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1、第3章第1页第2章第1页 负荷计算负荷计算 62337736负荷计算EXIT主要内容主要内容主要内容主要内容内容提要：本本章章介介绍绍中中小小型型工工厂厂电电力力负负荷荷的的运运用用情情况况、负负荷荷性性质质及及其其工工作作制制，重重点点介介绍绍了了确确定定用用电电设设备备组组计计算算负负荷荷的的两两种种常常用用方方法法需需要要系系数数法法和和二二项项式式系系数数法法。接接着着讲讲述述了了无无功功补补偿偿的的措措施施。另另外外还还简简要要介介绍绍了了对对供供配配电电系系统统中中各各点点负负荷荷进进行行逐逐点点计计算算的的方方法法以以及及城城市电网用电负荷预测的常用方法。市电网用电负荷预测的常用
2、方法。负荷计算EXIT第第第第3 3 3 3章负荷计算章负荷计算章负荷计算章负荷计算3.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线3.2负荷计算的方法负荷计算的方法3.3供配电系统的功率损耗和电能损耗供配电系统的功率损耗和电能损耗3.4功率因数计算与无功功率补偿功率因数计算与无功功率补偿小小结结负荷计算EXIT3.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线3.1.1工厂常用的用电设备工厂常用的用电设备3.1.2工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制3.1.3负荷曲线负荷曲线负荷计算EXIT“电力负荷电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，它可在不同的场合可以有不同的含义，它可
3、以指以指用电设备用电设备或或用电单位用电单位，也可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的的功率功率或或电流电流的大小。的大小。负荷计算EXIT3.1.1工厂常用用电设备工厂常用用电设备生产加工机械的拖动设备；生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电焊、电镀设备；电热设备；电热设备；照明设备。照明设备。 负荷计算EXITp1.生产机械的拖动设备生产机械的拖动设备 机床设备机床设备起重运输设备起重运输设备功能功能金属切削金属切削金属压力加工金属压力加工功能功能起吊搬运物料起吊搬运物料运输客货运输客货车床车床铣床铣床刨床刨床钻床钻床磨床磨床组合机床组合机床镗床镗床冲床冲床锯床锯床剪床
4、剪床砂轮机砂轮机吊车吊车行车行车输送机输送机电梯电梯自动扶梯自动扶梯生产机械的生产机械的拖动设备拖动设备负荷计算EXITp2电焊和电镀设备电焊和电镀设备 电电焊焊设设备备n n电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：（1 1）工工工工作作作作方方方方式式式式呈呈呈呈一一一一定定定定的的的的周周周周期期期期性性性性，工工工工作作作作时时时时间间间间和和和和停歇时间相互交替。停歇时间相互交替。停歇时间相互交替。停歇时间相互交替。（2 2）功率较大。）功率较大。）功率较大。）功率较大。（3 3）功率因数很低。）功率因数很低。）功率因数很低。）功率因数很低。（4
5、 4）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。负荷计算EXITn n电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：（1 1）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。（2 2）供供供供电电电电采采采采用用用用直直直直流流流流电电电电源源源源，需需需需要要要要晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管整整整整流流流流设备。设备。设备。设备。（3 3）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。）容量
6、较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。 n n电镀的作用：电镀的作用：电镀的作用：电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，提高零件的防止腐蚀，增加美观，提高零件的防止腐蚀，增加美观，提高零件的防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。 电电镀镀设设备备负荷计算EXITp3电热设备电热设备 n n电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：（1 1）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。）
7、工作方式为长期连续工作方式。（2 2）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。（3 3）功功功功率率率率因因因因数数数数都都都都较较较较高高高高，小小小小型型型型的的的的电电电电热热热热设设设设备备备备可达到可达到可达到可达到1 1。电阻加热炉电阻加热炉电弧炉电弧炉感应炉感应炉其它电热设备其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理主要用于熔炼和金属材料热处理红外线加热、微波加热和等离子加热等红外线加热、微波加热和
8、等离子加热等负荷计算EXITp4照明设备照明设备 n n常用照明设备常用照明设备常用照明设备常用照明设备白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物白炽灯、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。灯和单灯混光灯等。灯和单灯混光灯等。灯和单灯混光灯等。 n n照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：（1 1）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。
9、（2 2）除除除除白白白白炽炽炽炽灯灯灯灯、卤卤卤卤钨钨钨钨灯灯灯灯的的的的功功功功率率率率因因因因数数数数为为为为1 1外外外外，其其其其它它它它类类类类型型型型的的的的灯灯灯灯具具具具功率因数均较低。功率因数均较低。功率因数均较低。功率因数均较低。（3 3）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。（4 4）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在10
10、%10%左右。左右。左右。左右。 负荷计算EXITp5工厂用电负荷的分类工厂用电负荷的分类序 号 车 间 用 电 设 备 负荷级别 1金属加工车间 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床一级价格贵，作用大，数量多的数控机床 二级2铸造车间冲天炉、鼓风机、30t及以上的浇铸起重机 三级3热处理车间井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵 二级4锻压车间锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机 二级5电镀车间大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线 二级6模具成型车间隧道窑鼓风机、卷扬机二级7层压制品车间压塑机及供热锅炉 二级8线缆车间冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真空泵、液压泵、收线用
11、电设备、漆泵电加热设备 二级9空压站单台60m3/min以上空压机 二级有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵 二级离心式压缩机润滑油泵 一级表表31小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类负荷计算EXIT3.1.2工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制长期连续工作制设备长期连续工作制设备短时工作制设备短时工作制设备反复短时工作制设备反复短时工作制设备能能能能长长长长期期期期连连连连续续续续运运运运行行行行，每每每每次次次次连连连连续续续续工工工工作作作作时时时时间间间间超超超超过过过过8 8小小小小时时时时，运运运运行行行行时时时时负负负负荷荷荷荷比
12、比比比较较较较稳稳稳稳定定定定。如如如如：照照照照明明明明设设设设备备备备、电电电电动动动动扶扶扶扶梯梯梯梯、空空空空调调调调风风风风机、电炉等。机、电炉等。机、电炉等。机、电炉等。 这这这这类类类类设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作时时时时间间间间较较较较短短短短，停停停停歇歇歇歇时时时时间间间间较较较较长长长长。如如如如：金金金金属属属属切切切切削削削削用用用用的的的的辅辅辅辅助助助助机机机机械械械械( (龙龙龙龙门门门门刨刨刨刨横横横横梁梁梁梁升升升升降降降降电电电电动动动动机机机机、刀刀刀刀架架架架快快快快速移动装置速移动装置速移动装置速移动装置) )、水闸用电动机等。、水闸用电
13、动机等。、水闸用电动机等。、水闸用电动机等。这这这这类类类类设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作呈呈呈呈周周周周期期期期性性性性，时时时时而而而而工工工工作作作作时时时时而而而而停停停停歇歇歇歇，如如如如此此此此反反反反复复复复，且且且且工工工工作作作作时时时时间间间间与与与与停停停停歇歇歇歇时时时时间间间间有有有有一一一一定定定定比比比比例例例例。如如如如起起起起重重重重机机机机、电电电电焊机、电梯等焊机、电梯等焊机、电梯等焊机、电梯等负荷计算EXIT（31）起重电动机起重电动机起重电动机起重电动机的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有15%15%、25%25%、40%
14、40%、60%60%四种。四种。四种。四种。电焊设备电焊设备电焊设备电焊设备的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有50%50%、65%65%、75%75%、100%100%四种。四种。四种。四种。通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示表示表示表示负荷持续率负荷持续率负荷持续率负荷持续率（或称（或称（或称（或称暂载率暂载率暂载率暂载率） n n负荷持续率负荷持续率负荷持续率负荷持续率工作时间工作时间停歇时间停歇时间负荷计算
15、EXIT同同一一设设备备在在不不同同的的暂暂载载率率下下工工作作时时，其其输输出出功功率率是是不不同同的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的下。下。n n断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系负荷计算EXIT对起重电动机应统一换算到对起重电动机应统一换算到=25%=25%，换算公式为：，换算公式为： （32）起重电动机起重电动机换换算算后后设设备容量备容量（换换算算前前）设设备备铬铬牌牌额额定定功功率率设设备备铬
16、铬牌牌暂暂载载率率负荷计算EXIT对电焊机设备，应统一换算到对电焊机设备，应统一换算到=100%=100%，换算公式为：，换算公式为： （3-3） 电焊机设备电焊机设备设备铬牌额定容量设备铬牌额定容量设备铬牌功率因数设备铬牌功率因数负荷计算EXITn例例3-1某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台台（其中（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， ），车间有吊车），
17、车间有吊车1 1台台11kW11kW， ），试计算此车间的设备容量。），试计算此车间的设备容量。 负荷计算EXIT解：解：（1 1）金属切削机床的设备容量）金属切削机床的设备容量 金金属属切切削削机机床床属属于于长长期期连连续续工工作作制制设设备备，所所以以2020台台金属切削机床的总容量为：金属切削机床的总容量为： 负荷计算EXIT 电电焊焊机机属属于于反反复复短短时时工工作作制制设设备备，它它的的设设备备容容量量应应统统一一换算到换算到 ，所以，所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量： （2 2）电焊机的设备容量）电焊机的设备容量负荷计算EXIT 吊吊车车属属于于反反复复短短时时
18、工工作作制制设设备备，它它的的设设备备容容量量应应统统一一换换算到算到 ，所以，所以1 1台吊车的容量为：台吊车的容量为：（3 3）吊车的设备容量）吊车的设备容量(4) (4) 车间的设备总容量为车间的设备总容量为负荷计算EXIT3.1.3负荷曲线负荷曲线p定义定义负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。n按负荷对象分按负荷对象分工厂的的负荷曲线工厂的的负荷曲线车间的的负荷曲线车间的的负荷曲线某台设备的负荷曲线某台设备的负荷曲线n按负荷的功率性质分按负荷的功率性质分有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线p分类分类负荷计算EXITn按表示
19、的时间分按表示的时间分年的负荷曲线年的负荷曲线月的负荷曲线月的负荷曲线日的负荷曲线日的负荷曲线工作班的负荷曲线工作班的负荷曲线n按绘制方式分按绘制方式分依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形的负荷曲线梯形的负荷曲线负荷计算EXITp负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标横坐标表示负荷表示负荷变动时间，变动时间，纵坐标纵坐标表示负荷大小（功率表示负荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。图图3.1日有功负荷曲线日有功负荷曲线依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形负荷曲线梯形负荷曲线负荷计算EXIT图图3.2年负荷曲线年负荷曲线
20、年年负负荷荷持持续续时时间间曲曲线线，反反映映了了全全年年负负荷荷变变动动与与对对应应的的负负荷荷持持续续时时间间（全全年年按按8760h计计）的关系。的关系。年年每每日日最最大大负负荷荷曲曲线线，反反映映了了全全年年当当中中不不同同时时段段的的电电能能消消耗耗水水平平，是是按按全全年年每每日日的的最最大大半半小小时时平平均均负负荷荷来来绘绘制的。制的。负荷计算EXITp与负荷曲线有关的参数与负荷曲线有关的参数n(1) (1) 年最大负荷年最大负荷PmaxPmax和年最大负荷利用小时和年最大负荷利用小时TmaxTmax 图图3.3年最大负荷和年平均负荷年最大负荷和年平均负荷负荷计算EXIT年最
21、大负荷年最大负荷P Pmaxmax 年年负负荷荷持持续续时时间间曲曲线线上上的的最最大大负负荷荷， 它它是是全全年年中中负负荷荷最最大大的的工工作作班班消消耗耗电电能能最最多多的的半半小小时时平平均均负荷负荷P P3030。年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时T Tmaxmax假假设设负负荷荷按按最最大大负负荷荷P Pmaxmax持持续续运运行行时时，在在此此时时间间内内电电力力负负荷荷所所耗耗用用的的电电能能与与电电力力负负荷荷全全年年实实际际耗耗用的电能相同。用的电能相同。负荷计算EXIT（3-4）uT Tmaxmax是是一一个个反反映映工工厂厂负负荷荷特特征征的的重要参数重要参数l一班制
22、工厂一班制工厂TmaxTmax=1800=18003000h3000hl两班制工厂两班制工厂TmaxTmax=3500=35004800h4800hl三班制工厂三班制工厂TmaxTmax=5000=50007000h7000h负负荷荷全全年年实实际际耗用电能耗用电能负荷计算EXITn平均负荷平均负荷P Pavav和年平均负荷和年平均负荷 平均负荷平均负荷就是负荷在一定时间就是负荷在一定时间t t内平均消耗的功率内平均消耗的功率（3-5） 年年平平均均负负荷荷就就是是全全年年工工厂厂负负荷荷消消耗耗的的总总功功率率除除全全年总小时数。年总小时数。 （3-6）t时时间间内内耗耗用用的电能的电能负荷
23、计算EXIT3.2负荷计算的方法负荷计算的方法3.2.1概述概述3.2.2需要系数法需要系数法3.2.3二项式法二项式法3.2.4单相用电设备的负荷计算单相用电设备的负荷计算3.2.5全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定负荷计算EXIT3.2.1概述概述p“计算负荷计算负荷”n是是指指用用统统计计计计算算求求出出的的，用用来来选选择择和和校校验验变变压压器器容容量量及及开开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。 PC-负荷的有功计算负荷负荷的有功计算负荷QC-负荷的无功计算负荷负荷的无功计算负荷SC-负荷的视在计算负荷负荷的视在计算负荷IC-负荷的计算电流
24、负荷的计算电流负荷计算EXITp负荷计算负荷计算n是是指指对对某某一一线线路路中中的的实实际际用用电电负负荷荷的的运运行行规规律律进进行行分分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。析，从而求出该线路的计算负荷的过程。o工工程程上上为为了了取取值值和和表表达达方方便便，将将最最大大负负荷荷Pmax作作为为计计算算负荷负荷Pc。负荷计算EXIT需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。所的负荷计算。二项式系数法考虑了用电设备中二项式系数法考虑了用电设备中几台功率较大的设备工
25、作时对负几台功率较大的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般适用于荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷低压配电支干线和配电箱的负荷计算。计算。负荷计负荷计算方法算方法p负荷计算方法负荷计算方法负荷计算EXIT表表3.2各用电设备组的需要系数各用电设备组的需要系数Kd及功率因数及功率因数用电设备组名称 需要系数Kd 二项式系数 最大容量设备台数 功率因数ab小批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床小批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床 0.160.20.180.250.250.30.30.35 0.140.140.240.26 0.40.50.40.5 555
26、5 0.50.50.60.65 1.731.731.331.17 通风机、水泵、空压机 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车铸造车间吊车0.10.150.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻炉、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.70.70.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高
27、频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 点焊机、缝焊机对焊机0.350.35 0.60.71.331.02 自动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 生产厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明生活照明室外照明0.810.50.70.60.81 1.01.01.01.0 0000 负荷计算EXIT3.2.2需要系数法需要系数法 p需要系数法需要系数法 （3-7）（3-8）需要系数需要系数用用 电电 设设 备备组组 所所 有有 设设
28、备备 容容 量量 之之和和每每组组用用电电设设备备的设备容量的设备容量负荷计算EXIT由由于于一一个个用用电电设设备备组组中中的的设设备备并并不不一一定定同同时时工工作作，工工作作的的设设备备也也不不一一定定都都工工作作在在额额定定状状态态下下，另另外外考考虑虑到到线线路路的的损损耗耗、用用电电设设备备本本身身的的损损耗耗等等因因素素，设设备备或或设设备备组组的的计计算算负负荷荷等等于于用用电电设设备备组组的的总总容容量量乘乘以以一一个个小小于于1的的系系数，叫做数，叫做需要系数需要系数，用，用Kd表示。表示。n需要系数需要系数K Kd d 负荷计算EXIT需要系数法需要系数法需要系数需要系数
29、需要需要系数系数同同时时系系数数K：并并非非供供电电范范围围内内的的所所有有用用电电设设备备都都会同时投入使用会同时投入使用负负荷荷系系数数KL：并并非非投投入入使使用用的的所所有有电电气气设设备备任任何何时时候候都会满载运行都会满载运行电电气气设设备备的的平平均均效效率率e：电电气气设设备备额额定定功功率率与与输输入入功率不一定相等功率不一定相等 线线路路的的平平均均效效率率W1 ：考考虑虑直直接接向向电电气气设设备备配配电电的的配配电电线线路路上上的的功功率率损损耗耗后后，电电气气设设备备输输入入功功率率与与系系统统向向设设备备提提供供的的功功率率不不一一定相同定相同 注注：工工程程实实际
30、际中中，很很难难通通过过Kd的的表表达达式式来来求求得得需需要要系系数数，一一般般都都是是通通过过查查表表求得其经验值求得其经验值负荷计算EXIT用用 电 设 备 组 名名 称称需要系数需要系数k kd d功率因数功率因数coscostantan通通风机和水机和水泵运运输机、机、传达达带混凝土及砂混凝土及砂浆搅拌机拌机破碎机、破碎机、筛、泥、泥泵、砾石洗石洗涤机机起重机、掘土机、升降机起重机、掘土机、升降机电焊机机建筑室内照明建筑室内照明工地住宅、工地住宅、办公室照明公室照明变电所所室外照明室外照明0.750.750.850.850.520.520.600.600.650.650.700.70
31、0.700.700.250.250.450.450.800.800.400.400.700.700.500.500.700.701.01.00.800.800.750.750.650.650.700.700.700.700.450.451.01.01.01.01.01.01.01.00.750.750.880.881.771.771.021.021.021.021.981.980 00 00 00 0建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数 负荷计算EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题
32、题n（1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取n(2)用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷有功计算负荷：有功计算负荷：（3-9）无功计算负荷：无功计算负荷：（3-10）负荷计算EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题视在计算负荷：视在计算负荷：（3-11）计算电流：计算电流：（3-12）负荷计算EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题n(3)多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷总的有功计算负荷：总的有功计算负荷：（3-13）总的无功计算负荷：总的无功计算
33、负荷：（3-14）负荷计算EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题总的视在计算负荷：总的视在计算负荷：（3-15）总的计算电流：总的计算电流：（3-16）负荷计算EXIT在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数K。应用范围应用范围K确定车间变电所低压线路最大负荷确定车间变电所低压线路最大负荷冷加工车间冷加工车间热加工车间热加工车间 动力站动力站0.70.80.70.90.81.0确
34、定配电所母线的最大负荷确定配电所母线的最大负荷负荷小于负荷小于5000kW计算负荷小于计算负荷小于500010000kW 计算负荷大于计算负荷大于10000kW0.91.00.850.8表表3.3同时系数同时系数K负荷计算EXITn例例3-2（接例（接例31）某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台台（其中（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， ），车间有吊车），
35、车间有吊车1 1台台11kW11kW， ），试计算此车间的），试计算此车间的计算负荷计算负荷。 负荷计算EXIT解：解：（1 1）金属切削机床组的计算负荷）金属切削机床组的计算负荷 查查表表3.23.2取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：所以，有所以，有负荷计算EXIT（2 2）电焊机组的计算负荷）电焊机组的计算负荷查表查表3.2 3.2 取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：负荷计算EXIT（3 3）吊车组的计算负荷）吊车组的计算负荷查表查表3.23.2取需要系数和功率因数为取需要系数和功率因数为负荷计算EXIT（4 4）全车间的总计算负荷）全车间的总计算负荷 根据表根
36、据表3.33.3，取同时系数，取同时系数 ，所以全车，所以全车间的计算负荷为：间的计算负荷为：负荷计算EXIT某机修车间某机修车间380V380V线路上有如下设备：线路上有如下设备： 对焊机一台：对焊机一台：SN=42kVA, SN=42kVA, N=60%,cosN=60%,cos =0.62=0.62 10 10吨桥式起重机一台吨桥式起重机一台：PN=39.6kW,PN=39.6kW, N=40%N=40% 金金属属切切削削用用三三相相电电机机：7.5kW 7.5kW 3 3台台, , 4kW 4kW 8 8 台台;3kW 17;3kW 17台台试求试求计算负荷计算负荷。n作业作业负荷计算
37、EXITp应用场合应用场合n在在计计算算设设备备台台数数不不多多，而而且且各各台台设设备备容容量量相相差差较较大大的的车车间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。p基本公式基本公式（3-17）3.2.3二项式法二项式法b 、c二二项项式式系系数数，根根据据设设备备名名称称、类类型型、台台数查表数查表3.2选取选取指指用用电电设设备备中中x台台容容量量最大的设备容量之和最大的设备容量之和用用电电设设备备组组的平均负荷的平均负荷用用电电设设备备组组的的设备总容量设备总容量指用电设备中指用电设备中x 台容量台容量最大的设备投入运行时最大的设备投入运
38、行时增加的附加负荷。增加的附加负荷。负荷计算EXITQ30，S30，I30的计算公式与前述需要系数法相同。的计算公式与前述需要系数法相同。负荷计算EXIT二二二二项项项项式式式式法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题：n（1）对）对12台用电设备台用电设备n（2）用电设备组）用电设备组有有功功计计算算负负荷荷的的求求取取直直接接应应用用式式（3-17），其其余余的的计算负荷与需要系数法相同。计算负荷与需要系数法相同。负荷计算EXIT二二二二项项项项式式式式法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题：p（3）多组用电设备）多组用电设备要考虑各组用电
39、设备的最大负荷不同时出现的因素。在各要考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷，再加上各组平组用电设备中取其中一组最大的附加负荷，再加上各组平均负荷，求出设备组的总计算负荷。均负荷，求出设备组的总计算负荷。 总的有功计算负荷为总的有功计算负荷为：（3-18）总的无功计算负荷为总的无功计算负荷为：（3-19）各各组组中中最最大大的的一一组组附附加加负荷负荷最最大大附附加加负负荷荷所所在在设设备备组组的的对对应应的的值值负荷计算EXIT用用二二项项式式法法计计算算例例3.13.1车车间间的的金金属属切切削削机机床床组组的的计计算负荷。算负荷。解：查表解：
40、查表3.23.2取取二项式系数二项式系数所以所以n例例3-3负荷计算EXITo某某380V线路上接有下列设备：线路上接有下列设备：冷加工机床，冷加工机床，27.5kW， 36 kW，252.6 kW；电加热设备，电加热设备，36kW；吊车组，吊车组，110.5kW，25；电焊机，电焊机，122kVA，60，cos0.6；电焊机，电焊机，28.85kVA，100，cos0.6；o试用试用二项式法二项式法确定该线路上的确定该线路上的计算负荷计算负荷。n例例3-4负荷计算EXITp解：确定分组，各组中设备功率。解：确定分组，各组中设备功率。n第一组：冷加工机床组第一组：冷加工机床组 查查表表得得，x
41、5，c0.4，b0.14，cos0.5，tan1.73。 bPe-1=0.14（27.536252.6）13.72kW cPx-1=0.4(27.5+36)=13.20kW负荷计算EXITn第二组：电加热设备第二组：电加热设备 查表得，查表得， c0，b0.7，cos1，tan0。 bPe-2=0.71812.60kW cPx-2=0n第三组：吊车组第三组：吊车组 查表得，查表得，x3，c0.2，b0.06，cos0.5， tan1.73。 bPe-3=0.0610.500.63kW cPx-3=0.210.50=2.1kW负荷计算EXITn第四组：电焊机设备组第四组：电焊机设备组 查表得，查
42、表得，c0，b0.35，cos0.6，tan1.33。因为因为P ，所以，所以 bPe-4=0.35（P4+P5）0.35 7.29 cPx-4=0负荷计算EXIT因为第一组中的因为第一组中的cPx-1值最大，所以有功计算功率值最大，所以有功计算功率 Pc（bPe-1bPe-2bPe-3bPe-4）(cPx)max 49.92kW Qc（bPe-1tan1+ bPe-2tan2+ bPe-3tan3+ bPe-4tan4）+(cPx)max tanmax=60.66kvar取取 cPx-1的值的值负荷计算EXITo现现代代建建筑筑中中的的用用电电设设备备从从供供电电的的形形式式上上可可分分为为
43、单单相相和和三三相相两大类。两大类。n单单相相：单单相相电电动动机机、电电热热设设备备、电电焊焊机机和和各各种种形形式式的家用电器设备。的家用电器设备。n三三相相：电电动动机机为为动动力力的的各各种种设设备备例例如如给给水水泵泵、集集中中式空调机、电梯等。式空调机、电梯等。o当当供供电电形形式式为为三三相相供供电电系系统统时时，根根据据设设计计规规范范中中有有关关条条款款的的规规定定必必须须将将单单相相用用电电设设备备平平均均地地分分配配到到各各个个单单相相中中。然然后后才才能能进进行行对对连连接接有有单单相相用用电电设设备备的的三三相相供供电电系系统统负负荷计算。荷计算。3.2.4单相用电设
44、备的负荷计算单相用电设备的负荷计算负荷计算EXITp单相用电设备组确定计算负荷的原则单相用电设备组确定计算负荷的原则 o按按在在三三相相供供电电系系统统中中连连接接单单相相设设备备功功率率和和三三相相设设备备功率的比例功率的比例来制定。来制定。 n在在某某个个计计算算范范围围内内，当当单单相相设设备备功功率率的的总总容容量量小小于于三三相相设设备备功功率率总总容容量量的的15时时，认认为为单单相相设设备备功功率率就相当于三相设备功率。就相当于三相设备功率。 n单单相相设设备备功功率率的的总总容容量量大大于于三三相相设设备备功功率率总总容容量量的的15时时。这这时时三三相相供供电电系系统统处处于
45、于非非平平衡衡状状态态，必必须须将将单单相相用用电电设设备备功功率率换换算算成成等等效效的的三三相相设设备备功功率率，然后进行三相计算负荷的确定。然后进行三相计算负荷的确定。 负荷计算EXITp民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范中规定：中规定：n单相负荷应均匀分配到三相上。单相负荷应均匀分配到三相上。n当当单单相相负负荷荷的的总总容容量量小小于于计计算算范范围围内内三三相相对对称称负负荷荷总容量的总容量的15时，全部按三相对称负荷计算；时，全部按三相对称负荷计算；n当当超超过过15时时，应应将将单单相相负负荷荷换换算算为为等等效效三三相相负负荷荷，再与三相对称负荷相加。再与三相对称负荷相
46、加。 负荷计算EXITp单相用电设备接于相电压时的三相等效负荷单相用电设备接于相电压时的三相等效负荷单单相相设设备备视视在在功功率率S最最大大的的一一相相的有功功率的有功功率单单相相设设备备视视在在功功率率S最最大大的的一一相相的功率因数为的功率因数为cos负荷计算EXITp单相用电设备接于线电压时的三相等效负荷单相用电设备接于线电压时的三相等效负荷n线线间间负负荷荷，也也称称之之为为线线间间设设备备。用用电电设设备备接接于于线线电电压压是是指指该该设设备备连连接接在在三三相相供供电电系系统统中中的的两两相相之之间间，电电压压为为380v的用电设备。例如：单台的用电设备。例如：单台380V的电
47、焊机等。的电焊机等。单单相相负负荷荷接接于于同同一一线线电电压压时时，等等效效三三相相负负荷荷取取线线间间负负荷的荷的倍；倍；接于不同线电压接于不同线电压时，等效三相负荷取最大线间负荷的时，等效三相负荷取最大线间负荷的倍加上次线间最大负荷的倍加上次线间最大负荷的(3)倍。倍。负荷计算EXITo假设假设P12P23P31，则等效三相负荷：则等效三相负荷：负荷计算EXITn应应先先将将线线间间负负荷荷换换算算为为相相间间负负荷荷，然然后后各各相相负负荷荷分分别相加，选取最大相负荷乘别相加，选取最大相负荷乘3倍作为等效三相负荷。倍作为等效三相负荷。n线间负荷换算为相间负荷的方法：线间负荷换算为相间负
48、荷的方法：换算系数法换算系数法注意：最大单相的有功注意：最大单相的有功计算负荷和无功计算负计算负荷和无功计算负荷不一定在同一相上。荷不一定在同一相上。o既有线间负荷又有相间负荷时的三相等效负荷既有线间负荷又有相间负荷时的三相等效负荷负荷计算EXITo线线间间负负荷荷换换算算为为相相间间负负荷荷的的功功率率换换算算系系数数换换算算系系数法数法接接于于AB、BC、 CA相相间间的的有有功功 负负 荷荷(kw)换换算算为为A、B、C相相 的的 有有 功功负荷负荷(kw)换换 算算 系系数数换换算算为为A、B、C相相 的的 无无 功功负荷负荷(kvar)负荷计算EXIT线间负荷换算为相间负荷的功率换算
49、系数线间负荷换算为相间负荷的功率换算系数负荷计算EXIT3.2.5全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定 p1 1用需要系数法计算全厂计算负荷用需要系数法计算全厂计算负荷 在在已已知知全全厂厂用用电电设设备备总总容容量量的的条条件件下下，乘乘以以一一个个工工厂厂的的需需要要系系数数即即可可求求得得全全厂厂的的有有功功计计算算负负荷荷，即即（3-20）全全厂厂的的需需要要系系数数值值，查查表表3.4选取。选取。 负荷计算EXIT表表3.4全厂负荷的需要系数及功率因数全厂负荷的需要系数及功率因数工厂类别工厂类别需要系数需要系数功率因数功率因数汽轮机制造厂汽轮机制造厂0.380.88锅炉制造厂锅炉制造
50、厂0.270.73柴油机制造厂柴油机制造厂0.320.74重型机床制造厂重型机床制造厂0.320.71仪器仪表制造厂仪器仪表制造厂0.370.81电机制造厂电机制造厂0.330.81石油机械制造厂石油机械制造厂0.450.78电线电缆制造厂电线电缆制造厂0.350.73电器开关制造厂电器开关制造厂0.350.75橡胶厂橡胶厂0.50.72通用机械厂通用机械厂0.40.72负荷计算EXITp2 2用逐级推算法计算全厂的计算负荷用逐级推算法计算全厂的计算负荷 由由用用电电设设备备组组开开始始，逐逐级级向向电电源源方方向向推推算算的的方方法法，在在经经过过变变压压器器和和较较长长的的线线路路时时，应
51、应加加上上变变压压器器和和线线路的损耗路的损耗。负荷计算EXITn企业负荷确定的步骤企业负荷确定的步骤从从负负荷荷端端开开始始，逐逐级级上上推到电源进线端。推到电源进线端。用电设备组用电设备组车间低压变压器出线车间低压变压器出线车车间间低低压压变变压压器器高高压压侧侧企业变压器出线企业变压器出线企业进线企业进线负荷计算EXITP30.5=K5P30.6iP30.4=P30.5+PwL2P30.3=K3P30.4iP30.2=P30.3+PT+PwL1P30.1=K1P30.2i图图3.4逐级推算法示意图逐级推算法示意图负荷计算EXIT在在计计算算负负荷荷时时，车车间间变变压压器器尚尚未未选选出
52、出，无无法法根根据据变变压压器器的的有有功功损损耗耗与与无无功功损损耗耗的的理理论论公公式式进进行行计计算算，一般按经验公式估算：一般按经验公式估算：有功功率损耗有功功率损耗：（3-21）无功功率损耗无功功率损耗：（3-22）变变压压器器低低压压母母线线上上的的计计算算负负荷荷负荷计算EXITp3 3按年产量和年产值估算全厂的计算负荷按年产量和年产值估算全厂的计算负荷 （3-23）（3-24）单单位位数数量量，单单位位为为人人数数、床床数数、产产品品数数量量等等单单位位用用电电指指标标，单单位位为为kW人人kW床、床、kw产品等产品等负负荷荷密密度度指指标标计计算算范范围围的的使使用用面积，单
53、位为面积，单位为m2工工厂厂的的年年最最大大负荷利用小时负荷利用小时负荷计算EXIT3.3供配电系统的功率损耗和电能损耗供配电系统的功率损耗和电能损耗3.3.1概述概述3.3.2供电线路的功率损耗供电线路的功率损耗3.3.3变压器的功率损耗变压器的功率损耗负荷计算EXIT3.3.1概述概述o在在考考虑虑变变配配电电系系统统总总计计算算负负荷荷时时，除除了了用用电电负负荷荷所所消消耗耗的的电电功功率率以以外外，变变配配电电系系统统本本身身还还要要损损耗耗一一部部分分电电功功率率，（供供配配电电系系统统的的电电气气设设备备和和线线路路上上存存在在着着阻阻抗抗，当当有有电电流流通通过过时时，则则会会
54、产产生生相相应应的的损损耗耗。供供配配电电系系统统中中产产生生损损耗耗较较大大的的设设备备是是变变压压器器和和线线路路。）这这部部分分电电功功率率也也是是由由变变配配电电系系统统提提供供的的。因因此此，要计入变配电系统的计算负荷中。要计入变配电系统的计算负荷中。负荷计算EXITp年最大负荷损耗小时数年最大负荷损耗小时数maxmax（年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax）n定定义义：对对于于供供配配电电系系统统中中全全年年的的电电能能损损耗耗量量 Wa，若若一一直直以以计计算算负负荷荷来来消消耗耗，需需max时时间间就就可可将将其其全全部部消消耗耗完完。即即系系统统通通过过max时时
55、间间的的计计算算电电流流所所损损耗耗掉掉的的电电能能，与与系系统统在在全全年年实实际际运运行行时时间间内内通过实际电流所损耗掉的电能相同。通过实际电流所损耗掉的电能相同。nmax也是一个假想的时间。也是一个假想的时间。负荷计算EXITp最大负荷损耗小时物理意义最大负荷损耗小时物理意义n假假如如线线路路负负荷荷维维持持在在Pca，则则在在内内的的电电能能损损耗耗，恰恰好好等于实际负荷全年在线路上产生的电能损耗。等于实际负荷全年在线路上产生的电能损耗。 n为一个假想时间。为一个假想时间。 n与与Tmax和和coscos有关：有关：负荷计算EXITpmaxmax 、T Tmaxmax、负荷的功率因数
56、、负荷的功率因数coscos之间的关系之间的关系 负荷计算EXIT3.3.2供电线路的功率损耗供电线路的功率损耗o三相线路中的有功和无功损耗为三相线路中的有功和无功损耗为o其中，其中，nR=rl，l为线路长度，为线路长度，r为单位线路长度的电阻值；为单位线路长度的电阻值；nX=xl，l为线路长度，为线路长度，x为单位线路长度的电抗值；为单位线路长度的电抗值；线线路路上上的的有有功功损损耗耗，单单位为位为kW线线路路上上的的无无功功损损耗耗，单单 位位 为为kvar线线 路路 上上 的的计计算算电电流流，单位为单位为A每每相相线线路路的的电电阻阻，单位为单位为每每相相线线路路的的电电抗抗，单位为
57、单位为负荷计算EXIT问题？o如果用线路的计算功率如果用线路的计算功率Pc、Qc、Sc表示，供电线路的表示，供电线路的功率损耗的表达式。功率损耗的表达式。负荷计算EXITp线路上的年有功电能损耗线路上的年有功电能损耗负荷计算EXIT&由由于于供供电电系系统统的的线线路路一一般般不不长长，且且多多采采用用电电缆缆供供电电，阻抗较小，所以线路上的功率损耗往往忽略不计。阻抗较小，所以线路上的功率损耗往往忽略不计。负荷计算EXIT3.3.3变压器的功率损耗和电能损耗变压器的功率损耗和电能损耗o变压器的有功损耗变压器的有功损耗n变变压压器器铁铁耗耗、磁磁滞滞损损耗耗和和涡涡流流损损耗耗等等构构成成的的空
58、空载载有有功损耗功损耗；n变变压压器器绕绕组组电电阻阻通通过过电电流流时时产产生生的的铜铜耗耗，也也称称负负载载有有功功损损耗耗，它它与与变变压压器器的的二二次次负负荷荷大大小小有有关关，当当变变压器压器满载时满载时，其，其铜耗近似等于变压器短路损耗铜耗近似等于变压器短路损耗。 负荷计算EXITp变压器的最大有功损耗变压器的最大有功损耗变变压压器器空空载载有有功功损损耗耗，单位为单位为kw变变压压器器的的额额定定视视在在功功率率单单位为位为kVA变变 压压 器器 短短路路 有有 功功 损损耗耗 ， 单单 位位为为kw变变压压器器上上通通过过的的计计算算视视在在功功率率。单单位为位为kVA负荷计
59、算EXITp变压器的无功损耗变压器的无功损耗n是由变压器铁心磁化产生的是由变压器铁心磁化产生的空载无功损耗空载无功损耗，与励磁，与励磁电流大小有关，近似等于空载电流产生的损耗；电流大小有关，近似等于空载电流产生的损耗； 变压器空载电流占变压器空载电流占额定电流的百分值。额定电流的百分值。可以通过手册查到可以通过手册查到（空载电流）（空载电流）负荷计算EXITn另一部分是变压器绕组电抗通过电流时产生的无功另一部分是变压器绕组电抗通过电流时产生的无功损耗，也称损耗，也称负载无功损耗负载无功损耗。与变压器的二次负荷大。与变压器的二次负荷大小有关，当变压器小有关，当变压器满载满载时，其负载无功损耗近似
60、等时，其负载无功损耗近似等于变压器短路时绕组上的无功损耗。于变压器短路时绕组上的无功损耗。 变压器短路电压占变压器短路电压占额定电压的百分值。额定电压的百分值。可以通过手册查到可以通过手册查到（阻抗电压）（阻抗电压）负荷计算EXITp变压器的最大无功损耗变压器的最大无功损耗非额定负载情况下，非额定负载情况下，负载无功损耗，与负载无功损耗，与负载率的平方成正负载率的平方成正比。比。负荷计算EXIT& P0、 Pk、Ic、 Ur均可在产品目录中查出。均可在产品目录中查出。负荷计算EXITp变压器的年有功电能损耗变压器的年有功电能损耗空载有功电能损耗负载有功电能损耗变压器的全年工作时间，单位为h 负
61、荷计算EXIT3.4功率因数计算与无功功率补偿功率因数计算与无功功率补偿3.4.1功率因数的分类和计算功率因数的分类和计算3.4.2功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响3.4.3功率因数的改善措施功率因数的改善措施3.4.4并联电容器补偿功率因数并联电容器补偿功率因数负荷计算EXIT3.4.1功率因数的分类和计算功率因数的分类和计算瞬时功率因数瞬时功率因数平均功率因数平均功率因数最大负荷时功率因数最大负荷时功率因数自然功率因数自然功率因数总功率因数总功率因数指运行中的工厂供用电系指运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值统在某一时刻的功率因数值P 功率表测出的三相有功功率读数；
62、U电压表测出的线电压读数；I 电流表测出的线电流读数。 指某一规定时间段内指某一规定时间段内功率因数的平均值功率因数的平均值 指配电系统运行在年最大负荷时指配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数（计算负荷）的功率因数 WP有功电度表读数；Wq无功电度表读数。 P30工厂的有功计算负荷；S30工厂的视在计算负荷。 指用电设备或工厂在没有安指用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数装人工补偿装置时的功率因数 指用电设备或工厂设置了人工指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数补偿后的功率因数 负荷计算EXIT瞬时功率因数瞬时功率因数指运行中的工厂供用电系指运行中的工厂供用电系统在
63、某一时刻的功率因数值统在某一时刻的功率因数值P功率表测出的三相有功功率读数；功率表测出的三相有功功率读数；U电压表测出的线电压读数；电压表测出的线电压读数；I电流表测出的线电流读数。电流表测出的线电流读数。 负荷计算EXIT平均功率因数平均功率因数指某一规定时间段内指某一规定时间段内功率因数的平均值功率因数的平均值 WP有功电度表读数；有功电度表读数；W Wq q无功电度表读数。无功电度表读数。 负荷计算EXIT最大负荷时功率因数最大负荷时功率因数指配电系统运行在年最大负荷时指配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数（计算负荷）的功率因数 P30工厂的有功计算负荷；工厂的有功计算负荷；
64、S30工厂的视在计算负荷。工厂的视在计算负荷。 负荷计算EXIT自然功率因数自然功率因数总功率因数总功率因数指用电设备或工厂在没有安指用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数装人工补偿装置时的功率因数 指用电设备或工厂设置了人工指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数补偿后的功率因数 负荷计算EXIT 一一般般交交流流供供电电线线路路中中，大大多多数数为为电电感感性性负负载载，致致使使功功率率因因数数偏偏低低。当当有有功功功功率率为为一一定定值值时时，cos 愈愈小小（ 角角愈愈大大），其其视视在在功功率率就就愈愈大大，因因而而供供电电线线路路中中的的电电流流大大，线线路路的的损损失
65、失（电电压压和和有有效效功功率率损损耗）随之增大，不经济。耗）随之增大，不经济。3.4.2功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响负荷计算EXITp1 1降低了供电设备（电源）的供电能力降低了供电设备（电源）的供电能力n供供电电设设备备（电电源源）的的供供电电能能力力（容容量量）是是用用视视在在功功率率S来来表表示示的的。当当供供电电设设备备的的容容量量一一定定时时，如如果果用用户户负负载载的的功功率率因因数数过过低低，其其无无功功功功率率就就会会过过大大，致致使使供供电电设设备备输输出出的的有有功功功功率率减减少少，于于是是降降低低了了供电设备的供电能力。供电设备的供电能力。负荷计算
66、EXITn当用电设备的有功功率一定时，功率因数愈低，其当用电设备的有功功率一定时，功率因数愈低，其供电线路的电流愈大，线路的电力损耗随之增加。供电线路的电流愈大，线路的电力损耗随之增加。p2 2增加供电系统的有功损耗增加供电系统的有功损耗负荷计算EXITp3 3供电线路的电压降增大供电线路的电压降增大n功率因数低，通过线路的电流就大，线路电压降亦随功率因数低，通过线路的电流就大，线路电压降亦随之增加，从而影响用电设备的正常运转。之增加，从而影响用电设备的正常运转。 负荷计算EXITp4. 4. 降低发电机的效率降低发电机的效率n发电机发出的功率是有限的，当无功功率增加时，发电机发出的功率是有限
67、的，当无功功率增加时，有功功率下降，发电机的效率降低。有功功率下降，发电机的效率降低。负荷计算EXITn（1）高高压压供供电电的的用用电电单单位位，功功率率因因数数一一般般规规定定为为0.9以上；以上；n（2）其他电力用户，功率因数为）其他电力用户，功率因数为0.85以上。以上。n（3）对对新新建建的的工工业业企企业业用用户户，功功率率因因数数标标准准均均规规定定按按0.95设计。设计。n（4）对农业用电单位，要求功率因数在）对农业用电单位，要求功率因数在0.8以上。以上。p民用及一般工业建筑的功率因数指标民用及一般工业建筑的功率因数指标负荷计算EXIT人工补偿无功功率人工补偿无功功率提高自然
68、功率因数提高自然功率因数提高功率因数提高功率因数3.4.3功率因数的改善措施功率因数的改善措施负荷计算EXITp 提高自然功率因数的方法提高自然功率因数的方法n（1）合合理理选选择择电电动动机机的的容容量量，使使其其接接近近满满载载运运转。转。n（2）对对实实际际负负载载不不超超过过额额定定容容量量40的的电电动动机机，应更换为小容量的电动机。应更换为小容量的电动机。n （3）合合理理安安排排和和调调整整工工艺艺流流程程，改改善善用用电电设设备备的运转方式，限制感应电动机空载运转。的运转方式，限制感应电动机空载运转。负荷计算EXITn（4）正正确确选选择择变变压压器器容容量量，提提高高变变压压
69、器器的的负负载载率率（一一般般为为7580比比较较合合适适）。对对于于负负载载率低于率低于30变压器，应予以更换。变压器，应予以更换。n （5）对对于于负负荷荷率率在在0.60.9的的绕绕线线式式电电动动机机，必必要要时时可可以以使使其其同同步步化化，这这时时电电动动机机可可以以向向电电力系统输送出无功功率。力系统输送出无功功率。负荷计算EXIT部分电动机功率因数部分电动机功率因数负荷计算EXITS9系列三相油浸自冷式铜线低损耗电力变压器额定负载时损系列三相油浸自冷式铜线低损耗电力变压器额定负载时损耗数据耗数据负荷计算EXITS9型环氧浇注干式变压器额定负载时损耗数据型环氧浇注干式变压器额定负
70、载时损耗数据负荷计算EXITn（1）采采用用同同步步电电动动机机补补偿偿，使使用用同同步步电电动动机机在在过过激激磁磁（over excited）方方式式呈呈现现容容性性时时运运转转，其其功功率率因因数数超超前前0.80.9时时，向向供供电电系系统统输输出出无无功功功功率率，用用来来补补偿偿用用感感性性电电设设备备所所需需要要的无功功率。因而，提高了用户的功率因数。的无功功率。因而，提高了用户的功率因数。p人工补偿改善功率因数人工补偿改善功率因数负荷计算EXITn（2）利利用用同同步步调调相相机机作作为为无无功功功功率率电电源源（发发电电机机），用用来来补补偿偿所所需需要要的的无无功功功功率率
71、。同同步步调调相相机机是是轴轴上上不不带带机机械械负负载载的的同同步步电电动动机机。调调节节同同步步调调相相机机的的激激磁磁电电流流的的大大小小，可可以以改改变变其其输输出出无功功率的大小，从而提高功率因数。无功功率的大小，从而提高功率因数。 n以以上上两两种种补补偿偿方方式式，因因同同步步电电动动机机构构造造复复杂杂，价价格格较较贵贵，控控制制维维护护较较麻麻烦烦，只只适适用用于于大大型型工工厂，一般企业不宜采用。厂，一般企业不宜采用。负荷计算EXITn（3）采用静电电容器补偿）采用静电电容器补偿 当当将将电电容容器器C与与感感性性负负载载（用用电电设设备备）并并联联。目目前前供供配配电电系
72、系统统中中普普遍遍采采用用的的一一种种无功补偿方法无功补偿方法负荷计算EXIT思考o采用并联电容器补偿有哪些效果？采用并联电容器补偿有哪些效果？负荷计算EXIT3.4.4 并联电容器补偿功率因数并联电容器补偿功率因数p采采用用并并联联电电容容器器补补偿偿是是目目前前供供配配电电系系统统中中普普遍遍采采用用的的一一种种无无功功补补偿偿方方法法，也也叫叫移移相相电电容容器器静静止止无无功功补补偿偿。它它具具有有有有功功损损耗耗小小、运运行行维维护护方方便便、补补偿偿容容量量增增减减方方便便、个个别别电电容容器器的的损损坏坏不不影影响响整整体体使使用用等等特特点，但不能实现无级调节。点，但不能实现无
73、级调节。负荷计算EXITp静电电容器特点静电电容器特点n1 1）价格较便宜。）价格较便宜。n2 2）有功功率损耗小，一般每）有功功率损耗小，一般每100kvar100kvar低于低于0.30.30.4kW0.4kW。n3 3）没有旋转部分，易于安装，便于维护。）没有旋转部分，易于安装，便于维护。n4 4）可可随随供供电电系系统统中中无无功功功功率率容容量量的的需需要要，可可以以较较方方便便地地增加或减少增加或减少C C的大小。的大小。n5 5）只只能能有有级级调调节节，而而不不能能随随着着无无功功功功率率的的变变化化，进进行行无无级调节。级调节。负荷计算EXITp并联电容器原理并联电容器原理负
74、荷计算EXITp并联电容器提高并联电容器提高coscos的原理图的原理图负荷计算EXITo补偿有三种情况补偿有三种情况 n欠补偿欠补偿n为全补偿为全补偿n过补偿过补偿o在在实实际际工工程程设设计计及及应应用用中中，总总是是采采用用欠欠补补偿偿，把把功率因数提高到功率因数提高到0.90. 95。负荷计算EXITp并联电容器的容量选择并联电容器的容量选择负荷计算EXITp电容器（柜）台数的确定电容器（柜）台数的确定n在在提提高高电电力力系系统统的的功功率率因因数数时时，应应选选择择并并联联电电容容器器。电容器的台数电容器的台数N应按下式计算：应按下式计算：总总的的无无功功补偿容量补偿容量单单台台电
75、电容容器的容量器的容量o注：当电容器为单相电容器时，除了保证补偿容量以外，为维持三相平衡，还应保证电容器台数为3的倍数。负荷计算EXITn由由于于电电容容器器的的实实际际补补偿偿容容量量与与其其端端电电压压的的平平方方成成正比（正比（Q=CUc2）电电容容器器的的实实际运行电压际运行电压电电容容器器的的额定电压额定电压电电容容器器的的额定容量额定容量负荷计算EXIT部分低压并联电容器参数部分低压并联电容器参数负荷计算EXIT部分高压并联电容器参数部分高压并联电容器参数负荷计算EXIT例题例题35（并联电容器台数计算例题并联电容器台数计算例题）o如如某某变变电电站站的的计计算算负负荷荷为为240
76、0kW，平平均均功功率率因因数数为为0.67。如如果果要要使使其其平平均均功功率率因因数数提提高高到到0.9，问问若若在在10kV侧侧固固定定补补偿偿，需需要要补补偿偿的的容容量量为为多多 少少 ?如如 果果 采采 用用 BWF-10.5-1型型 电电 容容 器器 (Qr40kvar)，需装设多少个，需装设多少个?负荷计算EXITo解：解：需补偿的容量为需补偿的容量为需装设的电容器个数：需装设的电容器个数：负荷计算EXITo考考虑虑三三相相均均衡衡分分配配，应应装装设设30台台，每每相相10台台，此此时时并联电容器的实际值为并联电容器的实际值为3040kvar1200kvar。o补偿后实际功率
77、因数为补偿后实际功率因数为 负荷计算EXIT3补偿容量和补偿后计算负荷的计算 （1 1）补偿容量的计算）补偿容量的计算 (2) (2) 补偿后计算负荷的计算补偿后计算负荷的计算 （2-28）确定电容器的个数确定电容器的个数(2-29)补偿后总的无功计算负荷为补偿后总的无功计算负荷为(2-30)补偿后的视在计算负荷为补偿后的视在计算负荷为(2-31)负荷计算EXITp无功功率补偿位置无功功率补偿位置n并联电容器在变配电系统中的三种安装方式：并联电容器在变配电系统中的三种安装方式：n高压集中补偿高压集中补偿n低压集中补偿低压集中补偿n低压就地补偿低压就地补偿n不同补偿位置的补偿范围的大小也不一样不
78、同补偿位置的补偿范围的大小也不一样 。负荷计算EXIT并联电容器的补偿范围并联电容器的补偿范围负荷计算EXIT高压集中补偿高压集中补偿n高高压压集集中中补补偿偿是是将将并并联联电电容容器器安安装装在在总总降降压压变变电电所所二二次次侧侧（610kv侧侧）或或变变配配电电所所的的一一次次侧侧（610kv侧）。侧）。n这这种种补补偿偿方方式式能能补补偿偿10kv母母线线前前线线路路上上的的无无功功功功率率，而而此此母母线线后后的的区区域域没没有有得得到到无无功功补补偿偿，所所以以补补偿偿效效果果较较差差。但但这这种种补补偿偿方方式式的的初初投投资资少少，便便于于运运行行维维护护，还还可可以以根根据
79、据负负荷荷实实际际变变化化情情况况调调节节补偿电容补偿电容(通过调节并联电容器的个数通过调节并联电容器的个数)。负荷计算EXIT高压集中补偿方式电路图高压集中补偿方式电路图负荷计算EXIT低压集中补偿低压集中补偿n这这种种补补偿偿方方式式是是将将并并联联电电容容器器组组装装设设在在变变电电所所的的0.4kv低低压压母母线线上上，它它的的补补偿偿区区域域为为低低压压母母线线前前含含变压器的所有区域。变压器的所有区域。负荷计算EXIT低压集中补偿方式电路图低压集中补偿方式电路图负荷计算EXIT低压分散补偿低压分散补偿（就地补偿（就地补偿）n是是将将并并联联电电容容器器装装在在需需要要补补偿偿的的设
80、设备备附附近近，与与该该设设备备一一起起投投切切。这这种种补补偿偿方方式式可可补补偿偿安安装装位位置置前前线线路路及及变变压压器器上上的的无无功功功功率率，可可以以看看出出这这种种补补偿偿方方式式的的补补偿偿范范围围最最大大，效效果果也也较较好好，但但这这种种补补偿偿方式的方式的投资较大投资较大。负荷计算EXIT低压分散补偿方式电路图低压分散补偿方式电路图负荷计算EXIT民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范规定：规定： o采采用用电电力力电电容容器器作作无无功功补补偿偿时时，宜宜用用就就地地平平衡衡原原则则。低低压压部部分分的的无无功功负负荷荷由由低低压压电电容容器器补补偿偿，高高压压部部
81、分分的的无无功功负负荷荷由由高高压压电电容容器器补补偿偿。容容量量较较大大、负负荷荷平平稳稳且且经经常常使使用用的的用用电电设设备备的的无无功功负负荷荷宜宜单单独独就就地地补补偿偿。补补偿偿基基本本无无功功负负荷荷的的电电容容器器组组，宜宜在在配配变变电电所所内内集集中中补补偿偿。居居住住区区的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。 &对对于于民民用用建建筑筑并并联联电电容容器器进进行行无无功功功功率率补补偿偿基基本本上上采采用用低压集中补偿的方式。低压集中补偿的方式。负荷计算EXIT小小 结结工厂常用的用电设备：工厂常用的用电设备：生产加工机械的生产加
82、工机械的拖动拖动设备设备；电焊、电镀设备电焊、电镀设备；电热设备电热设备；照明照明设备设备。这些设备按工作制可以分为。这些设备按工作制可以分为长期连续工作长期连续工作制设备制设备、短时工作制设备短时工作制设备、反复短时工作制设备反复短时工作制设备三类。三类。负荷计算EXIT小小 结结年年负负荷荷曲曲线线反反映映了了全全年年负负荷荷变变动动与与对对应应的的负负荷荷持持续续时时间间的的关关系系。按按时时间间单单位位的的不不同同，可可以以分分为为日日负负荷荷曲曲线线和和年年负负荷荷曲曲线线。全全年年每每日日最最大大负负荷荷曲曲线线反反映映了了全全年年当当中中不不同同时时段段的的电电能能消消耗耗水水平
83、平。年年最最大大负负荷荷Pmax是是全全年年中中负负荷荷最最大大的的工工作作班班内内，消消耗耗电电能能最最多多的的半半小小时时平平均均负负荷荷P30，也也就就是是有有功功计算负荷。计算负荷。负荷计算EXIT小小 结结与负荷曲线有关的几个概念：与负荷曲线有关的几个概念：年最大负荷年最大负荷年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数计算负荷计算负荷平均负荷平均负荷负荷系数负荷系数负荷计算EXIT小小 结结确确定定计计算算负负荷荷的的常常用用方方法法有有需需要要系系数数法法和和二二项项式式系系数数法法。需需要要系系数数法法适适用用于于多多组组三三相相用用电电设设备备的的计计算算负负荷荷，如如变、配电所
84、的负荷计算，变、配电所的负荷计算，P30=KdPe。二二项项式式系系数数法法适适用用于于设设备备台台数数较较少少而而容容量量差差别别悬悬殊殊的的分分支支干干线线的的计计算算负负荷荷，如如低低压压配配电电支支干干线线和和配配电电箱箱的的负负荷计算，荷计算，P30=bPe+cPx。负荷计算EXIT小小 结结供供配配电电线线路路和和变变压压器器流流过过电电流流时时，势势必必引引起起功功率率和和电电能能损损耗耗。故故在在进进行行全全场场负负荷荷计计算算时时，应应计计入入这这部部分分损损耗耗。本本章章介介绍绍了了线线路路和和变变压压器器的的功功率率损损耗耗和和电电能能损损耗耗的计算方法。的计算方法。企企
85、业业供供配配电电系系统统进进行行负负荷荷计计算算时时，通通常常采采用用需需要要系系数数法法逐级逐级进行负荷计算。进行负荷计算。负荷计算EXIT小小 结结功率因数太低对电力系统有很多不良影响。功率因数太低对电力系统有很多不良影响。高高压压供供电电的的工工厂厂，最最大大负负荷荷时时的的功功率率因因数数不不得得低低于于0.9，其他工厂不得低于，其他工厂不得低于0.85。提高功率因数的方法提高功率因数的方法提高自然功率因数提高自然功率因数人工补偿人工补偿并联电容器并联电容器低压就地补偿低压就地补偿低压集中补偿低压集中补偿高压集中补偿高压集中补偿负荷计算EXITThank you very much!本本章章到到此此结结束束，谢谢谢谢您您的的光光临临！负荷计算EXIT内容预告o下章（第四章）内容：下章（第四章）内容：短路电流计算短路电流计算负荷计算
