供配电系统负荷计算实用教案

1、2.1电力(dinl)负荷和负荷曲线2.1.1 常用的用电设备(shbi)2.1.2 用电设备(shbi)的工作制2.1.3 负荷曲线第1页/共86页第一页，共87页。问题(wnt)提出：1。给某个负荷点供电应供多少、依据是什么？2。若有10台10kW、380V三相异步电动机需要供电，开关(kigun)选多大？导线截面选多大合适？3。新建的用户应如何计算用电量？第2页/共86页第二页，共87页。进行(jnxng)负荷计算的意义 新建一个企业或对现有的企业进行扩建或改建时，都要进行供电系统的设计，而供电系统设计时又首先需要确定企业的负荷(fh)，负荷(fh)计算得准确，可使设计工作建立在可靠的基

2、础资料之上，得出的工程设计方案也会经济合理。所以正确合理地确定计算负荷(fh)具有很大的意义。第3页/共86页第三页，共87页。负荷(fh)计算的目的（1）确定用电量 计算出电能和最大负荷申请(shnqng)用电 （2）提供选择各种电气设备的依据 使系统上所选的设备能合理、充分利用，并能安全运行。第4页/共86页第四页，共87页。2.1电力(dinl)负荷和负荷曲线“电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电单位(dnwi)，也可以指用电设备或用电单位(dnwi)的功率或电流的大小。 第5页/共86页第五页，共87页。211工厂(gngchng)常用用电设备 生产加工机械的

3、拖动设备；电焊、电镀(dind)(dind)设备；电热设备；照明设备。 2.1电力负荷(fh)和负荷(fh)曲线第6页/共86页第六页，共87页。1. 生产(shngchn)机械的拖动设备 机床设备起重运输设备功能金属切削金属压力加工功能起吊搬运物料运输客货车床铣床刨床钻床磨床组合机床镗床冲床锯床剪床砂轮机吊车行车输送机电梯自动扶梯生产(shngchn)机械的拖动设备211工厂(gngchng)常用用电设备 2.1电力负荷和负荷曲线第7页/共86页第七页，共87页。2电焊和电镀(dind)设备 电焊(d(diinhnhn)n)设备211工厂常用用电设备 2.1电力负荷和负荷曲线第8页/共86页

4、第八页，共87页。电镀(dind)(dind)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。 电镀(d(diindnd)设备2电焊和电镀设备 211工厂常用用电设备 2.1电力负荷和负荷曲线第9页/共86页第九页，共87页。3电热(dinr)设备 电阻加热炉电弧炉感应炉其它电热设备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211工厂常用(chn yn)用电设备 2.1电力负荷和负荷曲线第10页/共86页第十页，共87页。4照明设备 白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯(n dn)(n dn)、高压钠灯、钨

5、卤化物灯和单灯混光灯等。 211工厂(gngchng)常用用电设备 2.1电力负荷和负荷曲线第11页/共86页第十一页，共87页。5工厂用电负荷工厂用电负荷(fh)的分类的分类 211工厂(gngchng)常用用电设备 2.1电力(dinl)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

6、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、冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高

7、压水泵、水压机、真空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备真空泵、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21 小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类 第12页/共86页第十二页，共87页。212用电设备(shbi)的工作制 长期(chngq)连续工作制设备短时工作制设备(shbi)反复短时工作制设备 能长期连续运行，每次连续工作时间超过8 8小时，运行时负荷比较稳

8、定。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量。 这类设备的工作时间较短，停歇时间较长。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量。 这类设备的工作呈周期性，时而工作时而停歇，如此反复，且工作时间与停歇时间有一定比例。第13页/共86页第十三页，共87页。%1000tttN（21） 通常用一个(y )(y )工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示负荷持续率（或称暂载率） 式中 工作时间； 停歇时间。t0t212用电设备(shbi)的工作制 第14页/共86页第十四页，共87页。同一设备在不同(b tn)(b tn)的暂载率下工作时，其输出功率是不同(b tn)(b tn)的。在计算

9、其设备容量时，必须先转换到一个统一的下。对起重电动机应统一换算到=25%=25%，换算公式为： NNNNePPP225（22）式中 （换算前）设备铬牌额定功率； 换算后设备容量； 设备铬牌暂载率。 NPePN212用电设备(shbi)的工作制 第15页/共86页第十五页，共87页。对电焊机设备，应统一换算到=100%=100%，换算公式为： NNNNeSPPcos（2-3） 式中： 设备铬牌额定容量； 设备铬牌功率因数。 NSNcos212用电设备(shbi)的工作制 第16页/共86页第十六页，共87页。 （2 2）电焊机的设备容量 电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，

10、所以2 2台电焊机的设备容量： %100解：（1 1）金属切削机床的设备容量 金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以2020台金属切削机床的总容量为： 例2.1 某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共20台（其中10.5kW-4台，7.5kW-8台，5kW-8台），车间有380V电焊机2台（每台容量20kVA， , ），车间有吊车1台11kW， ），试计算此车间的设备容量。 %65N5 . 0cosN%25NeiePP1kW142585 . 785 .104NNNeSPcos22kW1 .165 . 065. 0202第17页/共86页第十七页，共87页。 （3）吊车的设备容量 吊

11、车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一(tngy)换算到 ，所以1台吊车的容量为： (4) 车间的设备总容量为：第18页/共86页第十八页，共87页。213负荷(fh)曲线 负荷曲线是表示电力负荷随时间变动(bindng)(bindng)情况的曲线。按负荷(fh)(fh)对象分工厂的的负荷(fh)(fh)曲线车间的的负荷(fh)(fh)曲线某台设备的负荷(fh)(fh)曲线按负荷(fh)(fh)的功率性质分有功负荷(fh)(fh)曲线无功负荷(fh)(fh)曲线按表示的时间分年的负荷曲线月的负荷曲线日的负荷曲线工作班的负荷曲线按绘制方式分依点连成的负荷曲线梯形的负荷曲线分 类第19页/共

12、86页第十九页，共87页。图2.1 2.1 日有功负荷(fh)(fh)曲线a)a)依点连成的负荷(fh)(fh)曲线 b) b)梯形负荷(fh)(fh)曲线213负荷(fh)曲线 第20页/共86页第二十页，共87页。1.日负荷(fh)曲线 日负荷曲线表示负荷在一昼夜间（024h）变化情况。 绘制：（1）以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录(jl)有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲线。（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(jl)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。第

13、21页/共86页第二十一页，共87页。图2.1 2.1 日有功负荷曲线(qxin)(qxin)a)a)依点连成的负荷曲线(qxin) b)(qxin) b)梯形负荷曲线(qxin)(qxin)213负荷(fh)曲线 第22页/共86页第二十二页，共87页。2年负荷年负荷(fh)曲线的绘制曲线的绘制 负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动(bindng)时间，纵坐标表示负荷大小（功率kW、kvar）。年负荷持续时间曲线如图2.2a，反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间（全年按8760h计）的关系。年每日最大负荷曲线如图2.2b，反映了全年当中(dngzhng)不同时段的电能消耗水平

14、，是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制的。 213负荷曲线 图2.2 2.2 年负荷曲线 a)a)年负荷持续时间曲线 b)b)年每日最大负荷曲线 第23页/共86页第二十三页，共87页。3与负荷(fh)曲线有关的参数 (1) 年最大负荷(fh)Pmax和年最大负荷(fh)利用小时Tmax 213负荷曲线 第24页/共86页第二十四页，共87页。 年负荷持续时间曲线上的最大负荷就是年最大负荷Pmax ， 它是全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时(xiosh)平均负荷P30。 年最大负荷利用小时(xiosh)Tmax是假设负荷按最大负荷Pmax持续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能与电

15、力负荷全年实际耗用的电能相同，如图2.3a所示。因此 maxmaxPWTa （2-4） 式中 Wa负荷全年实际耗用电能。Tmax是一个反映工厂负荷特征的重要(zhngyo)参数一班制工厂Tmax=18003000h两班制工厂Tmax=35004800h三班制工厂Tmax=50007000h。2与负荷曲线有关(yugun)的参数 (1) 年最大负荷Pmax和年最大负荷利用小时Tmax 213负荷曲线 第25页/共86页第二十五页，共87页。(2)(2)平均(pngjn)(pngjn)负荷PavPav和年平均(pngjn)(pngjn)负荷 平均负荷就是负荷在一定时间(shjin)t(shjin)

16、t内平均消耗的功率，即： tWPtav（2-5） 式中 Wtt时间内耗(niho)用的电能。 年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功率除全年总小时数，如图2.3b所示。 8760aavWP（2-6） 第26页/共86页第二十六页，共87页。22 计算(j sun)负荷的确定 2.2.1 概述 2.2.2 用电设备组计算负荷的确定2.2.3 全厂计算负荷的确定2.2.4 功率因数(n l yn sh)及无功补偿 第27页/共86页第二十七页，共87页。22 计算(j sun)负荷的确定 计算负荷是指按发热条件选择电气设备的一个“假想负荷”。 计算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应应相等

17、。 通常把根据半小时平均负荷所绘制(huzh)的负荷曲线上的最大负荷称为计算负荷。计算负荷(fh)的定义第28页/共86页第二十八页，共87页。22 计算负荷(fh)的确定 221概述(i sh) 1 1“计算(j sun)(j sun)负荷”:”:是指用统计计算(j sun)(j sun)求出的，用来选择和校验变压器容量及开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。 P P3030-负荷的有功计算负荷 Q Q3030-负荷的无功计算负荷S S3030-负荷的视在计算负荷 I I3030-负荷的计算电流计算负荷的物理定义 设有一根电阻为R的导体，在某一时间内通过一变动负荷，其最高温升达值；如果这根

18、导体在相同时间内通过另一不变的负荷，其最高温升也达到值，那么这个不变的负荷就叫做变动负荷的计算负荷。 通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的最大负荷称为计算负荷。第29页/共86页第二十九页，共87页。问题(wnt) 为什么规定取半小时平均负荷(fh)的最大值作为计算负荷(fh)？第30页/共86页第三十页，共87页。2 2负荷(fh)(fh)计算需要系数法二项式系数法 需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。 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负荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算。负荷计算方法22 计算负荷(f

19、h)的确定 221概述(i sh) 第31页/共86页第三十一页，共87页。需要(xyo)系数法 所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系(gun x)，因此引进需要系数的概念，即Kd为需要系数第32页/共86页第三十二页，共87页。需要(xyo)系数 Kd表示为：Kt同时使用系数，即在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与线路中全部用电设备总容量之比。说明用电设备不可能都同时运行。KL负荷系数，即工作着的用电设备实际所需功率(gngl)与全部用电设备投入容量之比。说明投入运行的用电设备不可能都处在满载运行。l线路效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率(gngl)与

20、首端功率(gngl)之比。说明用电设备在运行时，线路上会引起一定的功率(gngl)损耗。rl用电设备在实际运行时的效率。说明用电设备在工作时都要产生功率(gngl)损耗。第33页/共86页第三十三页，共87页。表表2.2 各用电设备组的需要各用电设备组的需要(xyo)系数系数Kd及功率因数及功率因数 用电设备组名称用电设备组名称 需要系数需要系数Kd 二项式系数二项式系数 最大容量最大容量设备台数设备台数 功率因数功率因数ab小批量生产金属冷加工机床小批量生产金属冷加工机床大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小批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床大

21、批量生产金属热加工机床 0.30.35 40.26 0.5 5555 0.65 1.731.731.331.17 通风机、水泵、空压机通风机、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非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械50.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车铸造车间吊车铸造车间吊车

22、50.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 自动装料电阻炉自动装料电阻炉非自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻炉、干燥箱小型电阻炉、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高频感应电炉（不带补偿）高频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉电弧熔炉 0.60.350.87 1.332.680.57 点焊机、缝焊机点焊机、缝焊机对焊机对焊机0.350.35 31.02 自动弧焊变压器自动弧焊变压器单

23、头手动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多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、实验室照明生产厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明变配电室、仓库照明生活照明生活照明室外照明室外照明0.80.81 1.01.01.01.0 0000 第34页/共86页第三十四页，共87页。222用电设备组计算负荷(fh)的确定 1需要(xyo)系数法 需要(xyo)(xyo)系数法的基本公式： edPKP30（2-7） eiePP（2-8） 式中 需要系数； 设备容量，为用电设备组所有设备容量之和； 每组用

24、电设备的设备容量。dKePeiP 由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素，设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量乘以一个小于1 1的系数，叫做需要系数，用 表示。 dK22 计算负荷的确定 第35页/共86页第三十五页，共87页。（1）对12台用电设备宜取 (2) 用电设备组的计算负荷 有功计算负荷： （2-9）无功计算负荷： （2-10）视在计算负荷： （2-11）计算电流： （2-12） (3) 多组用电设备的计算负荷 总的有功计算负荷： （2-13） 总的无功计算负荷： （2-14）总的视在计

25、算负荷： （2-15）总的计算电流： （2-16）1dKedPKP30tan3030PQ23023030QPSNUSI33030iPKP3030iQKQ303023023030QPSNUSI33030222用电设备组计算(j sun)负荷的确定 22 计算(j sun)负荷的确定 第36页/共86页第三十六页，共87页。 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(chxin)(chxin)的因素，计入一个同时系数KK，该系数取值见表2.32.3。 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

26、热加工车间 动力站动力站 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10000kW 0.91.00.850.8 表表2.3 同时同时(tngsh)系数系数K 222用电设备组计算(j sun)负荷的确定 22 计算负荷的确定 第37页/共86页第三十七页，共87页。例2.2 2.2 用需要系数法计算例2.12.1车间的计算负荷。解：（1 1）金属切削机床组的计算负荷 查表2.22.2取需要系数和功率因数为：根据公式（2-92-9）（2-102-10

27、）（2-112-11）（2-122-12）有： 73. 1tan 5 . 0cos 2 . 0，dKkW4 .281422 . 0)1(30Pvark1 .494 .2873. 1)1(30QkVA8 .561 .494 .2822)1 (30SA3 .8638. 038 .56)1(30I（2）电焊机组的计算负荷查表2.2 取需要系数和功率因数为：根据公式（2-9）（2-10）（2-11）（2-12）有： 68. 2tan 35. 0cos 35. 0，dKkW6 . 51 .1635. 0)2(30Pkvar0 .1568. 26 . 5)2(30QkVA0 .160 .156 . 522

28、)2(30SA3 .2438. 0316)2(30I第38页/共86页第三十八页，共87页。（3）吊车组的计算负荷查表2.2取需要系数和功率因数为根据公式（2-9）（2-10）（2-11）（2-12）有： 73. 1tan 5 . 0cos 15. 0，dKkW7 . 115. 011)3(30Pvark9 . 273. 17 . 1)3(30QkVA4 . 39 . 27 . 122)3(30SA2 . 538. 034 . 3)3(30I（4）全车间的总计算负荷 根据表2.3，取同时系数 ，所以全车间的计算负荷为： 8 . 0KkW6 .28)7 . 16 . 54 .28(8 . 030

29、eiPKPvark6 .53)9 . 2151 .49(8 . 030eiqQKQkVA8 .606 .536 .282230SA4 .9238. 038 .6030I第39页/共86页第三十九页，共87页。2. 二项式系数(xsh)法 在计算设备(shbi)(shbi)台数不多，而且各台设备(shbi)(shbi)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。基本公式为XecPbPP30（2-17） 式中 b 、c二项式系数，根据设备名称、类型、台数查表2.2选取； 用电设备组的平均负荷，其中 为用电设备组的设备总容量； 指用电设备中x台容量最大的设备容量之和。 指用电设备中

30、x 台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷。 的计算公式与前述需要系数法相同。ebPePxPxcP303030ISQ，222用电设备组计算负荷(fh)的确定 22 计算负荷的确定 第40页/共86页第四十页，共87页。用二项式法求解(qi ji)计算负荷的几个问题：（1）对12台用电设备可认为 ，即（2）用电设备组的有功计算负荷的求取直接应用式（2-17），其余的计算负荷与需要系数法相同。（3）采用二项式系数法确定多组用电设备的总计算负荷时，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 ，再加上各组平均负荷 ，求出设备组的总计算负荷。 ePP300

31、1cb，max)(xcPebP总的有功计算负荷为： （2-18）总的无功计算负荷为： （2-19）式中： 各组中最大的一组附加负荷； 最大附加负荷 的设备组的 。求出 、 后，可根据公式（2-11）、（2-12）得出 和 。 max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQmax)(xcPmaxtanmax)(xcPtan30P30Q30S30I222用电设备组计算(j sun)负荷的确定 22 计算负荷(fh)的确定 第41页/共86页第四十一页，共87页。例例2.3 用二项式法计算例2.1车间的金属切削机床组的计算负荷。解：解：查表2.2取二项式系数7

32、3. 1tan 5 . 0cos 5 4 . 0 14. 0，xcbkW5 .4915 . 745 .105 PPx根据公式（2-17）、（2-10）、（2-11）、（2-12）有 kW7 .395 .494 . 014214. 030 xecPbPPvark7 .6873. 17 .3930QkVA4 .797 .687 .39230SA6 .12038. 034 .7930I第42页/共86页第四十二页，共87页。223全厂计算负荷(fh)的确定 1用需要系数(xsh)法计算全厂计算负荷 在已知全厂用电设备总容量的条件(tiojin)(tiojin)下，乘以一个工厂的需要系数即可求得全厂的

33、有功计算负荷，即 式中 全厂的需要系数值，查表2.42.4选取。 edPKP30（2-20） 22 计算负荷的确定 第43页/共86页第四十三页，共87页。表2.4 2.4 全厂负荷(fh)(fh)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0.38 0.88 锅炉制造厂锅炉制造厂 0.27 0.73 柴油机制造厂柴油机制造厂 0.32 0.74 重型机床制造厂重型机床制造厂 0.32 0.71 仪器仪表制造厂仪器仪表制造厂 0.37 0.81 电机制造厂电机制造厂 0.33 0.81 石油机械制造厂石油机械制造厂 0.45 0.78 电线

34、电缆制造厂电线电缆制造厂0.35 0.73 电器开关制造厂电器开关制造厂 0.35 0.75 橡胶厂橡胶厂 0.5 0.72 通用机械厂通用机械厂0.4 0.72 第44页/共86页第四十四页，共87页。2用逐级推算法计算(j sun)全厂的计算(j sun)负荷 由用电设备组开始，逐级向电源方向推算的方法(fngf)(fngf)，在经过变压器和较长的线路时，应加上变压器和线路的损耗。有功功率损耗： （2-212-21）无功功率损耗： （2-222-22）30015. 0SPT3006. 0SQT223全厂计算负荷(fh)的确定 22 计算负荷的确定 第45页/共86页第四十五页，共87页。P

35、30.5= K5 P30.6iP304=P30.5+PwL2P30.3= K3 P304iP302=P303+PT+PwL1P301= K1 P302i2用逐级推算(tu sun)法计算全厂的计算负荷 223全厂计算负荷(fh)的确定 22 计算负荷(fh)的确定 图2.4 2.4 逐级推算法示意图 第46页/共86页第四十六页，共87页。3按年产量和年产值估算( sun)全厂的计算负荷 Tmax为工厂的年最大负荷(fh)利用小时 。bBaAWa（2-23） max30TWPa（2-24） 223全厂计算(j sun)负荷的确定 22 计算负荷的确定 第47页/共86页第四十七页，共87页。2

36、24功率因数及无功(w n)补偿 1功率因数分类(fn li)和计算 22 计算负荷(fh)的确定 瞬时功率因数平均功率因数最大负荷时功率因数自然功率因数总功率因数指运行中的工厂供用电系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；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功率因数的平均值 指配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数 22cosqPPWWWWP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补偿后的功率因

37、数 第48页/共86页第四十八页，共87页。2无功功率(w n n l)补偿 高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调压装置的电力(dinl)(dinl)用户，功率因数应达到0.90.9以上，其他用户功率因数应在0.850.85以上。 224功率因数(n l yn sh)及无功补偿 22 计算负荷的确定 人工补偿无功功率提高自然功率因数提高功率因数第49页/共86页第四十九页，共87页。22 计算负荷(fh)的确定选择(xunz)无功补偿点的条件Cos0.80 Cos =0.850.90Cos0.95 Cos =0.850.90(1) (2) (3) (4) 第50页/共86页第五十页，共87

38、页。并联(bnglin)电容器的装设地点(1) 高压集中补偿 高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在工厂变电所的610kV母线上。 补偿范围小，运行维护方便，投资少，利用率高，大中企业用。(2) 低压集中补偿 低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。 补偿范围中，经济，维护方便，用户普遍应用。(3)分散补偿(4)单独就地补偿 单独就地补偿（个别(gbi)补偿或分散补偿）是指在个别(gbi)功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。补偿范围最大，效果最好，利用率低。第51页/共86页第五十一页，共87页。3补偿(bchng)容量和补偿(bchng)后计算负荷的计算 （1 1

39、）补偿(bchng)(bchng)容量的计算 (2) (2) 补偿后计算(j sun)(j sun)负荷的计算(j sun) (j sun) 224功率因数及无功补偿 22 计算负荷的确定 )tantan2130（PQC（2-28） cCqQn 确定电容器的个数 (2-29) CQQQ30/30补偿后总的无功计算负荷为 (2-30) 2302302/30230/30)(CQQPQPS补偿后的视在计算负荷为 (2-31) 第52页/共86页第五十二页，共87页。23工厂(gngchng)的电气照明负荷 2.3.1 照明(zhomng)的基本知识2.3.2 照明(zhomng)设备容量及照明(zh

40、omng)计算负荷的确定第53页/共86页第五十三页，共87页。23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 1电光源及常用(chn yn)灯具 热辐射光源: :利用物体加热时发光的原理所做成的光源，如白炽灯，卤钨灯。气体放电光源: :利用气体放电发光的原理所做成的光源，如荧光灯、荧光高压汞灯。第54页/共86页第五十四页，共87页。（1 1）白炽灯 靠钨丝通过(tnggu)(tnggu)电流产生高温，从而引起热辐射发光。 23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 1电光源及常用灯具 图2.5 2.5 白炽灯1-1-玻壳

41、2-2-灯丝 3-3-支架 4-4-电极 5-5-芯柱 6-6-杜美丝 7-7-引入线 8-8-抽气管 9-9-灯头 10-10-封端胶泥 11-11-焊锡接触端第55页/共86页第五十五页，共87页。（2 2）卤钨灯 它的发光(f un)(f un)原理与白炽灯相同，但在白炽灯泡中充入了微量的卤化物（如碘化物和溴化物），利用钨循环来提高发光(f un)(f un)效率。 23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 图2.6 卤钨灯1-石英玻璃泡 2-金属支架 3-灯丝 4-散热罩 5-电极第56页/共86页第五十六页，共87页。（3 3）荧光灯 利用汞蒸气

42、在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许(shox)(shox)可见光和大量的紫外线，这些紫外线再激励灯管内壁的荧光粉，产生大量的可见光。（4 4）高压汞灯 是荧光灯的改进产品，属于高气压的汞蒸气放电光源，发光原理与荧光灯相同。 23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 图2.7 2.7 荧光高压汞灯（GGYGGY型）1-1-主电极1 2-1 2-主电极2 3-2 3-支架 4-4-内层石英玻壳 5-5-外层石英玻壳 6-6-触发极 7-7-限流电阻 8-8-灯头 第57页/共86页第五十七页，共87页。23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(

43、zhomng)的基本知识 （4 4）高压(goy)(goy)汞灯第58页/共86页第五十八页，共87页。（5 5）高压钠灯 它利用(lyng)(lyng)高压的钠蒸气放电发光 23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 图2.8 2.8 高压钠灯1-1-主电极 2-2-陶瓷放电管理 3-3-外玻壳 4-4-消气剂 5-5-灯头 第59页/共86页第五十九页，共87页。（6 6）金属卤化物灯 在高压汞灯内添加某些金属卤化物，靠金属卤化物的循环作用(zuyng)(zuyng)，不断向电弧提供相应的金属蒸气，金属原子在电弧激发而辐射该金属的特征光谱线。 23工厂(

44、gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 图2.9 金属卤化物灯1-主电极 2-放电管 3-保温罩 4-石英玻管 5-消气剂 6-触发极 7-限流电阻 第60页/共86页第六十页，共87页。（7 7）管形氙灯 高压氙气放电时能产生(chnshng)(chnshng)很强的白光，接近连续光谱，和太阳光十分相似，灯的功率大（可达100kW100kW），亮度高，俗称“人造小太阳”。 23工厂(gngchng)的电气照明负荷 231照明(zhomng)的基本知识 第61页/共86页第六十一页，共87页。表2.5 2.5 常用照明电光源的主要(zhyo)(zhyo)特性 光源

45、名称光源名称 白炽灯白炽灯 卤灯卤灯 荧光灯荧光灯 高压汞灯高压汞灯 管形氙灯管形氙灯 高压钠灯高压钠灯 卤化物灯卤化物灯 额定功率范额定功率范围围（W ）101000 5002000 6125 501000 1500100000 25 400 4001000 光效光效 6.519 19.521 2567 3050 2037 90100 6080 平均寿命平均寿命/h 1000 1500 20003000 25005000 5001000 3000 2000 显色指数显色指数 9599 9599 7080 3040 9094 2025 6585 启动稳定时启动稳定时间间 瞬时瞬时 瞬时瞬时 1

46、3s 48min 12s 48min 48min 再启动时间再启动时间 瞬时瞬时 瞬时瞬时 瞬时瞬时 510min 瞬时瞬时 1020min 1015min 功率因数功率因数 1 1 0.330.7 0.440.67 0.40.9 0.44 0.40.61 频闪效应频闪效应 不明显不明显 明显明显明显明显明显明显明显明显明显明显明显明显表面亮度表面亮度 大大 大大 小小较大较大大大 较大较大大大 电压变化对电压变化对光通量影响光通量影响 大大 大大 较大较大较大较大较大较大大大较大较大环境温度对环境温度对光通量影响光通量影响 小小小小大大较小较小小小较小较小较小较小耐震性能耐震性能 较差较差差

47、差较好较好好好好好较好较好好好所需附件所需附件 无无无无镇流器镇流器起辉器起辉器 镇流器镇流器镇流器镇流器触发器触发器镇流器镇流器镇流器镇流器触发器触发器第62页/共86页第六十二页，共87页。2工厂常用灯具工厂常用灯具(dngj)的选择和布置的选择和布置 （1 1）照明光源的选择(xunz)(xunz)要求： 优先选用光效高、寿命长、节约能源的光源为原则，结合(jih)(jih)环境特点及工艺要求，综合考虑。 照明光源宜采用荧光灯、白炽灯、高压气体放电灯等。 当悬挂高度在4m4m及以下时，宜采用荧光灯。 当悬挂高度在4m4m以上时，宜采用高压气体放电灯 ，当不宜采用气体放电灯时也可采用白炽灯

48、。 局部照明场所，防止电磁波干扰的场所，因光源频闪的效影响视觉效果的场所，经常开关灯的场所，照度不高、且照明时间较短的场所宜采用白炽灯。 23工厂的电气照明负荷 231照明的基本知识 第63页/共86页第六十三页，共87页。（2 2）照明灯具的布置方案(fng n)(fng n)与要求 1 1）均匀(jnyn)(jnyn)布置2工厂常用灯具工厂常用灯具(dngj)的选择和布置的选择和布置 23工厂的电气照明负荷 231照明的基本知识 图2.11 2.11 灯具的均匀布置方案a)a)矩形布置 b)b)菱形布置第64页/共86页第六十四页，共87页。2 2）选择(xunz)(xunz)布置（2 2

49、）照明灯具的布置(bzh)(bzh)方案与要求 2工厂常用灯具工厂常用灯具(dngj)的选择和布置的选择和布置 23工厂的电气照明负荷 231照明的基本知识 图2.10 室内照明灯具的布置方案a)均匀布置 b)选择布置第65页/共86页第六十五页，共87页。232照明照明(zhomng)设备容量及照明设备容量及照明(zhomng)计算负荷的确定计算负荷的确定 1照明设备(shbi)的设备(shbi)容量 （1）按照明设备铭牌确定照明设备容量。 白炽灯、碘钨灯设备容量是指灯泡(dngpo)上标出的额定功率（kW）。 荧光灯的设备容量应为灯管额定功率的1.2倍（kW）。 高压水银荧光灯的设备容量应

50、为灯泡(dngpo)额定功率的1.1倍（kW）。 在采用镇流器时，金属卤化物灯的设备容量应为灯泡(dngpo)额定功率的1.1倍（kW），若采用触发器起辉，则设备容量应为灯泡(dngpo)的额定功率。 照明设备的总容量等于单个照明设备容量的代数和： 23工厂的电气照明负荷 eiePP （2-32） 第66页/共86页第六十六页，共87页。（2 2）照明设备容量的估算( sun)( sun)。 已知工作场所性质（用途）和建筑面积的情况下，可按式（2-332-33）对工作场所的照明设备容量进行估算( sun)( sun)： 232照明设备容量照明设备容量(rngling)及照明计及照明计算负荷的确

51、定算负荷的确定 1照明设备(shbi)的设备(shbi)容量 23工厂的电气照明负荷 APPe0（2-33） 第67页/共86页第六十七页，共87页。表2.6 一般车间比功率(gngl)值P0可按下表选取（以白炽灯计算） 序号序号 建筑名称建筑名称 P0（kW/m2） 1金工车间金工车间62装配车间装配车间93工具修理车间工具修理车间84金属结构车间金属结构车间105焊接车间焊接车间86锻工车间锻工车间77热处理车间热处理车间88铸钢车间铸钢车间89铸铁车间铸铁车间810木工车间木工车间1111实验室实验室1012煤气站煤气站713气压站气压站514办公楼办公楼5第68页/共86页第六十八页，

52、共87页。表2.7 2.7 照明设备组的需要系数(xsh)(xsh)及功率因数 光源类别光源类别需要系数需要系数Kd白炽灯白炽灯荧光灯荧光灯高压汞灯高压汞灯高压钠灯高压钠灯金属卤化物灯金属卤化物灯生产车间办公室生产车间办公室0.81 1 0.9(0.55) 0.450.65 0.45 0.400.61 变配电所、仓库变配电所、仓库0.50.7 1 0.9(0.55) 0.450.65 0.45 0.400.61 生活区宿舍生活区宿舍0.60.8 1 0.9(0.55) 0.450.65 0.45 0.400.61 室外室外1 1 0.9(0.55) 0.450.65 0.45 0.400.61

53、 第69页/共86页第六十九页，共87页。2照明计算(j sun)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配到三相上，力求减少三相负荷不平衡状况。 换算的简单方法是：选择其中(qzhng)(qzhng)最大的一相单相设备容量乘三倍，作为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加，应用需要系数法计算其计算负荷。 232照明照明(zhomng)设备容量及照明设备容量及照明(zhomng)计算负荷的确定计算负荷的确定 23工厂的电气照明负荷 第70页/共86页第七十页，共87页。功率(gngl)(gngl)损耗和电能损耗一、 供配电系统的功率损耗 供配电系统的功率损耗是指最大功

54、率时功率损耗 。1、线路(xinl)的功率损耗： (1)线路(xinl)功率损耗 PWL=3I302RWL*10-3 QWL= 3I302XWL*10-3 式中，I30为线路(xinl)的计算电流（A）；RWL为线路(xinl)每相的电阻（），RWL=R0L，R0为线路(xinl)单位长度的电阻（/km），L为线路(xinl)的计算长度（km）；XWL为线路(xinl)每相的电抗（），XWL =X0L，X0为线路(xinl)单位长度的电抗（/km）。见附录表 (2)变压器的功率损耗 估算法 PT=0.015S30 QT=0.06 S30第71页/共86页第七十一页，共87页。功率损耗(snho

55、)(snho)和电能损耗(snho)(snho)精确法 有功功率损耗 铁损PFe PFe 空载损耗P0P0可认为就是铁损，所以(suy)(suy)铁损又称为空载损耗。 铜损PCu PCu 负载损耗PkPk可认为就是额定电流下的铜损PCuPCu。 变压器的有功功率损耗为式中，SNSN为变压器的额定容量(rngling)(rngling)；S30S30为变压器的计算负荷；为变压器的负荷率（= S30/SN= S30/SN）见附录表. . 第72页/共86页第七十二页，共87页。二、供配电系统(xtng)的电能损耗 （1） 线路电能损耗 最大损耗时间：当线路或变压器中以最大计算电流I30流过小时后所产生的电能损耗，等于(dngy)全年流过实际变化的电流时所产生的电能损耗。 线路电能损耗 WL=PWL* （2） 变压器的电能损耗 WT=P0*8760+Pk( S30/SN)2*第73页/共86页第七十三页，共87页。最大损耗时间(shjin)与年最大负荷利用小数关系曲线第74页/共86页第七十四页，共87页。举例(j l)1例2-6如某一工厂的计算负荷为2400kW，平均功率因数为0.67。要使其平均功率因数提高(t go)到0.9（在10kV侧固定补偿），问需要装设多大容量的并联电容器？如果采用BWF-10.5-40-