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1、第二部分 工厂供电一次系统,工厂供电一次系统设计的基本内容,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,1.电力负荷的分级：工厂的电力负荷，按GB50052-1995供配电系统设计规范规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级：,(1) 一级负荷,(2) 二级负荷,(3) 三级负荷,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,1.电力负荷的分级：工厂的电力负荷，按GB50052-1995供配电系统设计规范规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级：,(1) 一级负荷：双电源供电，特别重要负荷还需加备用电源 一般选不同变电所的两路出
2、线或者一路公网电源一路自备电源,(2) 二级负荷：双回路供电（高压侧双回路） 一般选同一变电所的两路不同变压器出线 或一路公网一路自备,(3) 三级负荷,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,2.用电设备的工作制：关系到设备容量的计算,(1) 连续工作制设备,(2) 短时工作制设备,(3) 断续周期工作制设备,断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表示其工作特征。负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用表示，即,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,2.用电设备的工作制：关系到设备容量的计算,(1) 连续工作制设备,(2) 短时工作制设备,
3、(3) 断续周期工作制设备,Pe=PN,电焊机组：取100%，即,吊车电动机组：取25%，即,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,3.负荷曲线：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它绘在直角坐标纸上。纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以小时h为单位）。,图2-1 日有功负荷曲线,(1) 日负荷曲线,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,3.负荷曲线：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它绘在直角坐标纸上。纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以小时h为单位）。,(2) 年负荷曲线,年负荷持续时间曲线：
4、反映负荷（功率）及其持续时间,年每日最大负荷曲线：反映一年中每日最大负荷的变化情况,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,3.负荷曲线：,(2) 年负荷曲线,图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制 a) 夏日负荷曲线 b) 冬日负荷曲线 c) 年负荷持续时间曲线,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,3.负荷曲线：,(2) 年负荷曲线,图2-3 年每日最大负荷曲线,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,3.负荷曲线：,(3) 与负荷曲线相关的物理量,年最大负荷Pmax，年最大负荷利用小时Tmax，平均负荷Pav，负荷系数KL,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概
5、念）,4.计算负荷：,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，称为计算负荷（calculated load）。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。从此定义出发，显然在上述几个物理量中，我们最应关心的是Pmax,P30 ，Q30 ，S30 和30,负荷计算的最终输出：,一、工厂的电力负荷计算,（一）概述（基本概念）,4.计算负荷：,用电设备组的计算负荷P30(6),多组用电设备的计算负荷P30(5),低压配电干线的计算负荷P30(4),低压母线的计算负荷P30(3),高压配电干线的计算负荷P30(2),工厂的计算负
6、荷P30(1),一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,负荷计算的方法：需要系数法和二项式法,三相用电设备组的计算负荷P30,1.需要系数法：,K为设备组的同时系数,KL为设备组的负荷系数,e为设备组的平均效率,WL为配电线路的平均效率,Pe用电设备组的设备容量,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,三相用电设备组的计算负荷P30,1.需要系数法：,Kd为需要系数,Kd查表求得,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,三相用电设备组的计算负荷P30,1.需要系数法：,Kd查表求得,设备组容量Pe：,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相
7、用电设备组计算负荷的确定,三相用电设备组的计算负荷P30,1.需要系数法：,cos,tan 查表求得,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,例2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW 3台，4kW 8台，3kW 17台，1.5kW 10台。试求其计算负荷。,1.需要系数法：,解：此机床组电动机的总容量为,查附录表1，Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73,有功计算负荷：,无功计算负荷：,视在计算负荷：,计算电流：,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,注意事项：,1.需要系数法：,需
8、要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大，因此在计算时，首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则会造成错误。,只有12台设备时，可认为Kd =1，即P30=Pe 。对于电动机，由于它本身功率损耗较大，因此当只有一台电动机时，其P30 =PN /，这里PN 为电动机额定容量，为电动机效率。,应用场合：,需要系数法适用于确定车间的计算负荷，设备台数较多的场合。,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,对车间干线，,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,对低
9、压母线，,（1）由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,对低压母线，,（2）由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取，取,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,例2-2 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7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7台)， 通
10、风机2台共3kW， 电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。,解：先按需要系数法求各组的计算负荷,(1) 金属切削机床组,查附录表1，取 ,故,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,例2-2 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7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7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。,解：先按需要系数法求各组的计算负荷,(2)通风机组,(3)电阻炉,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,
11、多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,例2-2 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7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7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。,因此总的计算负荷为 （取 ）,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备计算负荷的确定：,1.需要系数法：,例2-2 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7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7台)， 通风机2台共3kW， 电阻炉1台2kW。试确定
12、此线路上的计算负荷。,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,基本公式：,2.二项式法：,用电设备组的计算负荷为该设备组的平均功率bPe与 x台容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响cPx之和。其中的b，c，x均由附表1查得。其余Q30、S20、I30与需要系数法计算相同,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,注意事项：,2.二项式法：,按二项式法确定计算负荷时，如果设备总台数n 少于附录表1中规定的最大容量设备台数x 的2倍，即n2x 时，其最大容量设备台数x 宜适当取小，建议取为x=n/2（四舍五入取整）,例如某机床电动机组只有7台时，则其
13、最大设备台数取为x =n / 2=7/24,适用场合：,二项式法比较适于确定设备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,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,例2-3 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW 3台，4kW 8台，3kW 17台，1.5kW 10台。试用二项式法求其计算负荷。,2.二项式法：,解：由附录表1查得,设备总容量为：,X 台最大容量的设备容量为：,二项式法确定的有功计算负荷,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,多组用电设备的计算负荷,2.二项式法：,有功计算负荷P30为各组的平均
14、负荷bPe之和加上一组最大附加负荷(cPx)max,无功计算负荷为,视在计算负荷S30 和计算电流I30,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,例2-4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7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7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。,2.二项式法：,解： 先求各组的bPe 和cPx,(1) 金属切削机床组 查附录表1，取 故 ， (2) 通风机组 查附录表1，取 ，故 ，,一、工厂的电力负荷计算,（二）三相用电设备组计算负荷的确定,例2-4某机修车
15、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7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7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。,2.二项式法：,解： 先求各组的bPe 和cPx,(3) 电阻炉 查附录表1，取 ， 故,以上各组设备中，附加负荷以 cPx(1) 为最大，因此总计算负荷为,一、工厂的电力负荷计算,（三）单相用电设备组计算负荷的确定,单相用电设备组负荷计算的步骤： （1）计算对应于每一相的有功计算负荷和无功计算负荷 （2）找出其中最大有功计算负荷相 （3）该设备组的计算负荷为最大有功负荷相有功负荷和无功负荷的3倍。,A,如果单相设备总容量超过三相设备总容量的15%，则需要将单相设备容量换算为等效的三相设备容量。,一、工厂的电力负荷计算,（三）单相用电设备组计算负荷的确定,（1）对接于相电压的设备，接在哪一相，就计入哪一相。对该设备组，可按需要系数法分别计算各相的计算负荷。 （2）对接于线电压的设备，AB相设备按下式折算为A相设备和B相设备（BC相设备和CA相设备以此类推）。其中pAB-A，qAB-A表示AB相设备换算到A相的有功和无功换算系数。,ABC各相计算负荷的确定,一、工厂的电力负荷计算,（三）单相用电设备组计算负荷的确定,（3）对一组接于线电压的设备,A
