第3章 电力负荷及其计算课件

1、第第3 3章章电力负荷及其计算电力负荷及其计算第二章工厂的电力负荷及其计算第二章工厂的电力负荷及其计算1.了解电力负荷有关概念；了解电力负荷有关概念；2.掌握用电设备组计算负荷的计算方法：掌握用电设备组计算负荷的计算方法： （1）需要系数法）需要系数法 （2）二项式法）二项式法3.掌握工厂供电系统的功率损耗和电能计算；掌握工厂供电系统的功率损耗和电能计算；4.熟悉无功补偿的意义，掌握其计算方法；熟悉无功补偿的意义，掌握其计算方法；5.熟悉尖峰电流及其计算。熟悉尖峰电流及其计算。教学要点：教学要点：第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线1.1.一级负荷：中断供电将造成人员

2、伤亡或在政治上经济上一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上 造成重大损失者。造成重大损失者。 如医院手术室、矿井、消防设备等。如医院手术室、矿井、消防设备等。 供电要求：双电源供电，必须增设应急电源。供电要求：双电源供电，必须增设应急电源。 常用的应急电源有：常用的应急电源有： （1 1）柴油发电机组；）柴油发电机组； （2 2）供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路；）供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路； （3 3）蓄电池。）蓄电池。 一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求2.二级负荷：中断供电在政治、经济上造成较大损失者。二级负荷

3、：中断供电在政治、经济上造成较大损失者。 如大型的钢厂、化纤厂等。如大型的钢厂、化纤厂等。 供电要求：两回路供电；负荷较小时可以一回专线供电。供电要求：两回路供电；负荷较小时可以一回专线供电。3.三级负荷：其它负荷。三级负荷：其它负荷。 供电要求：对供电电源无特殊要求。供电要求：对供电电源无特殊要求。第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线 1.连续工作制：设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足连续工作制：设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足 以使达到若平衡状态。以使达到若平衡状态。 2.短时工作制：设备在恒定负荷下，运行时间短，停歇时间长。短时工作制：设备在恒定负荷下

4、，运行时间短，停歇时间长。 3.断续周期工作制（负荷持续率）：设备周期性，时而工作时断续周期工作制（负荷持续率）：设备周期性，时而工作时 而停歇，如此反复运行，工作周期一般不超过而停歇，如此反复运行，工作周期一般不超过 10分钟，工作时不足以使设备达到热平衡状态。分钟，工作时不足以使设备达到热平衡状态。 如电焊机、吊车电动机等。如电焊机、吊车电动机等。 （1）负荷持续率：）负荷持续率： （2）设备容量换算：）设备容量换算： %1000tttNNePP 二、工厂用电设备的工作制二、工厂用电设备的工作制第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线 a)夏日负荷曲线夏日负荷曲线 b

5、)冬日负荷曲线冬日负荷曲线 c)年负荷持续时间曲线年负荷持续时间曲线 三、负荷曲线三、负荷曲线 1.定义：表示电力负荷随时间变动情况的一种图形。定义：表示电力负荷随时间变动情况的一种图形。 2.作用：从负荷曲线上可以掌握负荷变动规律，获得对设计作用：从负荷曲线上可以掌握负荷变动规律，获得对设计 和运行有用的资料。和运行有用的资料。 3.分类：分类： 根据时间长短：日有功负荷曲线、根据时间长短：日有功负荷曲线、 年负荷持续时间曲线、年负荷持续时间曲线、 年每日最大负荷曲线等。年每日最大负荷曲线等。 根据功率：有功功率负荷曲线、无功功率负荷曲线。根据功率：有功功率负荷曲线、无功功率负荷曲线。第一节

6、第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线1、年最大负荷、年最大负荷(Pmax)： 全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率功率,又叫半小时最大负荷又叫半小时最大负荷(P30 )。2、年最大负荷利用小时、年最大负荷利用小时(Tmax)一班制：一班制：Tmax=18003000h；两班制：两班制：Tmax=35004800h三班制：三班制：Tmax=50007000h四、负荷曲线、负荷计算所用的物理量四、负荷曲线、负荷计算所用的物理量maxmaxPWTa第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线计算负荷

7、的方法计算负荷的方法 ：需要系数法：需要系数法：设备台数多，容量差别不大时采用。设备台数多，容量差别不大时采用。二项式法：二项式法： 设备台数少，容量差别悬殊时采用。设备台数少，容量差别悬殊时采用。 供电系统要安全可靠运行，电力变压器、开关设备、供电系统要安全可靠运行，电力变压器、开关设备、导线、电缆必须选择合适，因此必须对各环节的电力负导线、电缆必须选择合适，因此必须对各环节的电力负荷进行计算。荷进行计算。 tWPtavNLPPK 4、负荷系数（负荷率）：、负荷系数（负荷率）： 3、平均负荷：、平均负荷：第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线一、需要系数法确定计算负荷

8、一、需要系数法确定计算负荷1 1、基本公式：、基本公式：如右图所示如右图所示 用电设备组的计算负荷：用电设备组的计算负荷： 用电设备组计算负荷用电设备组计算负荷： eWLeLPKKP30需要系数：需要系数： WLeLdKKKedPPK30 edPKP 30tan3030PQcos3030PSNUSI33030 第二节第二节 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2 2、设备容量的计算、设备容量的计算 （1 1）连续工作制和短时工作制用电设备组：设备容量是）连续工作制和短时工作制用电设备组：设备容量是 所有设备的铭牌额定容量之和。所有设备的铭牌额定容量之和。 （2 2）断续周期

9、工作制用电设备组：必须进行负荷持续率）断续周期工作制用电设备组：必须进行负荷持续率 换算。换算。 3 3、多组用电设备计算负荷的确定、多组用电设备计算负荷的确定 应该考虑各用电设备最大负荷不同时出现的因素，应该考虑各用电设备最大负荷不同时出现的因素，对有功、无功负荷分别计入一个同时系数对有功、无功负荷分别计入一个同时系数 及及 pKqK如果是一台电机：如果是一台电机： cos30NNNUPII第二节第二节 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 车间干线：车间干线： 0.850.850.950.95及及0.900.900.970.97 低压母线：用电设备组计算负荷直接相加时取

10、低压母线：用电设备组计算负荷直接相加时取 0.800.800.900.90 及及0.850.850.95 0.95 由车间干线计算负荷直接相加时：由车间干线计算负荷直接相加时： 取取0.900.900.950.95及及0.930.930.97 0.97 总的计算负荷为：总的计算负荷为： ipPKP.3030IPQKQ.3030NUSI3303023023030QPS第二节第二节 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第二节第二节 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在某一电器开关厂的小型机修车间内，干线在某一电器开关厂的小型机修车间内，干线UN=380V，

11、接有切削电动机两台，接有切削电动机两台，IN=32A，通风机，通风机3台共台共56KW，电焊机电焊机3台共台共10.5KW（ ）,且且Kp=0.9，Kq=0.95，试确定计算负荷，试确定计算负荷P30，Q30，S30，I30。 %64习题：习题：二、按二项式法确定计算负荷二、按二项式法确定计算负荷1、基本公式、基本公式：xecPbPP30Pe=Pe=用电设备组总容量用电设备组总容量 Px=XPx=X台最大容量的设备总容量台最大容量的设备总容量b b、c c为二项式系数为二项式系数2 2、多组用电设备计算负荷的确定、多组用电设备计算负荷的确定 考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素，在考虑各

12、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（各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（cPcPx x）maxmax，再加各组的平均负荷再加各组的平均负荷bPebPe max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(XiecPbPQ第二节第二节 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 第三节第三节 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定 单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配；单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配； 单相设备的总容量不超过三相设备总容量的单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%1

13、5%，则不论单，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；计算； 若大于若大于15%15%时，则将单相设备换算为等效三相设备容量，再时，则将单相设备换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。与三相设备容量相加。 一、单相设备组等效三相负荷的计算一、单相设备组等效三相负荷的计算1 1、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算 meePP.3 按最大负荷所接单相设备的按最大负荷所接单相设备的3 3倍计算：倍计算： 2 2、单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算、单相设备接于线电

14、压时的等效三相负荷计算 .3eePP 3 3、单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算、单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算 先将接于线电压的设备换算到接于相电压的设备容量，然先将接于线电压的设备换算到接于相电压的设备容量，然后分相计算各相设备容量和计算负荷，计算公式如下：后分相计算各相设备容量和计算负荷，计算公式如下： 第三节第三节 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定CAACAABAABAPpPpPABBABBCBBCBPpPPPBCCBCCACCACPpPPPCAACAABAABAPqPqQABBABBCBBCBPqPqQBCCBCCACCAC

15、PqPqQAABpAB AQ等换算系数可查表。等换算系数可查表。总的等效三相计算负荷为总的等效三相计算负荷为：mPP.30303.30303mQQ23023030QPS第三节第三节 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定第四节第四节 尖峰电流及其计算尖峰电流及其计算尖峰电流：指持续时间尖峰电流：指持续时间1-2S1-2S的短时最大负荷电流（电动的短时最大负荷电流（电动机机 起动时出现）。起动时出现）。 pkI 1 1、单台用电设备（指单台电动机）、单台用电设备（指单台电动机） NststpkIKII2 2、多台用电设备（两台及以上电动机）、多台用电设备（两台及以上电动机） m

16、ax.stiNPKIIKImax30)(NstPKIIII 或或iK-同时系数同时系数0.0. 第五节第五节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算工厂的计算负荷及年耗电量的计算一、工厂计算负荷的确定一、工厂计算负荷的确定工厂计算负荷是选择电源进线、电气设备、主变压器的依据。工厂计算负荷是选择电源进线、电气设备、主变压器的依据。 1 1、按需要系数法确定工厂计算负荷、按需要系数法确定工厂计算负荷 edPKP 30即：用电设备总容量（不包括备用）乘上一个需要系数。即：用电设备总容量（不包括备用）乘上一个需要系数。 2 2、按年产量估算工厂计算负荷、按年产量估算工厂计算负荷AaWamax30TWPa 式中

17、式中 A A为工厂的年产量；为工厂的年产量；a a为单位产品耗电量。为单位产品耗电量。 3 3、按逐级计算法确定工厂计算负荷、按逐级计算法确定工厂计算负荷 计算负荷加上各级损耗进行计算计算负荷加上各级损耗进行计算 peKPP)1(30 1)2(30)2(30WLTPPPP第五节第五节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算工厂的计算负荷及年耗电量的计算电力变压器的功率损耗按照下式近似计算：电力变压器的功率损耗按照下式近似计算： 30015. 0SPT3006. 0SQT 4 4、工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷、工厂的功率因数，无功补偿及补偿后的工厂计算负荷（1 1）工厂的功率因数）工厂

18、的功率因数 ：平均功率因数：平均功率因数： 最大负荷功率因数：最大负荷功率因数： UIP3cos22cosqpPWWW3030cos/cosP瞬时功率因数：瞬时功率因数：第五节第五节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算工厂的计算负荷及年耗电量的计算 （2 2）无功功率补偿）无功功率补偿 供电营业规则供电营业规则规定：规定：100KVA100KVA及以上高压供电的用及以上高压供电的用户其功率因数应达到户其功率因数应达到0.90.9以上，其它电力用户的功率因数应以上，其它电力用户的功率因数应达到达到0.850.85以上。以上。 无功补偿容量无功补偿容量 )tan(tan303030PQQQC确定电容器个数确定电容器个数 CCqQn/（3 3）无功补偿后的工厂计算负荷）无功补偿后的工厂计算负荷 CQQQ303023023030)(CQQPS第五节第五节 工厂