第二章電力負(fù)荷及其計(jì)算

1、2022-3-272022-3-27工廠供電工廠供電山西大同大學(xué) 王官升2022-3-272 第二章第二章 電力負(fù)荷及其計(jì)算電力負(fù)荷及其計(jì)算n第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線n第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定n第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定n第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算n第五節(jié) 尖峰電流及其計(jì)算2022-3-273第一節(jié)第一節(jié) 工廠電力負(fù)荷與負(fù)工廠電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線荷曲線n一、電力負(fù)荷分級及其對供電的要求n二、用電設(shè)備的工作制n三、負(fù)荷曲線的概念n四、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量2022-3-274一、電力負(fù)荷分級及其對供一、電力負(fù)荷分級及其對供電的要求電的要求n電力負(fù)

2、荷又稱電力負(fù)載l1) 指耗用電能的用電設(shè)備或用戶。l2) 指用電設(shè)備或用戶所耗用的電功率或電流的大小。n電力負(fù)荷的分級及其對供電的要求l）一級負(fù)荷（一類負(fù)荷） 應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源。特別重要的增設(shè)應(yīng)急電源。l2）二級負(fù)荷（二類負(fù)荷） 應(yīng)有兩個(gè)電源。負(fù)荷小或有困難時(shí)可一個(gè)電源，電纜線路需兩個(gè)電源。l3）三級負(fù)荷（三類負(fù)荷） 不考慮備用電源2022-3-275三、負(fù)荷曲線的概念三、負(fù)荷曲線的概念n負(fù)荷曲線l電力負(fù)荷隨時(shí)間變動的曲線。l對象，時(shí)間。n圖2-1為一班制工廠的日有功負(fù)荷曲線。l2-1a，依點(diǎn)成；2-1b，梯形負(fù)荷曲線。半小時(shí)分格。n圖2-2為年負(fù)荷曲線。l通常繪成負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，如圖2-2

3、c。lP1所占時(shí)間lP2所占時(shí)間n圖2-3為年每日最大負(fù)荷曲線。l按全年每日最大負(fù)荷繪制。取30min平均最大負(fù)荷。l可用來確定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。111200Ttt222200165Ttt2022-3-276 n四、與負(fù)荷曲線和四、與負(fù)荷曲線和n負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量2022-3-2771. 1. 年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)利用小時(shí)n 年最大負(fù)荷Pmaxl負(fù)荷最大的工作班內(nèi)，消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率。l也稱：半小時(shí)最大負(fù)荷P30。n 年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmaxl全年的耗電量，按年最大負(fù)荷輸送，所需的小時(shí)數(shù)（圖2-4）。即l一班制為18003

4、000h，兩班制為35004800h，三班制為50007000h。maxmaxaWTP2022-3-2782. 2. 平均負(fù)荷和平均負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷和平均負(fù)荷系數(shù)n 平均負(fù)荷l在一定時(shí)間內(nèi)平均消耗的功率。即l年平均負(fù)荷，圖2-5。n 平均負(fù)荷系數(shù)l又稱負(fù)荷率，為用電負(fù)荷平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，即l也稱負(fù)荷填充系數(shù)，表征負(fù)荷曲線不平坦的程度。l用電設(shè)備負(fù)荷系數(shù)tavWPtmaxavLPKPLNPKP2022-3-279第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定算負(fù)荷的確定n一、概述l計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器時(shí)所使用的一個(gè)假想負(fù)荷。導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間約為30min。

5、通常取30min平均最大負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷。l需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法2022-3-2710二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷n（一）基本公式l用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（圖2-6)（附表1，P347)l例2-130LeeWLK KPP 30dePK PeNPP3030tanQP3030cosPS30303NSIU30dePKP2022-3-2711（二）設(shè)備容量的計(jì)算（二）設(shè)備容量的計(jì)算n負(fù)荷計(jì)算時(shí)l先換算成統(tǒng)一工作制下的額定功率，然后再進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。n用電設(shè)備的工作制l長時(shí)工作制、短時(shí)工作制、斷續(xù)周期工作制。2022-3-27121. 1. 長時(shí)工作制用電設(shè)備長時(shí)工作制用電

6、設(shè)備n特點(diǎn)l長時(shí)連續(xù)運(yùn)行，且負(fù)荷比較穩(wěn)定。l如通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、水泵、電爐、照明燈等。n換算l等于其銘牌上額定功率。2022-3-27132 2短時(shí)工作制用電設(shè)備短時(shí)工作制用電設(shè)備n特點(diǎn)l運(yùn)行時(shí)間短，停歇時(shí)間長。l如車床上的進(jìn)給電機(jī)、小絞車、電動閘門等。n換算l一般按銘牌上的額定功率確定。l正常時(shí)不使用，只在事故或檢修時(shí)使用的支線按額定功率確定；干線不考慮。若功率較大，應(yīng)適當(dāng)考慮。2022-3-27143 3斷續(xù)周期工作制用電設(shè)備斷續(xù)周期工作制用電設(shè)備n特點(diǎn)l周期性地時(shí)而運(yùn)行、時(shí)而停歇，周期一般不超過10min，l如電焊機(jī)、起重吊車等。n換算l按“熱量等效”的原則，換算成規(guī)定負(fù)荷持續(xù)率下的額定功

7、率。2022-3-2715功率換算公式功率換算公式n起重運(yùn)輸類設(shè)備，換算到暫載率 下的額定功率n對于電焊類設(shè)備，換算到暫載率 下的額定功率 NeNNN252PPP25%100%NeNNNNN100cosPPPS 2022-3-2716（三）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)（三）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定荷的確定n總有功計(jì)算負(fù)荷n總無功計(jì)算負(fù)荷n總視在計(jì)算負(fù)荷n總計(jì)算電流n同時(shí)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)）見P36。n例2-23030piPKP3030qiQKQ22303030SPQ30303NSIU2022-3-2717三、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷三、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷n(一）基本公式lbPe：用電設(shè)備組

8、的平均功率lcPx：x臺容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷。l設(shè)備臺數(shù)n2x時(shí)，最大設(shè)備臺數(shù)取x=n/2，并四舍五入。l只有12臺設(shè)備時(shí)，P30=Pe。l單臺電動機(jī)P30=PN/。l適用于臺數(shù)少、容量差別大的低壓干線和分支線。n例2-330exPbPcP2022-3-2718（二）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)（二）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定荷的確定n總有功功率n總無功功率n例2-4。30maxexiPbPcP30maxmaxtantanexiQbPcP2022-3-2719第三節(jié)第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定算負(fù)荷的確定n一、概述l單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5，按

9、三相平衡負(fù)荷計(jì)算。否則需換算。l三相負(fù)荷不平衡時(shí)，應(yīng)以最大負(fù)荷相負(fù)荷的三倍作為等效的三相負(fù)荷。2022-3-2720二、單相設(shè)備組等效三相負(fù)二、單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算荷的計(jì)算n1. 單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算l等效三相計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)法計(jì)算n2. 單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算3ee mPP3eePP2022-3-27213. 3. 單相設(shè)備分別接于線電壓和單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算n步驟l將接于線電壓的單相設(shè)備換算為接于相電壓的設(shè)備容量；l計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷；l總等效三相計(jì)算負(fù)荷為n線電壓的單相設(shè)備換算為

10、接于相電壓的設(shè)備容量n表2-3。例 2-5AAB AABCA ACAQqPqP30303mQQ30303mPPAAB AABCA ACAPpPpP2022-3-2722第四節(jié)第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算年耗電量的計(jì)算n一、工廠計(jì)算負(fù)荷的確定l（一）需要系數(shù)法l（二）單位產(chǎn)品電耗法l（三）逐級計(jì)算法變壓器損耗估算u有功損耗u無功損耗300.015TPS300.06TQS2022-3-2723（四）功率因數(shù)的提高（四）功率因數(shù)的提高n1. 工廠的功率因數(shù)l 瞬時(shí)功率因數(shù)由功率因數(shù)表測出?；蛴糜沂接?jì)算l 平均功率因數(shù)l 最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)cos3PUI2221cos1ppq

11、qpWWWWW3030cosPS2022-3-27242. 2. 無功功率補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償n提高功率因數(shù)的意義l提高電力系統(tǒng)的供電能力。l減少供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量。l減少供電網(wǎng)絡(luò)的電能損耗。n提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)l正確選擇并合理使用電動機(jī)，盡量選用籠型異步電動機(jī)；l合理選擇變壓器容量；l容量大，不需調(diào)速的盡量選用同步電動機(jī)。n人工補(bǔ)償法提高功率因數(shù)l裝設(shè)并聯(lián)電容器2022-3-2725電容器的選擇電容器的選擇n電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算l 無功補(bǔ)償率，可查附表3。n電容器臺（柜）數(shù)的確定 電容器臺數(shù) 應(yīng)取3的倍數(shù) C30CQq P C2wN CN C()QnUqUC303030(ta

12、ntan)QQQPCq2022-3-27263.3.無功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷無功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷n補(bǔ)償后的無功計(jì)算負(fù)荷n補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷n電費(fèi)l基本電費(fèi)，電能電費(fèi)，功率因數(shù)獎懲電費(fèi)。n例2-6。3030CQQQ 22303030SPQ2022-3-2727二、工廠年耗電量的計(jì)算二、工廠年耗電量的計(jì)算n用年產(chǎn)量和單位產(chǎn)品耗電量估算。n精確計(jì)算l年有功電能消耗量l年無功電能消耗量l年平均有功負(fù)荷系數(shù)l年平均無功負(fù)荷系數(shù)lTa年工作時(shí)數(shù)：一班制2000h，兩班制4000h，三班制6000h。n例2-7。30p aaWP T30q aaWQ T0.7 0.750.76 0.822022-3-2728第五節(jié)第五節(jié) 尖峰電流及其計(jì)尖峰電流及其計(jì)算算n尖峰電流l