电力负荷计算课后习题解析

1、习题与思考题2-1 什么叫负荷曲线？负荷曲线有哪些类型？与负荷曲线有关得物理量有哪些？答 : 负荷曲线就是表征电力负荷随时间变化得曲线, 它反映了用户用电得特点与规律。负荷曲线有日负荷曲线与年负荷曲线。与负荷曲线有关得物理量有年最大负荷、年最大负荷利用小时、平均负荷与负荷系数。2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷与年平均负荷？什么叫负荷系数？答 : 年最大负荷利用小时就是一个假想时间, 在此时间内, 电力负荷按年最大负荷或持续运行所消耗得电能, 恰好等于该电力负荷全年实际消耗得电能。年最大负荷就是全年中负荷最大工作班内消耗电能最大得半小时得平均功率, 又叫半小时最大负荷。平均负荷

2、就是电力负荷在一定时间内平均消耗得功率, 也就就是电力负荷在该时间内消耗得电能除以时间得值。 负荷系数又称负荷率, 它就是用电负荷得平均负荷与其最大负荷得比值,表征负荷曲线不平坦得程度。2-3 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？答 : 电力负荷根据重要程度分为三个等级: 一级负荷、二级负荷与三级负荷。（ 1）一级负荷对供电电源得要求: 一级负荷属于重要负荷, 因此要求由两路独立电源供电 , 当其中一路电源发生故障时, 另一路电源不会同时受到损坏;（ 2）二级负荷对供电电源得要求: 二级负荷也属于重要负荷, 要求由两回路供电, 供电变压器也应有两台, 每个回路应能承受住全

3、部二级负荷;（ 3）三级负荷对供电电源得要求: 三级负荷为不重要得一般负荷, 因此对供电电源无特殊要求。2-4 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min 最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？答 : 通过负荷得统计计算求出得、用来按发热条件选择供电系统中各元件得负荷值,称为计算负荷。由于导体通过电流达到稳定温升得时间大约需要,为发热时间常数。截面在 16 及以上得导体 ,其 ,因此载流导体大约经30min 后可达到稳定温升值。由此可见,计算负荷实际上与从负荷曲线上查得得30min 最大负荷（亦年最大负荷）就是基本相当得,所以计算负荷也可以认为就就是半小时最大负荷。负荷计算得意义在于能为合

4、理地选择供电系统中得导线、开关电器、变压器等设备,使电气设备与材料既能得到充分利用又能满足电网得安全运行提供理论根据。另外,也就是选择仪表量程、整定继电保护得重要依据。并作为按发热条件选择导线、电缆与电气设备得依据。2-5 工厂用电设备按其工作制分哪几类？各类工作制得设备容量如何确定？答 : 工厂用电设备按其工作制分三类: 连续运行工作制、短时运行工作制与断续周期工作制。一般连续运行工作制与短时运行工作制得设备容量就是所有设备得铭牌额定容量之与;而断续周期工作制得设备容量就是将所有设备在不同负荷持续率下得铭牌额定容量换算到一个规定得负荷持续率下得容量之与。2-6 需要系数得物理含义就是什么？答

5、 : 所有得用电设备得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, 因此需要引进需要系数得概念, 需要系数为用电设备组得30min 最大负荷与其设备容量得比值。2-7 需要系数法与二项式法各有何特点？各适用于什么场合？答 : 用需要系数法来求计算负荷,其特点就是简单方便,计算结果较符合实际,而且长期使用已积累了各种设备得需要系数,就是世界各国均普遍采用得基本方法,适合于多组三相用电设备得计算负荷。二项式法得特点就是既考虑了用电设备得平均负荷,又考虑了几台最大用电设备引起得附加负荷,其计算得结果比按需要系数法计算得结果大得多,适用于容量差别悬殊得用电设备得负荷计算。2-8 在确定多组

6、用电设备总得视在计算负荷与计算电流时, 可否将各组得视在计算负荷与计算电流分别直接相加？为什么?应如何正确计算？答 : 不可以。应考虑各组用电设备得最大负荷不同时出现得因素。因此在确定多组用电设备得计算负荷时, 只能在各组用电设备中取一组最大得附加负荷, 在加上各组用电设备得平均负荷, 即 :式中 , 为各用电设备组附加负荷中得最大值; 为各用电设备组平均负荷得总与; 为与相对应得功率因数角正切值; 为各用电设备组相应得功率因数角正切值。2-9 在接有单项用电设备得三相线路中, 什么情况下可将单向设备与三相设备按三相负荷得计算方法确定负荷？而在什么情况下应进行单相负荷计算?答 : 单相设备接在

7、三相线路中,应尽可能均衡分配。在进行负荷计算时,如果三相线路中单相设备得总容量不超过三相设备总容量得15%, 则不论单相设备如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备总容量超过三相设备容量得15%时 ,则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量,再与三相设备容量相加。2-10 如何分配单相(220V、 380V) 用电设备可使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？答 : 可以用负荷密度法与需要系数法来分配用电设备;换算 :(1) 单相设备得总容量不超过三相设备总容量得15%,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。(2)单相设备总容量超过三相设备容量得15

8、%时 ,应换算为等效三相设备容量,在算出三相等效计算负荷。2-11 在负荷统计中需要考虑得功率损耗有哪些？如何计算？答 : 在负荷统计中需要考虑得功率损耗有有功功率损耗与无功功率损耗,有功损耗无功损耗式中 , 分别为变压器空载时得有功及无功损耗 ,kW,kvar;, 分别为变压器额定负载时得有功及无功损耗,kW、 kVar;变压器得额定容量 ,kVA;计算负荷得视在容量 ,kVA;变压器得负荷率 ;, 均可在产品目录中查到。2-12 什么叫尖峰电流？如何计算单台与多台设备得尖峰电流？答 : 尖峰电流就是指单台或多台用电设备持续12s 得短时最大负荷电流。单台设备得尖峰电流得计算:尖峰电流就就是

9、用电设备得起动电流,即式中 ,用电设备得起动电流 ;用电设备得额定电流 ;用电设备得起动电流倍数(可查样本或铭牌,鼠笼电机一般为57,绕线型电机一般为 23, 直流电机一般为1、 7,电焊变压器一般为3 或稍大)。多台设备得尖峰电流得计算:计算多台用电设备供电干线得尖峰电流时,只考虑其中一台用电设备启动,该设备启动电流得增加值最大,而其余用电设备达到最大负荷电流。因此,计算公式为(2-53)式中 ,全部设备投入运行时线路得计算电流 ,用电设备组启动电流与额定电流之差中得最大电流。2-13 企业总降压变电站及车间变电所中变压器台数及容量应如何确定？答 : (1)变压器台数得确定一般一个车间尽量选

10、择一台变压器; 如果一、 二级负荷所占比例较大,应选用两台变压器若能从邻近用户取得备用电源时,也可选用一台变压器。企业总降压变电所主变压器台数应根据企业得负荷类型来确定。对于中、大型企业或具有一、二级负荷得企业,一般选用两台变压器,以保证对一、二级类负荷供电得可靠性。只有在分期建设,经济比较具有优越性时,或两台大容量变压器需增加限制短路电流得设备,以及6KV 电网接地电流大于30A 时 ,才考虑选用三台变压器。（2）变压器容量得确定对车间变压器可根据车间得计算负荷来确定。不论选用一台还就是两台,其额定容量均按等于或大于计算容量计算,即 ;对总降压变压所中得主变压器,当选择一台变压器时,其额定容

11、量按等于或略大于补偿后得总计算容量来选择,即 ;当选择两台变压器时,若同时工作,每台变压器得额定容量应按一台故障后另一台能负担全部一、二级负荷来确定,即 ;式中,为事故时负荷保证系数,根据企业一、二级负荷所占比例决定。2-14某车间有一 380V线路供电给下列设备：长期工作得设备有 7、5kW导电动机2 台,4kW得电动机3台,3kW得电动机12台；反复短时工作制得设备有 42kVA电焊机1台（额定 暂载率 60%,）;10t 吊车 1 台 （在暂载率为40%得条件下, 其额定功率为39、 6kW,）。 试确定她们得设备容量。解 : 对于长期工作制得设备, 其设备容量就就是她们得额定功率, 所

12、以长期工作得设备容量为 :对于反复短时工作制得设备, 其设备容量为:电焊机 :吊车:所以, 她们得总得设备容量为:2-15某车间采用一台10/0、4kV得变压器供电，低压负荷有生产用通风机5台共50 kW,点焊机（）3台共12kW,有连锁得连续运输机械8台共48 kW,5、1 kW得行车（）2台。试确定该车间变电所低压侧得计算负荷。解 : 查表得出通风机点焊机有连锁得连续运输机械行车同时系数取车间计算负荷为：P30 K nP30i 0.9 40 3.38 33.6 0.59kW 69.81kWpQ30 K nQ30 i 0.9 30 4.5 29.57 1.03 kW 58.59kWpS30P

13、0 Q30 91.14kVA,So91.14 ,130 A 131.55A3Un 3 0.42-16某车间设有小批量生产冷加工机床电动机50台，总容量180kW,其中较大容量电动机有10 kW 1台,7、5 kW 2台,4 kW 3台,3 kW 10台，试分别用需用系数法与二项式法确定 其计算负荷、与。解：需要系数法：查表2-1可得：冷加工机床：二项式法：查表2-6可得：冷加工机床：计算负荷为：2-17某220V/380V三相线路上接有表 2-9所示负荷。试确定该线路得计算负荷、与。表2-9 习题2-17负荷表设备名称380V单头手动弧焊机220V电热箱接入相序ABBCCAABC设备台数132

14、121单台设备容量20kW()6 kW()10、5 kW()634、5解:(1)电热箱得各相计算负荷查表2-1得,，因此各相得有功计算负荷为A相B相C相(2)单头手动弧焊机得各相计算负荷查表2-1得,；查表2-7得时将各相换算成得设备容量，即各相得设备容量为A 相 PeA Pab aPab Pca aPca 1.27M6.12+ -0.27 Xl4.85kw =16.46kWQeA qAB APAB qCAAPCA (1.05X16.12+1.63M4.85)kvar=41.13kvarB 相PeBPbc bPbc Pab bPab =1.27 M8+(-0.27) M6.12kW = 18.

15、51kWQeBqBC BPBC qAB BPAB (1.05X18+1.63X16.12)kvar=45.16kvarC 相 PeCPca C Pca Pbc cPbc = 1.27 M4.85+(-0.27) X8kW =14kWQeC qcA cPca qBC cPbc =(1.05X14.85+1.63X18)kvar = 44.93kvar各相得计算负荷为A相各相总得1t算负荷(设同时系数为0、95):A 相P30AK(P30A(1)P0A(2)0.95 (4.2 5.76) = 9.46kWQ30 AK(Q30A Q30A(2) 0.95 (0 + 14.4) = 13.68kvar

16、B 相P30 B K(P30 B(1) R°b(2) 0.95 (4.2 +6.48) = 10.15kWQ30 B K(Q30B(1)Q30 B(2)0.95 (0 + 15.81) =15.02kvarC 相P30CK(P30C(1)%c)0.95 (3.15 +4.9) = 7.65kWQ30CK(Q30C Q30C(2) 0.95 (0 + 15.73) = 14.94kvar总得等效三相计算负荷：因为B相得有功计算负荷最大，所以2-18某锅炉房得面积为，试用估算法估算该车间得平均负荷。解：查表2-8可得锅炉房负荷密度指标所以用估算法估算该车间得平均负荷为400kW2-19某工厂35/10kV总降压变电所，分别供电给 A B、C、D车间变电所及5台冷却水泵用得高压电动机。A B、C、D车间变电所得计算负荷分别为：,;,;,;，。高压电动机每台容量为350试计算该总降压变电所总得计算负荷(忽略线损)。解:同时系数取K=0、9高压电动机Pe K P30(A) P30(B) P30(C) P30(D) P30(E)0.9 (900 880 850 840 140QkW 4383kWQ K Q30(A) Q30(b) Q30(c) Q30(d) Q30(e)0.9 (750 720 700 680 105()kvar 3510k varS