電力負(fù)荷及其計(jì)算1

工廠供電2電力負(fù)荷及其計(jì)算1、電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線的有關(guān)概念第二章電力負(fù)荷及其計(jì)算2、工廠的計(jì)算負(fù)荷和年耗電量第一節(jié)電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線的有關(guān)概念電力負(fù)荷的分級及其對供電的要求用電設(shè)備的工作制負(fù)荷曲線及有關(guān)的物理量一.電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求1、電力負(fù)荷的概念電力負(fù)荷（electricpowerload）又稱電力負(fù)載，有兩種含義：(1).電力負(fù)荷指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位（用戶），如說重要負(fù)荷、動力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。(2).電力負(fù)荷指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載、無載）、滿負(fù)荷（滿載）等。2、電力負(fù)荷的分級及其對供電的要求

電力負(fù)荷根據(jù)其對供電可靠性的要求及其中斷供電造成的損失或影響分為三級：

1．一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡，重大設(shè)備損壞，重大產(chǎn)品報(bào)廢，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失。供電方式:由兩個獨(dú)立電源供電。2．二級負(fù)荷：中斷供電將造成主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失。供電方式:由雙回路供電。

3．三級負(fù)荷：所有不屬于一、二級負(fù)荷的電力負(fù)荷。供電方式:對供電電源無特殊要求。

二、用電設(shè)備的工作制

1．連續(xù)運(yùn)行工作制（長期工作制）2．短時運(yùn)行工作制（短時工作制）3．?dāng)嗬m(xù)周期工作制（反復(fù)短時工作制）暫載率（負(fù)荷持續(xù)率）：指設(shè)備工作時間與工作周期的百分比值，即吊車：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%和60%四種電焊機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%和100%四種吊車電動機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=25%時的額定功率（kW），即∴電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時的額定功率（kW），即 上節(jié)小結(jié)1、電力負(fù)荷按重要性分哪幾級?各級電力負(fù)荷對供電電源有什么要求?

2、什么叫負(fù)荷持續(xù)率?怎樣換算；負(fù)荷曲線（loadcurve）是表征電力負(fù)荷隨時間變動情況的一種圖形。1．負(fù)荷曲線的分類按性質(zhì)分：有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線

按負(fù)荷持續(xù)時間分：日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線按計(jì)量地點(diǎn)可分個別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠以至整個系統(tǒng)的負(fù)荷曲線。將上述三種特征相結(jié)合，就確定了某一種特定的負(fù)荷曲線。三、負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線：年最大負(fù)荷曲線：或稱運(yùn)行年負(fù)荷曲線。圖2-2年最大負(fù)荷曲線2．負(fù)荷曲線的繪制日負(fù)荷曲線：逐點(diǎn)描繪法、梯形曲線法

四、與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量1．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時數(shù)年最大負(fù)荷Pmax

：指全年中消耗電能最多的半小時的平均功率，即年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax：在此時間內(nèi)，用戶以年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能，如圖2-4所示?？梢姡耗曦?fù)荷曲線越平坦，Tmax越大；年負(fù)荷曲線越陡，Tmax越小。圖2-4年最大負(fù)荷與年最大負(fù)荷利用小時數(shù)2．平均負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷Pav：電力負(fù)荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，即負(fù)荷系數(shù)

KL：平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，即年平均負(fù)荷為（圖2-5）:KL越大，負(fù)荷曲線越平坦，負(fù)荷波動越小。圖2-5年平均負(fù)荷第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定概述按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一個假想的持續(xù)負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷，用Pc（或Qc

、Sc

、Ic

）表示。

1、計(jì)算負(fù)荷的意義通常把根據(jù)半小時平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷，并作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，因此計(jì)算負(fù)荷：一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)τ為10min以上，而導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時間大約為3τ～4τ，即載流導(dǎo)體大約經(jīng)半小時（30min）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值一、

概述

2、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)3．二項(xiàng)式系數(shù)b、c。1．需要系數(shù)Kd：負(fù)荷曲線中的最大有功計(jì)算負(fù)荷Pmax與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即2．利用系數(shù)Ku：負(fù)荷曲線中的平均計(jì)算負(fù)荷Pav與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即

1、概述求計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電量法等。

2、按需要系數(shù)確定計(jì)算負(fù)荷1．設(shè)備容量Pe的確定對長期工作制的用電設(shè)備：對反復(fù)短時工作制的用電設(shè)備：其設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。二、

按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷折算方法：按同一周期等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算。吊車電動機(jī)組（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=25%時的額定功率（kW），即∴電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時的額定功率（kW），即 照明設(shè)備的設(shè)備容量：白熾燈、碘鎢燈的設(shè)備容量：等于燈泡上標(biāo)注的額定功率；熒光燈應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍；高壓水銀熒光燈和金屬鹵化物燈也應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量可取燈管額定功率的1.1倍。1．單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對長期連續(xù)工作的單臺用電設(shè)備：

對需要計(jì)及效率的單臺用電設(shè)備（如電動機(jī)）：

2．用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，P30、Q30、S30的單位分別為kW、kvar、kVA；Kd為需要系數(shù)，查書中附錄表3-2

。例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動機(jī)7.5kW3臺,4kW8臺,3kW17臺,1.5kW10臺。試求其計(jì)算負(fù)荷。

解：此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛椴楦戒洷?中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)”項(xiàng)，得（取0.2）,,

因此可求得:

有功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流

練習(xí)：p913-6確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時，應(yīng)考慮以下幾種因素：各用電設(shè)備因工作情況不同，可能不同時工作，因此應(yīng)考慮一個同時使用系數(shù)

;各用電設(shè)備在工作時，不一定全部在滿負(fù)荷下運(yùn)行，因此應(yīng)考慮一個負(fù)荷系數(shù)

;各用電設(shè)備的平均效率;

線路的供電效率。

因此，用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為:二、

按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷3．多個用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷式中，為同時系數(shù)，查書中表3-3。當(dāng)車間配電干線上有多組用電設(shè)備時，各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)，此時應(yīng)計(jì)入一個同時系數(shù)。對車間干線取例2-2某小批生產(chǎn)車間380V線路上有金屬切削機(jī)床30臺,其總?cè)萘繛?02.5kW；電焊機(jī)2臺共16.1KW；吊車1臺共11KW。試求其計(jì)算負(fù)荷。

解：

例2-3

某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺共50kW(其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺,4kW3臺,2.2kW7臺),通風(fēng)機(jī)2臺共3kW,電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。

解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷

(1).金屬切削機(jī)床組查附錄表3-2，取故

(2).通風(fēng)機(jī)組查附錄表3-2，取

故

因此380V線路上的總計(jì)算負(fù)荷為（?。?/p>

在供電工程設(shè)計(jì)說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計(jì)算表格的形式，如表2-1所示。(3).電阻爐：查附錄表3-2，取故34.522.718.513.1取19.113.85523車間總計(jì)01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床1計(jì)算負(fù)荷需要系數(shù)容量臺數(shù)n設(shè)備名稱序號表2-1例2-2的電力負(fù)荷計(jì)算表（按需要系數(shù)法）作業(yè)P91：3-7

三、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷

1、二項(xiàng)式法的基本公式

b、c為二項(xiàng)式系數(shù)，查書中附錄表3-4

；為由x臺容量最大用電設(shè)備投入運(yùn)行時增加的附加負(fù)荷（kW）；為該用電設(shè)備組的平均負(fù)荷（kW）。比較例2-1和例2-4的計(jì)算結(jié)果可以看出，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果稍大，特別是在設(shè)備臺數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)說明，選擇低壓分支干線時，按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果往往偏小，以采用二項(xiàng)式法計(jì)算為宜。我國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》也規(guī)定：“用電設(shè)備臺數(shù)較少、各臺設(shè)備容量相差懸殊時，宜采用二項(xiàng)式法?！崩?-4試用二項(xiàng)式法來確定例2-1所示機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。解：由附錄表3-2查得。而設(shè)備總?cè)萘繛?/p>

X臺最大容量的設(shè)備容量為可求得其有功計(jì)算負(fù)荷為

可求得其無功計(jì)算負(fù)荷為可求得其視在計(jì)算負(fù)荷為可求得其計(jì)算電流為2、對不同工作制的多組用電設(shè)備式中，為各用電設(shè)備組附加負(fù)荷中的最大值；為各用電設(shè)備組平均負(fù)荷的總和；為與對應(yīng)的功率因數(shù)角的正切值；為各用電設(shè)備組對應(yīng)的功率因數(shù)的正切值。例2-5試用二項(xiàng)式法確定例2-3所述機(jī)修車間380V線路的計(jì)算負(fù)荷。解：先求各組的bPe

和cPx(1)金屬切削機(jī)床組:查附錄表3-2，取

故

(2)通風(fēng)機(jī)組:查附錄表3-2，取故

(3)電阻爐：查附錄表3-2，取故

以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以cPx(1)為最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為在供電工程設(shè)計(jì)說明書中，以上計(jì)算可列成表2-2所示電力負(fù)荷計(jì)算表。00.250.4cb231220大容量數(shù)總臺數(shù)

52.134.328.61955總計(jì)01.4+0010.72電阻爐31.46+0.561.95+0.750.750.80.653通風(fēng)機(jī)212.1+157+8.681.730.50.1421.750切削機(jī)床1計(jì)算負(fù)荷二項(xiàng)式系數(shù)設(shè)備容量設(shè)備組名稱序號表2-2例2-4的電力負(fù)荷計(jì)算表(按二項(xiàng)式法)四、尖峰電流及其計(jì)算(P72)

一.概述

尖峰電流（peakcurrent）是指持續(xù)時間1~2s的短時最大負(fù)荷電流。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動機(jī)自啟動條件等。二.用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算(一)單臺設(shè)備尖峰電流的計(jì)算

單臺設(shè)備的尖峰電流就是其啟動電流（startingcurrent），因此尖峰電流為

式中IN為設(shè)備額定電流；Ist為設(shè)備啟動電流；Kst

為設(shè)備的啟動電流倍數(shù)，籠型電動機(jī)為5~7，繞線型電動機(jī)為2~3，直流電動機(jī)約為1.7，電焊變壓器為3或稍大。

(二)多臺設(shè)備尖峰電流的計(jì)算

引至多臺設(shè)備的線路上的尖峰電流按下式計(jì)算：

或式中

和(Ist-IN)max分別為用電設(shè)備中啟動電流與額定電流之差為最大的那臺設(shè)備的啟動電流及其啟動電流與額定電流之差；為除啟動電流與額定電流之差為最大的那臺設(shè)備之外的其他n-1臺設(shè)備的額定電流之和；KΣ為上述n-1臺的同時系數(shù)，按臺數(shù)多少選取，一般為0.7~1；I30

為全部設(shè)備投入運(yùn)行時線路的計(jì)算電流。

例2-8