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1、2022/5/1第2章工厂电力负荷及其计算n主要内容n工厂电力负荷与负荷曲线n三相用电设备组计算负荷的确定n单相用电设备组计算负荷的确定n工厂计算负荷与年耗电量的计算n尖峰电流及其计算2022/5/1重点、重点、难点难点了解了解： 工厂电力负荷与负荷曲线相关概念工厂电力负荷与负荷曲线相关概念理解理解：n尖峰电流及其计算尖峰电流及其计算掌握掌握： 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定-需要系数法需要系数法 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定n工厂计算负荷与年耗电量的计算工厂计算负荷与年耗电量的计算-逐级计算法逐级计算法重点：重点：n三相用电设备组计算负荷
2、的确定三相用电设备组计算负荷的确定n工厂计算负荷与年耗电量的计算工厂计算负荷与年耗电量的计算难点2022/5/12.1工厂电力负荷与负荷曲线工厂电力负荷与负荷曲线n2.1.1负荷分级与可靠性要求负荷分级与可靠性要求按GB50052-1995供配电系统设计规范规定,根据其对供电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：n 一级负荷一级负荷：中断供电将造成人身伤亡；将在政治、：中断供电将造成人身伤亡；将在政治、经济上造成重大损失。经济上造成重大损失。双独立电源供电双独立电源供电n一级负荷中特别重要的负荷，还须增设应急电源。 常用的应急电
3、源有：n1) 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门供电线路；3) 蓄电池；4) 干电池。n二级负荷二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成重大损失。：中断供电将在政治、经济上造成重大损失。两回路供电或专用电源供电两回路供电或专用电源供电（一根（一根架空线或两条电缆）架空线或两条电缆）n三级负荷三级负荷：不重要的一般负荷。：不重要的一般负荷。单电源单电源n电力负荷电力负荷( (电力负载电力负载):):用电设备和用户耗用的功率和电流大小。用电设备和用户耗用的功率和电流大小。( (或耗用电能的用电设备和用户或耗用电能的用电设备和用户) )。 2022/5/12.1.2工厂常用
4、的用电设备及工作制1.生产加工机械的拖动设备2电焊和电镀设备3电热设备4照明设备2022/5/1n连续运行工作制：连续运行工作制：n短时运行工作制：短时运行工作制：断续周期工作制：断续周期工作制：n是指工作时间较长，连续运行的用电设备。是指工作时间较长，连续运行的用电设备。12h12hn是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制。半小时以下。工作制。半小时以下。n是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的用电设备的工作制。周期不超过用电设备的工作制。周期不超过1010分，分，n如：通风机、压缩如：
5、通风机、压缩机、各种电炉、机床、机、各种电炉、机床、照明等照明等n如吊车用电动如吊车用电动机、电焊用变压机、电焊用变压器等。器等。n如金属切削机床用如金属切削机床用的辅助机械（横梁升的辅助机械（横梁升降、刀架快速移动装降、刀架快速移动装置等）、水闸用电机置等）、水闸用电机等。等。用电设备的工作制可分为：用电设备的工作制可分为：2022/5/1n周期性工作，运行时温度达不到允许温升，停止时周期性工作，运行时温度达不到允许温升，停止时降不到环境温度，但从长时看可达到允许温升降不到环境温度，但从长时看可达到允许温升n为表征其为表征其断续周期断续周期的特点，用整个工作周期里的工的特点，用整个工作周期里
6、的工作时间与全周期时间之比，即用负荷持续率（作时间与全周期时间之比，即用负荷持续率（FCFC）表示：表示：n 式中式中 工作时间；工作时间；n 停歇时间；停歇时间；n 整个周期时间，不应超过整个周期时间，不应超过10min.10min.2022/5/1生产加工机械的拖动设备是机械加工类工厂的主要用电设备，也是工厂电力负荷的主要组成部分，可分为机床设备机床设备和起重运输设备起重运输设备两种：机床设备机床设备:工厂金属切削和金属压力加工的主要设备，这些设备的动力，一般都由异步电动机供给，根据工件加工需要，有的机床上可能有几台甚至十几台电动机，这些电动机一般都要求能长期连长期连续工作续工作，电动机的
7、总功率可以从几百瓦到几十千瓦不等。2022/5/1n起重运输设备起重运输设备: :是工厂中起吊和搬运物料、运输客货的重要工具n空压机、通风机、水泵空压机、通风机、水泵等也是工厂常用的辅助设备，它们的动力都由异步电动机供给，工作方式属于长期连续工作方式，设备的容量可以从几千瓦到几十千瓦 ，单台设备的功率因数在0.8以上。 2022/5/1电焊设备电焊设备是车辆、锅炉、机床等制造厂的主要用电设备，在中小型机械类工厂中通常只作为辅助加工设备，负荷量不会太大。电焊电焊:包括1)利用电弧的高温进行焊接的电弧焊电弧焊;2)利用电流通过金属连接处产生的电阻高温进行焊接的电阻焊电阻焊（接触焊）;3)利用电流通
8、过熔化焊剂产生的热能进行焊接的电渣焊电渣焊等。2022/5/1n电焊机的工作特点是： n1.工作方式呈一定的周期性呈一定的周期性，工作时间和停歇时间相互交替。n2.功率较大，380V单台电焊机功率可达400kVA，三相电焊机功率最大的可达1 000kVA以上。n3.功率因数很低，电弧焊机的功率因数为0.30.35，电阻焊机的功率因数为0.40.85。n4.一般电焊机的配置不稳定，经常移动。2022/5/1电镀设备n电镀电镀的作用是防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。另外，塑料、陶瓷等非金属零件表面，经过适当处理形成导电层后，也可以进行电镀。n电镀设备的工作特点是：n1
9、.工作方式是长期连续工作的长期连续工作的。n2.供电采用直流电源，需要晶闸管整流设备。n3.容量较大，功率从几十千瓦到几百千瓦，功率因数较低，为0.40.62。2022/5/1电热设备按其加热原理和工作特点可分为：电阻加热炉电弧炉感应炉其他加热设备用于各种零件的热处理；用于矿石熔炼、金属熔炼；用于熔炼和金属材料热处理；包括红外线加热设备、微波加热设备和等离子加热设备等。中小型机械类工厂的电热设备一般较简单。n电热设备的工作特点是：n1.工作方式为长期连续工作方式长期连续工作方式。n2.电力装置一般属二级或三级负荷。n3.功率因数都较高，小型的电热设备可达到1。 2022/5/1照明设备电气照明
10、电气照明:是工厂供电的重要组成部分，合理的照明设计和照明设备的选用是工作场所得到良好的照明环境的保证。常用的照明灯具有：白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。2022/5/1n照明设备的工作特点：n1.工作方式属长期连续工作方式长期连续工作方式。n2.除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外，其他类型的灯具功率因数均较低。n3.照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。n4.照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在10%左右。 2022/5/1工厂用电负荷的分类2022/5/12.1.3 负荷曲线的基本概念负荷曲线的基本概念n负荷曲线负荷曲线 电力负荷随时间变化的曲线。反映
11、用电过程用电电力负荷随时间变化的曲线。反映用电过程用电高峰和低谷。高峰和低谷。负荷曲线分类：按负荷对象分，有工厂的、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；按负荷 变动的时间分，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和梯形负荷曲线， 2022/5/1日负荷曲线日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线n负荷曲线是电力负荷随时间变化的图形。n一、日负荷曲线：日负荷曲线：负荷在一昼夜间（0-24h）变化情况。 n制作：n（1）以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负
12、荷曲线形负荷曲线线。n（2）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将其读数记录下来，求出0.5h的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是阶梯形负荷曲线。阶梯形负荷曲线。2022/5/1图2-1 日有功负荷曲线a) 依点连成的负荷曲线 b) 依点绘成梯形的负荷曲线2022/5/1二、持续负荷曲线二、持续负荷曲线n年负荷曲线年负荷曲线两种:年运行负荷曲线n年持续负荷曲线。n年运行负荷曲线：年运行负荷曲线：可根据全年日负荷曲线间接制成。nn年持续负荷曲线：年持续负荷曲线：其绘制，要借助一年中有代表性借助一年中有代表性的冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线的冬季日
13、负荷曲线和夏季日负荷曲线。2022/5/1年持续年持续负荷曲线负荷曲线绘制方法如图2-2所示。图2-2是南方某厂的年负荷曲线，图中P2在年负荷曲线上所占的时间计算为T2=200t2+165t2，。其中夏季和冬季在全年中占的天数视地理位置和气温情况核定。北方：冬季200天，夏季165天南方：夏季200天，冬季165天图2-2年负荷持续时间曲线的绘制（a）夏季日负荷曲线（b）冬季日负荷曲线（c）年负荷持续时间曲线2022/5/1n是按全年每日的最大负荷（通常取每日的最大负荷半小时平均值）绘制的.三.年每日最大负荷曲线日期（日/月）Pmax1/131/12 同行业、同规模的企业，负荷曲线相似，可从已
14、建好的企业了解其最大负荷、用电量等参数。可以从中获得一些对设计和运行有用的资料。因此负荷曲线对于从事工厂供电设计和运行的人员来说，都是很必要的。2022/5/12.1.4 与负荷曲线和负荷计算有关的物理量与负荷曲线和负荷计算有关的物理量n1）年最大负荷年最大负荷(半小时最大负荷半小时最大负荷P30) 年负荷曲线中最大负荷。即全年中负荷最大的工年负荷曲线中最大负荷。即全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的作班内消耗电能最大的30分钟的平均功率分钟的平均功率Pmax年最大负荷持续运行年最大负荷持续运行Tmax所消耗的电能，恰等于全所消耗的电能，恰等于全年实际消耗电年实际消耗电能。Tmax称为年最大
15、负荷利用小时。最大负荷利用小时。图2-4年最大负荷和年最大负荷利用小时nWa 为年实际消耗的电能量。n Tmax 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，与工厂的生产班制有明显的关系2022/5/1n2）平均负荷平均负荷 电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率。内平均消耗的功率。n年平均负荷Pav,如图2-4所示，阴影部n分表示全年实际消耗的电能Wa，则：n3）负荷系数负荷系数 年平均负荷与年最大负荷的比值。年平均负荷与年最大负荷的比值。图2-4年平均负荷2022/5/1（2）负荷系数负荷系数 KLKL 负荷系数是指平均负荷与最负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值，
16、有功负荷系数大负荷的比值，有功负荷系数K KaLaL和无功负荷系数和无功负荷系数K KrLrL，即即有时也用有时也用表示有功负荷系数，用表示有功负荷系数，用表示无功负荷系表示无功负荷系数。一般工厂数。一般工厂=0.70.75=0.70.75，=0.760.82 =0.760.82 注意：对单个用电设备或用电设备组，有：注意：对单个用电设备或用电设备组，有： 2022/5/12.2计算负荷的确定 要保证供电系统安全可靠的工作，实要保证供电系统安全可靠的工作，实际负荷电流通过系统各个元件产生的热量引际负荷电流通过系统各个元件产生的热量引起的温升应不超过导体和电气设备在规定使起的温升应不超过导体和电气设备在规定使用期间内长期工作的允许温升。用期间内长期工作的允许温升。2022/5/1负荷计算目的 求计算负荷的这项工作称为负荷计算。求计算负荷的这项工作称为负荷计算。n负荷计算的内容负荷计算的内容n求计算负荷求计算负荷-选择变压器、开关电器等选择变压器、开关电器等n求尖峰电流求尖峰电流-校验电压波动和选择保护电器校验电压波动和选择保护电器n求一、二级负荷求一、二级负荷-确定备用电源或应急电源确定
