电力负荷及计算ppt课件

1、第二章第二章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算第一节第一节 工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第二节第二节 三相用电设备组计算负荷确实定三相用电设备组计算负荷确实定第三节第三节 单相用电设备组计算负荷确实定单相用电设备组计算负荷确实定第四节第四节 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗工厂供电系统的功率损耗和电能损耗第五节第五节 工厂的计算负荷和年电能耗费量工厂的计算负荷和年电能耗费量第六节第六节 尖峰电流的计算尖峰电流的计算 第一节工厂的电力负荷和负荷曲线第一节工厂的电力负荷和负荷曲线 1、工厂电力负荷的分级及其对供电的要求电力负荷: 电力负荷又称电力负载。工厂电力负荷的分级

2、: 工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电呵斥的损失或影响的程度分为三级 。2 2、工厂用电设备的任务制、工厂用电设备的任务制延续任务制延续任务制短时任务制短时任务制断续周期任务制断续周期任务制 断续周期任务制的设备，可用断续周期任务制的设备，可用“负荷继续率负荷继续率又又 称暂载率来表征其任务特征。称暂载率来表征其任务特征。 负荷继续率为一个任务周期内任务时间与任负荷继续率为一个任务周期内任务时间与任务周期的百分比值，即务周期的百分比值，即 式中：式中：T为任务周期；为任务周期；t为任务周期内的任务时间；为任务周期内的任务时间； t。为任务周期内的停歇

3、时间。为任务周期内的停歇时间。 l断续周期任务制设备的额定容量铭牌功断续周期任务制设备的额定容量铭牌功率率PN，是对应于某一规范负荷继续率的。，是对应于某一规范负荷继续率的。 3、工厂的负荷曲线、工厂的负荷曲线负荷曲线：负荷曲线： 表示一组用电设备的功率随时间变化关系的图表示一组用电设备的功率随时间变化关系的图形。形。 可直观地反映出用户用电特点，对于同类型的可直观地反映出用户用电特点，对于同类型的用户，其负荷曲线外形大致一样。用户，其负荷曲线外形大致一样。1按负荷性质分按负荷性质分l有功负荷曲线有功负荷曲线l无功负荷曲线无功负荷曲线l2)按继续任务时间分按继续任务时间分l日负荷曲线日负荷曲线

4、(24h)日最大负荷全年时间变化日最大负荷全年时间变化曲线运转年负荷曲线曲线运转年负荷曲线l年负荷曲线年负荷曲线8760h 四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 一年最大负荷和年最大负荷利用小时一年最大负荷和年最大负荷利用小时 年最大负荷年最大负荷 Pmax ： 全年中负荷最大的任务班内耗费电能最大的半全年中负荷最大的任务班内耗费电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷时最大负荷P30。 2. 2.年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 年最天负荷利用小时年最天负荷利用小时 TmaxTmax： 一个

5、假想时间，在此时间一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负内，电力负荷按年最大负荷荷PmaxPmax或或P30P30继续运继续运转所耗费的电能，恰好等转所耗费的电能，恰好等于该电力负荷全年实践耗于该电力负荷全年实践耗费的电能，如下图。费的电能，如下图。年最大负荷和年最大负荷利用小时 二平均负荷和负荷系数二平均负荷和负荷系数 平均负荷平均负荷Pav: 电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t内平均耗费的功率，内平均耗费的功率，也就是电力负荷在该时间也就是电力负荷在该时间t内耗费的电能内耗费的电能Wt除以时间除以时间t的值，即的值，即 l负荷系数负荷系数: : l 负荷系数又称负荷率，它是用电负

6、荷的平负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷均负荷Pav,Pav,与其最大负荷与其最大负荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 对用电设备来说，就是设备的输出功率对用电设备来说，就是设备的输出功率P与与设备额定容量设备额定容量PN的比值，即的比值，即 第二节第二节 三相用电设备组计算负荷确实定三相用电设备组计算负荷确实定 1、概述 计算负荷: 经过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。2 2、按需求系数法确定计算负荷、按需求系数法确定计算负荷一根本公式一根本公式 用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷: : 是用电设备组从供电系统中取用的半小时最

7、是用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷大负荷P30P30，如下图。，如下图。 l用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量Pe：l 是指用电设备组一切设备不含备用设备是指用电设备组一切设备不含备用设备的额定容量的额定容量PN之和，即之和，即Pe =PN。l设备的额定容量：设备的额定容量：l 是设备在额定条件下的最大输出功率。是设备在额定条件下的最大输出功率。 l l用电设备组的有功计算负荷：用电设备组的有功计算负荷：l 式中：式中：l P30计算有功功率计算有功功率(kw)；l Kd 需求系数需求系数(三台以下时三台以下时Kd 1)；l Pe用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量(kw)

8、。l 式中，式中，Kd为需求系数。为需求系数。l无功计算负荷：无功计算负荷： l 式中，式中，tan为对应于用电设备组为对应于用电设备组cos中的正切值。中的正切值。l l视在计算负荷：视在计算负荷：l 式中，式中，cos为用电设备组的平均功率为用电设备组的平均功率因数。因数。l计算电流：计算电流：l 式中，式中，UN为用电设备组的额定电压。为用电设备组的额定电压。例：知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的 三相电动机7. 5kW3台；4kW8台；3kW17台；1. 5kW10 台。试求其计算负荷。 解 此机床组电动机的总容量为 Pe=7.5kW 3+4 kW 8+3 kW17+1.

9、5 10 +120.5kW 查附录表1中“小批消费的金属冷加工机床电动机项， 得Kd=16-0.2(取0.2), cos=0. 5,tan =1. 73。因此求得: 有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算 计算电流 二设备容量的计算 需求系数法根本公式中的设备容量Pe计算与用电设备组的任务制有关:普通延续任务制和短时任务制的用电设备组: 设备容量就是一切设备的铭牌额定容量之和。 l对断续周期任务制的用电设备组对断续周期任务制的用电设备组l设备容量换算的公式如式设备容量换算的公式如式(2-2)所示。所示。l1电焊机组要求一致换算到电焊机组要求一致换算到=100%的设备功率。的设备功率。l2吊车电动

10、机组要求一致换算到吊车电动机组要求一致换算到f= 25的设备的设备功率。功率。2.2.多个用电设备组的计算负荷多个用电设备组的计算负荷 配电干线和配电干线和 变电所低压母线变电所低压母线 K p K p 同时系数同时系数注：注：1 1配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组 的计算负荷之和再乘以同时系数的计算负荷之和再乘以同时系数KpKp，普通取为，普通取为0.80.90.80.9。 2 2当不同类别的建筑当不同类别的建筑( (如办公楼和宿舍楼如办公楼和宿舍楼) )共用一台变压共用一台变压 器时，其同时系数可适当减小。器时，其同时系数可适当减小。 3、按

11、二项式法确定计算负荷、按二项式法确定计算负荷 当确定的用电设备台数较少而容量差别相当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和干线的当大的低压支线和干线的 计算负荷时，采用。计算负荷时，采用。略略第三节单相用电设备组计算负荷确实定第三节单相用电设备组计算负荷确实定1 1、概述、概述单相负荷应平衡的分配到三相上。当单相负荷的单相负荷应平衡的分配到三相上。当单相负荷的总容量小于计算范围内负荷的总容量的总容量小于计算范围内负荷的总容量的15 15时，时，全部按三相对称负荷计算；如单相用电设备不全部按三相对称负荷计算；如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的对称容量大于三相用电设备总容

12、量的15 15时，时，那么设备容量应按三倍最大相负荷计算。那么设备容量应按三倍最大相负荷计算。2、单相设备组等效三项负荷计算、单相设备组等效三项负荷计算 单相用电设备应尽能够平衡分配在三相线路单相用电设备应尽能够平衡分配在三相线路上。单相设备的总容量不超越三相设备的上。单相设备的总容量不超越三相设备的15否那么：否那么：一一 单相用电设备仅接于相电压单相用电设备仅接于相电压 等效三相负荷等效三相负荷 取最大相负荷的三倍取最大相负荷的三倍 Pe=3 Pe.max二单相用电设备仅接于线电压二单相用电设备仅接于线电压 如如 PabPbc Pca 当当 Pbc 0.15 Pab时时 Peq=1.5(P

13、ab+ Pbc)当当 Pbc 0.15 Pab时时 abeqPP3三用电设备分别接于线电压和相电压三用电设备分别接于线电压和相电压先将接于的线电压的单相用电设备换算为接于相先将接于的线电压的单相用电设备换算为接于相电压的单相负荷。电压的单相负荷。再将各负荷相加，选出最大相负荷取其再将各负荷相加，选出最大相负荷取其3倍即为倍即为等效三相负荷等效三相负荷 。第四节工厂供电系统的功率损耗和电第四节工厂供电系统的功率损耗和电能损耗能损耗1、供电线路的功率损耗、供电线路的功率损耗 式中式中 R 线路每相电阻线路每相电阻 X 线路每相电抗线路每相电抗(kvar) 103(kw) 1033232XIQRIP

14、clcl2、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗式中式中 铁心损耗铁心损耗(铁耗铁耗)； 绕组损耗绕组损耗(铜耗铜耗)； 空载损耗；空载损耗； 短路损耗。短路损耗。202NckTNccuFeTSSPPPSSPPPCuFePPkPP020020020100%100% 100%100%UISSSUSISQSSQQQNNcNNTNcNT式中式中: 变压器空载无功损耗变压器空载无功损耗 变压器在额定负荷下变压器在额定负荷下,耗费在耗费在 一、二次绕组电抗上的无功一、二次绕组电抗上的无功 损耗。损耗。 变压器空载电流占额定电变压器空载电流占额定电 流的百分比。流的百分比。 变压器短路电压占额定电变压器短路

15、电压占额定电 压的百分比。压的百分比。 变压器负荷率变压器负荷率0QNQ%0I%0U 在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算： (kvar) )10. 008. 0( (kw) 02. 0CTCTSQSP3、 供配电系统年电能损耗供配电系统年电能损耗假设假设 ，线路电压不变，那么，线路电压不变，那么 876087608760mcmmavavmmTPTPPhPTP1cosavavIP ccIP 在在 时时87603 87603222mcavlTRIRIW1cos87602mT 线路年平均损耗线路年平均损耗变压器年平均损耗变压器年平均损耗lclPRIW23208760kTPPW 最大负荷损失小时数。 其物理意义为：当线路和变压器中以最大负荷电流 流过 小时后所产生的电能损耗，等于实践变化电流时的电能损耗， 与年最大负荷利用小时数 和负荷功率因数 有关。 cImTcos第六节第六节 尖峰电流的计算尖峰电流的计算 尖峰电流是继续12s的短时最大负荷电流，它用来计算电压动摇，选择熔断器和低压断路器，整定继电维护安装及检验电动机自起动条件等。1、单台用电设备NststpkIKII 用电设备的额定电流； 用电设备的起动电流； 用电设备的起动倍数：笼型电动机为 57，绕线型电动机为23，直