工厂供电技术第三章工厂电力负荷计算

工厂供电技术第三章工厂电力负荷计算第一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线(一)用电设备的工作制1.工厂用电设备的工作制2.长期连续运行工作制设备3.短时工作制设备4.断续周期工作制设备第二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线（二）用电设备的容量经过换算统一规定的工作制下的额定功率称为设备的额定容量，用PN表示第三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线（二）用电设备的容量经过换算统一规定的工作制下的额定功率称为设备的额定容量，用PN表示。１.一般长期连续工作制和短时工作制的三相用电设备容量，就等于其铭牌上标出的额定容量，不需要经过转换计算，。２.断续周期工作制用电设备容量，需要换算到标准暂载率下的功率,这类设备主要有电焊机类设备和吊车类电动机。第四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线电焊机类设备铭牌标出负荷持续率εN有：50%、65%、75%、100%等四种。为了计算简便，一般要求设备容量统一换算到标准暂载率ε100=100%。则对于ε100=100%的设备容量为第五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线例题3—1某小批量生产车间采用380V线路供电，车间有380V电焊机3台，每台容量为20kV.A,εN=75%,,试计算设备容量。解：由于电焊机属于反复短时工作制设备，应将设备容量统一换算到ε100=100%的容量，所以3台电焊机的设备容量为（kW）

第六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线吊车类电动机铭牌标出负荷持续率εN有：15%、25%、40%、60%等四种。为了计算简便，一般要求设备容量统一换算到标准暂载率ε25=25%下。对应于ε25=25%的设备容量为第七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线例题3—2某车间有一台吊车电动机，ε=40%时的铭牌额定容量为18kW,,UN=380V。试计算设备容量。解：（kW）

第八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线３.单相用电设备等效三相设备容量的换算单相设备接于相电压时,按最大负荷相所接的单相设备容量Pepu乘以3来计算其等效三相设备容量：单相设备接于线电压时,按最大负荷相所接的单相设备容量Pepu乘以来计算其等效三相设备容量：第九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线二、电力负荷曲线表示电力负荷随时间变化情况的曲线，称电力负荷曲线。（一）日负荷曲线

图3－１逐点描绘的有功负荷曲线

图3－２阶梯形的有功负荷曲线

第十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线（二）年负荷曲线图3－３年负荷曲线(a)年负荷曲线(b)日负荷曲线第十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线（三）负荷曲线的有关参数1.年最大负荷Pmax年最大负荷Pmax就是全年中有代表的最大负荷班内，消耗电能最大的半小时平均负荷，也称为半小时最大负荷，用P30表示。2.年最大负荷利用小时Tmax年最大负荷利用小时Tmax是这样一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax持续运行所耗用的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，第十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线3.平均负荷Pav图3-4年最大负荷和年最大负荷利用小时图3—5年平均负荷平均负荷Pav是指电力负荷在一定时间内消耗功率的平均值，即第十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线平均负荷也可以通过负荷曲线来计算，如图3—5所示。年负荷曲线与两坐标轴所包围的曲线面积即年所消耗的电能恰好等于虚线与坐标轴所包围的面积，即年平均负荷为式中Pav—平均有功计算负荷（kW）；Wt—在t时间内电能消耗量（kW.h）；Wa—年电能消耗量（kW.h）；

t—为实际用电的时间（h）；

8760—全年365天用电时间（h）；第十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线4.负荷系数负荷系数是表征负荷曲线的不平坦程度，也就是负荷变动的程度。负荷系数KL又称负荷率，是指平均负荷与最大负荷的比值，即第十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第一节工厂电力负荷及负荷曲线对用电设备来说，负荷系数就是设备在最大负荷时输出的功率P与设备的额定容量PN的比值，即式中KL—负荷系数；P—最大负荷时输出的功率（kW）；第十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第二节用电设备组计算负荷的确定一、需要系数法确定计算负荷（一）用电设备组计算负荷有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流第十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算P30—有功功率计算负荷(kW)；Q30—无功功率计算负荷(kvar)；Kd—设备组的需要系数；Pe—三相设备组设备总容量(kW)；S30—视在功率计算负荷(kV.A)；I30—计算电流(A)；UN—用电设备的额定电压(kV)—用电设备组平均功率因数第十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算例3—3己知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V，11kW的电动机8台；15kW的22台；4kW的8台，试用需要系数法确定其计算负荷P30、Q30、S30、I30。解：求机床组电动机设备总容量查附表1，小批生产的金属冷加工机床电动机组，得Kd=0.16～0.2,取Kd=0.2，由公式得第十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第二十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算（二）多组用电设备组计算负荷的确定多组用电设备组中，由于各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素，因此，在确定低压干线或低压母线上计算负荷时，应该对有功和无功计算负荷计入一个同时系数KΣ，有功同时系数用表示，无功同时系数用表示。对于车间低压干线有功同时系数取，无功同时系数取；对于低压母线，由用电设备组计算负荷直接相加计算时取，无功同时系数取；由车间干线计算负荷直接相加计算时，可取，所以得多组用电设备组负荷计算基本公式。第二十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算总有功计算负荷总无功计算负荷总视在计算负荷总计算电流

—表示所有各组设备的有功计算负荷之和(kW)；

—表示所有各组设备的无功计算负荷之和(kvar)；第二十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算例题3—4某工厂机加车间380V低压母线上，共接有3组用电设备，其中有冷加工机床电动机20台，每台容量为11kW；通风机3台，每台容量为2kW；电动葫芦一个，3kW（ε=40%），试确定该车间总的计算负荷。解：1.先求各用电设备组的计算负荷（１） 冷加工机床电动机机床组查附表1取Kd=0.25第二十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算因此得第二十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算通风机设备组通风机设备组查附表1，取Kd=0.8，因此得第二十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算电葫芦设备组电葫芦换算为ε=25%时的设备容量查附表1机加车间装配类吊车组得第二十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算2.求车间低压母线总计算负荷，查表3—1取，第二十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算二、二项式系数法确定计算负荷（一）用电设备组计算负荷项式系数法不仅考虑了用电设备组的平均最大负荷，而且考虑了少数x台大容量设备投入运行时对总的计算负荷的影响，所以此方法适合于确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷。二项式系数法的公式为P30=bPe+cPx第二十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算bPe—用电设备组的平均负荷，其中Pe为用电设备组的设备总容量（kW）；cPx—用电设备组中x台容量最大的设备投入运行时，所增加的附加负荷，其中Px是x台最大容量设备的设备容量（kW）；b、c—二项式系数，二项式系数b、c和最大设备容量台数x查附表1；第二十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算例题3—5已知某机加工车间机床组，有380V电动机15kW的有1台，11kW的3台，7.5kW的8台，4kW的15台，其它更小容量电动机总容量35kW，试用二项式系数法确定其计算负荷P30、Q30、S30、I30。第三十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算解：查附表1得b=0.14，c=0.4，x=5，1.求设备组设备平均总容量Pe=15×1+11×3+7.5×8+4×15+35=20（kW）2.求x台最大容量设备的设备容量Px=P5=15×1+11×3+7.5×1=55.5（kW）第三十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算3.根据公式2—18得P30=bPe+cPx=0.14×203+0.4×55.5=50（kW）第三十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算（二）多组用电设备计算负荷按二项式系数法确定多组用电设备总的计算负荷时，同样应考虑各组设备的最大负荷不会同时出现的因素。因此在确定其总的计算负荷时，只能考虑一组最大的有功附加负荷作为总计算负荷的附加负荷，再加上所有各组的平均负荷。所以，总的有功和无功计算负荷分别为：第三十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算

—各组有功平均负荷之和；

—各组无功平均负荷之和；(cPx)max—各组中最大的一个有功附加负荷

max—(cPx)max那一组设备对应的正切值；第三十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算例题3—6某机械加工车间380V低压干线上接有金属冷加工机床49台，其中（85kW的2台、65kW的1台、40kW的1台、10kW的23台、7.5kW的17台、3.2kW的3台）；另接有桥式起重机共3台，其中（有1台起重机为23.2kW、有2台起重机为29.5kW，暂载率ε=15%）；车间照明面积为1440m2，照明密度为12W/m2。试分别用需要系数法和按二项式系数法求车间计算负荷。第三十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算解：(一)需要系数法求车间计算负荷1.求冷加工机床组设备总容量查附表1大批生产冷加工机床组得Kd=0.18～0.5,取Kd=0.25，第三十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算2.求桥式起重机组计算负荷查附表1机修车间电动机组得Kd=0.1～0.15,取Kd=0.15，由公式3—11可得第三十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算2.求桥式起重机组计算负荷查附表1机修车间电动机组得Kd=0.1～0.15,取Kd=0.15，第三十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算3.求车间照明计算负荷第三十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算4.求干线总计算负荷,查表3—1取同时系数所以得多组用电设备组为总有功计算负荷为总无功计算负荷为总视在计算负荷为第四十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算总的计算电流(二)二项式系数法求车间计算负荷1.求冷加工机床组设备总容量第四十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算2.求桥式起重机组计算负荷第四十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算3.求车间照明计算负荷第四十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算4.求车间总计算负荷第四十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定工厂的计算负荷是用来按发热条件选择电源进线及有关电气设备的基本依据，也是用来计算功率因数和确定无功补偿容量的基本依据。确定计算负荷的方法有逐级计算法、需要系数法和按年产量或年产值估算法等。第四十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定一、按逐级计算法确定工厂计算负荷工厂计算负荷的确定，可以从用电设备组的计算负荷开始，逐级向电源进线方向计算，图3－6供配电系统中各部分负荷计算图第四十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定例如P30.5应为其所有出线上的计算负荷（这里均以有功功率为例）P30.6之和，乘上同时系数KΣ。而P30.4=P30.5+△PWL4，这里△PWL4为线路WL4的功率损耗。变压器低压侧计算负荷P30.3，则应为低压母线上所有出线的计算负荷P30.4之和，再乘上同时系数KΣ。第四十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定变压器高压进线WL1首端的计算负荷P30.2=P30.3+△PT+△PWL2，这里△PT和△PWL2分别为变压器和线路WL2的功率损耗。工厂总的计算负荷P30.1，则为高压配电所所有出线的计算负荷P30.2之和，也需乘上同时系数。上述各级负荷的同时系数KΣ值，依具体情况确定，范围可为KΣ=0.8～0.95。第四十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定二、按需要系数法确定工厂计算负荷将全厂用电设备的总容量Pe（不计备用设备容量）乘上一个工厂的需要系数Kd，即得全厂总的有功计算负荷P30。因此，确定工厂计算负荷的公式为：第五十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定第五十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定三、按年产量或年产值估算工厂计算负荷１.按年产量估算将工厂的年产量A乘上单位产品耗电量a就可得到工厂全年的需电量：Wa=A×a

第五十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定在求出工厂的年需电量Wa后，就可按下式求出工厂的有功计算负荷：式中Tmax—工厂的年最大有功负荷利用小时（查附表2）；Q30、S30和I30的计算，与上述需要系数法相同。第五十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定例题3—7某机床制造厂年生产机床5000台，生产每台机床需耗用3000kW.h电能，已知该厂为二级负荷单位，试求该厂计算负荷。第五十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第三节工厂计算负荷的确定第五十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗一、供配电系统的功率损耗（一）供配电线路的功率损耗供配电系统中线路的功率损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两大部分。第五十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗1. 线路的有功功率损耗线路的有功功率损耗是线路的电流通过线路的电阻所产生的损耗，称线路的有功功率损耗。即第五十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第五十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第五十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗2.线路的无功功率损耗线路的无功功率损耗是线路的电流通过线路的电抗所产生的损耗，称线路的无功功率损耗。即第六十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗例题3—8有一条10kV高压架空线路给某机械类工厂变电所供电，已知该线路长度为10km，线路采用LJ—95型铝绞线，线间距离为1m，导线为水平排列，线路计算电流为280A，试计算该线路的有功功率损耗和无功功率损耗。第六十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第六十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗（二）电力变压器的功率损耗计算1.电力变压器的有功功率损耗计算电力变压器的有功功率损耗由两部分组成：一部分是铁芯中的有功功率损耗，即铁损，铁损可由变压器的空载实验测定，变压器的空载损耗可认为就是铁损，因变压器的空载电流I0很小，在一次绕组中产生的有功损耗很小，可忽略不计。第六十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗另一部分是变压器在负荷时，其变压器产生的有功功率损耗，即铜损，铜损与负荷电流的平方成正比。铁损可由变压器的短路实验测定，变压器的短路损耗可认为就是铜损，因变压器短路时一次侧短路电压很小，空载电流也I0很小，在铁芯中产生的有功损耗可忽略不计。所以得变压器的有功功率损耗为第六十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第六十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗2.电力变压器无功功率损耗计算电力变压器的无功功率损耗也由两部分组成：一部分无功功率用来产生主磁通，也就是用来产生激磁电流或近似地认为产生空载电流I0的，这部分无功功率损耗用表示。只与绕组电压有关，与负荷无关。这部分无功功率损耗为第六十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗另一部分无功功率消耗在变压器一、二次绕组的电抗上。额定负荷下的这部分无功损耗用表示，即第六十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗所以，变压器的无功功率消耗为第六十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗例题3—9某厂铸造车间变电所选用一台S7—800/10型低损耗电力变压器。电压为10/0.4kV,技术数据如下：空载损耗为=1.54kW、短路损耗为=9.9kW、阻抗电压为=4.5、空载电流的百分值为=1.7。变压器二次侧的视在计算负荷为S30=650kVA。试求变压器的有功功率损耗和无功功率损耗。第六十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第七十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第七十一页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗二、供配电系统的电能损耗（一）供配电线路的年电能损耗计算供配电系统中线路的年电能损耗，应该是线路的年平均功率乘以全年的时间8760h。所以，线路上全年的电能损耗可按下式计算第七十二页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第七十三页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第七十四页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗（二）变压器年电能损耗计算变压器的有功电能损耗包括两部分。一部分是变压器铁损引起的电能损耗，只要变压器外加电压和频率不变，变压器的铁损是基本不变的，它近似等于空载损耗，因此全年的电能损耗为第七十五页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗另一部分损耗是变压器铜损引起的电能损耗。这部分损耗与负荷电流的平方成正比，即与变压器的负荷率的平方成正比，因此这部分电能损耗为第七十六页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗例题3—10某水泵制造厂10kV/0.4kV降压变电所，已知S7—630kVA电力变压器的S30=450kVA、ΔP0=1300W、ΔPK=8100W、I0%=2、UK%=4.5、τ=2500h、TGT=8760h，试求该变压器的有功功率、无功功率损耗及电能损耗。第七十七页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第七十八页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第四节供配电系统功率及电能损耗第七十九页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第五节工厂功率因数及无功功率补偿一、工厂的功率因数（一）工厂功率因数的种类1.瞬时功率因数瞬时功率因数由装设在工厂总变配电所控制室的功率因数表（相位计）直接读出。它只用来了解和分析工厂供电系统运行中无功功率变化的情况，以便考虑采取适当的补偿措施。第八十页，共九十一页，2022年，8月28日工厂供电技术

第三章工厂电力负荷计算第五节工厂功率因数及无功功率补偿2.平均功率因数平均功率因数是指某一规定时间内功率因