第二章节电力负荷计算幻灯片

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1、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计算 第五节 尖峰电流及其计算,2,工厂电力负荷计算主要包括以下方面： （1）求计算负荷 （2）求尖峰电流 （3）求平均负荷,3,本章讲述：,1、工厂电力负荷的分级及有关概念 2、确定用电设备组计算负荷的常用方法 3、功率损耗和电能损耗及工厂计算负荷的 确定 4、介绍尖峰电流的计算,4,一、工厂电力负荷的分级及对供电电源的要求 （一）电力负荷的概念 耗电的设备和单位：重要负荷、不重要负荷 设备和单位的耗电：轻载、重载,

2、第一节 工厂电力负荷与负荷曲线,5,（二）工厂电力负荷的分级,1、一级负荷 最重要 （重大损失，长时间恢复） 2、二级负荷 重要 （较大损失，较长时间恢复） 3、三级负荷 一般重要,6, 一级负荷 两个电源供电（开一、备一） 有应急电源 二级负荷 两回路供电（两台变压器） 两根电缆并列供电，每根电缆应承担全部 二级负荷。 三级负荷 无特殊要求,（三） 各级负荷对供电电源的要求,7,二、工厂用电设备的工作制,1、连续工作制 2、短时工作制 3、断续周期工作制,8,断续周期工作制的设备可用负荷持续率表征工作特征：,负荷持续率 一个工作周期内工作时间与工作 周期的百分比值。 T 为工作周期 t 为工

3、作周期内的工作时间 t0 工作周期内的停歇时间,9,断续工作的设备容量Pe的计算： 如设备在N下的容量为PN，换算到下的 设备容量Pe为：,10,三、工厂的负荷曲线,负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况 的一种图形。 从各种负荷曲线上，可以直观的了解电力负荷 变动情况，因此，对于从事工厂供电设计和运行 人员来说，是很必要的。,11,12,13,四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量,1. 年最大负荷和年最大负荷利用小时 (1) 年最大负荷 (2) 年最大负荷利用小时 Wa全年实际消耗的电能。,14,（1）平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间t 内平均消耗的功率。 年平均负荷 ：,2. 平均负荷和

4、负荷系数,15,(2) 负荷系数KL,负荷系数KL又称负荷率，它是用电负荷的 平均负荷与最大负荷的比值。 系数越高，越趋近于1越好 。,16,对用电设备来说，负荷系数就是设备的输出 功率P与设备额定容量PN的比值。 有时用 表示。,17,第二节 三相用电设备组计算负荷的确定,一、概述 计算负荷的概念: 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。 求计算负荷的目的：是为了合理地选择企业各级变电站的变压器容量和电气设备的型号。 表示符号 P30有功计算负荷 Q30无功计算负荷 S30视在计算负荷 I30计算电流,18,确定用电设备组计算负荷的方法： 需要系

5、数法（普遍采用、简单方便） 二项式法（局限性大，特殊用途）,19,二、按需要系数法确定计算负荷,P30 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。 用电设备组容量Pe=PN PN各设备额定容量，是设备在额定条件 下的最大输出功率,（一）基本公式,20,21,用电设备组的设备实际运行情况：,不可能同时运行。 不太可能满负荷运行。 有设备功率损耗和线路效率问题。,22,基本公式：,则： K设备组同时系数 KL设备组负荷系数 e设备组平均效率 WL配电线路的平均效率,23,令 需要系数 则需要系数定义为： Kd 可查附录表1。,24,有功计算负荷 P30=KdPe 无功

6、计算负荷 Q30=P30tan 视在计算负荷 为设备的平均功率因数,三相设备组计算负荷的基本公式：,计 算 电 流,UN额定电压,25,注意：计算单位的问题 有功功率 千瓦（KW） 无功功率 千乏（Kvar） 视在功率 千伏安（KVA） 电 流 安培（A） 电 压 千伏（KV）,26,已知某车间的金属切削机床组，拥有380V的 三相电动机7.5KW3台， 4KW8台，3KW17台， 1.5KW10台，试求其计算负荷。,例2-1,27,解:机床电动机的总容量为 Pe=7.5KW3+4KW8+3KW17+1.5KW10 =120.5KW,28,（二）设备容量的计算,1对于连续工作制和短时工作制的用

7、电 设备组，Pe就是所有设备的铭牌额定容量PN 之和即Pe=PN 。 2对于断续周期工作制的设备组，容量 需要换算到统一的负荷持续率下的容量。,29,PN 铭牌容量 SN 铭牌视在功率 N 铭牌负荷持续率 cos 铭牌规定的功率因数,(1)电焊机组 统一换算到 =100%,30,（2）吊车电动机组 统一换算到 =25%,PN吊车电动机的铭牌容量 N与铭牌容量对应的负荷持续率（计算中用小数） 为其值等于25%的负荷持续率（计算中用0.25）,31,练习：,已知某工厂生产车间有380V通风机一台 30KW/台，水泵8台7.5KW/台，空压机2台 10KW/台，试求其计算负荷。 ( ),32,解：查

8、表 Pe=PN=30+7.58+102=110KW P30=KdPe=0.8110=88KW Q30=P30tan =880.75=66Kvar,33,(三)多组用电设备计算负荷的确定,P30=KPP30i P30i各设备组有功负荷之和 Q30=KqQ30i Q30i各设备组无功负荷之和,34,35,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，2.2KW7台），通风机2台共3KW，电阻炉1台共2KW。试求线路上的计算负荷。,例2-2,36,解：先求各组的计算负荷,37,38,39,列出电力负荷计算表,40,三、按二项式

9、法确定计算负荷,（一）基本公式 P30=bPe+cPx bPe用电设备组的平均功率，Pe为用 电设备组的总容量。 CPx表示用电设备组中X台容量最大 的设备投入运行时增加的附加负荷，Px为X 台最大容量的设备总容量。 b、c 二项式系数。,41,Q30=P30tan,基本公式：,P30=bPe+cPx,42,注意：,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，取X= n/2，且四舍五入取整。 如果用电设备组只有12台设备时，就可认 为P30=Pe。,43,注意：,对于单台电动机，则P30=PN/。

10、在设备台数较少时，cos 也应适当取大。 适用范围：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。,44,例23,已知某车间的金属切削机床组，拥有 380V的三相电动机7.5KW3台，4KW8 台，3KW17台，1.5KW10台，试用二项式 法来确定机床组的计算负荷。,45,46,47,（二）多组用电设备计算负荷的确定,有功计算负荷： P30=(bPe)i+(cPx)max 无功计算负荷： Q30=(bPetan )i+(cPx)maxtan max 视在计算负荷: 计 算 电 流：,48,例24,某机修车间380V线路上，接有金属 切削机床电动机20台共50

11、KW(其中较大 容量电动机有7.5KW1台， 4KW3台， 2.2KW7台），通风机2台共3KW，电阻 炉1台共2KW。试用二项式法求线路上的 计算负荷。,49,解：先求各组的bPe和cPx,50,51,52,53,列出电力负荷计算表,54,通过对例题2-1和2-3及2-2和2-4 计算结果进行比较，可以看出，按二项 式法计算的结果较需要系数法计算结果 大得较多。,55,计算单位： 千瓦 （KW） 千乏 （Kvar） 千伏安 （KVA） 安培 （A） 千伏 （KV）,56,三相设备计算负荷公式汇总,57,第三节 单相用电设备组计算负荷的确定,一、概述 在供电运行中，有许多单相设备，接在三 相线

12、路中，这就需要将单相设备容量换算为等 效三相设备容量，再与三相设备容量相加，确 定计算负荷。,58,二、单相设备组等效三相负荷的计算,（一）单相设备接于相电压时的负荷计算 等效三相设备容量Pe应按最大负荷相所接 单相设备容量Pe.m 的3倍计算。 即 Pe=3Pe.m 等效三相计算负荷按需要系数法计算。 P30 Q30 S30 I30,59,（二）单相设备接于线电压时的负荷计算,1接于同一线电压 Pe= Pe. 2接于不同线电压 等效三相计算负荷按需要系数法计算,60,(三)单相设备分别接于线电压和相电压的负荷计算,先将接于线电压的单相设备换算为接于相电压的设备 容量。 PA=PAB-A PA

13、B+PCA-A PCA PB=PBC-B PBC+PAB-B PAB PC=PCA-C PCA+PBC-C PBC QA=qAB-A PAB+qCA-A PCA QB=qBC-B PBC+qAB-B PAB QC=qCA-C PCA+qBC-C PBC 再分相计算各相的设备容量和计算负荷。总的等效三 相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷的 3倍。 上式的系数可从P39表2-3查到,61,则总的等效三相负荷（有功）为其最大的有功 负荷的3倍。 等效三相有功计算负荷 P30=3P30m 为 最大 有功负荷相的计算负荷。 无功负荷为最大有功负荷相的无功计算负荷的3 倍。Q30=3Q30m,

14、62,如图所示220/380V三相四线制线路上接有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（=100%）接于AB相间，1台20KW（=100%）接于BC相间，1台30KW（=60%）接于CA相间。试求此线路的计算负荷。,例2-5,63,解：（1）求电热干燥箱的各相计算负荷,查附表1，kd=0.7 COS=1 tan =0 因此只需计 算其有功计算负荷。 A相 P30A（1)=KdPeA=0.7210=14kw B相 P30B（1）=KdPeB=0.730=21kw C相 P30C（1）=KdP

15、eC=0.720=14kw,64,（2）求对焊机的各相计算负荷,先将接于CA相间的30KW（=60%）换算至 =100%的容量,65,将各接于线电压的设备容量换算到相电压的设备容量,查附表1 Kd=0.35 cos =0.7 tan =1.02 A相 PA=pAB-APAB+pCA-APCA 再查P42表2-3 =0.8214KW+0.223KW=27KW QA=qAB-APAB+qCA-APCA =0.22214+0.823=24.6kvar B相 PB=pBC-BPBC+pAB-BPAB =0.820+0.2214=21.6KW QB=qBC-BPBC+qAB-BPAB =0.2220+0.8214=26.8kvar,66,C相 PC=pCA-APCA+pBC-CPBC =0.823+0.220=22.4KW QC=qCA-CPCA+qBC-CPBC =0.2223+0.820=21.1Kvar 求各相的有功和无功计算负荷 查表Kd=0.35 A相 P30A(2)=0.3527=9.45KW Q30A(2)=0.3524.6=8.61Kvar B相 P