工廠供配電技術(shù)-第3講-21-用電設(shè)備工作制與負荷曲線

1、工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)周樂挺周樂挺二一四年九月二一四年九月 1-7 試確定圖試確定圖1-9所示供電系統(tǒng)中變壓器所示供電系統(tǒng)中變壓器T1和線路和線路WL1、WL2的額定電壓。（的額定電壓。（答案答案）WL1=110+0%+10%=121WL2=35=38.5=6.31-91-9題答案：圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機和所有變壓器題答案：圖中所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機和所有變壓器一、二次側(cè)的額定電壓。（一、二次側(cè)的額定電壓。（kV） +5%=10.5+5%=10.5+0%=35+10%=6.6 或或+5%= 6.3+5%=0.399+0%=10+10%=38.5+5%=10.5 負荷計算與負荷計算與 提高

2、功率因數(shù)提高功率因數(shù)第第 2 2 章章 本章要求本章要求 建立工廠計算負荷、功率因建立工廠計算負荷、功率因數(shù)、無功補償?shù)母拍畈⒛苡嬎?。?shù)、無功補償?shù)母拍畈⒛苡嬎恪?本章知識點本章知識點 設(shè)備的設(shè)備的工作制工作制和和負荷曲線負荷曲線的含義及作用的含義及作用 工廠常用電氣設(shè)備及其工廠常用電氣設(shè)備及其選擇選擇的一般原則的一般原則 負荷計算負荷計算的方法的方法 提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)的方法和人工的方法和人工補償補償裝置裝置 本章技能點本章技能點 用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備的工作制 本章重點和難點本章重點和難點 計算負荷的運算計算負荷的運算電力負荷定義電力負荷定義用電設(shè)備用電設(shè)備（變壓器、開關(guān)設(shè)備、電動

3、機等）（變壓器、開關(guān)設(shè)備、電動機等）或或用電單位用電單位；用電用電設(shè)備設(shè)備或用電或用電單位單位的的功率功率（或電流）的大（或電流）的大小（而?。ǘ皇侵杆鼈兊淖杩共皇侵杆鼈兊淖杩梗?。）。發(fā)電機、變壓器的負荷發(fā)電機、變壓器的負荷它們輸出的它們輸出的電功率電功率（或電流）（或電流）線路的負荷線路的負荷通過通過導線的容量導線的容量（或電流）。（或電流）。如果負荷達到了電氣設(shè)備銘牌規(guī)定的數(shù)值（額定如果負荷達到了電氣設(shè)備銘牌規(guī)定的數(shù)值（額定容量）就叫做容量）就叫做滿負荷滿負荷（或滿載）。（或滿載）。2.1 2.1 用電設(shè)備工作制與負荷曲線用電設(shè)備工作制與負荷曲線1生產(chǎn)加工機械的生產(chǎn)加工機械的拖動設(shè)備拖動

4、設(shè)備機床設(shè)備機床設(shè)備起重運輸設(shè)備起重運輸設(shè)備2.1.1 2.1.1 工廠常用的用電設(shè)工廠常用的用電設(shè)備備2電焊和電鍍電焊和電鍍設(shè)備設(shè)備電弧焊機、電阻焊機電弧焊機、電阻焊機電鍍可防止腐蝕，增加美觀，提高零電鍍可防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘?，如鍍銅、鍍鉻。件的耐磨性或?qū)щ娦缘龋珏冦~、鍍鉻。3電熱設(shè)備電熱設(shè)備電阻加熱爐、感應熱處理及紅外線加熱等。電阻加熱爐、感應熱處理及紅外線加熱等。2.1.1 2.1.1 工廠常用的用電設(shè)工廠常用的用電設(shè)備備4照明設(shè)備照明設(shè)備白熾燈、鹵鎢燈，其功率因數(shù)為白熾燈、鹵鎢燈，其功率因數(shù)為1熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈和鎢鹵熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈和鎢鹵

5、化物燈，其功率因數(shù)均較小化物燈，其功率因數(shù)均較小5小型機械類工廠中常用重要電力負荷的級小型機械類工廠中常用重要電力負荷的級別分類見表別分類見表2-1 小型機械類工廠中常用重要電力負荷的級別分類見表小型機械類工廠中常用重要電力負荷的級別分類見表2-1 2-1 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鑄造車間鑄造車間沖天爐、鼓風機、沖天爐、鼓風機、30t及以上的澆鑄起重機及以上的澆鑄起重

6、機 三級三級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線纜車間線纜車間冷卻水泵、鼓風機、潤滑泵、高壓水泵、水壓機、真空冷卻水泵、鼓風機、潤滑泵、高壓水泵、水壓機、真空泵、液壓泵、

7、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備泵、液壓泵、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備 二級二級9空壓站空壓站單臺單臺60m3/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 一級一級工廠用電設(shè)備的工作制分為以下工廠用電設(shè)備的工作制分為以下三三類：類：連續(xù)連續(xù)工作制工作制短時短時工作制工作制 斷續(xù)周期斷續(xù)周期工作制工作制 2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制設(shè)備在設(shè)備在恒定負荷恒定負荷下運行，其運行下運行，其運行時間長時間長到足以使之到足以使之達到熱平衡達到熱平衡狀狀態(tài)，如通風

8、機、水泵、空壓機、態(tài)，如通風機、水泵、空壓機、電熱設(shè)備、照明設(shè)備、電鍍設(shè)備、電熱設(shè)備、照明設(shè)備、電鍍設(shè)備、運輸機等。運輸機等。設(shè)備在恒定負荷下設(shè)備在恒定負荷下運行運行的的時間短時間短，而而停歇的時間較長停歇的時間較長，如機床上的，如機床上的某些輔助電動機、控制閘門的電某些輔助電動機、控制閘門的電動機等動機等設(shè)備周期性地設(shè)備周期性地工作工作停歇停歇工工作作，如此反復運作，而，如此反復運作，而工作周工作周期期一般一般不超過不超過10min，如電焊，如電焊機、起重機械。機、起重機械。斷續(xù)周期斷續(xù)周期工作制的設(shè)備可用工作制的設(shè)備可用“負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率”（又（又稱暫載率）來表征工作特性。稱暫載率）來

9、表征工作特性。負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率（暫載率暫載率）：為一個工作周期內(nèi)工作為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，用時間與工作周期的百分比值，用表示，即表示，即。2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制式中，式中，T工作周期；工作周期； t工作周期內(nèi)的工作時間；工作周期內(nèi)的工作時間； t0工作周期內(nèi)的停歇時間工作周期內(nèi)的停歇時間 %100%1000tttTt（2-1）4確定設(shè)備容量確定設(shè)備容量Pe用電設(shè)備的用電設(shè)備的銘牌銘牌“額定容量額定容量”（額定功率）（額定功率）PN，經(jīng)過經(jīng)過換算換算至統(tǒng)一規(guī)定的至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的工作制下的“額定功率額定功率”稱為設(shè)備容量，

10、用稱為設(shè)備容量，用Pe表示。表示。2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制(1)連續(xù)連續(xù)工作制和工作制和短時工作制短時工作制的的設(shè)備容量設(shè)備容量就是設(shè)備就是設(shè)備銘牌的額定功率銘牌的額定功率，即，即 Pe= PN （2-2）(2)斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量Pe將某將某負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率下的下的銘牌銘牌額定功率額定功率換算到換算到統(tǒng)一的負統(tǒng)一的負荷持續(xù)率荷持續(xù)率下的下的功率功率。斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌額定功率）斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌額定功率）PN，是是對應于某一標準負荷持續(xù)率對應于某一標準負荷持續(xù)率N的。如的。如實際運行的負荷

11、實際運行的負荷持續(xù)率持續(xù)率N，則實際容量，則實際容量Pe應按同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條應按同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進行換算。即件進行換算。即2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制（2-3）NNPPe設(shè)備實際容量設(shè)備實際容量銘牌額定功率銘牌額定功率標準負荷持續(xù)率（暫載率）標準負荷持續(xù)率（暫載率）實際負荷持續(xù)率（暫載率）實際負荷持續(xù)率（暫載率）常用設(shè)備容量的換算公式常用設(shè)備容量的換算公式 2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制電焊設(shè)備的標準負荷持續(xù)率電焊設(shè)備的標準負荷持續(xù)率N有有50%、65%、75%、100%四種。四種。 電焊機電焊機：要求統(tǒng)一換算到：

12、要求統(tǒng)一換算到=100%時的功率時的功率 NNNNePPP%100（2-4）換算后的容量換算后的容量標準負荷持續(xù)率（暫載率）標準負荷持續(xù)率（暫載率）實際為實際為100%負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率（暫載率）計算中用（暫載率）計算中用“1”銘牌額定功率銘牌額定功率常用設(shè)備容量的換算公式常用設(shè)備容量的換算公式 2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制起重電動機的標準負荷持續(xù)率起重電動機的標準負荷持續(xù)率N有有15%、25%、40%、60%四種。四種。 起重機起重機(吊車電動機吊車電動機)：要求統(tǒng)一換算到：要求統(tǒng)一換算到=25%時的功率時的功率 （2-5）換算后的容量換算后的容量標準負

13、荷持續(xù)率（暫載率）標準負荷持續(xù)率（暫載率）其值為其值為25%負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率（用（用0.25計算）計算）銘牌額定功率銘牌額定功率NNNNePPP2%25常用設(shè)備容量的換算公式常用設(shè)備容量的換算公式 2.1.2 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制 照明照明設(shè)備設(shè)備 不用鎮(zhèn)流器的不用鎮(zhèn)流器的(如白熾燈、碘鎢燈如白熾燈、碘鎢燈)，其設(shè)備容，其設(shè)備容量指量指燈頭的額定功率。燈頭的額定功率。 Pe= PN （2-6） 用鎮(zhèn)流器的用鎮(zhèn)流器的(如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈化物燈)，其設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。，其設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失

14、。熒光燈：熒光燈： Pe= 1.2PN （2-7）高壓水銀燈、金屬鹵化物燈燈：高壓水銀燈、金屬鹵化物燈燈： Pe= 1.1PN （2-8）換算后的容量換算后的容量燈頭額定功率燈頭額定功率 例例2-1 某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有線路上接有 金屬金屬切削機床切削機床20臺（其中臺（其中10.5kW的的4臺，臺，7.5kW的的8臺，臺，5kW的的8臺）臺） 380V電焊機電焊機2臺（每臺容量臺（每臺容量20kVA，N=65% ，cos=0.5） 吊車吊車1臺臺11kW，（，（N=25%） 試計算此車間的試計算此車間的設(shè)備總?cè)萘吭O(shè)備總?cè)萘?。解：（解：?）切削機床切削機床的設(shè)備

15、總?cè)萘康脑O(shè)備總?cè)萘縩金屬切削機床屬于金屬切削機床屬于連續(xù)工作制連續(xù)工作制設(shè)備，令其總?cè)萘繛樵O(shè)備，令其總?cè)萘繛镻e1，則，則2020臺機床的總?cè)萘靠捎墒剑ㄅ_機床的總?cè)萘靠捎墒剑?-22-2）求得：）求得： n Pe1= PN1 = 410.5 + 87.5 + 85=142 kW 例例2-1 某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有線路上接有 380V電焊機電焊機2臺（每臺容量臺（每臺容量20kVA，N=65% ，cos=0.5）解：（解：（2）電焊機電焊機的設(shè)備的設(shè)備總總?cè)萘咳萘縩電焊機屬電焊機屬斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制設(shè)備，其設(shè)備容量應統(tǒng)一設(shè)備，其設(shè)備容量應統(tǒng)一換算到換算到=1

16、00%時的額定功率，令電焊機的總?cè)萘繛闀r的額定功率，令電焊機的總?cè)萘繛镻e2，則，則2臺電焊機的設(shè)備總?cè)萘靠捎墒剑ㄅ_電焊機的設(shè)備總?cè)萘靠捎墒剑?-4）求得：）求得： 例例2-1 某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有線路上接有 吊車吊車1臺臺11kW，（，（N=25%）解：（解：（3）吊車吊車的設(shè)備總?cè)萘康脑O(shè)備總?cè)萘縩吊車吊車屬于屬于斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制設(shè)備，其設(shè)備容量應統(tǒng)一設(shè)備，其設(shè)備容量應統(tǒng)一換算到換算到N=25%時的額定功率，令吊車的總?cè)萘繛闀r的額定功率，令吊車的總?cè)萘繛镻e3，則，則1 1臺吊車的設(shè)備容量可由式（臺吊車的設(shè)備容量可由式（2-52-5）求得：）求得：

17、例例2-1 某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有線路上接有 金屬金屬切削機床切削機床20臺（其中臺（其中10.5kW的的4臺，臺，7.5kW的的8臺，臺，5kW的的8臺）臺） 已算出已算出Pe1=142 kW 380V電焊機電焊機2臺（每臺容量臺（每臺容量20kVA，N=65% ，cos=0.5） 已算出已算出Pe2 =16.1kW 吊車吊車1臺臺11kW，（，（N=25%）已算出已算出Pe3 =11kW 試計算此車間的試計算此車間的設(shè)備總?cè)萘吭O(shè)備總?cè)萘俊?Pe解：（解：（4）車間車間的設(shè)備總?cè)萘康脑O(shè)備總?cè)萘縩 Pe= Pe1+ Pe2 + Pe3=142+16.1+11=169

18、 kW負荷曲線負荷曲線：表示電力：表示電力負荷隨時間變負荷隨時間變動情況的動情況的曲線曲線。它將日常記錄和積累的數(shù)據(jù)繪制在直角坐標系上它將日常記錄和積累的數(shù)據(jù)繪制在直角坐標系上縱坐標縱坐標表示表示負荷功率負荷功率值值橫坐標橫坐標表示對應的表示對應的時間時間，一般以小時，一般以小時（h h）為單位為單位計算負荷：計算負荷：通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條按發(fā)熱條件件選擇供電系統(tǒng)中選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值各元件的負荷值。2.1.3 2.1.3 負荷曲線和計算負荷負荷曲線和計算負荷1負荷曲線的分類負荷曲線的分類按負荷按負荷對象對象分：工廠、車間和某臺設(shè)備。分：

19、工廠、車間和某臺設(shè)備。按負荷的按負荷的功率性質(zhì)功率性質(zhì)分：有功和無功。分：有功和無功。按表示的按表示的時間時間分：年、月、日或工作班。分：年、月、日或工作班。按按繪制方式繪制方式分：分：依點連成依點連成的和的和梯形梯形負荷曲線，負荷曲線，2.1.3 2.1.3 負荷曲線和計算負荷負荷曲線和計算負荷(a)依點連成的負荷曲線依點連成的負荷曲線圖圖2-1 日有功負荷曲線日有功負荷曲線(a)依點連成的負荷曲線依點連成的負荷曲線(b)梯形負荷曲線梯形負荷曲線圖圖2-1 日有功負荷曲線日有功負荷曲線2負荷曲線的繪制負荷曲線的繪制負荷曲線通常都繪制在直角坐標上負荷曲線通常都繪制在直角坐標上橫坐標表示負荷變動

20、時間橫坐標表示負荷變動時間縱坐標表示負荷大小（功率縱坐標表示負荷大?。üβ蔾W、kvar）年負荷曲線是按年負荷曲線是按全年每日的最大半小時平均負全年每日的最大半小時平均負荷荷來繪制的。來繪制的。2.1.3 2.1.3 負荷曲線和計算負荷負荷曲線和計算負荷(a)年負荷持續(xù)時間曲線年負荷持續(xù)時間曲線(b)年每日最大負荷曲線年每日最大負荷曲線圖圖2-2 年負荷曲線年負荷曲線3與負荷曲線有關(guān)的參數(shù)與負荷曲線有關(guān)的參數(shù)(1) 年最大負荷年最大負荷Pmax和年最大負荷利用小時和年最大負荷利用小時Tmax 2.1.3 2.1.3 負荷曲線和計算負荷負荷曲線和計算負荷(a) 年最大負荷和年最大負荷利用小時年最大負荷和年最大負荷利用小時圖圖2-3 年最大負荷和年平均負荷年最大負荷和年平均負荷年最大負荷年最大負荷Pmax：年負荷持續(xù)時間曲線上的最大負：年負荷持續(xù)時間曲線上的最大負荷，它是全年中負荷最大的工作班消耗電能最多的荷，它是全年中負荷最大的工作班消耗電能最多的半小時平均負荷半小時平均負荷P30，即，即Pmax= P30。年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時Tmax：假設(shè)負荷按最大負荷：假設(shè)負荷按最大負荷Pm