第2章電力負(fù)荷計(jì)算

1、第2章 電力負(fù)荷計(jì)算第第2 2章章 電力負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷計(jì)算 2.1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 2.2 電力負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷電力負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷 2.3 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 2.4 單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷計(jì)算 2.5 尖峰電流計(jì)算尖峰電流計(jì)算 2.6 功率損耗與電能損耗計(jì)算功率損耗與電能損耗計(jì)算 2.7 全廠負(fù)荷計(jì)算全廠負(fù)荷計(jì)算2.1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的一、算出一、算出計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷 合理選擇工廠各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)、合理選擇工廠各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量和電器設(shè)備型號(hào)。變壓器容量和電器設(shè)備型號(hào)。二、算出二、算出尖峰電流尖峰電流 用于計(jì)

2、算電壓波動(dòng)、電壓損失，選用于計(jì)算電壓波動(dòng)、電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件。擇熔斷器和保護(hù)元件。三、算出三、算出平均負(fù)荷平均負(fù)荷 用來計(jì)算全廠電能需要量、電能損用來計(jì)算全廠電能需要量、電能損耗和選擇無功功率補(bǔ)償裝置。耗和選擇無功功率補(bǔ)償裝置。2.2 電力負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷電力負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷一、電力負(fù)荷一、電力負(fù)荷 工廠的用電設(shè)備種類多，數(shù)量大，工況工廠的用電設(shè)備種類多，數(shù)量大，工況復(fù)雜復(fù)雜 工廠中的常見設(shè)備工廠中的常見設(shè)備各種機(jī)械的各種機(jī)械的拖動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)電機(jī)： 空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵、破碎機(jī)、空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵、破碎機(jī)、球磨機(jī)、攪拌機(jī)、制氧機(jī)、潤滑油泵以球磨機(jī)、攪拌機(jī)、制氧機(jī)、潤滑油泵以及提升機(jī)、吊

3、車、起重機(jī)等及提升機(jī)、吊車、起重機(jī)等工業(yè)電爐工業(yè)電爐：電弧爐、電阻爐、感應(yīng)爐等：電弧爐、電阻爐、感應(yīng)爐等電解設(shè)備電解設(shè)備：電解槽等：電解槽等電焊設(shè)備電焊設(shè)備：交流電焊機(jī)、直流電焊機(jī)等：交流電焊機(jī)、直流電焊機(jī)等工業(yè)照明工業(yè)照明（1）長期工作制長期工作制負(fù)荷長時(shí)間連續(xù)工作。如泵類、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、負(fù)荷長時(shí)間連續(xù)工作。如泵類、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電爐、運(yùn)輸設(shè)備、照明設(shè)備等電爐、運(yùn)輸設(shè)備、照明設(shè)備等（2）短時(shí)工作制短時(shí)工作制負(fù)荷工作時(shí)間短、停歇時(shí)間長的用電設(shè)備。如機(jī)負(fù)荷工作時(shí)間短、停歇時(shí)間長的用電設(shè)備。如機(jī)床的橫梁升降、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、閘門電動(dòng)機(jī)等床的橫梁升降、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、閘門電動(dòng)機(jī)等（3）反

4、復(fù)短時(shí)工作制反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行的設(shè)備。如負(fù)荷時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行的設(shè)備。如起重機(jī)、電梯、電焊機(jī)等起重機(jī)、電梯、電焊機(jī)等用電設(shè)備的分類用電設(shè)備的分類能否用電力負(fù)荷直接進(jìn)行計(jì)算？能否用電力負(fù)荷直接進(jìn)行計(jì)算？ 在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電功率稱之在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電功率稱之為為電力負(fù)荷電力負(fù)荷，簡稱，簡稱負(fù)荷負(fù)荷或或功率功率。分為分為有功功率有功功率、無功功率無功功率和和視在功率視在功率三種三種工廠的基本原始資料工廠的基本原始資料:用電設(shè)備安裝容量用電設(shè)備安裝容量 (工藝部門提供的工藝部門提供的)回顧對(duì)供電的基本要求回顧對(duì)供電的基本要求（安全、可靠、優(yōu)

5、質(zhì)、節(jié)約）（安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約）實(shí)際中實(shí)際中（1）所安裝的設(shè)備并非同時(shí)運(yùn)行）所安裝的設(shè)備并非同時(shí)運(yùn)行（2）運(yùn)行著的設(shè)備實(shí)際負(fù)荷是變化的）運(yùn)行著的設(shè)備實(shí)際負(fù)荷是變化的結(jié)果結(jié)果導(dǎo)致浪費(fèi)導(dǎo)致浪費(fèi)如何解決？如何解決？ 實(shí)際負(fù)荷電流通過系統(tǒng)各個(gè)元件產(chǎn)生的實(shí)際負(fù)荷電流通過系統(tǒng)各個(gè)元件產(chǎn)生的熱量引起的溫升應(yīng)不超過導(dǎo)體和電氣設(shè)熱量引起的溫升應(yīng)不超過導(dǎo)體和電氣設(shè)備在規(guī)定使用期間內(nèi)長期工作的允許溫備在規(guī)定使用期間內(nèi)長期工作的允許溫升。升。事實(shí)上正是這樣事實(shí)上正是這樣能否按發(fā)熱條件選擇一個(gè)能否按發(fā)熱條件選擇一個(gè)“假想負(fù)荷假想負(fù)荷”? 定義：計(jì)算負(fù)荷是指導(dǎo)體中通過一個(gè)等效負(fù)荷定義：計(jì)算負(fù)荷是指導(dǎo)體中通過一個(gè)等效負(fù)

6、荷時(shí)，導(dǎo)體的最高溫升正好和通過實(shí)際的變動(dòng)負(fù)時(shí)，導(dǎo)體的最高溫升正好和通過實(shí)際的變動(dòng)負(fù)荷時(shí)其產(chǎn)生的最高溫升相等，該荷時(shí)其產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負(fù)荷等效負(fù)荷稱之稱之為為“計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷” 規(guī)定取規(guī)定取30分鐘平均最大負(fù)荷作為該用戶的分鐘平均最大負(fù)荷作為該用戶的“計(jì)計(jì)算負(fù)荷算負(fù)荷” 計(jì)算負(fù)荷分為計(jì)算負(fù)荷分為有功計(jì)算負(fù)荷（有功計(jì)算負(fù)荷（30）、無功計(jì)）、無功計(jì)算負(fù)荷（算負(fù)荷（Q30） 、視在計(jì)算負(fù)荷（、視在計(jì)算負(fù)荷（S30）二、計(jì)算負(fù)荷二、計(jì)算負(fù)荷（3）最大負(fù)荷：全年中最大工作班內(nèi)半小時(shí)平）最大負(fù)荷：全年中最大工作班內(nèi)半小時(shí)平均功率的最大值。均功率的最大值。 最大班是指一年內(nèi)最大負(fù)荷月份內(nèi)至少出現(xiàn)

7、最大班是指一年內(nèi)最大負(fù)荷月份內(nèi)至少出現(xiàn)2-3次的最大負(fù)荷工作班次的最大負(fù)荷工作班（2）為什么?。槭裁慈　?0分鐘分鐘”？ 幾點(diǎn)說明：幾點(diǎn)說明：（1）是一個(gè)）是一個(gè)“假想負(fù)荷假想負(fù)荷” 怎樣求取計(jì)算負(fù)荷？怎樣求取計(jì)算負(fù)荷？三、三、 負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線是電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形，反是電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。 （一）日負(fù)荷曲線（一）日負(fù)荷曲線 負(fù)荷在一晝夜間（負(fù)荷在一晝夜間（024h）變化情況。）變化情況。 （a）夏季日負(fù)荷曲線）夏季日負(fù)荷曲線 （b）冬季日負(fù)荷曲線）冬季日負(fù)荷曲線 （c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線T

8、1=200t1+165t2（二）年負(fù)荷曲線（二）年負(fù)荷曲線 年運(yùn)行負(fù)荷曲線年運(yùn)行負(fù)荷曲線 年持續(xù)負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制（三）同類型的工廠（或車間）的負(fù)荷曲（三）同類型的工廠（或車間）的負(fù)荷曲線形狀大致相同線形狀大致相同 負(fù)荷曲線可直觀地反映出用戶用電負(fù)荷曲線可直觀地反映出用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。的特點(diǎn)和規(guī)律。從負(fù)荷曲線中到底能看出什么？從負(fù)荷曲線中到底能看出什么？四四、負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量 1、年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)、年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)（1）年最大負(fù)荷）年最大負(fù)荷Pmax（2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)）年最大負(fù)荷利

9、用小時(shí)TmaxmaxmaxaWTP工廠類別工廠類別年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（h）有功負(fù)荷有功負(fù)荷無功負(fù)荷無功負(fù)荷重型機(jī)械制造廠重型機(jī)械制造廠37704840機(jī)床廠機(jī)床廠43454750工具廠工具廠41404960滾珠軸承廠滾珠軸承廠53006130起動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備廠起動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備廠33003880汽車拖拉機(jī)廠汽車拖拉機(jī)廠49605240農(nóng)業(yè)機(jī)械制造廠農(nóng)業(yè)機(jī)械制造廠53304220儀器制造廠儀器制造廠30803180汽車修理廠汽車修理廠43703200車輛修理廠車輛修理廠35603660電器工廠電器工廠42806420金屬加工廠金屬加工廠435558802、平均負(fù)荷、平均負(fù)荷Pav平

10、均負(fù)荷就是指電力負(fù)平均負(fù)荷就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。功率的平均值。 年平均負(fù)荷年平均負(fù)荷Pav,如圖所示，如圖所示，陰影部分表示全年實(shí)際陰影部分表示全年實(shí)際消耗的電能消耗的電能Wa，則：，則： aavWPt8760aavWP 3、負(fù)荷系數(shù)、負(fù)荷系數(shù) KL 負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。有功負(fù)荷系數(shù)有功負(fù)荷系數(shù)KaL和無功負(fù)荷系數(shù)和無功負(fù)荷系數(shù)KrL，即即有時(shí)也用有時(shí)也用表示有功負(fù)荷系數(shù)，用表示有功負(fù)荷系數(shù)，用表示無功負(fù)荷表示無功負(fù)荷系數(shù)。一般工廠系數(shù)。一般工廠=0.70.75，=0.760.82 注意：對(duì)單個(gè)

11、用電設(shè)備或用電設(shè)備組，有：注意：對(duì)單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組，有： NLPPKmaxavaLPKPmaxavrLQKQ 負(fù)荷計(jì)算目前常用的方法有負(fù)荷計(jì)算目前常用的方法有需用系數(shù)法需用系數(shù)法和和二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法。2.3 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 估算法估算法實(shí)為指標(biāo)法，在做設(shè)計(jì)任務(wù)書實(shí)為指標(biāo)法，在做設(shè)計(jì)任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段，尤其當(dāng)需要進(jìn)行方案比或初步設(shè)計(jì)階段，尤其當(dāng)需要進(jìn)行方案比較時(shí)，按估算法計(jì)算比較方便。較時(shí)，按估算法計(jì)算比較方便。回顧：工廠供電系統(tǒng)圖回顧：工廠供電系統(tǒng)圖 負(fù)荷計(jì)算的步驟應(yīng)從負(fù)載端開始，逐級(jí)上推負(fù)荷計(jì)算的步驟應(yīng)從負(fù)載端開始，逐級(jí)上推到電源進(jìn)線端為止到電源進(jìn)線端

12、為止 。 3、反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備、反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備 反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備容量是指某負(fù)荷持續(xù)率的額定功率持續(xù)率的額定功率換算換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。下的功率。一、設(shè)備容量的確定一、設(shè)備容量的確定 設(shè)備容量就是所有設(shè)備的設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定功率銘牌額定功率sNPP2、短期工作制的用電設(shè)備、短期工作制的用電設(shè)備1、長期工作制的用電設(shè)備、長期工作制的用電設(shè)備100%100%cosNsNNNNPPSNPNSNcosN2）電焊機(jī)和電焊裝置組）電焊機(jī)和電焊裝置組 要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時(shí)的功率，即：時(shí)的功率，即：式中

13、，式中， 為電焊機(jī)額定有功功率；為電焊機(jī)額定有功功率； 為額定視在功率；為額定視在功率； 為額定負(fù)荷持續(xù)率；為額定負(fù)荷持續(xù)率； 為額定功率因數(shù)。為額定功率因數(shù)。 1）起重機(jī)（吊車電動(dòng)機(jī)）起重機(jī)（吊車電動(dòng)機(jī)） 要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時(shí)的功率，即：時(shí)的功率，即：25%25%2NsNNNPPPcossNNPS（一）電爐變壓器組（一）電爐變壓器組 設(shè)備容量是指額定功率下的有功功率，設(shè)備容量是指額定功率下的有功功率，即：即： 特殊：特殊： sNPP（二）照明設(shè)備（二）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，即額定功率，即： 是建筑物單位面積

14、的照明容量，是建筑物單位面積的照明容量，S為建筑物的面積。為建筑物的面積。/1000sPS 照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：積容量法估算： 1.2sNPP1.1sNPP 用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流用鎮(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。器中的功率損失。 熒光燈熒光燈高壓水銀燈、金屬鹵化物燈高壓水銀燈、金屬鹵化物燈1、（單個(gè)）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷、（單個(gè)）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷jsxsPKP二、按需用系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷二、按需用系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 KLKNWLLxNWLKKK形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是

15、指它的輸形成該系數(shù)的原因有：用電設(shè)備的設(shè)備容量是指它的輸出容量，它與輸入出容量，它與輸入容量容量之間有一個(gè)平均效率之間有一個(gè)平均效率 ；用電；用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，因此引入設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，因此引入負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù) ；用電；用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入線路平均效線路平均效率率 ；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入引入同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù) 。需用系數(shù)需用系數(shù) 2、多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷、多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù)11()mmjspjsipxiciiiPKPKK PPK11(ta

16、n)mmjsqjsiqxiciiiiQKQKK P22jsjsjsSPQ3jsjsNSIU無功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷 tanjsjsQP22cosjsjsjsjsPSPQ3、例題、例題 (例例2-2 P23) 已知：一機(jī)修車間的已知：一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共臺(tái)共50kW，其中較大容量電，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，臺(tái)，4kW2臺(tái)，臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐臺(tái)；電阻爐1臺(tái)臺(tái)2kW。（設(shè)同時(shí)系數(shù)（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為均為0.9）。）。 試求計(jì)算負(fù)荷試求計(jì)

17、算負(fù)荷解解 查表可得查表可得冷加工電動(dòng)機(jī)：冷加工電動(dòng)機(jī)：Kx1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 Pc1= Kx1Pe1=0.250=10kW Qc1=Pc1tg1=101.73=17.3kvar通風(fēng)機(jī)：通風(fēng)機(jī)：Kx2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 Pc2= Kx2Pe2=0.82.4=1.92kW Qc2=Pc2tg2=1.920.75=1.44kvar電阻爐：因只電阻爐：因只1臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量 Pc3=Pe3=2kW Qc3=0車間計(jì)算負(fù)荷：車間計(jì)算負(fù)荷：AUSIkVAQPSkQKQkWPKPNccccciciqcicipc9

18、4.3138. 0302.21302.219 .165 .12var9 .16)044. 13 .17(9 . 05 .12)292. 110(9 . 022223131 需要系數(shù)法適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、總?cè)萘啃枰禂?shù)法適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、總?cè)萘孔銐虼?、沒有特大型用電設(shè)備足夠大、沒有特大型用電設(shè)備 設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線三、三、 按按二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷確定計(jì)算負(fù)荷（1）基本負(fù)荷值：用電設(shè)備組的平均最大負(fù)荷值）基本負(fù)荷值：用電設(shè)備組的平均最大負(fù)荷值（2）附加功率值：考慮數(shù)臺(tái)大容量用電設(shè)備對(duì)總）附加功率值：考慮數(shù)臺(tái)大容量用電設(shè)備對(duì)總計(jì)算負(fù)荷

19、的影響計(jì)算負(fù)荷的影響二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法1（單個(gè)）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（單個(gè)）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷jssxPb Pc P tanjsjsQP22jsjsjsSPQ3jsjsNSIU 各組用電設(shè)備的各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不可能同時(shí)出現(xiàn)最大負(fù)荷不可能同時(shí)出現(xiàn)的因素。在計(jì)的因素。在計(jì)算時(shí)只取各組用電設(shè)備的附加負(fù)荷的最大值計(jì)入總計(jì)算算時(shí)只取各組用電設(shè)備的附加負(fù)荷的最大值計(jì)入總計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷max1()()mjssixiPb Pc Pmaxmax1(tan )()tanmjssixiQb Pc P1()msiib P各設(shè)備組有功平均負(fù)荷的總和 1(tan)msiib P各設(shè)備組無功平均負(fù)荷的總和max)(xP

20、c各設(shè)備組有功附加負(fù)荷的最大值maxtan 對(duì)應(yīng)的設(shè)備組功率因數(shù)角正切值。max)(xPc2、多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷、多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷3、例題、例題 （例（例2-3 P25） 已知：一機(jī)修車間的已知：一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共臺(tái)共50kW，其中較大容量電，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，臺(tái)，4kW2臺(tái)，臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐臺(tái)；電阻爐1臺(tái)臺(tái)2kW。（設(shè)同時(shí)系數(shù)（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為均為0.9）。）。 試求計(jì)算負(fù)荷試求計(jì)算負(fù)荷解解 ：求出各組的平均功率：求出各組的平均

21、功率bPe和附加負(fù)荷和附加負(fù)荷cPx 111110.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73bcx1()0.14 507cbPKW1()0.4 (7.5 24 22.2)10.08xcPKW (1)金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 (2)通風(fēng)機(jī)組通風(fēng)機(jī)組 222220.65,0.25,5,cos0.8,tan0.75bcx2()0.65 (1.2 2)1.56cbPKW2()0.25 (1.2 1)0.3xcPKW(3)電阻爐電阻爐 3()2cbPKW3()0 xcPKW1()()(7 1.562) 10.0820.64jsixcPbPcPKW11(tan )() tan(7 1

22、.73 1.56 0.750) 10.08 1.7330.72jsjsixQbPcPKVar222220.6430.7237.01jsjsjsSPQKVA37.0156.23330.38jsjsnSIAU總計(jì)算負(fù)荷總計(jì)算負(fù)荷 四、計(jì)算負(fù)荷的估算法四、計(jì)算負(fù)荷的估算法1、單位產(chǎn)品耗電量法、單位產(chǎn)品耗電量法 若已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量若已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量m和每一產(chǎn)品的和每一產(chǎn)品的單位耗電量單位耗電量 ，則，則 企業(yè)全年電能企業(yè)全年電能W為：為： 有功計(jì)算負(fù)荷為：有功計(jì)算負(fù)荷為： WmmaxcWPT年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱單位單位單位產(chǎn)品耗電量（單位產(chǎn)品耗電量（

23、kWh）有色金屬鑄造有色金屬鑄造t6001000鑄鐵件鑄鐵件t300鍛鐵件鍛鐵件t3080拖拉機(jī)拖拉機(jī)臺(tái)臺(tái)50008000汽車汽車輛輛15002500軸承軸承套套14并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器kvar3電表電表只只7變壓器變壓器kVA2.5電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)kW14量具、刃具量具、刃具t63008500工作母機(jī)工作母機(jī)t1000重型機(jī)床重型機(jī)床t1600 若已知車間生產(chǎn)面積若已知車間生產(chǎn)面積S和負(fù)荷密度指標(biāo)和負(fù)荷密度指標(biāo)， 則車間平均負(fù)荷為則車間平均負(fù)荷為: Pjs=S 車間類別車間類別負(fù)荷估算法負(fù)荷估算法（kWkWm m2 2）鑄鋼車間（不包括鑄鋼車間（不包括電弧爐）電弧爐）0.0550.0550.06

24、0.06焊接車間焊接車間0.040.04鑄鐵車間鑄鐵車間0.060.06金工車間金工車間0.10.1木工車間木工車間0.660.66煤氣站煤氣站0.090.090.130.13鍋爐房鍋爐房0.2壓縮空氣站壓縮空氣站0.22、單位面積負(fù)荷密度法、單位面積負(fù)荷密度法2.4 單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷計(jì)算 如果單相設(shè)備總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康娜绻麊蜗嘣O(shè)備總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康?5%，則無論單相設(shè)備如何分配，均可按，則無論單相設(shè)備如何分配，均可按三三相平衡相平衡負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算。（一）單相設(shè)備接于（一）單相設(shè)備接于相電壓相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 ma

25、x3NNPP（二）單相設(shè)備接于同一（二）單相設(shè)備接于同一線電壓線電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 （1）只有一相時(shí)）只有一相時(shí)1.5()0.1530.15abbcbcabNabbcabPPPPPPPPNNPP3（2）在各線負(fù)荷中選擇較大的兩項(xiàng)）在各線負(fù)荷中選擇較大的兩項(xiàng)（三）單相設(shè)備既接于（三）單相設(shè)備既接于線電壓線電壓又接于又接于相電壓相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 （1）將接于線電壓單相負(fù)荷換算為接于相電壓）將接于線電壓單相負(fù)荷換算為接于相電壓上的單相負(fù)荷上的單相負(fù)荷BCCBCCAACACBCCBCCAACACABBABBCABCBABBABBCABCBCAACAABAABACAACAABAA

26、BAPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPAB PBA PCA接于接于AB，BA，CA相間有功負(fù)荷相間有功負(fù)荷PA，PB，PC換算為換算為A，B，C相間的有功負(fù)荷相間的有功負(fù)荷QA，QB，QC換算為換算為A，B，C相間的無功負(fù)荷相間的無功負(fù)荷max30303PPmax30303QQ（2）再將各相負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷，取三倍即）再將各相負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷，取三倍即為等效三相負(fù)荷為等效三相負(fù)荷 功率換算系數(shù)功率換算系數(shù) 負(fù)負(fù) 荷荷 功功 率率 因因 數(shù)數(shù)0.350.30.650.61.01

27、.0p pABAB-A-A、p pBCBC-B-B、p pCACA-C-C1.271.21.00.890.890.840.820.720.640.640.50.5p pABAB-B-B、p pBCBC-C-C、p pCACA-A-A-0.27-0.27-0.17-0.170 00.280.280.360.360.50.5q qABAB-A-A、q qBCBC-B-B、q qCACA-C-C1.051.050.860.860.580.580.380.320.220.090.09-0.05-

28、0.05-0.29-0.29q qABAB-B-B、q qBCBC-C-C、q qCACA-A-A1.631.631.441.460.960.880.870.670.530.530.290.29例題例題 （例（例2-4 P27） 某某220/380V三相四線制線路上，裝有三相四線制線路上，裝有220V單單相電熱干燥箱相電熱干燥箱6臺(tái)、單相電加熱器臺(tái)、單相電加熱器2臺(tái)和臺(tái)和380V單相單相對(duì)焊機(jī)對(duì)焊機(jī)6臺(tái)。電熱干燥箱臺(tái)。電熱干燥箱20kW2臺(tái)接于臺(tái)接于A相，相，30kW1臺(tái)接于臺(tái)接于B相，相，10kW3臺(tái)接于臺(tái)接于C相；電加熱器相；電加熱器20kW2臺(tái)

29、分別接于臺(tái)分別接于B相和相和C相；對(duì)焊機(jī)相；對(duì)焊機(jī)14kW（=100%）3臺(tái)接于臺(tái)接于AB相，相，20kW（=100%）2臺(tái)接于臺(tái)接于BC相，相，46kW（=60%）1臺(tái)接于臺(tái)接于CA相。相。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。解解: 1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計(jì)算負(fù)荷電熱干燥箱及電加熱器的各相計(jì)算負(fù)荷 查表得查表得 Kx=0.7，cos=1，tg=0，因此只要計(jì)算，因此只要計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷 A相相 PcA1=KxPeA=0.7202=28kW B相相 PcB1=KxPeB=0.7(301+201)=35kW C相相 PcC1=KxPeC=0.7(103+201)=35

30、kW2.對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷 查表得查表得 Kx=0.35，cos=0.7，tan=1.02 查表得查表得 cos=0.7時(shí)時(shí) pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8 pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2 qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22 qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8先將接于先將接于CA相的相的46kW（=60%）換算）換算至至=100%的設(shè)備容量，即的設(shè)備容量，即 （1）各相的設(shè)備容量為）各相的設(shè)備容量為 A相相 PeA=pAB-APAB+pCA-APCA =0.8143+0.235.63=40.73kW QeA=qAB-APAB+qC

31、A-APCA =0.22143+0.835.63=37.74kvarB相相 PeB=pBC-BPBC+pAB-BPAB =0.8202+0.2143=40.4kW QeB=qBC-BPBC+qAB-BPAB =0.22202+0.8143=42.4kvarC相相 PeC=pCA-CPCA+pBC-CPBC =0.835.63+0.2202=36.5kW QeC=qCA-CPCA+qBC-CPBC =0.2235.63+-0.8202=39.84kvar（2）各相的計(jì)算負(fù)荷為）各相的計(jì)算負(fù)荷為 A相相 PcA2=KxPeA=0.3540.73=14.26kW QcA2=KxQeA=0.3537.

32、74=13.21kvarB相相 PcB2=KxPeB=0.3540.4=14.14kW QcB2=KxQeB=0.3542.4=14.84kvarC相相 PcC2=KxPeC=0.3536.5=12.78kW QcC2=KxQeC=0.3539.84=13.94kvar3.3.各相總的計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)為各相總的計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95）A相相 PcA=K（PcA1+PcA2） =0.95（28+14.26）=40.15kW QcA= K（QcA1+QcA2） =0.95（0+13.21）=12.55kvarB相相 PcB= K（PcB1+PcB2） =0.95（35+14.14）=4

33、6.68kW QcB= K（QcB1+QcB2） =0.95（0+14.84）=14.10kvarC相相 PcC= K（PcC1+PcC2） =0.95（35+12.78）=45.39kW QcC= K（QcC1+QcC2） =0.95（0+13.94）=13.24kvar4.4.總的等效三相計(jì)算負(fù)荷總的等效三相計(jì)算負(fù)荷 因?yàn)橐驗(yàn)锽 B相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，故相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，故Pcm= = PcB=46.68kWQcm= =QcB=14.10kvar Pc=3Pcm=3=346.68=140.04kW Qc=3Qcm=3=314.10=42.3kvar2.5 尖峰電流計(jì)算尖峰電流計(jì)算 尖

34、峰電流尖峰電流Ijf是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)12秒的秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流短時(shí)最大負(fù)荷電流。 計(jì)算尖峰電流的目的：計(jì)算尖峰電流的目的： 選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護(hù)裝置、計(jì)算電壓波動(dòng)及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)護(hù)裝置、計(jì)算電壓波動(dòng)及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。條件等。 1、單臺(tái)用電設(shè)備供電的支線尖峰電流計(jì)算、單臺(tái)用電設(shè)備供電的支線尖峰電流計(jì)算 尖峰電流就是用電設(shè)備的起動(dòng)電流，尖峰電流就是用電設(shè)備的起動(dòng)電流，即即 Ijf = Ist = KIN 式中，式中，Ist為用電設(shè)備的起動(dòng)電流；為用電設(shè)備的起動(dòng)電流；IN為用為用電設(shè)備的額定電流；電設(shè)備

35、的額定電流；K為用電設(shè)備的起動(dòng)為用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)電流倍數(shù) 。2、多臺(tái)用電設(shè)備供電的干線尖峰電流計(jì)算、多臺(tái)用電設(shè)備供電的干線尖峰電流計(jì)算 式中，式中，Ijf為用電設(shè)備組中起動(dòng)電流與額定電流為用電設(shè)備組中起動(dòng)電流與額定電流之差為最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流；之差為最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流； K為為n1臺(tái)臺(tái)設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，其值按臺(tái)數(shù)多少選取，一般為設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，其值按臺(tái)數(shù)多少選取，一般為0.71；Ijs為設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流。為設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流。 11njfjsijfiIKII3、多臺(tái)用電設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)、多臺(tái)用電設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)式中，式中，n為參與啟動(dòng)的用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)；為參與啟動(dòng)的

36、用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)； Ki、 Ijsi為第為第i臺(tái)設(shè)備的啟動(dòng)電流倍數(shù)和額定電流。臺(tái)設(shè)備的啟動(dòng)電流倍數(shù)和額定電流。 1njfijsiiIK I例例2-5 有一有一380V配電干線，給三臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電，配電干線，給三臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電，已知已知IN1 =5A，IN2 =4A，IN3 =10A， Ist1 =35A，Ist2 =16A，Kst3=3，求該配電線路的尖峰電流。，求該配電線路的尖峰電流。 解：解： Ist1 IN1=355=30A Ist2 IN2=164=12A Ist3 IN3= Kst3IN 3IN3=31010=20A 可見，（可見，（IstIN）max=30A，則，則Istmax=35A，

37、取取K=0.9，該線路的尖峰電流為，該線路的尖峰電流為 Ijf= K（IN2 +IN3）+ Ijf=0.9（4+10）+35=47.6A 2.6 功率損耗與電能損耗計(jì)算功率損耗與電能損耗計(jì)算一、一、 功率損耗功率損耗1、供電線路的功率損耗、供電線路的功率損耗線路功率損耗包括有功功率損耗線路功率損耗包括有功功率損耗 PWL和無功和無功功率損耗功率損耗QWL兩部分，其計(jì)算公式為：兩部分，其計(jì)算公式為：23310WLjsWLPIR 3310WLjsWLQIX 線路的計(jì)算電流線路每相的電阻線路每相的電抗式中，式中，0WLRr l0WXRx l 線間幾何均距：三相線路各相線間距離的幾何線間幾何均距：三相

38、線路各相線間距離的幾何平均值。平均值。 三相三角形排列三相三角形排列 3123pjaa a a 水平等距排列水平等距排列 321.25pjaaa 查附表查附表2（P244） 2、變壓器的功率損耗、變壓器的功率損耗 變壓器的功率損耗也包括有功和無功兩部分變壓器的功率損耗也包括有功和無功兩部分。（1）變壓器的有功功率損耗）變壓器的有功功率損耗 （2）變壓器無功功率損耗）變壓器無功功率損耗22jsjsTFeCuoKNNSSPPPPPSS 22%100100jsoKToKNNSIuQQQSS 空載有功損耗空載有功損耗負(fù)載有功損耗負(fù)載有功損耗空載電流百分?jǐn)?shù)空載電流百分?jǐn)?shù)短路電壓百分?jǐn)?shù)短路電壓百分?jǐn)?shù)負(fù)載率

39、負(fù)載率二、供電系統(tǒng)的電能損耗二、供電系統(tǒng)的電能損耗 企業(yè)一年內(nèi)所耗用的電能，一部分用于生產(chǎn)，企業(yè)一年內(nèi)所耗用的電能，一部分用于生產(chǎn)，還有一部分在供電系統(tǒng)元件（主要是線路及變壓還有一部分在供電系統(tǒng)元件（主要是線路及變壓器）中損耗掉。掌握這部分損耗的計(jì)算，并設(shè)法器）中損耗掉。掌握這部分損耗的計(jì)算，并設(shè)法降低它們，便可節(jié)約電能，提高電能的利用率。降低它們，便可節(jié)約電能，提高電能的利用率。1、 供電線路的損耗供電線路的損耗 一年內(nèi)線路的電能損耗為：一年內(nèi)線路的電能損耗為： WLWLPdtPW87600PWL即按計(jì)算負(fù)荷求得的線路最大功率損耗；即按計(jì)算負(fù)荷求得的線路最大功率損耗； 線路的最大負(fù)荷損耗小時(shí)

40、線路的最大負(fù)荷損耗小時(shí),它是一個(gè)假想的時(shí)間它是一個(gè)假想的時(shí)間最大負(fù)荷損耗時(shí)間最大負(fù)荷損耗時(shí)間2、 變壓器的電能損耗變壓器的電能損耗 一部分是鐵損一部分是鐵損PFe引起的電能損耗，只要外加電壓引起的電能損耗，只要外加電壓和頻率不變，其值是固定不變的和頻率不變，其值是固定不變的 另一部分是由變壓器銅損另一部分是由變壓器銅損PCu引起的電能損耗，它引起的電能損耗，它與負(fù)荷電流的平方成正比，即與變壓器負(fù)荷率與負(fù)荷電流的平方成正比，即與變壓器負(fù)荷率的平方成的平方成正比：正比：876087601oFeTPPW222KCuTPPW2218760KoTTTPPWWW3、企業(yè)年電能需要量、企業(yè)年電能需要量 8760maxmax0QWQ dtQT8760maxmax0PaWp dtPTmaxmax,PQmaxmax,aTT有功、無功年最大負(fù)荷有功、無功年最大負(fù)荷有功、無功年最大負(fù)荷利用小時(shí)有功、無功年最大負(fù)荷利用小時(shí) 企業(yè)年電能需要量就是企業(yè)在一年內(nèi)所消企業(yè)年電能需要量就是企業(yè)在一年內(nèi)所消耗的電能耗的電能,它是企業(yè)供電設(shè)計(jì)的重要