電力負荷計算最新課件

1、第第2章章電力負荷計算電力負荷計算PPT課件課件 (2)本章介紹中小型工廠電力負荷的運用情況、負本章介紹中小型工廠電力負荷的運用情況、負荷性質(zhì)及其工作制，負荷曲線繪制，重點介紹了確定用荷性質(zhì)及其工作制，負荷曲線繪制，重點介紹了確定用電設(shè)備組計算負荷的兩種常用方法電設(shè)備組計算負荷的兩種常用方法需要系數(shù)法和二需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。接著講述了工廠計算負荷的確定方法，采項式系數(shù)法。接著講述了工廠計算負荷的確定方法，采用無功補償?shù)拇胧?。另外還簡要介紹了照明負荷的分析用無功補償?shù)拇胧?。另外還簡要介紹了照明負荷的分析計算。計算。內(nèi)容提要內(nèi)容提要2.1工廠的電力負荷和負荷曲線工廠的電力負荷和負荷曲線“電力

2、負荷電力負荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。位的功率或電流的大小。 1 工廠常用用電設(shè)備工廠常用用電設(shè)備 生產(chǎn)加工機械的拖動設(shè)備；生產(chǎn)加工機械的拖動設(shè)備；電焊、電鍍設(shè)備；電焊、電鍍設(shè)備；電熱設(shè)備；電熱設(shè)備；照明設(shè)備。照明設(shè)備。 生產(chǎn)機械的拖動設(shè)備 電焊和電鍍設(shè)備 電電焊焊設(shè)設(shè)備備電鍍電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘龋珏冦~、鍍鉻。導電性等，如鍍銅、鍍鉻。 電電鍍鍍設(shè)設(shè)備

3、備電焊和電鍍設(shè)備 電熱設(shè)備 電阻加熱爐電阻加熱爐電弧爐電弧爐感應(yīng)爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備其它電熱設(shè)備主要用于各種零件的熱處理主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理主要用于熔煉和金屬材料熱處理紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等序序 號號 車車 間間 用用 電電 設(shè)設(shè) 備備 負荷級別負荷級別 1 1金屬加工車間金屬加工車間 價格昂貴、作用重大，稀有的大型數(shù)控機床價格昂貴、作用重大，稀有的大型數(shù)控機床一級一級價格貴，作用大，數(shù)量多的數(shù)控機床價格貴，作用大，數(shù)量多的數(shù)控機床 二級二級2 2鑄造車間鑄造車間沖

4、天爐、鼓風機、沖天爐、鼓風機、30t30t及以上的澆鑄起重機及以上的澆鑄起重機 三級三級3 3熱處理車間熱處理車間井式爐專用淬火起重機、井式爐油槽抽油泵井式爐專用淬火起重機、井式爐油槽抽油泵 二級二級4 4鍛壓車間鍛壓車間鍛造專用起重機、水壓機、高壓水泵、油壓機鍛造專用起重機、水壓機、高壓水泵、油壓機 二級二級5 5電鍍車間電鍍車間大型電鍍用整流設(shè)備、自動流水作業(yè)生產(chǎn)線大型電鍍用整流設(shè)備、自動流水作業(yè)生產(chǎn)線 二級二級6 6模具成型車間模具成型車間隧道窯鼓風機、卷揚機隧道窯鼓風機、卷揚機二級二級7 7層壓制品車間層壓制品車間壓塑機及供熱鍋爐壓塑機及供熱鍋爐 二級二級8 8線纜車間線纜車間冷卻水泵

5、、鼓風機、潤滑泵、高壓水泵、水壓機、冷卻水泵、鼓風機、潤滑泵、高壓水泵、水壓機、真空泵、液壓泵、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備真空泵、液壓泵、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備 二級二級9 9空壓站空壓站單臺單臺60m60m3 3/min/min以上空壓機以上空壓機 二級二級有高位油箱的離心式壓縮機、潤滑油泵有高位油箱的離心式壓縮機、潤滑油泵 二級二級離心式壓縮機潤滑油泵離心式壓縮機潤滑油泵 一級一級表表 小型機械類工廠中常用重要電力負荷的級別分類小型機械類工廠中常用重要電力負荷的級別分類 工廠的電氣照明負荷工廠的電氣照明負荷照明設(shè)備類型照明設(shè)備類型: :白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞白熾燈、鹵鎢燈、

6、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。 照明的基本知識照明的基本知識1電光源及常用燈具熱輻射光源熱輻射光源:利用物體加熱時發(fā)光的原理所做成的光源，利用物體加熱時發(fā)光的原理所做成的光源，如白熾燈，鹵鎢燈。如白熾燈，鹵鎢燈。氣體放電光源氣體放電光源:利用氣體放電發(fā)光的原理所做成的光源，利用氣體放電發(fā)光的原理所做成的光源，如熒光燈、熒光高壓汞燈。如熒光燈、熒光高壓汞燈。（1）白熾燈）白熾燈 靠鎢絲通過電流產(chǎn)生高溫，從而引起熱輻靠鎢絲通過電流產(chǎn)生高溫，從而引起熱輻射發(fā)光射發(fā)光。（2）鹵鎢燈）鹵鎢燈 它的發(fā)光原理與白熾燈相同，但在白熾燈它的發(fā)光原理

7、與白熾燈相同，但在白熾燈泡中充入了微量的鹵化物（如碘化物和溴化物），利泡中充入了微量的鹵化物（如碘化物和溴化物），利用鎢循環(huán)來提高發(fā)光效率。用鎢循環(huán)來提高發(fā)光效率。（3）熒光燈）熒光燈 利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光放利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光放電，發(fā)出少許可見光和大量的紫外線，這些紫外線再電，發(fā)出少許可見光和大量的紫外線，這些紫外線再激勵燈管內(nèi)壁的熒光粉，產(chǎn)生大量的可見光。激勵燈管內(nèi)壁的熒光粉，產(chǎn)生大量的可見光。（4）高壓汞燈）高壓汞燈 是熒光燈的改進產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞是熒光燈的改進產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞蒸氣放電光源，發(fā)光原理與熒光燈相同。蒸氣放電光源，發(fā)光原理與熒光燈相同。 （

8、5）高壓鈉燈）高壓鈉燈 它利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光它利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光（6）金屬鹵化物燈）金屬鹵化物燈 在高壓汞燈內(nèi)添加某些金屬鹵化物，在高壓汞燈內(nèi)添加某些金屬鹵化物，靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應(yīng)的金靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應(yīng)的金屬蒸氣，金屬原子在電弧激發(fā)而輻射該金屬的特征光屬蒸氣，金屬原子在電弧激發(fā)而輻射該金屬的特征光譜線。譜線。（7）管形氙燈）管形氙燈 高壓氙氣放電時能產(chǎn)生很強的白光，接高壓氙氣放電時能產(chǎn)生很強的白光，接近連續(xù)光譜，和太陽光十分相似，燈的功率大（可達近連續(xù)光譜，和太陽光十分相似，燈的功率大（可達100kW），亮度高，俗稱），亮度高，俗稱“

9、人造小太陽人造小太陽”。表表 常用照明電光源的主要特性常用照明電光源的主要特性 光源名稱光源名稱 白熾燈白熾燈 鹵燈鹵燈 熒光燈熒光燈 高壓汞燈高壓汞燈 管形氙燈管形氙燈 高壓鈉燈高壓鈉燈 鹵化物燈鹵化物燈 額定功率范額定功率范圍圍（W ）101000 5002000 6125 501000 1500100000 25 400 4001000 光效光效 6.519 19.521 2567 3050 2037 90100 6080 平均壽命平均壽命/h 1000 1500 20003000 25005000 5001000 3000 2000 顯色指數(shù)顯色指數(shù) 9599 9599 7080 30

10、40 9094 2025 6585 啟動穩(wěn)定時啟動穩(wěn)定時間間 瞬時瞬時 瞬時瞬時 13s 48min 12s 48min 48min 再啟動時間再啟動時間 瞬時瞬時 瞬時瞬時 瞬時瞬時 510min 瞬時瞬時 1020min 1015min 功率因數(shù)功率因數(shù) 1 1 0.330.7 0.440.67 0.40.9 0.44 0.40.61 頻閃效應(yīng)頻閃效應(yīng) 不明顯不明顯 明顯明顯明顯明顯明顯明顯明顯明顯明顯明顯明顯明顯表面亮度表面亮度 大大 大大 小小較大較大大大 較大較大大大 電壓變化對電壓變化對光通量影響光通量影響 大大 大大 較大較大較大較大較大較大大大較大較大環(huán)境溫度對環(huán)境溫度對光通量

11、影響光通量影響 小小小小大大較小較小小小較小較小較小較小耐震性能耐震性能 較差較差差差較好較好好好好好較好較好好好所需附件所需附件 無無無無鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器起輝器起輝器 鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器觸發(fā)器觸發(fā)器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器觸發(fā)器觸發(fā)器2.12.1工廠電力負荷和負荷曲線工廠電力負荷和負荷曲線負荷曲線是表示電力負荷隨時間變動情況的曲線。負荷曲線按負荷對象分，有工廠的、車間的或某臺設(shè)備的負荷曲線；按負荷的功率性質(zhì)分，有有功和無功負荷曲線；按表示的時間分，有年的、月的、日的和工作班的負荷曲線；按繪制方式分，有依點連成的負荷曲線(折線形負荷曲線)和梯形負荷曲線， 1負荷曲線的繪制負荷曲線通常都繪制在

12、直角坐標上，橫坐標表示負荷變動時間，縱坐標表示負荷大?。üβ蔾W、kVar）。負荷曲線:1) 日負荷曲線：負荷在一晝夜間（024h）變化情況。2) 年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。 年運行負荷曲線可根據(jù)全年日負荷曲線間接制成。 年持續(xù)負荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的 冬季日負荷曲線和夏季日負荷曲線。 繪制方法如圖所示。下圖是南方某廠的年負荷曲線，圖中P1在年負荷曲線上所占的時間計算為 T1=200t1+165t2。其中夏季和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況核定。 說明: 一般在北方，近似認為冬季200天，夏季165天；在南方，近似認為冬季165天，夏季200天。圖

13、 年負荷持續(xù)時間曲線的繪制（a）夏季日負荷曲線 （b）冬季日負荷曲線 （c）年負荷持續(xù)時間曲線2與負荷曲線有關(guān)的參數(shù)1.年最大負荷和年最大負荷利用小時 （1）年最大負荷Pmax 年最大負荷是指全年中負荷最大的工作班內(nèi)30分鐘平均功率的最大值。（2）年最大負荷利用小時Tmax 如上圖所示，陰影為全年實際消耗電能，如果以Wa表示全年實際消耗的電能,則有：2.平均負荷和負荷系數(shù)（1）平均負荷Pav 平均負荷就是指電力負荷在一定時間內(nèi)消耗的功率的平均值。如上圖所示，陰影部分表示全年實際消耗的電能Wa，則：（2）負荷系數(shù) KL 負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷的比值，有功負荷系數(shù)KaL和無功負荷系數(shù)KrL

14、，有時也用表示有功負荷系數(shù)，表示無功負荷系數(shù)。一般工廠=0.70.75，=0.760.82 2.22.2工廠用電設(shè)備容量的確定工廠用電設(shè)備容量的確定用電設(shè)備的銘牌上都有一個“額定功率”，但是由于各用電設(shè)備的額定工作條件不同，例如有的是長期工作制，有的是短時工作制。因此這些銘牌上規(guī)定的額定功率不能直接相加來作為全廠的電力負荷，而必須首先換算成同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定工作制下的“額定功率”稱為設(shè)備容量，Pe用表示。 用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備的工作制1.長期連續(xù)工作制設(shè)備能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時間超過8h，而且運行時負荷比較穩(wěn)定，在計算其設(shè)備容量時，可直接查取其

15、銘牌上的額定容量（額定功率），不用經(jīng)過轉(zhuǎn)換。 工廠中主要的生產(chǎn)車間大多為連續(xù)工作制:如通風機,水泵,空氣壓縮機,電動發(fā)電機,電爐,照明燈等.2.短時工作制設(shè)備工作時間較短，而停歇時間相對較長，在工廠負荷中所占比例很小，在計算其設(shè)備容量時，也是直接查取其銘牌上的額定容量（額定功率）。如機床上的輔助電機:進給電機,升降電機等3.反復短時工作制設(shè)備工作呈周期性，時而工作時而停歇，如此反復，且工作時間與停歇時間有一定比例，,工作周期一般不超過10min.用負荷持續(xù)率（或稱暫載率）來表示工作周期內(nèi)的工作時間與整個工作周期的百分比值.如電焊機,電梯,起重機等.設(shè)備容量的確定設(shè)備容量的確定1.長期連續(xù)工作制

16、和短時工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率，即2.反復短時工作制設(shè)備的設(shè)備容量是將某負荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一負荷持續(xù)率下的功率。負荷持續(xù)率可用一個工作周期內(nèi)工作時間占整個周期的百分比來表示：起重機（吊車電動機）起重機（吊車電動機）起重電動機的標準暫載率有15%、25%、40%、60%四種 要求統(tǒng)一換算到25%時的額定功率，即式中 PN （換算前）設(shè)備銘牌額定功率；Pe換算后設(shè)備容量；eN設(shè)備銘牌暫載率；e25值為25%的暫載率。電焊機設(shè)備電焊機設(shè)備電焊設(shè)備的標準暫載率有50%、65%、75%、100%四種。要求統(tǒng)一換算到e100%，換算公式為： 式中 SN設(shè)備銘牌額定容量； co

17、sjN設(shè)備銘牌功率因數(shù)。 電爐變壓器組電爐變壓器組設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即 式中 SN電爐變壓器的額定容量； cosjN電爐變壓器的功率因數(shù)。 照明設(shè)備 不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即： Pe= PN 用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。 熒光燈： Pe=1.2PN 高壓水銀燈、金屬鹵化物燈： Pe= 1.1 PN 照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：式中： 是建筑物單位面積的照明容量指標(w/m2)，S為建筑物的面積(m2) 。（3 3）吊車的設(shè)備容量）吊車的設(shè)備容量 吊車屬于反復短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到，吊

18、車屬于反復短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到， 所以所以1 1臺吊車的容量為：臺吊車的容量為： (4) (4) 車間的設(shè)備總?cè)萘繛椋很囬g的設(shè)備總?cè)萘繛椋簁W11253NNNePPPeekW169111 .16142eP%25e2.22.2工廠計算負荷的確定工廠計算負荷的確定概念：指用統(tǒng)計計算求出的，用來選擇和校驗變壓器容量及開關(guān)設(shè)備、連接該負荷的電力線路的負荷值。是選擇儀器儀表、整定繼電保護的重要數(shù)據(jù)。計算負荷(Pc, Qc, Sc, Ic) :導體中通過一個等效負荷時,導體最高溫升與實際變動負荷時導體中產(chǎn)生的最高溫升相等.該等效負荷稱為計算負荷.導體通過電流達到穩(wěn)定溫升時間34, 為發(fā)

19、熱時間參數(shù),對中小截面的導體其值10min,所以導體大約經(jīng)30min達到穩(wěn)定溫升.因此取30min的平均最大負荷作為計算負荷.常用P30、Q30、S30、I30分別表示負荷的有功計算負荷、無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流。1 同一設(shè)備(線路),長期通大電流,則溫升高.2 當電流一定時,小截面設(shè)備實際溫升會高于額定 溫升,大截面設(shè)備溫升低于額定溫升.3 對于大截面導體,由于一般10min,導致按照 統(tǒng)計計算法得到的計算負荷大于實際的負荷,但 是仍然符合導體設(shè)計原則.4 計算負荷確定過大，將使變壓器容量、電器設(shè) 備和導線截面選擇過大，造成投資浪費；5 計算負荷確定過小，則會引起所選變壓器容量

20、不足或電氣設(shè)備、電力線路運行時電能損耗增 加，并產(chǎn)生過熱、絕緣加速老化等現(xiàn)象，甚至 發(fā)生事故. 負荷計算負荷計算目的：主要是確定“計算負荷”常用方法：需要系數(shù)法比較簡便，使用廣泛。因該系數(shù)是按照車間以上的負荷情況來確定的，故適用于變配電所和全廠的負荷計算。二項式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺功率較大的設(shè)備工作時對負荷影響的附加功率，計算結(jié)果往往偏大，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負荷計算。按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計算負荷按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計算負荷已知工廠的年產(chǎn)量A或年產(chǎn)值B，根據(jù)工廠的單位產(chǎn)量耗電量a或單位產(chǎn)值耗電量b，工廠的全年耗電量Wa全廠的有功計算負荷：需要系數(shù)法需要系數(shù)法(1

21、) 一個用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時工作，因此引入一個同時系數(shù);(2) 工作的設(shè)備不一定都工作在額定狀態(tài)下，因此引入一個負荷系數(shù); (3) 用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量,其與輸入容量間有個平均效率; (4) 考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗等，引入一個線路平均效率.因此,設(shè)備或設(shè)備組的計算負荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)Kd 在所需計算的范圍內(nèi)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成若干組，對每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計算負荷，然后由各組計算負荷求總的計算負荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。需要系數(shù)法一般用來求多臺三相用電設(shè)備的計算負荷。需要系數(shù)法的基本

22、公式：單組用電設(shè)備組的計算負荷確定單組用電設(shè)備組的計算負荷確定有功計算負荷 ：無功計算負荷： 視在計算負荷：計算電流： 附加說明:單組設(shè)備數(shù)量3臺時考慮需要系數(shù)多組用電設(shè)備的計算負荷多組用電設(shè)備的計算負荷總的有功計算負荷： 總的無功計算負荷：總的視在計算負荷：總的計算電流：附加說明:一般情況下低壓側(cè)負荷計算時,同時系數(shù)只在變壓器低壓側(cè)考慮一次即可.支路數(shù)3時考慮.同時系數(shù)同時系數(shù)K K 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍K確定車間變電所低壓線路最大負荷確定車間變電所低壓線路最大負荷冷加工車間冷加工車間0.70.8熱加工車間熱加工車間0.70.9動力站動力站0.81.0確定配電所母線的最大負荷確定配電所母線的最大

23、負荷負荷小于負荷小于5 000kW0.91.0計算負荷為計算負荷為5 00010 000kW0.85計算負荷大于計算負荷大于10 000kW0.8解 : (1) 冷加工機床：查附錄表1可得Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 Pc1= Kd1Pe1=0.250=10kW Qc1=Pc1tg1=101.73=17.3kVar(2)通風機：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 (n3臺) Pc2= Pe2=21.2=2.4kW Qc2=Pc2tg2=2.40.75=1.8kVar例1 一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW，其中較大容量電動機

24、有7.5kW2臺，4kW2臺，2.2kW8臺；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐1臺2kW。試求計算負荷（設(shè)同時系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。(3)電阻爐：因只1臺，故其計算負荷等于設(shè)備容量 Pc3=Pe3=2kW Qc3=0 (4)車間計算負荷：二項式系數(shù)法二項式系數(shù)法在計算設(shè)備臺數(shù)不多，而且各臺設(shè)備容量相差較大的車間干線和配電箱的計算負荷時宜采用二項式系數(shù)法。基本公式為：其余的計算負荷Q30、S30和I30的計算公式與前述需要系數(shù)法相同。 對1或2臺用電設(shè)備可認為P30=Pe，即b=1，c=0。用電設(shè)備組的有功計算負荷的求取直接應(yīng)用上式，其余的計算負荷與需要系數(shù)法相同。確定多組用電設(shè)備的負荷確

25、定多組用電設(shè)備的負荷多組用電設(shè)備的總計算負荷時，也要考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。與需要系數(shù)法不同的是，這里不是計入一個小于1的綜合系數(shù)，而是在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負荷(cPx)max，再加上各組平均負荷bPe，由此求出設(shè)備組的總計算負荷。 先求出每組用電設(shè)備的計算負荷P30i、Q30i，則總的有功計算負荷為： 總的無功計算負荷為： 例2 試用二項式法來確定上例1中的計算負荷。解: 求出各組的平均功率bPe和附加負荷cPx （）金屬切削機床電動機組 查附錄表1，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1=1.73，x=5，則 (bPe)1=0

26、.1450=7kW (cPx)1=0.4(7.52+42+2.21)=10.08kW （）通風機組查附錄表1，取b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，tg2=0.75，x=5, n=22x，取x2=n/2=1，則 (bPe)2=0.652.4=1.56kW (cPx)2=0.251.2=0.3kW（） 電阻爐 (bPe)3=2kW (cPx)3=0顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負荷(cPx)1最大，故總計算負荷為 ：Pc=（bPe）i+（cPx）1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW比較例1和例2的計算結(jié)果可知，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得多。

27、 可見二項式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負荷計算。Qc=（bPetg）i+（cPx） tg1 =(71.73+1.560.75+0)+10.081.73=30.72kvar例例3 3某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機床共20臺（其中，10.5kW的4臺，7.5kW的8臺，5kW的8臺），車間有380V電焊機2臺（每臺容量20kVA，eN65%，cosjN0.5），車間有吊車1臺（11kW， eN=25% ），試計算此車間的設(shè)備容量。 計算車間的設(shè)備容量計算車間的設(shè)備容量1）金屬切削機床的設(shè)備容量。金屬切削機床屬于長期連續(xù)工作制設(shè)備，所以20臺金屬切削機床的總?cè)萘繛椋?）電焊機的

28、設(shè)備容量。電焊機屬于反復短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到e=100%，所以2臺電焊機的設(shè)備容量為：3）吊車的設(shè)備容量。吊車屬于反復短時工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到e=25% ，所以1臺吊車的容量為：4）車間的設(shè)備總?cè)萘繛椋很囬g的計算負荷車間的計算負荷: :需要系數(shù)法需要系數(shù)法1）金屬切削機床組的計算負荷，查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為 車間的計算負荷車間的計算負荷2）電焊機組的計算負荷。查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為 (臺數(shù)3,不考慮需要系數(shù))車間的計算負荷車間的計算負荷3）吊車組的計算負荷。查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為(臺數(shù)3,不考慮需要系數(shù))車間的計算負荷車間的計算

29、負荷4）全車間的總計算負荷。根據(jù)同時系數(shù)K表，取同時系數(shù)，所以全車間的計算負荷為： 單相用電設(shè)備計算負荷的確定單相用電設(shè)備計算負荷的確定單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負荷盡可能平衡。如果均衡分配后，三相線路中剩余的單相設(shè)備總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，可將單相設(shè)備總?cè)萘恳暈槿嘭摵善胶膺M行負荷計算。如果超過15%，則應(yīng)先將這部分單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進行負荷計算。設(shè)計規(guī)范規(guī)定:1單相設(shè)備接于相電壓時 等效三相設(shè)備容量Pe按最大負荷相所接的單相設(shè)備容量Pemj 的3倍計算，即 2單相設(shè)備接于線電壓時 容量Pej為單相設(shè)備接于線電壓時，其等效三相設(shè)備容量

30、Pe為 照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)光源類別光源類別需要系需要系數(shù)數(shù)Kdcosj j白熾燈白熾燈熒光燈熒光燈高壓汞燈高壓汞燈高壓鈉燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈生產(chǎn)車間辦公室生產(chǎn)車間辦公室0.8110.9(0.55)0.450.650.450.400.61變配電所、倉庫變配電所、倉庫0.50.710.9(0.55)0.450.650.450.400.61生活區(qū)宿舍生活區(qū)宿舍0.60.810.9(0.55)0.450.650.450.400.61室外室外110.9(0.55)0.450.650.450.400.61通常，車間的照明設(shè)備容量都不會超過車間三相設(shè)備

31、容量的15%。因此，我們可在確定了車間照明設(shè)備總?cè)萘亢?，按需要系?shù)法單獨計算車間照明設(shè)備的計算負荷。照明負荷簡易計算照明負荷簡易計算: :單位面積功率法單位面積功率法其中: 單位面積容量指標,單位: w/m2 S 計算面積, 單位m2用逐級推算法計算全廠的計算負荷用逐級推算法計算全廠的計算負荷對中小型工廠來說，廠內(nèi)高低壓配電線路一般不長，其功率損耗可略去不計。 ：從用電設(shè)備向電源方向逐級計算負荷供配電系統(tǒng)的功率損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗 供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時功率損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時功率損耗 。1 線路的功率損耗：線路的功率損耗： 線路功率損耗線路功率損耗 PWL=

32、3IC2RWL*10-3 QWL= = 3IC2XWL*10-3 式中，式中，Ic為線路的計算電流（為線路的計算電流（A）；）；RWL為線路每相的電阻（為線路每相的電阻（），），RWL=R0L，R0為線路單位長度的電阻（為線路單位長度的電阻（/km），），L為線路的計算長為線路的計算長度（度（km）；）；XWL為線路每相的電抗（為線路每相的電抗（），），XWL =X0L，X0為線路為線路單位長度的電抗（單位長度的電抗（/km）。補充說明補充說明: R0, X0的獲取方法的獲取方法(1) 查表法查表法 (2) 計算法計算法 (3) 估算法估算法2 變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗 * 估算法估算

33、法 PT=0.015Sc QT=0.06 Sc * 精確法精確法 有功功率損耗有功功率損耗 鐵損鐵損PFe 空載損耗空載損耗P0可認為就是鐵損，所以鐵可認為就是鐵損，所以鐵損又稱為空載損耗。損又稱為空載損耗。 銅損銅損PCu 負載損耗負載損耗Pk可認為就是額定電流下的可認為就是額定電流下的銅損銅損PCu 。 變壓器的有功功率損耗為變壓器的有功功率損耗為或者: PT P0+Pk2 式中，式中，SN為變壓器的額定容量；為變壓器的額定容量；Sc為變壓器的計為變壓器的計算負荷；算負荷；為變壓器的負荷率（為變壓器的負荷率（= Sc/SN） 無功功率損耗無功功率損耗 空載無功功率損耗空載無功功率損耗 Q0

34、 :空載時由勵磁電流造成空載時由勵磁電流造成. 負載無功功率損耗負載無功功率損耗 QL :負荷電流在繞組電抗上的損負荷電流在繞組電抗上的損耗耗 變壓器的無功功功率損耗為：變壓器的無功功功率損耗為：式中，式中，I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值為變壓器空載電流占額定電流的百分值;Uk%為變壓器的短路電壓百分值。為變壓器的短路電壓百分值。 以上參數(shù)可由變壓器產(chǎn)品以上參數(shù)可由變壓器產(chǎn)品目錄獲取目錄獲取.工廠的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標，它反映了供用電系統(tǒng)中無功功率消耗量在系統(tǒng)總?cè)萘恐兴嫉谋戎?，反映了供用電系統(tǒng)的供電能力。分類：概念：瞬時功率因數(shù)運行中的

35、工廠供用電系統(tǒng)在某一時刻的功率因數(shù)值平均功率因數(shù)某一規(guī)定時間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值最大負荷時的功率因數(shù)配電系統(tǒng)運行在年最大負荷時的功率因數(shù)自然功率因數(shù)用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補償裝置時的功率因數(shù)總的功率因數(shù)用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補償后的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)計算工廠的功率因數(shù)計算瞬時功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負荷時的功率因數(shù)供電部門對用戶功率因數(shù)的要求:高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達到0.9以上，其他用戶功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。 (最大負荷時的功率因數(shù),但是用月平均功率因數(shù)衡量)功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響1、功率因數(shù)對供電系

36、統(tǒng)的影響 電能損耗增加 P和Q I2 電壓損失增大 供電設(shè)備利用率降低在功率因數(shù)降低后，不得不降低輸送的有功功率P來控制電流I的值，這樣就降低了供電設(shè)備的供電能力。 提高功率因數(shù)的方法(1) 提高自然功率因數(shù) 采用科學措施減少用電設(shè)備無功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。 合理選擇電動機的規(guī)格、型號 防止電動機空載運行 保證電動機的檢修質(zhì)量 合理選擇變壓器的容量 交流接觸器的節(jié)電運行(2) 人工補償功率因數(shù) 并聯(lián)電容器 :工廠中常用的人工補償法(安裝移相電容器) 同步電動機補償 調(diào)相機(僅發(fā)無功功率的同步發(fā)電機)補償 動態(tài)無功補償無功功率補償無功功率補償S30.1S30.2Q30.1P

37、30Q30.21工廠中的用電設(shè)備多為感性負載，在運行過程中，除了消耗有功功率外，還需要大量的無功功率在電源至負荷之間交換，導致功率因數(shù)降低，給工廠供配電系統(tǒng)造成不利影響。 左圖: 人工補償原理補償容量和補償后計算負荷的計算補償容量和補償后計算負荷的計算補償容量的計算補償器數(shù)量的計算補償后的總無功計算負荷 補償后的視在計算負荷 并聯(lián)電容器的裝設(shè)與控制1. 并聯(lián)電容器的結(jié)線不同的接線方法其補償?shù)目側(cè)萘坎煌?形結(jié)線時形結(jié)線時 形結(jié)線優(yōu)點:任一項電容器短路,該相電流為正常電流3倍,缺點:補償容量小,任一相斷開,該相無補償;形結(jié)線優(yōu)點:補償容量大,任一相斷開,三相線路仍得到補償;缺點:任一相短路,三相線路發(fā)生相間短路,易引起電容器爆炸.使用場合:高壓電容器組接形；容量