负荷计算_例题讲解

1、3章例题讲解【案例一 7 某车间有下列用电负荷：1) 机床：80kW2 台；60kW4 台；30kW 15 台。2) 通风机：80kW4台，其中备用1台；60kW4台，其中备用1台；30kW 12台，其中备用2台。3)电焊机:三相 380V, 75kW 4 台，50kW 4 台 30kW 10 台,负载持续率100%o4)起重机：160kW 2台，100kW2台，80 kW 1台，園负载持续率25%o5)照明：采用高压钠灯，功率220V, 400W,数量90个，镇流器的功率消耗为灯管功率的8%o负荷计算系数表设备名称需要系数人Cbncostgd机床0.150.40.1450.51.73通风机0

2、.80.250.6550.80.75电焊机0.500. 3500.61.33起重机0.150.20.0630.51.73照明(高压钠灯含镇流器)0.90.451.98有功和无功功率同时系数隈八K庆均为0.9上述负荷中通风机为二関级负荷，其余为三関级负荷。请回答 下列问题：1. 釆用需要系数法确定本车间的照明计算负荷，并确定把照明负荷 功率因数提高到0.9,计算需要无功功率的补偿容量是多少？(A) 58.16kvar(B) 52. 35 kvar(C) 48.47 kvar(D) 16. 94 kvar答案【B】解答过程：依据配电手册P2. P3、P21o气体放电灯的设备功率应计入镇流器损耗，即

3、P. = 0.4X90X1.08 = 38.88 kV；照明负荷计算功率 Pe=二 0.9X38.88 = 34. 99 kWo功率因数提高到0.9所需的补偿容量Qc= Pc (tgr tg42)=34. 99 (1.98-0. 484) = 52. 35 kvar。2. 采用二项式法计算本车间通风机组的视在功率应为()o(A) 697. 5 kVA(B) 716. 2 kVA(C) 720 kVA(D) 853. 6 kVA答案【A】解答过程：依据钢铁手册。通风机设备功率不应包括备用设备，即P. = 80X3 + 60X3 + 30X10 = 720 kW；最大 5 台设备功率之和 P5 =

4、 80X3 + 60X2 = 360 kWo 二项式法计算功率 Pc = cP： + bPe=0. 25 X 360 + 0. 65 X 720 = 558 kW；Qo = Pctg4 = 558X0.75 = 418.5 kvar；Se =J558? +418.5? = 697. 5 kVAo3. 采用需要系数法计算本车间动力负荷的计算视在功率应为()。1682.6 kVA(A) 1615.3 kVA(C) 1792. 0 kVA(D)1794.7 kVA答案【A】用电设备组名称设备功率P.(kW)需要 系数K,cos 4tg4计算功率匕(kW)Q(kvar)s.(kVA)机床8500.15

5、0.51.73127.5220.6通风机7200.80.80. 75576432电焊机8000.50.61.33400532起重机6000.150.51.7390155.7小计1193.51340. 3乘上同时系数隈尸KE =0. 9共计29701074. 21206.31615.3解答过程：依据配电手册P3,列表计算如下:注1、电焊机为三相.给出的是有功功率(kW),负载持续率为100%；因此设备功率不需换算。注2、起重机的负载持续率为25%；因此设备功率不需换算。注3、本小题为动力计算，不应计入照明负荷！引申思考:设备功率换算问题;照明负荷功率因数问题。4.假设本车间的计算负荷为1600

6、kVA,其中通风机的计算负荷为900kVA,车间变压器的最小容量应选择下列哪项？（不考虑变压器过负:能力。）并请说明理由。(A) 2 X 800kVA(C) 1X1600kVA(B) 2X1000kVA(D) 2X1600kVA4答案【B】解答过程：依据配电手册P41,有大量二级负荷时，宜装设两台变压器；一台断开时，其余变压器应满足二级负荷900 kVA用电。 故变压器最小容量应为2 X1000 kVAo（本题依据也可直接引用GB 50053的3. 3.1和3. 3. 2条。）5.本车间的低压配电系统采用哪一种接地型式时，照明宜设专用变压器供电？并请说明理由。(A) TN-C 系统(B) TN

7、-C-S 系统(0 TT系统(D) IT系统答案【D】解答过程：依据同4题，在IT系统的低压电网中，照明负荷应设 专用变压器。（本题依据也可直接引用GB 50053的3. 3. 4条。）【案例二6】某企业在采用需要系数法计算负荷时，有下列用电设备组*水泵电动机5台，每台额定容量为lOOkW,其中4台工作，1台 备用，需要系数为心二0 8, cos =08；*生产用通风机，额定容量共计120kW,需要系数为K,=075, cos二0 8；*大批生产金属冷加工机床，额定容量共计1400kW,需要系数为Kx =0 2, cos 0.5；起重机负荷共计760kW,负载持续率为=25%,需要系数为Kx二

8、0.15, cos =0. 5；*照明负荷为高强气体放电灯及荧光灯（不带无功功率补偿装置），包 括镇流器功率损耗在内的容量为84kW,需要系数为K产0.95。1在用需要系数法计算负荷时，水泵电动机的设备功率应按（进行计算。A、500kW：B、400kW；C、300kW：200kWo答案【B】解答过程：依据工业与民用配电设计手册，第2页之2。设备功率不包括备用设备。)。D 0.4。2、照明负荷的计算功率因数cos可采用的数值为（A. 1. 0；B 0. 9；C 0. 5；答案【C】解答过程：依据同上，第6页表1-5。3、固用需要系数法进行负荷计算周不考虑同时系数）的视在功率 弘为（）。A、 15

9、10kVA；B、 1435kVA；C、 1405kVA；D、 1250kVAo答案【B】解答过程：依据工业与民用配电设计手册，第3页式1-5、1-6、1-7,列表计算如下:用电设备组名称设备功率P.(kW)需要系数K,cos etan计算负荷(kW)(kvar)(kVA)水泵电动机4000.80.80.75320240生产用通风机1200. 750.80.759067.5大批生产金属冷加工机床14000.20.51.73280484.4起重机7600. 150.51.73114197.2照明负荷840. 950.51.7379.8138.1补偿前合计883.81127.21432.4电容器-8

10、00补偿后合计883.3327.29424、计算后的自然朋率因数为()。A. 0.58：B、0. 71；C、0.6&D、0. 62O答案【D】解答过程：依据计算表，cos 二 P/S 二 883. 8/1432. 4 = 0. 617。5、固安装补偿电容器总功率为SOOkvar后的功率因数为（）。A、0. 88：B、0. 92；C、0. 90；D、0.94。答案【D】解答过程：依据计算表，cos =0 75)；解法1线间负荷设备功率P3P2P1, 斥e =屁 +(3 -=后 X 22 +(3 -亦)X 20 = 63. 46 kWQ、e 爲卩3上即 +(3 -屈)Fgg(p2 =靠 x 22

11、x 0. 48 4- (3 - /3)x 20 x 1. 17 = 47. 99 kvar 相网负荷设备功率P5为最大P2e = 3/5 = 3 x 16 = 48 kWQ2e =或gg = 3 x 16 x 1. 17 = 56. 16 kvarPe = Ple + P2e = 63. 46 + 48 = 111. 46 kWQe Qe + Q?e = 47. 99 + 56. 16 = 104. 15 kvarSe =机 + 0 = 7111. 462 + 104. 152 = 152. 55 kVA解法2uvvrIUpqUVVCOS(pl仃功计算负荷g无功计算负荷gg）UVVUVV14u

12、0.720.09回10.13.91.39.4V0 280 6722V0.61-0 0514.17.9-1.111.7V0.360 53OrtV0 810.30固3.216.817.66.0ZUu0.160.88101/0100160. 65/1.171618.760. 8/0. 7564.523.334.030.71&927.022.2V相为设备功刪最人相，其等效的三相设备有功功率为3 X 34. 0 = 102. 0 kW 等效的三相设备无功功率为3 x 27. 0 = 81. 0 kvar等效的三相设备视在功率为7102. 02 4- 81. 02 = 130. 3 kVA解法1较解法2的

13、渓差校人，仃线间及相/砂混合设备时，为了准确il算应采用解法2。【评论】1、既有线间又有相负荷时，不能釆用简化方法换算!2、判断是否要换算时，应采用设备功率!3. 进入换算时，则应采用计算功率（需要功率或平均功率）!4、精确换算时请严格按P13表1-15的格式！5. 建议优先采用需要系数法。【案例五】 利用系数法负荷计算，见习题集案例题9o （案例题8【附录】关于无功补偿容量计算问题十五次印刷以前配电手册P21式1-57的更正例1、来自旧习题集62页81题。某企业计算有功功率为2500kW,计算无功功率为ISOOkvar,其年平均有功负荷系数 为0.75,年平均无功负荷系数为082。采用并联电

14、容器将其功率因数补偿到0.93,应装设 的电容器容童约为（。A 1400 kvar； B. 1200 kvar； C. 1000 kvar； D. 800 kvar【书中313页答案】企业的自然平均功率因数为-I 0.821800 2V 0.75x2500= 0.786,tan Q=0 787补偿后功率因数为cos93ftan九=0395 补偿电容器容量为 Q=p (tant-tanj) = 25OOX (0. 7870. 395) = 980 kvaro答案：(C ) 【分析评论】 我们来验算一下补偿后功率因数。按计算负荷验算：P=2500, =1800-980=820, 42631； co

15、s 如=2500 / 2631=0.95 0.93。按平均负荷验算；P=2500X0. 75=1875, =1800X0.82-980 = 496, 41939.5；cos 2=1875 /1939. 5=0. 967 0.93。 验算结果均不符合！其原因是：补偿前用了平均功率因数，但P用的不是平均负荷, 而是计算负荷。1、计算过程：补偿前功率因数为(可直接求得！)补偿后功率因数为补偿电容器容量为【建议答案】讼仪=0-82x1800 =0 ?8anPc 0.75x2500tan02=tan (cos-1 0. 93) = 0.395。Q=aP (tantanJ = 0.75 X 2500 (0

16、.787-0. 395)=735 kvar2、按平均负荷验算:P=2500X0. 75=1875, =1800X0. 82-735=741, 42016； cos 0=1875 /2016=093。验算结果准确相符。例2.来自互联网的一个案例题。某厂10kV系统有功计算负荷4000kW,无功计算负荷为3000kvar,其年平均有功负荷 系数0.75,年平均无功负荷系数08,如果用并联电容器将其功率因数补偿到0.95计算应 加装并联电容器的容绘。A 1419 kvar B 1660 kvar C 2213 kvar D 1809 kvar【网上答案】lx采用 工业与民用配电设计手册(第三版)第一

17、章第十一节二釆用并联电力电 容器补偿功率因数计算公式(P21)C0S = L de、= , 0.8x3000=0 781 七血 心&彳 + 孔乙I + 0.75 x4000cos 辺=0. 95 tg(p = 0. 329。补偿容彊的计算公式Qc = Ptg叭-焙辺)=4000 x (0. 8 - 0. 329) = 1884 kvar。2、采用把答案数据代人法 补偿1809 kvar后功率因数(P22):1+(ae2补偿1660 kvar后后功率因数:COS0 = 3001809 340004000COS0 二1+(尸x 300-1660 34000=0-948参考答案：B (D)【分析评论

18、】一. 这道题的答案，我认为并不正确，理由如下：1、既然采用了平均功率因数，也应采用平均功率(即4000 X0.75)来计算补偿容量，这样得出的结果是1413。2、同样，已知补偿容量验算补偿后的功率因数时，也应釆用 平均负荷(即4000X0.75和3000X0.8),验算平均功率因数！否 则，用最大负荷功率因数与平均功率因数相比，得不出正确的结 果。(这就是网上用“代人法”均对不上的原因。)二、问题出在常用手册对补偿容量的计算语焉不详。1、配电手册P21式1-57是按计算负荷求补偿容量的算法。 由于计算负荷为半小时最大负荷，在一年绝大部分时间中电容器 不能充分利用。因此，应釆用按平均负荷求补偿容量的算式Q= apaan岔- tan血）o如考核高峰负荷时的功率因数，可取1。（后期印刷的手册已经更正。对此，我们很抱歉。）2、钢铁