《工厂供电 第3版 教学课件 ppt 作者 刘介才 第二章电力负荷及其计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工厂供电 第3版 教学课件 ppt 作者 刘介才 第二章电力负荷及其计算（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、二. 单相设备组等效三相负荷的计算,一. 概 述,第三节 单相用电设备组计算负荷的确定,三. 按二项式法确定计算负荷,二. 按需要系数法确定计算负荷,一. 概 述,第二节 三相用电设备组计算负荷的确定,三. 负荷曲线及有关的物理量,二. 用电设备的工作制,一. 电力负荷的分级及其对供电电源的要求,第一节 电力负荷与负荷曲线的有关概念,第二章 电力负荷及其计算,习 题,复习思考题,二. 用电设备尖峰电流的计算,一. 概 述,第六节 尖峰电流及其计算,三. 工厂年耗电量的计算,二. 工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷,一. 工厂计算负荷的确定,第五节 工厂的计算负荷和年耗电量,二. 工
2、厂供电系统的电能损耗,一. 工厂供电系统的功率损耗,第四节 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗,第二章 电力负荷及其计算,内容提要：本章首先介绍电力负荷的含义、分级及其对供电电源的要求，用电设备的工作制及负荷曲线和有关物理量的概念，然后重点讲述用电设备组计算负荷的计算，工厂供电系统功率损耗、电能损耗及其计算负荷和耗电量的计算，最后讲述尖峰电流的计算。 本章内容是工厂供电系统运行分析和设计计算的基础。,返回, 电力负荷的分级 按GB50052-2009供配电系统设计规范规定，根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电造成人身安全和经济损失的程度，分为三级： 1、一级负荷 中断供电(仅指事故停电)将造
3、成人身伤害，或在政治、经济上造成重大损失的电力负荷。在一级负荷中，对于中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏，或发生中毒、爆炸、火灾等情况的负荷，以及不允许中断供电的重要场所，应视为特别重要的负荷。,2、二级负荷 中断供电将在经济上造成较大损失的电力负荷，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱且需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。,3、三级负荷 不属于上述一、二级负荷的一般电力负荷。,返回, 各级负荷对供电电源的要求 1、一级负荷对供电电源的要求 一级负荷属特别重要的负荷，要求两路独立的外电源双重供电，其中一路电源发生故障或检修时，另一路电源应保证供电。一级负荷还必须增设应急电源，
4、并严禁将其他负荷接入应急供电电源。,2、二级负荷对供电电源的要求 二级负荷属一般重要负荷，宜由两回路供电，仅当负荷较小或供电条件困难时，二级负荷可由一回 6kV及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，比电缆线路容易发现且便于检查和修复故障。如采用电缆供电，则必须使用两根电缆并列，且每根电缆应能承担全部二级负荷。,3、三级负荷对供电电源的要求 三级负荷属不重要的一般负荷，对供电电源无特殊要求。,返回,二、用电设备的工作制 工厂用电设备的工作制可分为三类： 1、连续工作制 这类设备在恒定负荷下运行时间长，足以达到热平衡状态，如通风机、水泵、空气压缩机、电动发电机组、电炉和照明灯等。机
5、床电动机的负荷，一般变动较大，但其主电动机一般也是连续运行的。,2、短时工作制 这类设备在恒定负荷下运行时间短，停歇时间足以使设备温度冷却至周围介质的温度，如机床上的某些辅助电动机或控制闸门的电动机等。,返回,三、负荷曲线及有关的物理量 负荷曲线 表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，绘在直角坐标纸上，纵坐标表示负荷(有功功率或无功功率)值，横坐标表示对应的时间，一般以小时(h)为单位。 按负荷对象，可划分工厂、车间和设备的负荷曲线。按负荷功率性质，可划分有功和无功负荷曲线。按所表示的负荷变动时间，可划分年、月、日和工作班组的负荷曲线。,返回,返回,年负荷持续时间曲线根据其一年中具有代表性的夏
6、日负荷曲线(如图2-2a)和冬日负荷曲线(如图2-2b)来绘制。其夏日和冬日在全年负荷计算中所用的天数，应视当地的地理位置和气温情况而定。例如在我国北方，可近似地取夏日165天，冬日200天，而我国南方，可近似地取夏日200天，冬日165天。假如绘制南方某厂的年负荷曲线(如图2-2c)，其P1在年负荷曲线上所占的时间 ，而P2 在年负荷曲线上所占的时间 ，其余类推。,返回,这种年最大负荷曲线可用来确定多台变压器在一年中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，提高供电系统的经济效益。,负荷曲线对供电工程设计和运行人员的必要性：易于直观地了解电力负荷变动的情况；通过负荷曲线
7、的分析，可以更深入地掌握负荷变动的规律，并从中获得一些对设计和运行有用的资料。,返回, 与负荷曲线及负荷计算有关的几个物理量 1、年最大负荷与年最大负荷利用小时 年最大负荷Pmax ：全年中负荷最大的工作班内(这一工作班的最大负荷不是偶然的，全年应至少出现过2 3次)消耗电能最大的半小时的平均功率。因此，年最大负荷也称为半小时最大负荷P30 。,返回,返回,返回,一、概 述 负荷计算的必要性：为正确选择供电系统元件，须满足其负荷电流的要求。 计算负荷的概念：通过负荷的统计计算，用以按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如以计算负荷持续运行，其发热温度不会
8、超过允许值。 计算负荷与半小时最大负荷P30(即年最大负荷Pmax)的关系：计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷P30 。因为计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30(即Pmax)基本相当。 计算负荷表示方法：一般都采用与半小时最大负荷相同的表示方法。因为有功计算负荷本可表示为Pc，无功计算负荷可表示为Qc，计算电流可表示为Ic，但考虑到“计算”(calculate)的缩写下角标c容易与“电容”符号C相混淆，特别是计算电流Ic与电容电流IC有可能出现在同一场合而发生混淆，因此计算负荷的下角标也采用“30”。 计算与实际负荷的关系：实际负荷情况复杂，计算负荷只能力求与之接近。 我国
9、确定计算负荷的方法：主要是需要系数法和二项式法。前者简便实用而国际通用，后者应用的局限性较大(用于确定设备数量少而容量悬殊的分支干线的计算负荷时，较需要系数法合理且简便)。,第二节 三相用电设备组计算负荷的确定,返回,设备额定容量PN ：设备在额定条件下的最大输出功率。,返回,返回,注意：附录表1所列需要系数值是按车间范围内设备台数较多的情况确定的，其需要系数值一般都比较低，因此需要系数法一般比较适用于确定车间范围内的计算负荷。如果采用需要系数法来计算分支干线上用电设备组的计算负荷，则附录表1中的需要系数值往往偏小，宜适当取大。只有1 2台设备时可取Kd=1, 即P30=Pe 。对于电动机，由
10、于它本身的损耗较大，如只有一台电动机时，应计入电动机的效率，其P30=PN /(式中PN 为电动机额定容量)。在Kd适当取大的同时，cos 也宜适当取大。 还要注意：需要系数值与用电设备的类别和工作状态有很大关系，在计算时首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则将造成错误。,返回,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。 解：此机床组电动机的总容量为 查附录表1得 Kd = 0.160.2(取0.2)，cos =0.5，tan =1.73 。则: 有功计算负荷 无功计算负荷
11、视在计算负荷 计算电流,返回,返回, 多组用电设备计算负荷的确定 确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数(又称参差系数或综合系数) Kp和 Kq ： 对车间干线取 Kp= 0.850.95， Kq= 0.900.97 对低压母线 由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时取 Kp= 0.800.90， Kq= 0.850.95 由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取 Kp= 0.900.95， Kq= 0.930.95,返回,注意：由于
12、各组设备的功率因数不一定相同，因此总视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷也不能按(2-12)式计算。 还要注意：在计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均按附录表1所列的计算系数来计算，不必考虑设备台数少而适当增大Kd和cos 值的问题。,返回,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：各组的计算负荷 金属切削机床组 查附录
13、表1，取Kd=0.2，cos =0.5，tan =1.73 故 P30(1)= 0.250kW=10kW ，Q30(1)= 10kW1.73=17.3kvar, 电阻炉 查附录表1，取Kd=0.7，cos =1，tan =0 故 P30(3)= 0.72kW=1.4kW ，Q30(3)=0, 通风机组 查附录表1，取Kd=0.8，cos =0.8，tan =0.75 故 P30(2)= 0.83kW=2.4kW，Q30(2)= 2.4kW0.75=1.8kvar,380V线路上的总计算负荷为(取Kp= 0.850.95，Kq= 0.900.97 ),返回,返回,返回,附录表1中列出部分用电设备
14、组的二项式系数b、c 和最大容量的设备台数x值，可供参考。 按二项式法确定设备组的计算负荷时，如果设备总台数n 少于附录表1中规定最大容量设备台数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，且按“四舍五入” 取整数。例如某机床电动机组只有7台时，则x =7/24；如果用电设备组只有12台设备时，就可认为P30=Pe。对于一台电动机则P30=PN / ，(式中PN 为电动机额定容量， 为其额定效率)。在设备台数较少时，cos 值也宜适当取大。,二项式法更适于确定设备台数较少而容量差别较大的低压分支干线的计算负荷。因为二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平
15、均负荷，而且考虑了其中少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响。但是二项式系数主要只有机械加工工业用电设备组的数据，其他行业的这方面数据尚缺，从而使其应用受到一定的局限。,返回,例2-1与例2-3的计算结果比较：二项式法的计算结果比需要系数法的计算结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下。供电设计的经验说明，选择低压分支干线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜。我国建筑行业标准JGJ/T 16-1992民用建筑电气设计规范也规定：“用电设备台数较少、各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法” 。,例2-3 试用二项式法来确定例2-1所示机床组的计算负荷。 解：由附录表1查得 b =0.14，c =0.4，x =5，cos =0.5，tan =1.73。 设备总容量为 Pe =120.5kW (见例2-1) x 台最大容量的设备容量为 Px=P5 =7.5kW3+4kW2=30.5kW 按式(2-21) 求得有功计算负荷为 P30=P5 =0
