变压器负荷分析与选择

1、变压器负荷分析与选择 通过本学习领域的学习，要求达到如下目标： 1、了解工厂电力负荷对供电的要求及于负荷计算有 关的物理量 2、掌握按需要系数法确定计算负荷的方法，了解二 项式系数法和单相用电设备计算负荷的确定 3、掌握工厂供电系统功率损耗及电能损耗；会计算 工厂计算负荷 4、会根据工厂计算负荷和供电等级确定变压器的台 数和容量。 变压器负荷分析与选择 电力负荷包括异步电动机、同步电动机、各类电弧炉、电力负荷包括异步电动机、同步电动机、各类电弧炉、 整流装置、电解装置、制冷制热设备、电子仪器和照明设整流装置、电解装置、制冷制热设备、电子仪器和照明设 施等。它们分属于工农业、企业、交通运输、科学

2、研究和施等。它们分属于工农业、企业、交通运输、科学研究和 人民生活等方面的各种电力用户。人民生活等方面的各种电力用户。 变压器负荷分析与选择 工厂电力负荷对供电的要求工厂电力负荷对供电的要求 供配电系统中的电气设备，均需依据正常工作条件、环境供配电系统中的电气设备，均需依据正常工作条件、环境 条件及安装条件进行选择，部分设备还需依据故障情况下的条件及安装条件进行选择，部分设备还需依据故障情况下的 短路电流进行动、热稳定度校验，同时要求工作安全可靠，短路电流进行动、热稳定度校验，同时要求工作安全可靠， 运行维护方便，投资经济合理。运行维护方便，投资经济合理。 工厂供电系统的功率损耗及电能损耗工厂

3、供电系统的功率损耗及电能损耗 需要系数法、二项式法确定计算负荷需要系数法、二项式法确定计算负荷 单台和多台用电设备尖峰电流的计算单台和多台用电设备尖峰电流的计算 短路的后果及短路的形式短路的后果及短路的形式 选择电气设备的一般条件选择电气设备的一般条件 电气设计内容的程序、要求和深度电气设计内容的程序、要求和深度 变压器负荷分析与选择 单相设备等效三相负荷的计算单相设备等效三相负荷的计算 工厂年电能消耗量的计算方法工厂年电能消耗量的计算方法 按需要系数法、二项式系数法确定计算负荷的方法按需要系数法、二项式系数法确定计算负荷的方法 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 变压器负荷分析与选择 3.

4、211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。 3.2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线 变压器负荷分析与选择 1. 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

5、梯自动扶梯 生产机械的生产机械的 拖动设备拖动设备 3.211工厂常用用电设备工厂常用用电设备 3.2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线 变压器负荷分析与选择 电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如电镀的作用：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。镀铜、镀铬。 电电 镀镀 设设 备备 2电焊和电镀设备 3.211工厂常用用电设备工厂常用用电设备 3.2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线 变压器负荷分析与选择 3电热设备 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

6、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、微波加热和等离子加热等 3.211工厂常用用电设备工厂常用用电设备 3.2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线 变压器负荷分析与选择 4照明设备 白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物灯白炽灯、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。和单灯混光灯等。 3.211工厂常用用电设备工厂常用用电设备 3.2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲

7、线 变压器负荷分析与选择 5工厂用电负荷的分类工厂用电负荷的分类 3.211工厂常用用电设备工厂常用用电设备 3.2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线 序序 号号 车车 间间 用用 电电 设设 备备 负荷级别负荷级别 1 1金属加工车间金属加工车间 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床一级一级 价格贵，作用大，数量多的数控机床价格贵，作用大，数量多的数控机床 二级二级 2 2铸造车间铸造车间冲天炉、鼓风机、冲天炉、鼓风机、30t30t及以上的浇铸起重机及以上的浇铸起重机 三级三级 3 3热处理车间热处理车间井式炉专用淬火起重机、井式炉油

8、槽抽油泵井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵 二级二级 4 4锻压车间锻压车间锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机 二级二级 5 5电镀车间电镀车间大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线 二级二级 6 6模具成型车间模具成型车间隧道窑鼓风机、卷扬机隧道窑鼓风机、卷扬机二级二级 7 7层压制品车间层压制品车间压塑机及供热锅炉压塑机及供热锅炉 二级二级 8 8线缆车间线缆车间 冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真空冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真空 泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备泵

9、、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备 二级二级 9 9空压站空压站 单台单台60m60m3 3/min/min以上空压机以上空压机 二级二级 有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵 二级二级 离心式压缩机润滑油泵离心式压缩机润滑油泵 一级一级 表表21 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 变压器负荷分析与选择 负荷调查与分析 负荷即供配电系统所承担的任务 由于供配电系统面对的是大量的各种各样的用电设备，我们 关注于大量用电设备总体对电能的综合需求。电力系统普遍 采用负荷曲线来记录负荷量值随时间的变化。 负荷可以指

10、负 荷功率也可指 负荷电流 负荷曲线分别构成有功负荷曲线（负荷曲线分别构成有功负荷曲线（P P）和无功负荷曲线（）和无功负荷曲线（Q Q）。）。 常用的是有功负荷曲线。每类负荷曲线按时间坐标长短的不常用的是有功负荷曲线。每类负荷曲线按时间坐标长短的不 同，分有日负荷曲线、年负荷曲线等同，分有日负荷曲线、年负荷曲线等 负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的一种图形，反负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的一种图形，反 映了电力用户用电的特点和规律。在负荷曲线中通常用纵映了电力用户用电的特点和规律。在负荷曲线中通常用纵 坐标表示负荷大小，横坐标表示对应负荷变动的时间。坐标表示负荷大小，横坐标表示对

11、应负荷变动的时间。 电力负荷不等于设备的额定功率，而是设备的实际消耗功率；电力负荷不等于设备的额定功率，而是设备的实际消耗功率； 负荷曲线是有规律的；负荷曲线是有规律的； 变压器负荷分析与选择 负荷曲线对变电所、发电厂和电力系统的运行有重要意义。它是变负荷曲线对变电所、发电厂和电力系统的运行有重要意义。它是变 电所负荷控制，发电厂安排日发电计划，确定电力系统运行方式和主变电所负荷控制，发电厂安排日发电计划，确定电力系统运行方式和主变 压器、发电机组等设备检修计划以及制变电所、发电厂扩建新建规划的压器、发电机组等设备检修计划以及制变电所、发电厂扩建新建规划的 依据。依据。 负荷调查与分析 即时负

12、荷曲线 年负荷曲线 调查本宿舍内负 荷变化绘制负荷 曲线 分析负荷曲线可以了解负荷变动的规律，对供电设计人员来说，可从中获得一分析负荷曲线可以了解负荷变动的规律，对供电设计人员来说，可从中获得一 些对设计有用的资料；对运行来说，可合理地、有计划地安排用户、车间、班些对设计有用的资料；对运行来说，可合理地、有计划地安排用户、车间、班 次或大容量设备的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种次或大容量设备的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种“削峰填谷削峰填谷” 的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到节电效果。的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到节电效果。 变压器负荷分析与选择 负荷曲线时间

13、间隔取的愈短，曲线愈能反映负荷的实际变化情负荷曲线时间间隔取的愈短，曲线愈能反映负荷的实际变化情 况。日负荷曲线与横坐标所包围的面积代表全日消耗的电能况。日负荷曲线与横坐标所包围的面积代表全日消耗的电能 以某个监测点为参考点，在以某个监测点为参考点，在24h24h中中 各个时刻记录有功功率表的读数，各个时刻记录有功功率表的读数， 逐点绘制成如右图所示折线形状的逐点绘制成如右图所示折线形状的 折线形负荷曲线。折线形负荷曲线。 通过接在供电线路上的电度表，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，求出时）将其读数记录下来，求出

14、0.5h0.5h 的平均功率，再依次将这些点画在的平均功率，再依次将这些点画在 坐标上，把这些点连成如右图所示坐标上，把这些点连成如右图所示 阶梯状的阶梯形负荷曲线。阶梯状的阶梯形负荷曲线。 变压器负荷分析与选择 年负荷持续时间曲线，反映了全年负荷变动与对应的负荷年负荷持续时间曲线，反映了全年负荷变动与对应的负荷 持续时间（全年按持续时间（全年按8760h计）的关系。计）的关系。 年每日最大负荷曲线，反映了全年当中不同时段的电能消年每日最大负荷曲线，反映了全年当中不同时段的电能消 耗水平，是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制的。耗水平，是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制的。 变压器负荷分

15、析与选择 负荷曲线的指标体系 负荷调查不关心每一时刻的负荷量值，而是对负荷的某些特 征值感兴趣。 o最大（小）负荷。表明了负荷的极值也表明了负荷波动 的范围。 o平均负荷。日平均负荷和年平均负荷。 o最大峰谷差。 o峰谷值时间表。 变压器负荷分析与选择 平均负荷和负荷系数平均负荷和负荷系数 平均负荷是指电力负荷在一定时间平均负荷是指电力负荷在一定时间 内消耗功率的平均值。如在内消耗功率的平均值。如在t时间内时间内 消耗的电能为消耗的电能为Wt，则，则t时间的平均负时间的平均负 荷为：荷为： 利用年负荷曲线求年平均负荷如右上图所示。图中剖面线部分利用年负荷曲线求年平均负荷如右上图所示。图中剖面线

16、部分 为年负荷曲线所包围的面积，也就是全年电能的消耗量。另外再为年负荷曲线所包围的面积，也就是全年电能的消耗量。另外再 作一条虚线与两坐标轴所包围的面积与剖面线部分的面积相等，作一条虚线与两坐标轴所包围的面积与剖面线部分的面积相等， 则图中就是年平均负荷。则图中就是年平均负荷。 年平均负荷与最大负荷的比值称为负荷率为：年平均负荷与最大负荷的比值称为负荷率为： t W Pav t max p P k av L 负荷曲线的指标体系 变压器负荷分析与选择 年最大负荷和年最大负荷利用小时年最大负荷和年最大负荷利用小时 数指全年中负荷最大的工作班内数指全年中负荷最大的工作班内30分分 钟平均功率的最大值

17、，因此年最大负钟平均功率的最大值，因此年最大负 荷有时也称为荷有时也称为30分钟最大负荷分钟最大负荷P30 。 假设企业总是按年最大负荷持续工假设企业总是按年最大负荷持续工 作，经过了时间所消耗的电能，恰好作，经过了时间所消耗的电能，恰好 等于企业全年实际所消耗的电能，即等于企业全年实际所消耗的电能，即 右图中虚线与两坐标轴所包围的面积右图中虚线与两坐标轴所包围的面积 等于剖面线部分的面积。则这个假想等于剖面线部分的面积。则这个假想 时间就称为年最大负荷利用小时数。时间就称为年最大负荷利用小时数。 由此可得出由此可得出 年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 数与工厂类型及生产班数与工厂类型及生

18、产班 制有较大关系，其数值制有较大关系，其数值 可查阅有关参考资料或可查阅有关参考资料或 到相同类型的厂矿企业到相同类型的厂矿企业 去调查收集。去调查收集。 max a max P W T 负荷曲线的指标体系 变压器负荷分析与选择 可以用来反映设备利用率。电力设备容量是按照最大负 荷配置的，若实际运行负荷一直持续为最大负荷，则设 备容量在所有时间都被充分利用。若将实际的t和8760h 作比较，就可以得出设备利用率的准确数据。 典型值的范围很大，大致为1500-7000h，工业用户大于 民用用户，生产不间断的工业用户有大于生产过程简短 的工业用户 max T max T 一般地，一班制工厂Tma

19、x18003000 h；两班制工厂 Tmax35004800 h；三班制工厂Tmax50007000 h。 变压器负荷分析与选择 某些企业的年最大负荷利用小时数某些企业的年最大负荷利用小时数 变压器负荷分析与选择 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 概述概述 1. 计算负荷的概念计算负荷的概念 供配电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功 率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不 可能全部满负荷运行，各种用电设备的功率因数也不可能完全相 同。因此，供配电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的 等效负荷。 通过负荷的统计计算求出的用来按发热条件选择

20、供配电系统 各元件的负荷值，称为计算负荷。 变压器负荷分析与选择 在设计计算中取“半小时最大负荷”作为计算负荷。因为中 小截面 (35 mm2以下)的导线的发热时间常数T一般在10 min以上， 导体达到稳定温升的时间约为(34)T，即对于多数导体发热并 达到稳定温升的时间约为30 min，所以只有持续30 min以上的平 均最大负荷值才有可能构成导体的最高温升。持续时间很短的尖 峰电流虽然负荷值大，但不能使导体达到最高温升，因为导体的 温升还未升高到相应负荷的温升，尖峰电流就已消失了。因此， 计算负荷与稳定在半小时以上的最大负荷是基本相当的。通常用 P30、Q30、S30、I30分别表示有功

21、计算负荷、无功计算负荷、视在 计算负荷、计算电流。 计算负荷 变压器负荷分析与选择 2. 负荷计算的目的负荷计算的目的 供配电系统要能安全可靠地正常运行，系统中的各元件(如 电力变压器、开关、导线及电缆)都必须选择合适，除了应满足 工作电压和频率的要求外，最重要的是应满足负荷电流的要求。 因此负荷计算的目的就在于正确地确定负荷值，为设计供配电系 统提供可靠的依据，并作为合理选择供配电系统所有组成元件的 重要依据。 计算负荷 变压器负荷分析与选择 如果计算负荷偏小，将使导线、开关设备和变压器在运行 时电能损耗增加，并产生过热，引起电气设备绝缘老化，过早 损坏，从而破坏正常生产的条件；反之，计算负

22、荷偏大，将增 加各种供电元件的容量，增加有色金属消耗量，增大基建投资， 使大量设备不能充分发挥其作用，给国家造成很大的浪费。负 荷计算准确可使设计工作建立在可靠的基础资料之上，得出的 工程设计方案也会经济合理。所以，电力负荷计算是供电设计 中的一项重要工作。 目前，普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法有需要 系数法和二项式系数法。 计算负荷 变压器负荷分析与选择 3.2.1 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 连续运行工作制设备连续运行工作制设备 短时工作制设备短时工作制设备 断续周期工作制设备断续周期工作制设备 变压器负荷分析与选择 o连续运行工作制（长期工作制） o在规定的环境温度

23、下连续运行，设备任何部分温升均不 超过最高允许值，负荷比较稳定。如通风机水泵、空气 压缩机、皮带输送机、破碎机、球磨机、搅拌机、电机 车等机械的拖动电动机，以及电炉、电解设备、照明灯 具等，均属连续运行工作制的用电设备。 3.2.1 3.2.1 用电设备的工作制用电设备的工作制 变压器负荷分析与选择 o短时运行工作制（短暂工作制） o用电设备的运行时间短而停歇时间长，在工作时间内， 用电设备的温升尚未达到该负荷下的稳定值即停歇冷却， 在停歇时间内其温度又降低为周围介质的温度，这是短 暂工作的特点。如机床上的某些辅助电动机（如横梁升 降、刀架快速移动装置的拖动电动机）及水闸用电动机 等设备。这类

24、设备的数量不多。 3.2.1 3.2.1 用电设备的工作制用电设备的工作制 变压器负荷分析与选择 o断续运行工作制（重复短暂工作制） o用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间（t）与停歇 时间（t0）相互交替。工作时间内设备温度升高，停歇时间温 度又下降，若干周期后，达到一个稳定的波动状态。如电焊 机和吊车电动机等。断续周期工作制的设备，通常用暂载率 表征其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期 的百分比值，即为 ，即： o式中 t，t0工作时间与停歇时间，两者之和为工作周期T。 %100 0 tt t T t 3.2.1 3.2.1 用电设备的工作制用电设备的工作制 变压器负荷分

25、析与选择 o在每台用电设备的铭牌上都有“额定功率”PN，但由于各 用电设备的额定工作方式不同，不能简单地将铭牌上规定 的额定功率直接相加，必须先将其换算为同一工作制下的 额定功率，然后才能相加。经过换算至统一规定的工作制 下的“额定功率”称为“设备额定容量”，用Pe表示。 3.2.1 3.2.1 用电设备的工作制用电设备的工作制 变压器负荷分析与选择 o（1）长期工作制和短时工作制的设备容量）长期工作制和短时工作制的设备容量 Pe=PN o（2）重复短暂工作制的设备容量）重复短暂工作制的设备容量 o 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的 设备容量统一换算到=25%时的额定功率（k

26、W），若其N 不等于25%时应进行换算，公式为: o 电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到100%时 的额定功率（kW）。若其铭牌暂载率N不等于100%时，应 进行换算，公式为: nN N Ne PPP 2 %25 NNNNNe SPPcos 3.2.2 3.2.2 用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 变压器负荷分析与选择 o（3）电炉变压器的设备容量）电炉变压器的设备容量 o电炉变压器的设备容量是指在额定功率因数下的额定 功率（kW），即： oPe=PN=SNcos 3.2.2 3.2.2 用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 变压器负荷分析与选择 o（4）照明设备的设备

27、容量）照明设备的设备容量 o白炽灯、碘钨灯设备容量就等于灯泡上标注的额定功率 （kW）； o荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失（约为灯管功率的 20%），其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍（kW）； o高压水银荧光灯亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡 功率的10%），其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍 （kW）； o金属卤化物灯：采用镇流器时亦要考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），故其设备容量应为灯泡额定功 率的1.1倍（kW）。 3.2.2 3.2.2 用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 变压器负荷分析与选择 o（5）不对称单相负荷的设备容量）不对称单相负荷的设备

28、容量 o当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接到三相上， 力求减少三相负载不对称情况。设计规程规定，在计算范围 内，单相用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的 15%时，可按三相对称分配考虑，如单相用电设备不对称容 量大于三相用电设备总容量的15%时，则设备容量Pe 应按三 倍最大相负荷的原则进行换算。 3.2.2 3.2.2 用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 变压器负荷分析与选择 o设备接于相电压或线电压时，设备容量Pe的计算如下： n单相设备接于相电压时 oPe3Pem o式中 Pe等效三相设备容量； o Pem最大负荷所接的单相设备容量。 n单相设备接于线电压时 o

29、 o式中 Pel接于同一线电压的单相设备容量。 lee PP 3 3.2.2 3.2.2 用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 变压器负荷分析与选择 o总结： n周期短时工作的设备功率计算：需要将设备额定 暂载率下的额定功率换算成标准暂载率下的设备 功率。 n设备容量不是设备的计算负荷，实际上是换算到 一定标准工作制下的额定负荷。 n实际中求解计算负荷的思路： 3.2.2 3.2.2 用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 变压器负荷分析与选择 需要需要 系数法系数法 二项式系二项式系 数法数法 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

30、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，工作时对几台功率较大的设备，工作时对 负荷影响的附加功率，适用于低负荷影响的附加功率，适用于低 压配电支干线和配电箱的负荷计压配电支干线和配电箱的负荷计 算。算。 负荷计负荷计 算方法算方法 变压器负荷分析与选择 3.3.1 按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 设某组设备有几台电动机，其额定总容量为设某组设备有几台电动机，其额定总容量为PN，由于该组电动，由于该组电动 机实际上不一定都同时运行，而且运行的电动机也不可能都满负机实际上不一定都同

31、时运行，而且运行的电动机也不可能都满负 荷，同时设备本身及配电线路也有功率损耗，因此这组电动机的荷，同时设备本身及配电线路也有功率损耗，因此这组电动机的 有功计算负荷应为有功计算负荷应为 1. 需要系数的含义需要系数的含义 e WLN L 30 P KK P 上式中，上式中，N是指用电设备的输出与输入容量之间具有的平均效是指用电设备的输出与输入容量之间具有的平均效 率；因用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数率；因用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数KL；用电；用电 设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率WL； 用

32、电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数K。 用电设备的需要系数：用电设备的需要系数： WLN L e 30 d KK P P K 变压器负荷分析与选择 需要系数考虑了以下的主要因素： oK同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用 电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比； KL负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表示 工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比； wl线路供电效率； 用电设备组在实际运行功率时的平均效率。 wl L d KK K o实际上，上述系数对于成组用电设备是很难确定的，而且对一个生

33、产企业或车实际上，上述系数对于成组用电设备是很难确定的，而且对一个生产企业或车 间来说，生产性质间来说，生产性质,工艺特点，加工条件，技术管理和劳动组织以及工人操作水工艺特点，加工条件，技术管理和劳动组织以及工人操作水 平等因素，都对平等因素，都对Kd有影响。所以有影响。所以Kd只能靠测量统计确定只能靠测量统计确定,见附录表见附录表35。上述。上述 各种因素可供设计人员在变动的系数范围内选用时参考。各种因素可供设计人员在变动的系数范围内选用时参考。 变压器负荷分析与选择 变压器负荷分析与选择 变压器负荷分析与选择 有功计算负荷为有功计算负荷为 2. 三相用电设备计算负荷的基本公式三相用电设备计

34、算负荷的基本公式 ed30 PKP 无功计算负荷为无功计算负荷为 视在计算负荷为视在计算负荷为 计算电流计算电流 tgPQ 3030 cos/ 30 2 30 2 3030 PQPS N3030 3/USI 变压器负荷分析与选择 单组用电设备组的计算负荷单组用电设备组的计算负荷 已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为380V的电动的电动 机机30台，其总的设备容量为台，其总的设备容量为120kW。试求其计算负荷。试求其计算负荷。 查表查表6-1中的中的“小批生产的金属冷加工机床电动机小批生产的金属冷加工机床电动机”项，可项，可 得得 Kd=0.160.

35、2（取（取0.18计算），计算），cos=0.5，tg=1.73，于是，于是 kW6 .2112018. 0 ed30 PKP kvar37.3773. 16 .21 3030 tgPQ kVA2 .435 . 0/6 .21cos/ 3030 PS A6 .65 38. 03 2 .43 3/ N3030 USI 变压器负荷分析与选择 多组用电设备组的计算负荷多组用电设备组的计算负荷 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，其，其 中有

36、功同时系数为中有功同时系数为KP，无功同时系数为，无功同时系数为 KQ， 应用范围应用范围 KP 确定车间变电所低压线路最大确定车间变电所低压线路最大 负荷负荷 冷加工车间 热加工车间 动力站 0.70.8 0.70.9 0.81.0 确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5000kW 计算负荷小于 500010000kW 计算负荷大于10000kW 0.91.0 0.85 0.8 变压器负荷分析与选择 多组用电设备组的计算负荷多组用电设备组的计算负荷 某机修车间的某机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机20台台 共共50kW，其中较

37、大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW2台，台，4kW2台，台， 2.2kW8台；另接通风机台；另接通风机1.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1台台2kW。试求。试求 计算负荷（设同时系数计算负荷（设同时系数Kp、KQ均为均为0.9）。）。 以车间为范围，将工作性质、需要系数相近的用电设备合为以车间为范围，将工作性质、需要系数相近的用电设备合为 一组，共分成以下一组，共分成以下3组。先求出各用电设备组的计算负荷。组。先求出各用电设备组的计算负荷。 冷加工电动机组。查表冷加工电动机组。查表6-1可得：可得：Kd1=0.2，cos1=0.5， tg1=1.73，因此，因此 kW10502 .

38、0 11301 ed PKP kvar3 .1773. 110 1301301 tgPQ 变压器负荷分析与选择 通风机组。查表通风机组。查表6-1可得：可得：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2 因此因此 kW92. 14 . 28 . 0 e2d2302 PKP kvar44. 175. 092. 1 2302302 tgPQ 只有一台电阻炉，所以计算负荷等于电阻炉的容量，即只有一台电阻炉，所以计算负荷等于电阻炉的容量，即 ： kW2 e3303 PP0 303 Q 以车间为范围，已知同时系数以车间为范围，已知同时系数Kp、KQ均为均为0.9，则车间计算，则车间计算 总有功计算负荷为总有

39、功计算负荷为 总无功计算负荷为总无功计算负荷为 总视在计算负荷为总视在计算负荷为 总的计算电流为总的计算电流为 用此电流即可选择这条用此电流即可选择这条380V导线的截面及型号。导线的截面及型号。 kW5 .12)292. 110(9 . 0 30iP30 PKP kvar9 .16)044. 13 .17(9 . 0 30iQ30 QKQ kVA02.219 .165 .12 222 30 2 3030 QPs A9 .31 38. 0732. 1 02.21 3 N 30 30 U S I 变压器负荷分析与选择 3.2.3 按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷 p应用场合应用场合

40、n在计算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车间在计算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车间 干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。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 xe30 cPbPP 式中式中b、c为二项为二项 式系数，根据设备式系数，根据设备 名称、类型、台数名称、类型、台数 查表查表6-1选取。选取。 指用电设备中指用电设备中x台台 容量最大的设备容容量最大的设备容 量之和。量之和。 用电设备组的设用电设备组的设 备总容量备总容量 当用电设备组的设备总台数当用电设备组的设备总台数n2x时，则最大容量设备台时，则最大容量设备台 数取数取x=

41、n/2，且按，且按“四舍五入四舍五入”法取整，当只有一台设备时，法取整，当只有一台设备时， 可认为可认为Pc=Pe；tg为设备功率因数角的正切值。为设备功率因数角的正切值。Q30，S30， I30的计算公式与需要系数法的相同。的计算公式与需要系数法的相同。 变压器负荷分析与选择 n对对12台用电设备台用电设备 n对用电设备组对用电设备组 有功计算负荷的求取直接应用式（），其余的计算有功计算负荷的求取直接应用式（），其余的计算 负荷与需要系数法相同。负荷与需要系数法相同。 e PP 30 ，0 1cb p对多组用电设备对多组用电设备 要考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。在要考虑各组用电

42、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 平均负荷，求出设备组的总计算负荷。平均负荷，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： 总的无功计算负荷为：总的无功计算负荷为： max30 )()( xie cPbPP maxmax30 tan)()tan( xie cPbPQ 变压器负荷分析与选择 某机修车间的某机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机20台台 共共50kW，其中较大容量电动机有，其中较大容量电动机有7.5kW2台，台，4kW

43、2台，台， 2.2kW8台；另接通风机台；另接通风机1.2kW2台；电阻炉台；电阻炉1台台2kW。用二。用二 项式法求计算负荷（设同时系数项式法求计算负荷（设同时系数Kp、KQ均为均为0.9）。）。 金属切削机床电动机组金属切削机床电动机组 查表查表6-1，取，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1= 1.73，x=5，则，则 (bPe)1=0.1450=7kW (cPx)1 通风机组通风机组 查表查表6-1，取，取b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，tg2=0.75， n=22x，取，取x2=n/2=1，则，则 (bPe)2 (cPx)2 电阻炉电阻

44、炉 (bPe)3=2kW (cPx)3=0 变压器负荷分析与选择 显然，三组用电设备中，第一组的附加负荷显然，三组用电设备中，第一组的附加负荷(cPx)1最大，最大， 故总计算负荷为：故总计算负荷为： 与用需要系数法的计算结果相比较，按二项式法计算的结与用需要系数法的计算结果相比较，按二项式法计算的结 果比按需要系数法计算的结果大得多。可见，二项式法更适果比按需要系数法计算的结果大得多。可见，二项式法更适 用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。 kW64.2008.10)256. 17()()( max30 xie cPbPP vark72.30 73.

45、108.10) 075. 056. 173. 17( )()( maxmax30 tgcPtgbPQ xix kVA01.3772.3064.20 222 30 2 3030 QPS A2 .56 38. 0732. 1 01.37 3 30 30 N U S I 变压器负荷分析与选择 单相用电设备等效三相计算负荷的确定单相用电设备等效三相计算负荷的确定 现代建筑中的用电设备从供电的形式上可分为单相和三现代建筑中的用电设备从供电的形式上可分为单相和三 相两大类。相两大类。 单相电动机、电热设备、电焊机和各种形式的家单相电动机、电热设备、电焊机和各种形式的家 用电器设备。用电器设备。 电动机为动

46、力的各种设备例如给水泵、集中式空电动机为动力的各种设备例如给水泵、集中式空 调机、电梯等。调机、电梯等。 供电形式为三相供电系统时，根据设计规范中有关条款供电形式为三相供电系统时，根据设计规范中有关条款 的规定必须将单相用电设备平均地分配到各个单相中。的规定必须将单相用电设备平均地分配到各个单相中。 然后才能进行对连接有单相用电设备的三相供电系统负然后才能进行对连接有单相用电设备的三相供电系统负 荷计算。荷计算。 变压器负荷分析与选择 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 按在三相供电系统中连接单相设备功率和三相设备功按在三相供电系统中连接单相设备功率和三相设备功

47、率的比例来制定。率的比例来制定。 如果单相设备的总容量不超过三相设备总容量的如果单相设备的总容量不超过三相设备总容量的 15%，则不论单相设备如何连接，均可作为三相平，则不论单相设备如何连接，均可作为三相平 衡负荷对待。衡负荷对待。 单相设备接于相电压时，在尽量使三相负荷均衡分单相设备接于相电压时，在尽量使三相负荷均衡分 配后，取最大负荷相所接的单相设备容量乘以配后，取最大负荷相所接的单相设备容量乘以3， 便可求得其等效三相设备容量。便可求得其等效三相设备容量。 单相设备接于线电压时，其等效三相设备容量单相设备接于线电压时，其等效三相设备容量Pe 单台设备时单台设备时 23台设备时台设备时 e

48、e 3PP maxee 3 PP 单相设备的设备容量单相设备的设备容量 最大负荷单相设最大负荷单相设 备的设备容量备的设备容量 变压器负荷分析与选择 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 单相设备分别接于线电压和相电压时，首先应将接于单相设备分别接于线电压和相电压时，首先应将接于 线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容 量，然后分相计算各相的设备容量和计算负荷。而总量，然后分相计算各相的设备容量和计算负荷。而总 的等效三相有功计算负荷就是最大有功负荷相的有功的等效三相有功计算负荷就是最大有功负荷相的有功 计算负荷的计

49、算负荷的3倍。总的等效三相无功计算负荷就是最大倍。总的等效三相无功计算负荷就是最大 无功负荷相的无功计算负荷的无功负荷相的无功计算负荷的3倍。倍。特别注意的是：特别注意的是：最最 大相的有功计算负荷和最大相的无功计算负荷不一定大相的有功计算负荷和最大相的无功计算负荷不一定 在同一相上。在同一相上。 变压器负荷分析与选择 3.2.4 工厂电气照明负荷的确定工厂电气照明负荷的确定 工厂电气照明负荷也工厂电气照明负荷也 是电力负荷的一部分。是电力负荷的一部分。 良好的照明环境是保证良好的照明环境是保证 工厂安全生产、提高劳工厂安全生产、提高劳 动生产率、提高产品质动生产率、提高产品质 量、改善职工劳

50、动环境、量、改善职工劳动环境、 保障职工身体健康的重保障职工身体健康的重 要方面。要方面。 工厂的电气照明设计，一般应根据生产的性质、厂房自然工厂的电气照明设计，一般应根据生产的性质、厂房自然 条件等因素选择合适的光源和灯具，进行合理的布置，使工条件等因素选择合适的光源和灯具，进行合理的布置，使工 作场所的照明度达到规定的要求。作场所的照明度达到规定的要求。 变压器负荷分析与选择 1. 照明容量的确定照明容量的确定 白炽灯、碘钨灯等不用镇流器的照明设备，容量通白炽灯、碘钨灯等不用镇流器的照明设备，容量通 常指灯头的额定功率，即：常指灯头的额定功率，即：Pe=PN 荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯

51、需用镇流器的照荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯需用镇流器的照 明设备，其容量包括镇流器中的功率损失，所以一般明设备，其容量包括镇流器中的功率损失，所以一般 略高于灯头的额定功率，即：略高于灯头的额定功率，即：PePN 照明设备的额定容量还可按建筑物的单位面积容量照明设备的额定容量还可按建筑物的单位面积容量 法估算，即：法估算，即：Pe=S/1000 其中其中建筑物单位面积的照明容量，单位为建筑物单位面积的照明容量，单位为W/m2； S 建筑物面积，单位是建筑物面积，单位是m2 变压器负荷分析与选择 2. 照明计算负荷的确定照明计算负荷的确定 照明设备通常都是单相负荷，在设计安装时应将它们均匀地分

52、配到三照明设备通常都是单相负荷，在设计安装时应将它们均匀地分配到三 相上，力求减少三相负荷不平衡状况。负荷计算公式应用需要系数法。相上，力求减少三相负荷不平衡状况。负荷计算公式应用需要系数法。 表表3-2 照明设备组的需要系数及功率因数照明设备组的需要系数及功率因数 光源类别光源类别需要系数需要系数 Kd 功率因数功率因数cos 白炽灯白炽灯 荧光灯荧光灯 高压汞灯高压汞灯 高压纳灯高压纳灯 金属卤化物金属卤化物 灯灯 生产车间生产车间 办公室办公室 0.8110.9 （0.55） 0.45 0.65 0.450.400.61 变配电所、变配电所、 仓库仓库 0.50.710.9 （0.55）

53、 0.45 0.65 0.450.400.61 生活区宿生活区宿 舍舍 0.60.810.9 （0.55） 0.45 0.65 0.450.400.61 室外室外110.9 （0.55） 0.45 0.65 0.450.400.61 变压器负荷分析与选择 3.2.5 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定 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 在已知全厂用电设备总容量在已知全厂用电设备总容量Pe的条件下，乘以一个工厂的需要系数的条件下，乘以一个工厂的需要系数Kd即可即可 求得全厂的有功计算负荷，即：求得全厂的有功计算负荷，即：P30=KdPe ，其中，其中Kd是全厂需要系数

54、值。是全厂需要系数值。 表表3-3 3-3 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 Kd 功率因数功率因数 cos 工厂类别工厂类别需要系数需要系数 Kd 功率因数功率因数 cos 汽轮机制造厂汽轮机制造厂0.380.88石油机械制石油机械制 造厂造厂 0.450.78 锅炉制造厂锅炉制造厂0.270.73电线电缆制电线电缆制 造厂造厂 0.350.73 柴油机制造厂柴油机制造厂0.320.74开关电器制开关电器制 造厂造厂 0.350.75 重型机床制厂重型机床制厂0.320.71橡胶厂橡胶厂0.50.72 仪器仪表制造厂仪器仪表制造厂0

55、.370.81通用机械厂通用机械厂0.40.72 电机制造厂电机制造厂0.330.81 变压器负荷分析与选择 已知某开关电器制造厂用电设备总容量为已知某开关电器制造厂用电设备总容量为4500kW，试，试 估算该厂的计算负荷。估算该厂的计算负荷。 查表查表6-3取取Kd为为0.35，cos，则，则tan=0.882，得，得 P30=KdPe=0.354500=1575kW Q30=P30tan=15750.8821386kvar kVA209813861575 222 30 2 3030 QPS A3188 38. 0732. 1 2098 3 30 30 N U S I 变压器负荷分析与选择

56、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 从负荷端开始，从负荷端开始， 逐级上推到电逐级上推到电 源进线端。源进线端。 用电设备组用电设备组 车间低压变车间低压变 压器出线压器出线 车间低压变车间低压变 压器高压侧压器高压侧 工厂变压工厂变压 器出线器出线 工厂输电工厂输电 进线端进线端 变压器负荷分析与选择 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 P305是图示所有出线上的计算负荷是图示所有出线上的计算负荷P306等等 之和，再乘上同时系数之和，再乘上同时系数K；由于；由于P304要考要考 虑线路虑线路WL2的损耗，因此的损耗，因此P304= P

57、305+ PWL2；P303由由P304等几条高压配电线路上等几条高压配电线路上 计算负荷之和乘以一个同时系数计算负荷之和乘以一个同时系数K而得；而得； P302还要考虑变压器的损耗，因此还要考虑变压器的损耗，因此P302= P303+PWL1 +PT；P301由由 P302等几条高压等几条高压 配电线路上计算负荷之和乘以一个同时系配电线路上计算负荷之和乘以一个同时系 数数K而得。而得。 对中小型工厂来说，厂内高低压配电线对中小型工厂来说，厂内高低压配电线 路一般不长，其功率损耗可略去不计。路一般不长，其功率损耗可略去不计。 变压器负荷分析与选择 2用逐级推算法计算全厂的计算负荷用逐级推算法计

58、算全厂的计算负荷 电力变压器的功率损耗，在一般电力变压器的功率损耗，在一般 的负荷计算中，可采用简化公式的负荷计算中，可采用简化公式 来近似计算，如：来近似计算，如： 有功功率损耗：有功功率损耗： 无功功率损耗：无功功率损耗： 式中式中S30为变压器二次侧的视在计算负荷，它是选择为变压器二次侧的视在计算负荷，它是选择 变压器的基本依据。变压器的基本依据。 30T 015. 0SP 30T 06. 0SQ 变压器负荷分析与选择 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 已知全厂的年产量已知全厂的年产量A或年产值或年产值B，就可根据全厂的单，就可根据全厂的单 位产量耗

59、电量位产量耗电量a或单位产值耗电量或单位产值耗电量b，求出全厂的全年耗，求出全厂的全年耗 电量电量 Wa=Aa=Bb 求出全年耗电量后，即可根据下式求出全厂的有功计求出全年耗电量后，即可根据下式求出全厂的有功计 算负荷为算负荷为 式中的式中的Tmax是工厂的年最大负荷利用小时。是工厂的年最大负荷利用小时。 max 30 T W P a 变压器负荷分析与选择 确定计算负荷的需要系数法确定计算负荷的需要系数法 和二项式法各有什么特点？和二项式法各有什么特点？ 各适用哪些场合？各适用哪些场合？ 什么叫计算负荷？什么叫计算负荷？ 为什么计算负荷通为什么计算负荷通 常采用半小时最大常采用半小时最大 负荷

60、？正确确定计负荷？正确确定计 算负荷有何意义？算负荷有何意义？ 如何将单相负如何将单相负 荷简便地换算荷简便地换算 为三相负荷？为三相负荷？ 需要系数需要系数 的含义是什的含义是什 么？么？ 变压器负荷分析与选择 5已知线电压为已知线电压为380V的三相供电线路供电给的三相供电线路供电给35台小批台小批 量生产的冷加工机床电动机，总容量为量生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW，其中较，其中较 大容量的电动机有大容量的电动机有7.5kW1台，台，4kW3台，台，3kW12台。试台。试 分别分别 用需要系数法和二项式系数法确定其计算负荷。用需要系数法和二项式系数法确定其计算负荷。 6有一个机修