第2章工厂的电力负荷及其计算

第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室1第二章工厂的电力负荷及其计算第一节工厂的电力负荷与负荷曲线第二节三相用电设备组计算负荷的确定第三节单相用电设备组计算负荷的确定第四节工厂的计算负荷及年耗电量的计算第五节尖峰电流及其计算第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室2第一节工厂的电力负荷与负荷曲线电力负荷——指电气设备或线路中通过的电流或功率。一、工厂电力负荷的分级及对供电电源的要求（一）工厂电力负荷的分级1、一级负荷：突然停电将造成人身伤亡，或重大设备的损坏，且难以修复，政治、经济上造成重大损失等。2、二级负荷：突然停电将在政治、经济上造成较大损失。如：主要设备损坏、大量产品报废、工厂的运输停顿、重点企业大量减产等。3、三级负荷：所有不属于一、二级的电力负荷。例如机关、学校、工厂的附属车间等。第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室3（二）各级电力负荷对供电电源的要求1、一级负荷——要求有两个独立电源供电（电源在正常或事故时都应保证不间断供电）。对于特别重要的负荷，还应增设应急电源：1）独立于正常电源的发电机组；2）独立于正常电源的专门的馈电线路；3）蓄电池；4）干电池。解释两个独立电源：1）每段母线的电源来自于不同的发电机；2）来自于地区变电所不同的母线，母线段间无联系，或虽有联系，当其中一段故障时，能自动的将其联系断开.第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室41）双电源自动或手动切换接线2）双电源分组同时供电两个独立电源的供电方式：第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室52、二级负荷对供电的要求应由双回路供电。当负荷较小或取得两回线路有困难时，可采用一回6kV及以上的专用架空线供电。对车间变电所应设两台变压器（两台变压器不一定在同一变电所）。3、三级负荷对供电的要求三级负荷对供电无特殊要求。可采用单电源单回路供电。二、工厂用电设备的工作制1、连续工作制连续工作的设备为稳定负荷，连续工作时间较长，足以达到热平衡状态。第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室62、短时工作制3、断续周期工作制此类设备通常应进行负荷持续率（又称暂载率）换算：式中：T——工作周期；t——工作时间；t0——停歇时间。在设备的电阻R相同、发热量相同的原则下等效换算（换算前后发热量不变）：∵P=√3UI当U、一定时，I∝P，因为发热量∝I²Rt∴当发热量一定时：coscos22()IRtIRC常数%ttt%Tt1001000/1P工作时间短，停歇时间长。反复的通电、停电，温度不能恒定。此类设备的工作周期一般在10分钟之内。且t∝第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室7三、负荷曲线的概念负荷曲线——电力负荷随时间变化的图型。负荷曲线的类型：1、日负荷曲线有3种绘制方法：1）每隔半小时将有功功率、无功功率的读数记录下来，然后逐点描绘而成。2）采用自动记录仪表，曲线较平滑。3）每隔半小时记录一次电度表的读数，两次读数之差除以半小时，得半小时的平均功率，逐点描绘而成。NNePP（图2—1），横坐标代表24小时，纵坐标为负荷的变化。经换算的设备功率为：第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室82、年负荷曲线：年负荷持续曲线，年最大负荷曲线。1）年负荷持续曲线（常采用）绘制方法：一年分成两个季节，分别选出一张典型的日负荷曲线。我国北方夏季可取165天，冬季取200天。我国南方夏季可取200天，冬季取165天。按照最大负荷在前最小负荷在后的阶梯原则绘制而成。见图2—2第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室92）年最大负荷曲线取每日最大负荷班内的半小时最大平均负荷，逐点描绘而成。四、与负荷曲线有关的物理量1、年最大负荷：Pmax——全年最大负荷班内的半小时最大平均负荷（每年至少出现2—3次）。又称为半小时最大负荷P30。2、年最大负荷利用小时：3、平均负荷：Pav——电力负荷在一定时间内消耗的平均功率。年平均负荷：4、负荷系数：对用电设备负荷系数又称负荷率：maxPWAdefmaxT8760/AavWP填充系数maxPPKavLNLPPK第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室10负荷曲线的用途：电力部门主要用于预测负荷。根据负荷变化的规律设法“削峰填谷”，以及决定装机容量和安排检修计划。新建工厂可参考性质类似的旧工厂的负荷曲线，利用负荷系数、年最大负荷利用小时、需要系数等数据，计算出最大负荷，以便选择电气设备、确定供配电方案。第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室11第二节三相用电设备组计算负荷的确定一、概述负荷计算的目的：合理的选择配电系统的各组成部分。它也是供电设计计算的基本依据。计算负荷通常表示为：计算方法：我国目前普遍采用的方法有需要系数法：适于设备台数较多容量相差不大的场合。例如计算全厂或整个车间的计算负荷。二项式法：设备台数较少，而容量相差悬殊的车间低压干线或分支线的场合。需要系数法二项式法30303030ISQP第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室12二、需要系数法（一）基本公式eWLeLPKKp30WLeLdKKK令则有edPKP30或edPPK30式中：Kd为需要系数，各种用电设备的Kd可查附录表1。K∑——设备组的同时系数。最大负荷时设备组正在运行的设备容量与全部设备容量的比值。KL——设备组的负荷系数。最大负荷时设备组的输入功率与全部设备容量的比值。eWL——设备组用电设备的平均效率。——配电线路的平均效率。＜1第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室13单组用电设备的基本公式：式中：Kd——用电设备组的需要系数。P30——用电设备组的有功计算负荷kw。Q30——用电设备组的无功计算负荷kvar。S30——用电设备组的视在计算负荷kVAI30——用电设备组的计算电流A。UN——用电设备组的额定线电压kv。——用电设备组平均功率因数角的正切值。可查附录表1。——用电设备组平均功率因数。可查附录表1。NedUSIQPSPQPKP3303023023030303030tantancos第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室14∑Pe——用电设备组的设备容量kw。Pe的定义：经换算到同一工作制下的额定功率。Kd、、可查附录表1，查表时应注意：1）查Kd时，与对应同一角度；2）设备组中台数少时，Kd取较大数值；设备组中台数多时，Kd取较小数值；当只有1~2台设备时，可取Kd=1；的取值原则与Kd相同。costantancoscos注意第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室15（二）设备容量Pe的计算1、对于连续工作制和短时工作制的设备：2、断续周期工作制的设备：要把不同负荷持续率下的设备名牌额定值，统一换算到规定的下的设备容量之和。1）电焊设备类规定的=100%：2）吊车电动机类规定的=25%：NePPNNNNePPP225NNNNePPP100第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室16（三）多组用电设备计算负荷的确定工厂供电系统示意图：P30.3P30.7KK返42P30.2P30.4P30.5P30.6P30.8返22返23返421epenpNedUSIQPSPQPKP3303023023030303030tan第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室171、P30.1的确定：2、P30.2的确定：3、多组用电设备P30.3的确定：ePP130.单台用电设备的设备容量NedUSIQPSPQPKP323023022302230230230230230........tan230330230330....QKQPKPqp对车间干线：97090950850.~..~.qpKK同时系数单组用电设备组的设备容量第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室18对车间低压母线分两种情况：(1)由用电设备组的计算负荷直接相加计算时：950850900800.~..~.qpKK970930950900.~..~.qpKK（2）由车间干线计算负荷直接相加计算时：4、车间变压器高压侧计算负荷P30.4的确定：图式中：⊿PT——车间变压器的有功损耗kw；⊿QT——车间变压器的无功损耗kvar。TTQQQPPP3.304.303.304.30303.30303.3006.006.0015.0015.0SSQSSPTT第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室195、车间变电所高压母线计算负荷P30.5的确定：图30.430.530.430.5QQPP7、总降压变电所低压母线总计算负荷P30.7的确定：图1）计算负荷小于5000kw时：K∑=0.9~12）计算负荷为5000~10000时：K∑=0.853）计算负荷超过10000kw时K∑=0.86、总降压变电所低压母线出线计算负荷P30.6的确定：图30.530.630.530.6QQPP8、总降压变电所高压母线计算负荷P30.8的确定：图TTQQQPPP7.308.307.308.30NUSIQPS38.308.3028.3028.308.308.308.308cosSP最大负荷时的功率因数6.307.306.307.30QKQPKP第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室20某机修车间380v线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kw（其中较大容量电动机有7.5kw一台，4kw3台，2.2kw7台），通风机2台共3kw，电阻炉1台2kw。试确定此线路上的计算负荷。(1)金属切削机床组：查附录表1，取Kd=0.2，cosφ=0.5，tanφ=1.73P30（1）=0.2×50KW=10kwQ30（1）=10×1.73=17.3kvar（2）通风机组：因为只有2台，可取较大的Kd数值。查附录表1，取Kd=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75P30（2）=0.8×3KW=2.4kwQ30（2）=2.4×0.75=1.8kvar（3）电阻炉：因为只有1台，可取Kd=1数值。例2-2第二章上一页下一页返回•单击此处编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级银川能源学院电力工程教研室21查附录表1，cosφ=1，tanφ=0P30（3）=1×2kw=2kwQ30（3）=0因此总的计算负荷：K∑p=0.95，K∑q=0.97P