工厂电力负荷及其计算

工厂电力负荷及其计算8/7/20231第1页，课件共26页，创作于2023年2月式中b、c——二项式系数，根据设备名称、类型、台数查教材附表1选取；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;；Px——指用电设备中x台容量最大的设备容量之和；cPx指用电设备中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷。x查教材附表10选取，若设备台数n＜2x，取x=n/2，按四舍五入计算。Q30、S30和I30的计算公式与前述需要系数法相同。

在计算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。基本公式为：三、二项式系数法(binomialcoefficientmethod)

8/7/20232第2页，课件共26页，创作于2023年2月三.二项式系数法(binomialcoefficientmethod)

（1）对1~2台用电设备可认为，即；对单台电动机，按P30=PN/η计算，其中η为电动机的效率，功率因数适当取大。（2）用电设备组的有功计算负荷的求取直接按式（2-21）进行，其余的计算负荷与需要系数法相同。8/7/20233第3页，课件共26页，创作于2023年2月总的有功计算负荷为：总的无功计算负荷为：式中：——各组中最大的一组附加负荷；——最大附加负荷的设备组的。求出、后，可根据公式得出和。

（3）采用二项式系数法确定多组用电设备的总计算负荷时，要考虑各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，再加上各组平均负荷，求出设备组的总计算负荷。8/7/20234第4页，课件共26页，创作于2023年2月例2-3试分别用需要系数法计算此车间的计算负荷，并利用二项式系数法计算金属切削组的计算负荷。解：1、利用需要系数法解题（1）金属切削机床组的计算负荷查表1取需要系数和功率因数为：根据公式有：

8/7/20235第5页，课件共26页，创作于2023年2月（2）电焊机组的计算负荷查表1取需要系数和功率因数为：根据公式有：

例2-3续8/7/20236第6页，课件共26页，创作于2023年2月例2-3续（3）吊车组的计算负荷查表1取需要系数和功率因数为根据公式有：

（4）全车间的总计算负荷取同时系数，所以全车间的计算负荷为：8/7/20237第7页，课件共26页，创作于2023年2月例2-3续利用二项式系数法解题金属切削组计算负荷：查附表1得由于n=20＞2x=10,因此x

取5。根据以上公式得8/7/20238第8页，课件共26页，创作于2023年2月用需要系数法算得的计算负荷为28.6kW，按二项式法计算的结果39.7kW,比按需要系数法计算的结果大得多。可见二项式法更适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。

8/7/20239第9页，课件共26页，创作于2023年2月

例2-4一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW，其中较大容量电动机有7.5kW2台，4kW2台，2.2kW8台；另接通风机2台共2.4kW；电阻炉1台2kW。试用二项式法来确定计算负荷（设同时系数K∑p、K∑q均为0.9）。

解

求出各组的平均功率bPe和附加负荷cPx（１）

金属切削机床电动机组

查附录表1，取b1=0.14，c1=0.4，cosφ1=0.5，tgφ1=1.73，x1=5，则(bPe)1=0.14×50=7kW(cPx)1=0.4(7.5×2+4×2+2.2×1)=10.08kW（２）

通风机组

查附录表1，取b2=0.65，c2=0.25，cosφ2=0.8，tgφ2=0.75，x2=1，则(bPe)2=0.65×2.4=1.56kW(cPx)2=0.25×1.2=0.3kW（３）

电阻炉

(bPe)3=2kW(cPx)3=08/7/202310第10页，课件共26页，创作于2023年2月例2-4续显然，三组用电设备中，第一组的附加负荷(cPx)1最大，故总计算负荷为P30=∑（bPe）i+（cPx）1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW

Q30=∑（bPetgφ）i+（cPx1tgφ1

=(7×1.73+1.56×0.75+0)+10.08×1.73=30.72kvar

8/7/202311第11页，课件共26页，创作于2023年2月一、单相设备组等效三相负荷的计算设备接于相电压或线电压时，设备容量Pe的计算如下：1、单相设备接于相电压时

Pe＝3Pe·m式中Pe——等效三相设备容量；

Pe·m——最大负荷所接的单相设备容量。2、单相设备接于线电压时

式中Pe·l——接于同一线电压的单相设备容量。第三节单相用电设备组计算负荷的确定8/7/202312第12页，课件共26页，创作于2023年2月3、单相设备分别接于线电压和相电压时等效三相负荷接于线电压负荷接于相电压负荷接于相电压负荷分相相加最大相三倍8/7/202313第13页，课件共26页，创作于2023年2月功率换算

PA=pAB-APAB+pCA-APCAQA=qAB-APAB+qCA-APCAPB=pBC-BPBC+pAB-BPABQB=qBC-BPBC+qAB-BPABPC=pCA-CPCA+PBC-CPBCQC=qCA-CPCA+qBC-CPBC8/7/202314第14页，课件共26页，创作于2023年2月四、工厂的计算负荷（一）需要系数法

由负荷端逐级向电源端进行计算8/7/202315第15页，课件共26页，创作于2023年2月需要系数法求解的几个问题：（1）对1~2台用电设备宜取(2)用电设备组的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：(3)多组用电设备的计算负荷总的有功计算负荷：总的无功计算负荷：总的视在计算负荷：总的计算电流：用电设备组计算负荷的确定

8/7/202316第16页，课件共26页，创作于2023年2月1．单台用电设备的计算负荷（1）有功计算负荷：

考虑到单台用电设备总会有满载运行的时候，其计算负荷P30(6)为式中Pe—换算到统一暂载率下的电动机的额定容量；

η—用电设备在额定负载下的的效率。（2）无功计算负荷：Q30(6)=P30(6)tan式中—用电设备功率因数角。计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。8/7/202317第17页，课件共26页，创作于2023年2月2.用电设备组的计算负荷（1）有功计算负荷：P30(6)=Kd∑Pe

Kd—用电设备组的需要系数，见附录表3；∑Pe—用电设备组的设备额定容量之和，但不包括备用设备容量。（2）无功计算负荷：Q30(6)=P30(6)tanwm

tanwm值见附录表1。（3）视在计算负荷：计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。8/7/202318第18页，课件共26页，创作于2023年2月当Kd值有一定变动范围时，取值要作具体分析。如台数多时，一般取用较小值，台数少时取用较大值；设备使用率高时，取用较大值，使用率低时取用较小值。当一条线路内的用电设备的台数较小（n<3台）时，一般是将用电设备额定容量的总和作为计算负荷，或者采用较大的Kd值(0.85~1)。8/7/202319第19页，课件共26页，创作于2023年2月3．确定车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷（1）总有功计算负荷：P30(5)＝Ｋ∑ΣP30(6)+ΔPWL2（2）总无功计算负荷：Q30(5)＝Ｋ∑ΣQ30(5)（3）总视在计算负荷：

计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。8/7/202320第20页，课件共26页，创作于2023年2月4.确定车间变电所中变压器高压侧的计算负荷P30(3)＝P30(3)+ΔPTQ30(3)＝Q30(3)+ΔQT

P30(3)

、Q30(3)－车间变电所中变压器高压侧的有功、无功计算负荷（kW、kvar）；

ΔPT、ΔQT－变压器的有功损耗与无功损耗（kW、kvar）。 计算目的：用于选择车间变电所高压配电线及其上的开关设备

8/7/202321第21页，课件共26页，创作于2023年2月在计算负荷时，车间变压器尚未选出，无法根据变压器的有功损耗与无功损耗的理论公式进行计算，因此一般按下列经验公式估算：对SJL1等型电力变压器：ΔPT≈0.02S30

（kW）ΔQT≈0.08S30

（kvar）对SL7、S7、S9、S10等低损耗型电力变压器：ΔPT≈0.015S30

（kW）ΔQT≈0.06S30

（kvar）式中S30－变压器低压母线上的计算负荷（kVA）。8/7/202322第22页，课件共26页，创作于2023年2月5.确定总降压变电所出线上的计算负荷P30(2)=P30(3)+ΔPWL1≈P30(3)

Q30(2)=Q30(3)+ΔQWL1

≈Q30(3)

S30(2)≈S30(3)ΔPWL1、ΔQWL1—高压线路功率损耗，由于一般工厂范围不大，线路功率损耗小，故可忽略不计。 计算目的：用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。8/7/202323第23页，课件共26页，创作于2023年2月6.确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷P30(1)＝ＫΣΣP30(2)Q30(1)＝ＫΣΣQ30(2)

计算目的：用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变电所主变压器容量。8/7/202324第24页，课件共26页，创作于2023年2月(二)按年产量估算全厂的计算负荷式中：a—用户单位产品年耗电量，可查有关手册获取；A—用户产品年产量；Wa—用户年总耗电量