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1、项目二 电力负荷确定,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制 任务2 三相用电设备组计算负荷与尖峰电流确定 任务3 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗确定,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,一、电力负荷的分级、分类及其对供电电源的要求 电力负荷，既可指用电设备或用电单位(用户)，也可指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流。这里指用电单位(用户)或用电设备。 (一)电力负荷的分级 电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度，分为以下三级。 1.一级负荷,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,一级负荷:中断供电将造成人身伤亡者;在政治、经济上造成
2、重大损失者，例如重大设备损坏、大量产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等;中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作，例如重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况时的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 一级负荷对供电电源的要求:一级负荷属重要负荷，应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏;,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分
3、类与负荷曲线绘制,一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，还应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。可作为应急电源的有: (1)独立于正常电源的发电机组; (2)供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路; (3)蓄电池; (4)干电池。 2.二级负荷 二级负荷:中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。 二级负荷对供电电源的要求:二级负荷也属重要负荷，但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6 kV及以上专用的架空线路或电缆供电;当采用架
4、空线时，可为一回架空线供电;当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。 3.三级负荷 所有不属于一级和二级负荷者，应为三级负荷。 三级负荷对供电电源的要求:三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。 在工业和民用建筑部分重要电力负荷的级别，其中工业负荷级别为JBJ 6-1996机械工厂电力设计规范所规定，民用建筑负荷级别为JGJ/T 16-1992民用建筑电气设计规范所规定。可查有关规定。,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,(二)电力负荷的类别 1.电力负荷按用途的分类 电力负荷按用途分，有照明负荷和动力负荷。照明负荷为单相
5、负荷，在三相系统中很难做到三相平衡。而动力负荷一般可视为三相平衡负荷。电力负荷按行业分，有工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。 2.电力负荷(设备)按工作制的分类 (1)长期连续工作制。这类设备长期连续运行，负荷比较稳定。机床电动机的负荷虽然变动一般较大，但大多也是长期连续工作的。 (2)短时工作制。这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。 (3)断续周期工作制。这类设备周期性地工作一停歇一工作，如此反复运行，而工作周期一般不超过10 min，例如电焊机和起重机械。,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,电能转换成光主要通过辐射过程，以电磁波的形式，辐射和传播能量。在
6、波长为380760 nm的范围内，它可以使人的眼睛产生光亮的感觉。照明负荷的主要形式有白炽灯、荧光灯、各种气体放电灯及其他光源。它是将电能转换成光供人们照明使用的负荷。 对电力系统来说，照明负荷的光源本身主要取用的是有功功率，光源的辅助设备取用一部分无功功率。因此照明负荷有较高的功率因数。照明负荷的电压特性较软，这是指随着供电电压的变化所取用的功率有较大变化。对白炽灯来说，电压的升高将使灯的使用寿命明显降低，因此要求供电电压大体维持额定。从负荷曲线来看，除大建筑物采用人工采光，白天也需照明外，大部分的照明负荷集中在18:0022:00时。此外，照明负荷的大小受天气影响较大。,上一页,下一页,返
7、回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,电热负荷是将电能转换成热能的负荷。 除电阻加热、红外线加热主要取用有功功率外，电弧加热、感应加热等都要取用无功功率。电弧加热取用的无功功率随弧电流的大小有较大的变化。炼钢电弧炉由于电弧长度不断变动，电弧电流的大小也随时间不断发生不规则的变动，这将引起供电电压较大的不规则变动。如果由同一变电所母线同时供电弧炉和一般用户的照明用电，则将引起照明的闪变，必须采取补偿措施。 食品加工、民用取暖和电热水器等大都采用单相电源。三相负荷分配不均匀时将对电力系统引起不均衡负荷。用电加热水耗电量大，但可以储存，一般用电价政策鼓励人们在系统低谷负荷(见系统综合负荷曲线)时使
8、用。,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,电解负荷是用电解化学反应方法进行工业生产所需的负荷。电解水能得到纯氧及氢，氢的最大用途是作为合成氨的原料;电解食盐水是制造氯、氢及碱的重要方法;干式冶炼所得的粗金属纯度较差，经电解后可得到高纯度的金属与贵金属;铝、镁、钠等金属的生产也主要靠电解。所以电解是工业生产的一个不可缺少的方面。 电解工业是耗电量极大的工业。电能消耗的费用占产品成本的很大比重。电解槽本身的能量转换效率较低，往往只有25%50%。因此使用廉价的电能是发展电解工业的关键问题。 电力系统中各类电力负荷随时间变化的曲线是调度电力系统的电力和进行电力系统规划的依据。,
9、上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,分析电力负荷的等级，绘出照明负荷曲线图并分析图中各参数的具体意义。 (三)用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数 1.用电设备的额定容量 用电设备的额定容量，是指用电设备在额定电压下、在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。对电动机，其额定容量是指其轴上正常输出的最大功率。因此其耗用的功率即从电网吸取的功率，应为其额定容量除以其本身的效率。对电灯和电炉等，其额定容量是指其在额定电压下耗用的功率，而不是指其输出的功率。 (1)电机、电炉和电灯等设备的额定容量，均用有功功率PN表示，单位为瓦(w)或千瓦(kW)。,上一页,下一页,返
10、回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,(2)变压器、互感器和电焊机等设备的额定容量，一般用视在功率SN表示，单位为伏安(VA)或千伏安(kVA)。 (3)电容器类设备的额定容量，则用无功功率认表示，单位为乏(var)或千乏(kvar)。 2.负荷持续率 负荷持续率，又称暂载率或相对工作时间，符号为，其定义为一个工作周期T内工作时间t与T的百分比，即: 同一设备，在不同负荷持续率下运行时，其输出的功率是不同的。,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,3.用电设备的负荷系数 用电设备的负荷系数KL，为设备在最大负荷时输出或耗用的功率P与设备额定容量PN的比值: 表征了设备容量
11、的利用程度。负荷系数的符号有时也用表示。 二、负荷曲线绘制 (一)负荷曲线的绘制与类型 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,它绘制在直角坐标上，纵坐标轴表示负荷功率(一般用有功功率)，横坐标轴表示负荷变动所对应的时间。 负荷曲线按负荷对象分，有工厂(企业)的、车间的或某台设备的负荷曲线。按负荷的功率性质分，有有功和无功负荷曲线。按所表示的负荷变动时间分，有年的、月的、日的和工作班的负荷曲线。按绘制方式分，有依点连成的负荷曲线见图2-1 (a)和梯形负荷曲线见图2-1 (b). 年负荷曲线，通常绘成负荷持续时间曲线，按负荷大
12、小依次排列。另一种形式的年负荷曲线，是按全年每日的最大负荷(通常取每日最大负荷的半小时平均值)绘制的，称为年每日最大负荷曲线(见图2 -2) .,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,年最大负荷曲线，可用来确定拥有多台电力变压器的变电所在一年的不同时期宜于投入几台运行，即所谓“经济运行方式”，以降低电能损耗，提高供配电系统运行的经济性。 (二)与负荷曲线有关的物理量 1.年最大负荷和年最大负荷利用小时 年最大负荷P30，是指全年中负荷最大的工作班内(该工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是在负荷最大的月份内至少出现过2 3次)消耗电能最多的半小时平均负荷。年最大负荷利用小时P
13、max，是假设电力负荷按年最大负荷Pmax(亦即P30)持续运行时，在此T时间内电力负荷所耗用的电能，恰与该电力负荷全年实际耗用的电能相等，如图2-3所示。因此年最大负荷利用小时是一个假想时间，按下式计算:,上一页,下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的一个重要参数，与企业的工作制有明显的关系。 2.平均负荷和负荷曲线填充系数 年平均负荷(Average Load )Pav:就是电力负荷全年平均耗用的功率，即 负荷曲线填充系数就是将起伏波动的负荷曲线“削峰填谷”，由此求出的平均负荷Pav与最大负荷Pmax的比值，亦称负荷系数或负荷率，,上一页,
14、下一页,返回,任务1 电力负荷分类与负荷曲线绘制,即: 负荷曲线填充系数表征了负荷曲线不平坦的程度，亦即负荷变动的程度。从发挥整个电力系统效能来说，应尽量设法提高值，因此供配电系统在运行中必须实行负荷调整。,上一页,返回,任务2 三相用电设备组计算负荷与尖峰电流确定,一、三相用电设备组计算负荷确定 (一)计算负荷 我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方便。二项式法应用的局限性较大，但在确定设备台数较少而设备容量差别很大的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法更为合理，且计算也较简化。 (
15、二)需要系数法的基本计算公式及其应用 用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷P30，如图2 -4所示。,下一页,返回,任务2 三相用电设备组计算负荷与尖峰电流确定,用电设备组的设备容量Pe，是指用电设备组所有设备(不包括备用设备)的额定容量PN之和，即 。而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。 但实际上，用电设备组的设备不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都是满负荷，同时设备和线路在运行中都有功率损耗，因此用电设备组进线上的有功计算负荷应为: 可得需要系数的定义式为:,上一页,下一页,返回,任务2 三相用电设备组计算负荷与尖峰电流确定,即电设备组的
16、需要系数K,，是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值。实际上，用电设备组的需要系数K,不仅与其工作性质、设备台数、设备效率及线路损耗等因素有关，而且与其操作人员的技能水平和生产组织等多种因素有关，因此需要系数值宜尽可能实测分析确定，使之尽量接近实际。 由式(2-8)可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷P30的基本公式为: 1.电焊机组的容量换算 要求统一换算到=25 %因此由式 可得换算后的设备容量为:,上一页,下一页,返回,任务2 三相用电设备组计算负荷与尖峰电流确定,3.照明灯具设备容量的计算 照明灯具按其光源类别分，有热辐射光源和气体放电光源两大类。热辐射光源包括白炽灯和碘钨灯等，其容量就按其铭牌容量PN计算。而气体放电电源如荧光灯等，由于它还采用有镇流器(实际为铁芯线圈)，它也要额外消耗一定功率(除电子镇流器外)，因此在计算其设备容量时，宜按其光源容量乘以1. 11. 2的系数，一般对荧光灯，乘以1. 2系数，对其他气体放电光源如高压汞灯、钠灯等，乘以1. 1系数。,上一页,
