总计算负荷并选择变压器容量。用电设备组别neq.iPN.iKx.icosφiPav.iQav.ineq/KfPcQcSc金属切削机床一般281790.20.6535.842较重1151.60.250.651315．2起重运输机械10450.180.458.116电阻炉2350.70.9524.88．1感应炉1480.80.8738.521．9小型通风机15520.750.83929．2电焊变压器3360.350.512.621．9小计70446.60.74171.5154．3用电设备组别neq.iPN.iKx.icosφiPav.iQav.ineg/KfPcQcSc照明4.20.83．4低压侧无补偿450.80.390.75174．9154．339/1。2210185280补偿0.92-86232变压器损耗有功2%5无功10%25高压侧无补偿0.72215210300补偿0.92-105239§２-５单相用电设备计算负荷的确定一、归算原则：单相用电设备容量，其额定容量归算至各相时，其不平衡度如不超过２０％时（ΣPNdΣPNs)，则可以将其总容量等效为三相对称条件进行负荷计算。如果超过２０％，则应将负荷最大相的归算容量乘以３作为总容量进行负荷计算。二、给出三台以下的单相用电设备归算方法：A.当用电设备接于相电压时xNNgNPFCSP3cos3――归算后的用电设备额定容量――用电设备的铭牌容量――接于相电压上的负荷最大相的单极用电设备额定容量gNPNSxNPNgNPP3xNgNPP3cos及xKxNxcxNfxcQKQPKKP1.1,3B.当用电设备接于线电压时：单台：2—3台：C.接于相电压或线电压间的单相用电设备，当台数虽超过三台，但相同，则计算负荷为：,5.0cos%,50,8011FCKVAS54.0cos%,65,32,54.0cos%,65,30333222FCKVASFCKVASkwFCSPN285.05.080cos1111kwPN1354.065.0302kwPN1454.065.0323kwPPPcaaba212/14282/kwPPPabbcb5.202/13282/kwPPPbccac5.132/13142/例：电焊变压器３台，电压３８０v，求计算负荷。解：1）将电焊机的FC值归算至１００％，则2）计算各相平均担负的负荷S3S1S2abc负荷最大相为a相，故计算负荷为：kwPa21KwPgN63321KVASgN6.125.0/63AUSIgNgN19038031260003/§２－６供电系统的功率损耗与电能损耗一、供电系统的功率损耗：1）特点：工厂供电系统的线路不长，且多采用电缆供电，阻抗较小，固而线路上的功率损耗可忽略不计算，只计算变压器的功率损耗。2）变压器功率损耗：有功功率损耗：无功功率损耗：20TNcSSTNCuTTPPP2100%2100%TNckTNcSSTNUTNoTSSTNToTSSIQQQ式中：――变压器的有功、无功功率损失kw,kvar；――变压器的空载有功、无功功率损失kw,kvar；――变压器在额定负载下的铜损kw；――变压器在额定负载下无功功率损失的增量kvar；――计算负荷的视在容量kVA；――变压器的额定容量kVA；TTQP,TTQP00,TNCuPNTQCSTNS由于TNToIUIUIIISQTNTNTOTNTNTOTO33100%TNITSQTO100%0查表又——变压器空载电流占额定电流百分数;——变压器短路电压占额定电压百分数。3）变压器功率损失的估算TNTNTNTTNTNTTNkSQSXIUXIU233100%%TOI%kUTNTTNTSQSP)10.0~08.0(,02.0查表二、供电系统能量损耗的估算（一）利用最大负荷损耗时间近似地决定电能损耗。1）线路全年实际电