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1、第六章 工厂供配电系统供电负荷的计算Electric loadscalculation of power supply system of industrial enterprise6-1 负荷曲线与特征参数Load curves and characteristic parameters一、电力系统负荷的组成 composition of electric power load电力系统的总负荷：系统中千万个用电设备所需功率的总和。 （异步电动机、同步电动机、电热炉、整流设备、照明等）综合用电负荷： 工业、农业、交通运输和市政生活所需的功率之和。供电负荷：综合用电负荷网络损耗发电负荷：供电负荷
2、厂用电二、负荷曲线 load curve反映电力负荷随时间变化的曲线按负荷种类分：有功负荷曲线，无功负荷曲线、按时间长短分：日负荷曲线，月负荷、年负荷曲线 按计量地点分：个别用户、电力线路、变电所、发电厂乃至整个地区、整 个系统相对来讲，无功负荷曲线用途较小，实际只是隔一段时间编制一次无功功率平衡表或各枢纽点电压曲线1. 日负荷曲线:负何一天24小时内的变化曲线，用于制定各发电厂发电负何计划、发 电厂制定投标策略的依据。可用于决定系统的日发电量。2. 年最大负荷曲线一年内逐月或逐日综合最大有功功率负荷变化曲线。用于制定发电设备的检修计划，决定系统的总装机容量。3. 年负荷持续曲线它不按时间的先
3、后排列，只按全年的负荷变化，根据各个不同的负荷值 在一年内的累计持续时间而重新排列组成； 依据该曲线可以计算出一年 内消耗的总电能。三、负荷曲线的特征参数parameters of load curve1. 最大负荷Pmax2. 最小负荷 Pmin3. 全年的电能A = .8760 pdt全日的电能4-A4.年最大负荷利用小时数Tm ax ,TmaxAPmax8760o PdtPmax5.平均负荷Pav 二虹二8760246.负荷率：平均负荷与最大负荷的比值有功负荷率a：Pav或 Pav =a -a越小，说明曲线起伏越大，a 1无功负荷率1:-或者 Qav 一 -Qmax，Q max一般的工业
4、企业：:=0.76 0.82=0.70 0.756-2 计算负荷及有关系数Calculation load and related parameters一、计算负荷 calculation load1、 计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷， “计算负荷” 产生的热效应应该和实际变动负荷产生的最大热效应相等。2 、 通常把半小时平均负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷3 、 0.5 小时平均负荷曲线：将每间隔 0.5h 读取有功电能表的读数，除以 30min ，求得有功平均值，然在以纵轴为有功、横轴为时间的直角 坐标系中逐点描绘而成。4 、 取 0.5h 平均负荷的原因一般中小截面导
5、体的发热时间常数为 T = 10min以上，经验表明，其达 到稳定温升时间为（34） T，也就是说载流导体大约经过半小时可达 到稳定温升值；如导线承载短暂尖峰荷，显然不能是导线温升达到最 高，只有持续时间 30min 以上，才有可能使导线温升达到最高值。为 计算方法一致，对其它供电元件均采用 0.5h 平均负荷最大值为计算负 荷。相关系数1 .需要系数Kd2 .利用系数Ku3 .同时系数KdKu负荷曲线最大有功负荷设备容量负荷曲线平均有功负荷设备容量maxPnPav车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷不同时出现，用到同时系数。有功同时系数PeamPeai.无功同时系数KxQ
6、=Qcam:一 Qeai.osI-3按需要系数法确定计算负荷Calculati on of power loads using the dema nd factor method多用于确定车间变电所负荷和全厂负荷总降压变电所计算时从负荷端开始，逐级上推，到电源进线结束,-llOkV车冏Si电所低压电容金低朋电设备孕筍压用电 设备一、确定单台用电设备的设备容量（Pn）和计算负荷 “设备容量”经过折算至统一工作制下的“额定功率”用Pn表示1、用电设备的工作方式1 ）长期工作制：在规定的环境温度下连续运行，设备任何部分温度升不会超过最高允许 值。2）短暂工作制：用电设 备的运行时间短，停歇时间长，工
7、作时间内温升未达到该负荷下 的稳定值即停歇冷却，停歇时间内温度降到其周围介质的温度。求计算负荷时一般不考虑短暂工作制的用电设备。3）重复短暂工作制：断 续方式反复进行工作，工作时间（t）与停歇时间（to）相互交替, 工作时间内设备温度升高，停歇时间内温度又下降，若干周期后 达到一个稳定的波动状态。暂截率：Jc% t 100%，又称负荷持续率或接电率。t t0我国规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期10min吊车用电动机的标准暂载率有 15%，25%，40%，60% ； 电焊设备的标准暂载率有 50%，65%，75%，100%单个用电设备的设备容量Pn1) 长期工作制的电动 机：Pn =P
8、n( kW)2) 重复短暂工作制电动 机：换算到Jc% =25%下， Jc%Pn = Jc25%Pn =2Pn Jc%3) 电焊机及电焊装置统一换算 Jc%=100% 下，PnJc% Pn - Jc%SnCOS N （ kW）、JG00 %4）电炉变压器：Pn 二 Sn cos ；：N （ kW）照明设备: 白炽灯、碘钨灯：Pn = Pn荧光灯：Pn = 1.2 Pn （考虑镇流器的损耗）高压水银荧光灯：Pn = 1.1 Pn金属卤化物灯：Pn = 1.1 Pn 照明设备的设备容量估算：口 （kW）1000S-建筑物面积，m2 ;A-单位面积照明容量，W/m2不对称单相负荷有多台单相用电设备时
9、，应力求均匀分配到三相上当单相设备总容量15%三相用电设备总容量时,单相负荷PNph接于相电压时Pn =3Pnw单相负荷PNph接于线电压时Pn3Pn p h否则按三相对称考虑单台用电设备的计算负荷Pca.1长期工作制：Pca.1二Pn1、计及效率的单台用电设备（如电动机）：Pca.1二旦用电设备组的计算负荷Pea 2将工艺性质相同的、且需要系数相近的用电设备合并成组Pea2 二 KPn( kW)Qea.2 二 Pea.2 tg :()Sea.2 JPea.2 +QCa.2 ( KVA )同时使用系数负荷系数KrKlKd = L Kw _1d wl用电设备平均效率输电线路效率注：选取Kd 一定
10、要与V Pn的计算范围相对应三、车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷（Pea.3 ）Pea3 二 Kp Pea.2( kW)Qea.3二 KqQea.2 Qe3 ( kVa)Qe3 :变电所低压母线上静电电容器组容量Sea. 3=Pel.3 - QCa.3( kV A)注：K 的选取:台数较多时，Kd的取较小值；反之，取 较大值 注:d 的选耳.设备使用较高时，取较 大值；反之，取较小值四、车间变电所变压器高压侧的计算负荷（Pea.4 ）Pea4 二 Pea3略2 ( kW)Sca.4-QCa.4(kV A)但因车间变的容量未定，故近似计算：厶PT2 =2% Sca3 （ kW）Qt2
11、 =10% Sca.3(kvar)五、车间变电所高压母线上的计算负荷（Pca.5 ）Pca5 八 Pca.4 （ KW）Qca.5 = Qca.4 （ Kva）Sca.5Q；5（ KVA）六、总降压变电所出线上的计算负荷（Pca.6）Pca6 Pca.5 （ KW）Qca.6 Qca.5 （ Kvar）Sca.6 ： Sca.5 （ KVA）七、总降压变电所变压器低压侧母线上的计算负荷（Pca.7）Pca7 二心 Pca.6（ KW）Qca.7 二 Kq Qca.6 Qc7 （ KVa）Sca.7 二尼.7 Q爲（MVA）八、全厂总计算负荷（Pca.8）此外:Qca8 =Qca7 * lQT1
12、cos 8KacaPca.8注：Pca.8即为用户申请电量；cOS 8可提供给高压线路作电气计算之用，以 判断是否进行无功补偿，此外，运用需要系数法计算负荷时要注意以下两 点：八、1）Kd是针对负荷群的，对单台设备来说不存在 Ka2）查表时，Kd的选取一定要与负荷群的划分范围相对应。各种确定计算负荷的方法1、需要系数法缺点：将Kd看作与设备台数多少及设备容量悬殊情况无关的固定值这是不严格的；适用于求取全厂或大型车间变电所的计算负荷。2、二项式系数法（结果偏大）考虑设备台数和大容量用电设备的影响 ；多用于机械加工、热处理车 间中设备少容量差别大的配电箱及车间干线。3、利用系数法 （结果接近实际但
13、计算复杂）以概率论为理论基础求得用电设备在工作时的功率迭加曲线。通过利用系数、平均利用系数、有效利用台数、最大系数等来计算。6-4 工业企业供配电系统功率因数的提高Improvement of power-factor of industrial enterprise一、提高功率因数的意义 the meaning of the power-factor improvement有功需求量保持不变的情况下，用电设备功率因数降低，将有以下不 良后果：1 、 增加输电网的有功损耗和电能损耗。2 、 使线路上电压损耗增大，使负荷端电压下降，甚至影响用电设备正 常运行。3、 不能充分利用发电设备和变电设备
14、的容量综上所述，应设法提高相关部分的功率因数，以充分利用发电部分和 变输电部分的设备容量，提高其输电能力；减小导线截面，以节约有色金 属，减少电网中功率损耗和电能损耗，降低电网电压损失、电压波动。二、几种功率因数的计算 calculatio n of several power-factor1. 瞬时功率因数根据功率因数表直接读出；或根据同一时刻的功率表、电压表和电流表 的读数计算得来。计算公式为：cos 二PS 13UIP 有功功率表测出的三相读数，kW ；U电压表测出的线电压读数，kV； I电流表测出的线电流读数,A2均权功率因数用以计算已投入生产的工业企业的功率因数。A1COSwav =，=， 二 A 有功电能 ;W 一无功电能XT严尹“月平均功率因数”依据一个月内有功电能、无功电能用量计算的。供电部门实际上要求工业企业的“均权功率因数”不得低于全国供用 电规则的规定。3.最大负荷时的功率因素cos , cos %1)补偿前最大负荷时的功率因数cos v 电二Pca2)补偿后最大
