工厂的电力负荷及其计算

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1、第2章第1页2022年年1月月26日日第二章第二章 工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算 教 师：曹永红主要内容主要内容内容提要：本章介绍中小型工厂电力负荷的本章介绍中小型工厂电力负荷的运用情况、负荷性质及其运用情况、负荷性质及其工作制工作制，重点介绍，重点介绍了确定用电设备组了确定用电设备组计算负荷的两种常用方计算负荷的两种常用方法法需要系数法需要系数法和和二项式系数法二项式系数法。接着讲。接着讲述了述了无功补偿无功补偿的措施。另外还简要介绍了对的措施。另外还简要介绍了对供配电系统中各点负荷进行逐点计算的方法供配电系统中各点负荷进行逐点计算的方法以及城市电网用电负荷预测的常用方法。以

2、及城市电网用电负荷预测的常用方法。2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线2.1.1 工厂常用的用电设备工厂常用的用电设备2.1.2 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制2.1.3 负荷曲线负荷曲线“电力负荷电力负荷”又称电力负载，在不同又称电力负载，在不同的场合可以有不同的含义，它可以指的场合可以有不同的含义，它可以指用电用电设备设备或或用电单位用电单位，也可以指用电设备或用，也可以指用电设备或用电单位的电单位的功率功率或或电流电流的大小。的大小。 2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 生产加工机械的拖动设备；生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电焊、电镀设备；

3、电热设备；电热设备；照明设备。照明设备。 p1. 生产机械的拖动设备生产机械的拖动设备 机床设备机床设备起重运输设备起重运输设备功能功能金属切削金属切削金属压力加工金属压力加工功能功能起吊搬运物料起吊搬运物料运输客货运输客货车床车床铣床铣床刨床刨床钻床钻床磨床磨床组合机床组合机床镗床镗床冲床冲床锯床锯床剪床剪床砂轮机砂轮机吊车吊车行车行车输送机输送机电梯电梯自动扶梯自动扶梯生产机械的生产机械的拖动设备拖动设备p2电焊和电镀设备电焊和电镀设备 电电焊焊设设备备电电镀镀设设备备p3电热设备电热设备 电阻加热炉电阻加热炉电弧炉电弧炉感应炉感应炉其它电热设备其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于

4、各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理主要用于熔炼和金属材料热处理红外线加热、微波加热和等离子加热等红外线加热、微波加热和等离子加热等p4照明设备照明设备 v工厂电力负荷的分级一级负荷： 为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的大量产品报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸、火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电者， 为特别重要负荷。 p5电电力力负荷的分负荷的分级级 二级负荷

5、二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于一、二级负荷着均属于三级负荷。v双电源：指两路电源分别来自不同的发电厂；或一路电源来自发电厂，另一路电源来自区域变电站；或两路电源均来自不同的区域变电站。v双回路：指两路电源来自同一变电所的不同的母线分段。v各级电力负荷对供电电源的要求一级负荷：双电源供电。 保证其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时损坏。 特别重要的负荷：除两路电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供

6、电系统。 常用的应急电源：独立于正常电源的发电机组、供电网络中独立于正常电源的专门的馈电线路、蓄电池、干电池等。二级负荷：双回路供电。 二级负荷也属于重要负荷，要求有两个回路供电，供电变压器也应有两台，当其中一回路或一台变压器出现故障时，二级负荷不应中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或当地供电困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上的专用架空线路供电。如采用电缆则必须采用两根电缆并列供电，每个电缆能承受全部二级负荷。三级负荷对供电电源的要求 无特殊要求。p6工厂用电负荷的分工厂用电负荷的分级级 序序 号号 车车 间间 用用 电电 设设 备备 负荷级别负荷级别 1 1金属加工车间金属

7、加工车间 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床一级一级价格贵，作用大，数量多的数控机床价格贵，作用大，数量多的数控机床 二级二级2 2铸造车间铸造车间冲天炉、鼓风机、冲天炉、鼓风机、30t30t及以上的浇铸起重机及以上的浇铸起重机 三级三级3 3热处理车间热处理车间井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵 二级二级4 4锻压车间锻压车间锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机 二级二级5 5电镀车间电镀车间大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线大型电镀用整流设备、自动流水作业生产

8、线 二级二级6 6模具成型车间模具成型车间隧道窑鼓风机、卷扬机隧道窑鼓风机、卷扬机二级二级7 7层压制品车间层压制品车间压塑机及供热锅炉压塑机及供热锅炉 二级二级8 8线缆车间线缆车间冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备 二级二级9 9空压站空压站单台单台60m60m3 3/min/min以上空压机以上空压机 二级二级有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵 二级二级离心式压缩机润滑油泵离心式压缩机润滑油泵 一级一级表表21 小

9、型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类 2.1.2 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 长期连续工作制设备长期连续工作制设备短时工作制设备短时工作制设备反复短时工作制设备反复短时工作制设备%1000tttN（21）工作时间工作时间停歇时间停歇时间同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功率是不同同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功率是不同的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的下。下。2121PP率的换算公式为不同负荷持续率下，功212121ttt1tPPPTIRIAIPUIP下，功率的换算

10、公式为所以，不同负荷持续率因此有，在同一周期内负荷持续率热量相同时，在设备电阻不变而发热量散失，则过程，即发热不向四周假设工作周期内为绝热，故在相同电压下功率对起重电动机应统一换算到对起重电动机应统一换算到=25%=25%，换算公式为：，换算公式为： NNNNePPP225（22）起重电动机起重电动机换算后设换算后设备容量备容量（换算前）设（换算前）设备铬牌额定功备铬牌额定功率率设备铬牌暂载设备铬牌暂载率率对电焊机设备，应统一换算到对电焊机设备，应统一换算到=100%=100%，换算公式为：，换算公式为： NNNNeSPPcos（2-3） 电焊机设备电焊机设备设备铬牌额定容量设备铬牌额定容量设

11、备铬牌功率因数设备铬牌功率因数n例例2-1某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台台（其中（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， ），），车间有吊车车间有吊车1 1台台11kW11kW， ），试计算此车间的设备），试计算此车间的设备容量。容量。 %65N5 . 0cosN%25N解：解：（1 1）金属切削机床的设备容量）金属切削机床的设备容量 金属切削机床属于长期

12、连续工作制设备，所以金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以2020台台金属切削机床的总容量为：金属切削机床的总容量为： eiePP1kW142585 . 785 .104 电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到换算到 ，所以，所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量： %100NNNeSPcos22kW1 .165 . 065. 0202 （2 2）电焊机的设备容量）电焊机的设备容量 吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到算到 ，所以，所以1 1台吊车的容量为

13、：台吊车的容量为：%25kW11253NNNePPPkW169111 .16142eP（3 3）吊车的设备容量）吊车的设备容量 (4) (4) 车间的设备总容量为车间的设备总容量为2.1.3 负荷曲线负荷曲线 p定义定义负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。n按负荷对象分按负荷对象分工厂的的负荷曲线工厂的的负荷曲线车间的的负荷曲线车间的的负荷曲线某台设备的负荷曲线某台设备的负荷曲线n按负荷的功率性质分按负荷的功率性质分有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线p分类分类n按表示的时间分按表示的时间分年的负荷曲线年的负荷曲线月的负荷曲线月的

14、负荷曲线日的负荷曲线日的负荷曲线工作班的负荷曲线工作班的负荷曲线n按绘制方式分按绘制方式分依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形的负荷曲线梯形的负荷曲线p负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制 负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标横坐标表示负荷表示负荷变动时间，变动时间，纵坐标纵坐标表示负荷大小（功率表示负荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。图图3.1 日有功负荷曲线日有功负荷曲线依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形负荷曲线梯形负荷曲线图图2.2 年负荷曲线年负荷曲线年负荷持续时间曲线，年负荷持续时间曲线，反映了全年负荷变动反映了全年负荷变动与对应的负荷

15、持续时与对应的负荷持续时间（全年按间（全年按8760h计）计）的关系。的关系。年每日最大负荷曲线，年每日最大负荷曲线，反映了全年当中不同反映了全年当中不同时段的电能消耗水平，时段的电能消耗水平，是按全年每日的最大是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘半小时平均负荷来绘制的。制的。p与负荷曲线有关的参数与负荷曲线有关的参数 n(1) (1) 年最大负荷年最大负荷P Pm maxax和年最大负荷利用小时和年最大负荷利用小时T Tmaxmax 图图2.3 年最大负荷和年平均负荷年最大负荷和年平均负荷年最大负荷年最大负荷P Pmaxmax 年负荷持续时间曲线上的最大负荷，年负荷持续时间曲线上的最大负荷，

16、 它是全年它是全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷负荷P P3030。年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时T Tmaxmax假设负荷按最大负荷假设负荷按最大负荷P Pmaxmax持续运行时，在此时间持续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗内电力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗用的电能相同。用的电能相同。maxmaxPWTa （2-4） uT Tmaxmax是一个反映工厂负荷特征的是一个反映工厂负荷特征的重要参数重要参数l一班制工厂一班制工厂T Tmaxmax=1800=18003000h3000hl两班制工厂两班

17、制工厂T Tmaxmax=3500=35004800h4800hl三班制工厂三班制工厂T Tmaxmax=5000=50007000h7000h负荷全年实际负荷全年实际耗用电能耗用电能n平均负荷平均负荷P Pavav和年平均负荷和年平均负荷 平均负荷平均负荷就是负荷在一定时间就是负荷在一定时间t t内平均消耗的功率内平均消耗的功率tWPtav（2-5） 年平均负荷年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功率除全就是全年工厂负荷消耗的总功率除全年总小时数。年总小时数。 8760aavWP（2-6） t时间内耗用时间内耗用的电能的电能有功负荷系数通常取0.70.75无功负荷系数通常取0.760.82ma

18、xPPavn负荷系数负荷系数 maxQQav2.2 负荷计算的方法负荷计算的方法 2.2.1 概述概述 2.2.2 需要系数法需要系数法2.2.3 二项式法二项式法2.2.4 单相用电设备的负荷计算单相用电设备的负荷计算2.2.5 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定2.2.1 概述概述 p“计算负荷计算负荷”n是指用统计计算求出的，用来选择和校验变压器容量及开是指用统计计算求出的，用来选择和校验变压器容量及开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。 PC-负荷的有功计算负荷负荷的有功计算负荷QC-负荷的无功计算负荷负荷的无功计算负荷SC-负荷的视在计算负荷

19、负荷的视在计算负荷IC-负荷的计算电流负荷的计算电流p负荷计算负荷计算是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。v工程上为了取值和表达方便，将最大负荷P30作为计算负荷Pc。v由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需34，为发热时间常数。截面在16mm2及以上的导体，其 大于等于10分钟，因此载流导体大约经过30分钟后可达到稳定温升。由此可见，计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30(亦既年最大负荷Pmax)是基本相当的。所以，计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷。之所以用P30代替PC是因为电气上的c 已经用来表示电容。所以，我们用P30

20、、Q30、S30、I30来表示有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷、计算电流。需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。所的负荷计算。二项式系数法考虑了用电设备中二项式系数法考虑了用电设备中几台功率较大的设备工作时对负几台功率较大的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般适用于荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷低压配电支干线和配电箱的负荷计算。计算。负荷计负荷计算方法算方法p负荷计算方法负荷计算方法表表2.2 各用电设备组的需要系数各用电设备组的

21、需要系数Kd及功率因数及功率因数 用电设备组名称用电设备组名称 需要系数需要系数Kd 二项式系数二项式系数 最大容量最大容量设备台数设备台数 功率因数功率因数ab小批量生产金属冷加工机床小批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床小批量生产金属热加工机床小批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床 0.160.20.180.250.250.30.30.35 0.140.140.240.26 0.40.50.40.5 5555 0.50.50.60.65 1.731.731.331.17 通风机、水泵、空压机通风机、水泵、空压机 0.70.

22、8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非联锁的连续运输机械非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车铸造车间吊车铸造车间吊车0.10.150.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 自动装料电阻炉自动装料电阻炉非自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻炉、干燥箱小型电阻炉、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.70.70.7 0.30.3 22 0.950.

23、951.0 0.330.330 高频感应电炉（不带补偿）高频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉电弧熔炉0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 点焊机、缝焊机点焊机、缝焊机对焊机对焊机0.350.35 0.60.71.331.02 自动弧焊变压器自动弧焊变压器单头手动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 生产厂房、办公室、实验室照明生产厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明变配电室、仓库照明生活照明生活照明室外照明室外照明0

24、.810.50.70.60.81 1.01.01.01.0 0000 costan2.2.2 需要系数法需要系数法 p需要系数法需要系数法 edcPKP（2-7） eiePP（2-8） 需要系数需要系数用 电 设 备用 电 设 备组 所 有 设组 所 有 设备 容 量 之备 容 量 之和和每组用电设备每组用电设备的设备容量的设备容量 由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，另外考虑到线作的设备也不一定都工作在额定状态下，另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素，设备或设备组路的损耗、用电设备本身的损耗

25、等因素，设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量乘以一个的计算负荷等于用电设备组的总容量乘以一个小于小于1的系的系数，叫做数，叫做需要系数需要系数，用，用Kd表示。表示。 n需要系数需要系数K Kd d 需要系数法需要系数法需要系数需要系数niidPKP1301eWLdKKK需要需要系数系数同时系数同时系数K：并并非供电范围内的非供电范围内的所有用电设备都所有用电设备都会同时投入使用会同时投入使用负荷系数负荷系数KL：并并非投入使用的所有非投入使用的所有电气设备任何时候电气设备任何时候都会满载运行都会满载运行电气设备的平均电气设备的平均效率效率e：电气设备电气设备额定功率与输入额定功率与输

26、入功率不一定相等功率不一定相等 线路的平均效率线路的平均效率W1 ：考虑直接向考虑直接向电气设备配电的配电气设备配电的配电线路上的功率损电线路上的功率损耗后，电气设备输耗后，电气设备输入功率与系统向设入功率与系统向设备提供的功率不一备提供的功率不一定相同定相同 注：注：工程实际中，很难通工程实际中，很难通过过Kd的表达式来求得需要的表达式来求得需要系数，一般都是通过查表系数，一般都是通过查表求得其经验值求得其经验值用 电 设 备 组 名 称需要系数kd功率因数costan通风机和水泵运输机、传达带混凝土及砂浆搅拌机破碎机、筛、泥泵、砾石洗涤机起重机、掘土机、升降机电焊机建筑室内照明工地住宅、办

27、公室照明变电所室外照明0.750.850.520.600.650.700.700.250.450.800.400.700.500.701.00.800.750.650.700.700.451.01.01.01.00.750.881.771.021.021.980000建筑工地常用用电设备组建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数的需要系数及功率因数 n（1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取n (2) 用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷 有功计算负荷：有功计算负荷： （2-9）无功计算负荷：无功计算负荷： （2-10）1dKedPKP30tan3030PQ视在计算负荷：视在计算负荷

28、： （2-11）计算电流：计算电流： （2-12）23023030QPSNUSI33030n (3) 多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷 总的有功计算负荷：总的有功计算负荷： （2-13） 总的无功计算负荷：总的无功计算负荷： （2-14）iPKP3030iQKQ3030总的视在计算负荷：总的视在计算负荷： （2-15）总的计算电流：总的计算电流： （2-16）23023030QPSNUSI33030 在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个

29、同时系数K。 应用范围 K 确定车间变电所低压线路最大负荷 冷加工车间 热加工车间 动力站 0.70.80.70.90.81.0 确定配电所母线的最大负荷 负荷小于5000kW 计算负荷小于500010000kW 计算负荷大于10000kW 0.91.00.850.8 表表3.3 同时系数同时系数K n例例2-2（接例（接例21）某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台台（其中（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机

30、2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， ），），车间有吊车车间有吊车1 1台台11kW11kW， ），试计算此车间的），试计算此车间的计算计算负荷负荷。 %65N5 . 0cosN%25N解：解：（1 1）金属切削机床组的计算负荷）金属切削机床组的计算负荷 查查表表2.22.2取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：73. 1tan 5 . 0cos 2 . 0，dKkW4 .281422 . 0)1(30Pvark1 .494 .2873. 1) 1 (30QkVA8 .561 .494 .2822) 1 (30SA3 .8638. 038 .56) 1 (30I所以，

31、有所以，有（2 2）电焊机组的计算负荷）电焊机组的计算负荷查表查表2.2 2.2 取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：68. 2tan 35. 0cos 35. 0，dKkW6 . 51 .1635. 0)2(30Pkvar0 .1568. 26 . 5)2(30QkVA0 .160 .156 . 522)2(30SA3 .2438. 0316)2(30I（3 3）吊车组的计算负荷）吊车组的计算负荷查表查表2.22.2取需要系数和功率因数为取需要系数和功率因数为73. 1tan 5 . 0cos 15. 0，dKkW7 . 115. 011) 3 (30Pvark9 . 273.

32、17 . 1) 3 (30QkVA4 . 39 . 27 . 122) 3 (30SA2 . 538. 034 . 3) 3 (30I（4 4）全车间的总计算负荷）全车间的总计算负荷 根据表根据表2.32.3，取同时系数，取同时系数 ，所以，所以全车间的计算负荷为：全车间的计算负荷为： 8 . 0KkW6 .28)7 . 16 . 54 .28(8 . 030eiPKPvark6 .53) 9 . 2151 .49(8 . 030eiqQKQkVA8 .606 .536 .282230SA4.9238.038.6030I某机修车间380V线路上有如下设备： 对焊机一台：SN=42kVA, N=

33、60%,cos=0.62 10吨桥式起重机一台：PN=39.6kW,N=40% 金属切削用三相电机：7.5kW 3台, 4kW 8 台;3kW 17台试求计算负荷。n作业作业p应用场合应用场合n在计算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车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。间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。p基本公式基本公式XecPbPP30（3-17） 2.2.3 二项式法二项式法 b 、c二项式二项式系数，根据设备系数，根据设备名称、类型、台名称、类型、台数查表数查表3.2选取选取指用电设备中指用电设备中x台容量台容

34、量最大的设备容量之和最大的设备容量之和用电设备组用电设备组的平均负荷的平均负荷用电设备组的用电设备组的设备总容量设备总容量指用电设备中指用电设备中x 台容量台容量最大的设备投入运行时最大的设备投入运行时增加的附加负荷。增加的附加负荷。Q30，S30，I30的计算公式与前述需要系数法相同。的计算公式与前述需要系数法相同。n（1）对）对12台用电设备台用电设备n（2）用电设备组）用电设备组有功计算负荷的求取直接应用式（有功计算负荷的求取直接应用式（3-17），其余的），其余的计算负荷与需要系数法相同。计算负荷与需要系数法相同。ePP300 1cb，p（3）多组用电设备）多组用电设备要考虑各组用电设

35、备的最大负荷不同时出现的因素。在各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。均负荷，求出设备组的总计算负荷。 总的有功计算负荷为总的有功计算负荷为： （2-18）总的无功计算负荷为总的无功计算负荷为： （2-19）max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ各组中最大各组中最大的一组附加的一组附加负荷负荷最 大 附 加 负最 大 附 加 负荷 所 在 设 备荷 所 在 设 备组 的 对 应 的组 的 对 应 的值值

36、用用二项式法二项式法计算例计算例2.12.1车间的金属切削机床组的计车间的金属切削机床组的计算负荷。算负荷。解：查表解：查表2.22.2取取二项式系数二项式系数73. 1tan 5 . 0cos 5 4 . 0 14. 0，xcbkW5 .4915 . 745 .105 PPx所以所以kW7 .395 .494 . 014214. 030 xecPbPPvark7 .6873.17 .3930QkVA4 .797 .687 .392230SA6 .12038. 034 .7930In例例2-3v如果用电设备组的设备总台数nS30(2)，因此在未进行无功补偿，因此在未进行无功补偿时，主变压器容量

37、应选为时，主变压器容量应选为1250kVA（参看附录表（参看附录表5）。）。 这时变电所低压侧的功率因数为这时变电所低压侧的功率因数为:(2)cos650 /10310.63(2) 无功补偿容量无功补偿容量 按规定变电所高压侧的按规定变电所高压侧的 ，考虑到变压器的无功功率损，考虑到变压器的无功功率损耗耗QT 远大于其有功损耗远大于其有功损耗PT ，一般，一般 ，因此在变，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取，这里取 。 要使低压侧功率因数由要使低压侧功率因数由0.63提高到提高到0.92，低压侧

38、需装设的并联电，低压侧需装设的并联电容器容量为容器容量为:cos0.9(4 5)TTQP(2)cos0.92650 (tanarccos0.63 tanarccos0.92) var525 varCQkk530 varCQk取取(3) 补偿后的变压器容量和功率因数补偿后的变压器容量和功率因数 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： 因此补偿后变压器容量可改选为因此补偿后变压器容量可改选为800kVA，比补偿前容量减少，比补偿前容量减少450kVA。 变压器的功率损耗为：变压器的功率损耗为： 2230(2)650(800530)704SkVAkVAkWkVASP

39、T770401. 001. 0)2(30var3570405. 005. 0)2(30kkVASQT变电所高压侧的计算负荷为：变电所高压侧的计算负荷为： 补偿后工厂的功率因数为：补偿后工厂的功率因数为： ，满足要求。满足要求。 由此例可以看出，采用无功补偿来提高功率因数能使工厂取得可观的经由此例可以看出，采用无功补偿来提高功率因数能使工厂取得可观的经济效果。济效果。2230(1)657305724SkVAkVA30(1)30(1)cos/657/7240.907PSkWkWkWP6577650)1(30var305var35var)530800()1(30kkkQp无功功率补偿位置无功功率补偿

40、位置n并联电容器在变配电系统中的三种安装方式：高压集中补偿低压集中补偿低压就地补偿n不同补偿位置的补偿范围的大小也不一样 。并联电容器的补偿范围并联电容器的补偿范围高压集中补偿高压集中补偿高压集中补偿是将并联电容器安装在总降压变电所二次侧（610kv侧）或变配电所的一次侧（610kv侧）。这种补偿方式能补偿10kv母线前线路上的无功功率，而此母线后的区域没有得到无功补偿，所以补偿效果较差。但这种补偿方式的初投资少，便于运行维护，还可以根据负荷实际变化情况调节补偿电容(通过调节并联电容器的个数)。高压集中补偿方式电路图高压集中补偿方式电路图低压集中补偿低压集中补偿这种补偿方式是将并联电容器组装设

41、在变电所的0.4kv低压母线上，它的补偿区域为低压母线前含变压器的所有区域。低压集中补偿方式电路图低压集中补偿方式电路图低压分散补偿低压分散补偿 （就地补偿（就地补偿 ）是将并联电容器装在需要补偿的设备附近，与该设备一起投切。这种补偿方式可补偿安装位置前线路及变压器上的无功功率，可以看出这种补偿方式的补偿范围最大，效果也较好，但这种补偿方式的投资较大。低压分散补偿方式电路图低压分散补偿方式电路图民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范规定：规定： v采用电力电容器作无功补偿时，宜用就地平衡原则。低压部分的无功负荷由低压电容器补偿，高压部分的无功负荷由高压电容器补偿。容量较大、负荷平稳且经常使用

42、的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。补偿基本无功负荷的电容器组，宜在配变电所内集中补偿。居住区的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。 &对于民用建筑并联电容器进行无功功率补偿基本上采用低压集中补偿的方式。小小 结结 工厂常用的用电设备：工厂常用的用电设备：生产加工机械的生产加工机械的拖动拖动设备设备；电焊、电镀设备电焊、电镀设备；电热设备电热设备；照明照明设备设备。这些设备按工作制可以分为。这些设备按工作制可以分为长期连续工作长期连续工作制设备制设备、短时工作制设备短时工作制设备、反复短时工作制设备反复短时工作制设备三类。三类。小小 结结 年负荷曲线年负荷曲线反映了全年负荷变动与对应的负荷反

43、映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间的关系。按时间单位的不同，可以分为持续时间的关系。按时间单位的不同，可以分为日负荷曲线日负荷曲线和和年负荷曲线年负荷曲线。全年每日最大负荷曲。全年每日最大负荷曲线反映了全年当中不同时段的电能消耗水平。线反映了全年当中不同时段的电能消耗水平。年年最大负荷最大负荷Pmax 是全年中负荷最大的工作班内，消是全年中负荷最大的工作班内，消耗电能最多的半小时平均负荷耗电能最多的半小时平均负荷P30，也就是有功，也就是有功计算负荷。计算负荷。小小 结结 与负荷曲线有关的几个概念：与负荷曲线有关的几个概念：年最大负荷年最大负荷年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数计算负荷

44、计算负荷平均负荷平均负荷负荷系数负荷系数小小 结结 确定计算负荷的常用方法有确定计算负荷的常用方法有需要系数法需要系数法和和二项式系数二项式系数法法。需要系数法需要系数法适用于多组三相用电设备的计算负荷，如适用于多组三相用电设备的计算负荷，如变、配电所的负荷计算，变、配电所的负荷计算，P30=KdPe。二项式系数法二项式系数法适用于设备台数较少而容量差别悬殊的适用于设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷，如低压配电支干线和配电箱的负分支干线的计算负荷，如低压配电支干线和配电箱的负荷计算，荷计算，P30= bPe +c Px。小小 结结 供配电线路和变压器流过电流时，势必引起功率和电供配

45、电线路和变压器流过电流时，势必引起功率和电能损耗。故在进行全场负荷计算时，应计入这部分损能损耗。故在进行全场负荷计算时，应计入这部分损耗。本章介绍了耗。本章介绍了线路和变压器的功率损耗线路和变压器的功率损耗和和电能损耗电能损耗的计算方法。的计算方法。企业供配电系统进行负荷计算时，通常采用需要系数企业供配电系统进行负荷计算时，通常采用需要系数法法逐级逐级进行负荷计算。进行负荷计算。小小 结结 功率因数太低对电力系统有很多不良影响。功率因数太低对电力系统有很多不良影响。高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，其他工厂不得低于，其他工厂不得低于0.85。提高功率因数的方法提高功率因数的方法提高自然功率因数提高自然功率因数人工补偿人工补偿并联电容器并联电容器低压就地补偿低压就地补偿低压集中补偿低压集中补偿高压集中补偿高压集中补偿Thank you very much!本章到此结束，本章到此结束，谢谢您的光临！谢谢您的光临！内容预告v下章（第三章）内容：短路电流及其计算