供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算.ppt

1、內(nèi)容提要：本章介紹計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的，介紹幾種確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)，介紹計(jì)算負(fù)荷的方法等。,第二章 供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算,重點(diǎn)：計(jì)算負(fù)荷的確定,難點(diǎn)：利用系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。,第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線,一. 工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電電源的要求,二. 工廠用電設(shè)備的工作制,三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量,一、負(fù)荷的基本概念,學(xué)習(xí)內(nèi)容： 1. 什么是負(fù)荷？ 為什么負(fù)荷計(jì)算？ 負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容 4. 電力負(fù)荷的類型,“電力負(fù)荷”在不同的場(chǎng)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)備或用電單位的功率或電流的大小。,什么是負(fù)荷？,供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（導(dǎo)線、開

2、關(guān)、變壓器等） 繼電保護(hù)整定 選擇儀表量程 安排供電方案及系統(tǒng)運(yùn)行方式,為什么要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算？,所以本章內(nèi)容是分析工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行分析和進(jìn)行供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。,工廠用電設(shè)備工作時(shí)的實(shí)際負(fù)荷不等于設(shè)備的額定負(fù)荷（安裝容量）：在工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，如果直接采用額定容量進(jìn)行設(shè)計(jì)勢(shì)必會(huì)造成浪費(fèi)，應(yīng)首先計(jì)算出全部設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷。,3. 負(fù)荷計(jì)算的主要內(nèi)容,（1）求計(jì)算負(fù)荷：即正常工作時(shí)的實(shí)際最大負(fù)荷。 目的選擇各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量、電氣設(shè)備的型號(hào)等；保證使其在通過(guò)正常工作電流時(shí)不至于過(guò)熱而損壞。（選擇設(shè)備）,（2）求尖峰電流：目的用于計(jì)算電壓波動(dòng)、電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等。（校驗(yàn)設(shè)

3、備）,（3）求平均負(fù)荷：目的計(jì)算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無(wú)功補(bǔ)償容量等。（節(jié)能措施）,按用途可分為：照明負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷 按行業(yè)分：工業(yè)負(fù)荷、非工業(yè)負(fù)荷和居民生活負(fù)荷（民用電） 電力負(fù)荷（設(shè)備）按工作制的分類 長(zhǎng)期連續(xù)工作制 短時(shí)工作制（ 這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，而停歇時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。） 斷續(xù)周期工作制,4. 電力負(fù)荷的類型,生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備； 電焊、電鍍?cè)O(shè)備； 電熱設(shè)備； 照明設(shè)備。,1、工廠常用用電設(shè)備類型,二、工廠用電設(shè)備的工作制,生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備,電焊和電鍍?cè)O(shè)備,電焊設(shè)備,電焊機(jī)的工作特點(diǎn)是： （1）工作方式呈一定的周期性，工作時(shí)間和停歇時(shí)間相互交替。 （2）功率較大。

4、（3）功率因數(shù)很低。 （4）一般電焊機(jī)的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動(dòng)。,電鍍?cè)O(shè)備的工作特點(diǎn)是： （1）工作方式是長(zhǎng)期連續(xù)工作的。 （2）供電采用直流電源，需要晶閘管整流設(shè)備。 （3）容量較大，功率因數(shù)較低。,電鍍的作用：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。,電鍍?cè)O(shè)備,電熱設(shè)備,電熱設(shè)備的工作特點(diǎn)是： （1）工作方式為長(zhǎng)期連續(xù)工作方式。 （2）電力裝置一般屬二級(jí)或三級(jí)負(fù)荷。 （3）功率因數(shù)都較高，小型的電熱設(shè)備可達(dá)到1。,照明設(shè)備,常用照明設(shè)備 白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。,照明設(shè)備的工作特點(diǎn)： （1）工作方式屬長(zhǎng)期連續(xù)工作方式。 （2

5、）除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的燈具功率因數(shù)均較低。 （3）照明負(fù)荷為單相負(fù)荷，單個(gè)照明設(shè)備容量較小。,2、工廠用電設(shè)備的工作制,長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備,短時(shí)工作制設(shè)備,斷續(xù)周期工作制設(shè)備,能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過(guò)8小時(shí)，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定。如：照明設(shè)備、電動(dòng)扶梯、空調(diào)風(fēng)機(jī)、電爐等。,這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長(zhǎng)。如：金屬切削用的輔助機(jī)械(龍門刨橫梁升降電動(dòng)機(jī)、刀架快速移動(dòng)裝置)、水閘用電動(dòng)機(jī)等。,這類設(shè)備的工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例。如起重機(jī)、電焊機(jī)、電梯等,（21）,起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、

6、60%四種。 電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。,通常用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來(lái)表示負(fù)荷持續(xù)率（或稱暫載率）,負(fù)荷持續(xù)率,工作時(shí)間,停歇時(shí)間,同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時(shí)，其輸出功率是不同的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的 下。,斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的功率與負(fù)荷持續(xù)率的關(guān)系,例如某設(shè)備在時(shí)1的設(shè)備容量為P1,那么該設(shè)備在2時(shí)的設(shè)備容量P2為多少呢? 這就需要進(jìn)行“等效”換算 , 即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來(lái)進(jìn)行換算。,三、負(fù)荷曲線繪制及有關(guān)物理量,1、什么是負(fù)荷曲線？ 電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。描述負(fù)荷變化趨勢(shì)

7、的數(shù)學(xué)手段，可用來(lái)預(yù)測(cè)負(fù)荷變化趨勢(shì)。 2 、負(fù)荷曲線用途 確定系統(tǒng)運(yùn)行方式 安排供電計(jì)劃 安排設(shè)備檢修計(jì)劃,（1）按負(fù)荷性質(zhì)分 有功負(fù)荷曲線 無(wú)功負(fù)荷曲線 （2)按負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間分 日負(fù)荷曲線(24h)（冬季日負(fù)荷曲線、夏季日負(fù)荷曲線） 年負(fù)荷曲線（8760h） 月負(fù)荷曲線 （3）按負(fù)荷對(duì)象分 工廠的負(fù)荷曲線 車間的負(fù)荷曲線 某類設(shè)備的負(fù)荷曲線,3、負(fù)荷曲線分類,4、日負(fù)荷曲線的繪制,24小時(shí)內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間的變化，隨季節(jié)、地區(qū)不同而變 繪制的方法 （1）以某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，在24h中各個(gè)時(shí)刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制而成折線形狀，稱折線形負(fù)荷曲線。,(2) 通過(guò)接在供電線路上的電度表，每隔

8、一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來(lái)， 求出0.5h的平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成階梯狀的是階梯形負(fù)荷曲線。,意義：日有功曲線與時(shí)間軸之間的所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。,日負(fù)荷曲線的繪制,負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大小（功率kW、kvar）。,日有功負(fù)荷曲線,依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線,梯形負(fù)荷曲線,年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線。 年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成。反映一年內(nèi)逐月（或逐日）電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的變化。 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制，是不分日月先后，僅按全年的負(fù)荷變化，按不同負(fù)荷值在

9、年內(nèi)累計(jì)持續(xù)時(shí)間重新排列組成。需借助一年中具有代表的冬季和夏季日負(fù)荷曲線。,5、年負(fù)荷曲線：代表用戶全年（8760h)內(nèi)用電負(fù)荷變化規(guī)律,（又稱年每日最大負(fù)荷曲線）,年負(fù)荷曲線,年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（全年按8760h計(jì)）的關(guān)系。,年每日最大負(fù)荷曲線，反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來(lái)繪制的。,這種曲線的負(fù)荷從大到小依次排列,專用來(lái)確定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式用的,圖2-2 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制 a) 夏日負(fù)荷曲線 b) 冬日負(fù)荷曲線 c) 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線,繪制方法：從夏季日負(fù)荷曲線和冬季日負(fù)荷曲線中的最大功率開始，以功率遞

10、減的順序，依次繪制到年持續(xù)負(fù)荷曲線坐標(biāo)系中（注意橫坐標(biāo)最大值為8760h）,年最大負(fù)荷Pmax也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷， 它是全年中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷P30。(不是偶然出現(xiàn)，一年至少2-3次） 年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax（假想時(shí)間）(用電負(fù)荷均衡性標(biāo)志，越大越好) 假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗用的電能相同。,6、與負(fù)荷曲線及其計(jì)算的物理量,一班制工廠Tmax約為18003000h，兩班制工廠Tmax約為35004800h, 三班制工廠Tmax約為50007000h，居民用戶T

11、max約為12002800h。,它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān),平均負(fù)荷Pav和年平均負(fù)荷,平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率,年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除全年總小時(shí)數(shù)。,Wa表示全年實(shí)際消耗的電能,時(shí)間t內(nèi)消耗的電能為Wt,負(fù)荷系數(shù):,又稱負(fù)荷率是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，有有功負(fù)荷系數(shù)KaL和無(wú)功負(fù)荷系數(shù)KrL，即,有時(shí)也用表示有功負(fù)荷系數(shù)， 用表示無(wú)功負(fù)荷系數(shù)。 一般工廠=0.70.75，=0.760.82,對(duì)于單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組， 負(fù)荷系數(shù)是指設(shè)備的輸出功率P和設(shè)備額定容量PN之比值，即 它表征該設(shè)備或設(shè)備組的容量是否被充分利用。,負(fù)荷系數(shù)用來(lái)表征負(fù)荷變化規(guī)律：其

12、值越大，曲線越平坦，負(fù)荷波動(dòng)越小。,第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定,計(jì)算負(fù)荷(calculated load)，是通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。 計(jì)算負(fù)荷-等效負(fù)荷；按此負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按照實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)應(yīng)相等。 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。工程上常取半小時(shí)平均最大負(fù)荷P30（亦即年最大負(fù)荷Pmax）作為計(jì)算負(fù)荷。,負(fù)荷計(jì)算:是指對(duì)某一線路中的實(shí)際用電負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行分析，從而求出該線路的計(jì)算負(fù)荷的過(guò)程。,P30 - 負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷 (單位kW) Q30 - 負(fù)荷的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 (單位kvar) S30

13、- 負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷 (單位kVA) I30 - 負(fù)荷的計(jì)算電流 (單位A),負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)方法,一、估算法確定計(jì)算負(fù)荷,1. 單位產(chǎn)品耗電量法,估算法實(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)行方案比較時(shí)，按估算法計(jì)算比較方便。,工程上依據(jù)不同的計(jì)算目的，總結(jié)出了估算法、需要系數(shù)法、 二項(xiàng)式法等負(fù)荷計(jì)算方法。,已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量A和每一產(chǎn)品的單位耗電量a, 則企業(yè)全年電能Wa為： Wa=aA 有功計(jì)算負(fù)荷為：,需要系數(shù)法,需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來(lái) 確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。,二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷,2. 車間生產(chǎn)面積負(fù)荷密度法,已知車間生產(chǎn)面積S（

14、m2）和負(fù)荷密度指標(biāo)（kW/m2）時(shí)， 車間平均負(fù)荷為： Pav=S 負(fù)荷密度指標(biāo)查表，S表示車間面積。,(一) 基本公式 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30，如下圖所示。用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用的設(shè)備）的額定容量PN 之和，即Pe PN。而設(shè)備的額定容量PN 是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率（出力）。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身和配電線路還有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為,需要系數(shù)法需要系數(shù),需要系數(shù),同時(shí)系數(shù)K：并非供電范圍內(nèi)的所有用電設(shè)備都會(huì)同時(shí)

15、投入使用,負(fù)荷系數(shù)KL：并非投入使用的所有電氣設(shè)備任何時(shí)候都會(huì)滿載運(yùn)行,電氣設(shè)備的平均效率e：電氣設(shè)備額定功率與輸入功率不一定相等,注：工程實(shí)際中，很難通過(guò)Kd的表達(dá)式來(lái)求得需要系數(shù)，一般都是通過(guò)查表求得其經(jīng)驗(yàn)值,由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，工作的設(shè)備也不一定都工作在額定狀態(tài)下，另外考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗等因素，設(shè)備或設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€(gè)小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用Kd表示。,需要系數(shù)Kd,需要系數(shù)法,需要系數(shù)法,需要系數(shù),用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和,每組用電設(shè)備的設(shè)備容量,表1 各用電設(shè)備組的需要系數(shù)Kd及功率因數(shù),需要系數(shù)法求解用電

16、設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷,（1）對(duì)12臺(tái)用電設(shè)備宜取 (2) 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 有功計(jì)算負(fù)荷： 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：,視在計(jì)算負(fù)荷： 計(jì)算電流：,例2-1,解此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓380V的三相電動(dòng)機(jī)3kW17臺(tái)，7.5kW3臺(tái)，4kW8臺(tái)，1.5kW10臺(tái)。試用需要系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷。,查表1“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)得Kd0.2、cos 0.5、tan1.73。因此可得,Pe 7.5 kW34 kW83kW171.5kW10,=120.5 kW,通過(guò)上例看出： （1）如果該車間只有此組負(fù)荷，計(jì)算得到的計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上是該車間的低壓進(jìn)線的計(jì)

17、算負(fù)荷。 （2）計(jì)算某一個(gè)設(shè)備組設(shè)備容量的方法，為多組設(shè)備的計(jì)算提供基礎(chǔ)。,（二）設(shè)備容量的計(jì)算,1.長(zhǎng)期工作制和短期工作制的用電設(shè)備 長(zhǎng)期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定功率之和，即 Pe=PN 2.斷續(xù)工作制的用電設(shè)備 斷續(xù)工作制的設(shè)備容量是指不同負(fù)荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。,對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到=100%，換算公式為：,（3-3）,電焊機(jī)設(shè)備,設(shè)備銘牌額定容量,設(shè)備銘牌功率因數(shù),對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到=25%，換算公式為：,（32）,起重電動(dòng)機(jī)(吊車電動(dòng)機(jī)),換算后設(shè)備容量,（換算前）設(shè)備銘牌額定功率,設(shè)備銘牌暫載率,2.需要系數(shù)值與用電

18、設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大, 因此,計(jì)算時(shí)首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯(cuò)誤。 例如機(jī)修車間的代表性金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)，應(yīng)屬小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榻饘偾邢骶褪抢浼庸?，而機(jī)修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機(jī)，拉絲機(jī)和鍛錘等，應(yīng)屬于熱加工機(jī)床。再如起重機(jī)，行車，電葫蘆，卷?yè)P(yáng)機(jī)等，實(shí)際上都屬于吊車類。,注意點(diǎn)：,1.需要系數(shù)一般比較低，宜適當(dāng)取大。,3.設(shè)備容量不含備用設(shè)備的容量，而且此容量的計(jì)算 與設(shè)備工作制有關(guān)。,在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 。,(三) 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定,對(duì)車間干線，取 ，

19、,對(duì)低壓母線，分兩種情況 (1) 由用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，取 (2) 由車間干線的計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，取,表2 需要系數(shù)法的同時(shí)系數(shù)K 值,總的有功計(jì)算負(fù)荷： 總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：,總的視在計(jì)算負(fù)荷： 總的計(jì)算電流：,多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷,注意：總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和乘以K來(lái)計(jì)算。,例 2-3,某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機(jī)床共20臺(tái)（其中10.5kW-4臺(tái)，7.5kW-8臺(tái)，5kW-8臺(tái)），車間有380V電焊機(jī)2臺(tái)（每臺(tái)容量20kVA， ），車間有吊車1臺(tái)11kW， ），試計(jì)算此車間的計(jì)算負(fù)荷。,解：（1）金屬切削

20、機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷 查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：,所以，有,Pe 10.5 kW47.5 kW85kW8142kW,（2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷 查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：,（3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷 查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為,（4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷 根據(jù)表2-8，取同時(shí)系數(shù) ，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為：,一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。,例 2-4(練習(xí)),解 : (1) 冷加工機(jī)床：查表1可得Kd1=0

21、.2，cos1=0.5， tg1=1.73 Pca1= Kd1Pe1=0.250=10kW Qca1=Pc1tg1=101.73=17.3kvar (2)通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 Pca2= Kd2Pe2=0.82.4=1.92kW Qca2=Pc2tg2=1.920.75=1.44kvar,(3)電阻爐：因只1臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量 Pca3=Pe3=2kW Qca3=0 (4)車間計(jì)算負(fù)荷： Pca=Kp(Pca1 +Pca2 +Pca3) =0.9(10+1.92+2) =12.53,例2-5 某380V線路上，接有水泵電動(dòng)機(jī)（15kW以下）30臺(tái)

22、共205kW，另有通風(fēng)機(jī)25臺(tái)共45kW，電焊機(jī)3臺(tái)共10.5kW（=65%）。試確定線路上總的計(jì)算負(fù)荷。,解先求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷,Q 301 P301 tan 164kW0.75=123kvar,1水泵電動(dòng)機(jī)組查表1得Kd=0.70.8(取0.8），cos0.8，tan0.75，因此,2. 通風(fēng)機(jī)組查表1得Kd=0.70.8（取0.8），cos=0.8, tan=0.75, 因此,P 302=0.845kW=36kW Q 302=36kW0.75=27kvar,P30(1)= Kd1Pe10.8205kW=164kW,3.電焊機(jī)組查表1得Kd=0.35，cos=0.35，tan=2.6

23、8。,P 303=0.358.46kW=2.96kW,P300.95(164362.96)kW=192.81kW Q300.97(123+27+7.94)kvar=153.20kvar,總計(jì)算負(fù)荷（取Kp0. 95， Kq0. 97 ）為,S30= =246.26kVA I30=246.26kVA/( 0.38kV)=374.2A,Q 303=2.96kW2.68=7.94kvar,在100%下的設(shè)備容量： Pe=10.5 =8.46kW。,三. 按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷,例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓380V的三相電動(dòng)機(jī)3kW17臺(tái)，7.5kW3臺(tái)，4kW8臺(tái)，1.5kW10

24、臺(tái)。試用需要系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷。,例2-2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW， 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。,民用建筑負(fù)荷計(jì)算 Civil Buildings load calculated ）普通中小學(xué)負(fù)荷計(jì)算 （需要系數(shù)法，插座100W/個(gè)，kd取0.6-0.9） ）多層住宅的負(fù)荷計(jì)算 （需要系數(shù)法，插座100W/個(gè)，負(fù)荷不平衡時(shí)按最大相3倍計(jì)算，k：20戶以下，取0.6以上；20-50戶，取0.5-0.6;50-100戶，0.4-0.5） ）)高

25、層住宅的負(fù)荷計(jì)算 （需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法， kd取0.6-0.7, 負(fù)荷密度：50-100V.A/m2） 大酒店80V.A/m2，空調(diào)旅游賓館100V.A/m2，豪華型旅游賓館150V.A/m2,第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定,一、概述 單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。 當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算； 如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5時(shí)，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。,負(fù)荷的不平衡度,1、單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算,按最大負(fù)荷相所接單相設(shè)備的3倍計(jì)算：,2、單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)算,3、單相

26、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,先將接于線電壓的設(shè)備換算到接于相電壓的設(shè)備容量，然后分相計(jì)算各相設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算公式如下：,二、單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算,等換算系數(shù)可查相間負(fù)荷換算為相負(fù)荷表,總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為為其最大有功負(fù)荷相的計(jì)算負(fù)荷的3倍：,其中 ，,例2-5 某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單相電熱干燥箱6臺(tái)、單相電加熱器2臺(tái)和380V單相對(duì)焊機(jī)6臺(tái)。 其在線路上的連接情況為： 電熱干燥箱2臺(tái)20kW接于A相，1臺(tái)30kW接于B相，3臺(tái)10kW接于C相； 電加熱器2臺(tái)20kW分別接于B相和C相； 對(duì)焊機(jī)3臺(tái)14kW（=100%）接于AB相

27、，2臺(tái)20kW（=100%）接于BC相，1臺(tái)46kW（=60%）接于CA相。 試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。,解 1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計(jì)算負(fù)荷 查表2得Kd=0.7，cos=1，tg=0，因此只要計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷 A相 P30.A1=KdPeA=0.7202=28kW B相 P30.B1=KdPeB=0.7(301+201)=35kW C相 P30.C1=KdPeC=0.7(103+201)=35kW,2.對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷 查表2得Kd=0.35，cos=0.7，tg=1.02 查相間功率換算表得cos=0.7時(shí) pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8 pAB-B=pBC-C=pCA

28、-A=0.2 qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22 qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8,先將接于CA相的46kW（=60%）換算至=100%的設(shè)備容量，即,各相的設(shè)備容量為 A相 PeA=pAB-APAB+pCA-APCA=0.8143+0.235.63=40.73kW QeA=qAB-APAB+qCA-APCA=0.22143+0.835.63=37.74kvar B相 PeB=pBC-BPBC+pAB-BPAB=0.8202+0.2143=40.4kW QeB=qBC-BPBC+qAB-BPAB=0.22202+0.8143=42.4kvar C相 PeC=pCA-CPCA

29、+pBC-CPBC=0.835.63+0.2202=36.5kW QeC=qCA-CPCA+qBC-CPBC=0.2235.63+0.8202=39.84kvar 各相的計(jì)算負(fù)荷為,A相 P30.A2=KdPeA=0.3540.73=14.26kW Q30.A2=KdQeA=0.3537.74=13.21kvar B相 P30.B2=KdPeB=0.3540.4=14.14kW Q30.B2=KdQeB=0.3542.4=14.84kvar C相 P30.C2=KdPeC=0.3536.5=12.78kW Q30.C2=KdQeC=0.3539.84=13.94kvar 2.各相總的計(jì)算負(fù)荷為

30、（設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95） A相 P30.A=K（P30.A1+P30.A2）=0.95（28+14.26）=40.15kW Q30.A= K（Q30.A1+Q30.A2）=0.95（0+13.21）=12.55kvar B相 P30.B= K（P30.B1+P30.B2）=0.95（35+14.14）=46.68kW Q30.B= K（Q30.B1+Q30.B2）=0.95（0+14.84）=14.10kvar C相 P30.C= K（P30.C1+P30.C2）=0.95（35+12.78）=45.39kW Q30.C= K（Q30.C1+Q30.C2）=0.95（0+13.94）=13.2

31、4kvar,3.總的等效三相計(jì)算負(fù)荷為 因?yàn)锽相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，所以 P30m= P30B=46.68kW Q30m=Q30B=14.10kvar P30=3P30m=346.68=140.04kW Q30=3Q30m=314.10=42.3kvar,小結(jié)： 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的求解步驟,1、分組計(jì)算各相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷；（若有接于線的又有接于相的，則先將接于線的換算到相來(lái)計(jì)算容量，再算其計(jì)算負(fù)荷）,2、求各相的總的有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷,3、總的等效三相計(jì)算負(fù)荷,第四節(jié) 供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算,一、工廠計(jì)算負(fù)荷的確定,工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠電源進(jìn)線及主要電氣設(shè)備包括主變壓器的基本依據(jù)，也

32、是計(jì)算工廠功率因數(shù)和無(wú)功補(bǔ)償容量的基本依據(jù)。 (一) 按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷 將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘縋e（不計(jì)備用設(shè)備容量）乘上一個(gè)需要系數(shù)Kd，即得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即,(二) 按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷（見第2節(jié)）,(三) 按逐級(jí)計(jì)算法確定工廠計(jì)算負(fù)荷,逐級(jí)計(jì)算法由用電設(shè)備處逐步向電源進(jìn)線側(cè)計(jì)算。 各級(jí)計(jì)算點(diǎn)的選取，一般為各級(jí)配電箱（屏）的出線和進(jìn)線、變電所低壓出線、變壓器低壓母線、高壓進(jìn)線等處。,逐級(jí)計(jì)算法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷的求解步驟,1、用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 （如圖中P30(6)）,目的：用于選擇車間配電干線以及干線上的電氣設(shè)備,2、車間變電所二次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（如圖中P30(3)）

33、-多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 目的：選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù),3、車間變壓器一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 （如圖中P30(2)）-考慮變壓器損耗,目的：選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備（開關(guān)、熔斷器等）,4、配電所進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷 （如圖中P30(1) 目的:選擇配電所進(jìn)線和相應(yīng)的電氣設(shè)備,1.求各用電設(shè)備的設(shè)備容量用需要系數(shù)法逐級(jí)計(jì)算; 2.在配電點(diǎn)要考慮同時(shí)系數(shù); 3.在變壓器的安裝處要考慮變壓器的損耗,線路中的損耗原則可不考慮; 新型低損耗電力變壓器如S9、SC9等的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算 4. 在并聯(lián)電容安裝處，要考慮補(bǔ)償容量。,有功損耗,無(wú)功損耗,注意點(diǎn)：,如下圖，變電所低壓母線的視在計(jì)算負(fù)荷為,

34、變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為低壓母線的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的損耗，即,P30.(1)= P30.(2) +PT； Q30.(1)= Q30. (2) +QT,P30.(1),P30.(2),例2-6 某工廠有一個(gè)35/10kV總降壓變電所，分別供電給14車間變電所及4臺(tái)冷卻水泵用的高壓電動(dòng)機(jī)（PN4300kW、Kd0.8、cos0.8），10kV母線上接有2700kvar無(wú)功補(bǔ)償電容器組。已知14車間變電所10kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷分別為：1為1430 kWj1230kvar；2為1350 kWj1200kvar；3為1260 kWj1030kvar；4為960 kWj750kvar。試計(jì)算該總降壓變電所35

35、kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)大小（取K=0.9）。,解：（1）求10kV母線計(jì)算負(fù)荷,1車間變電所 P3011430 kW，Q3011230kvar 2車間變電所 P3021350 kW，Q3021200kvar 3車間變電所 P3031260 kW，Q3031030kvar 4車間變電所 P304960 kW，Q304750kvar,高壓電動(dòng)機(jī)組 P305Kd PN =0.84300kW960 kW Q305P305tan=9600.75720 kvar,10kV母線計(jì)算負(fù)荷 =0.9（1430+1350+1260+960+960）5364 kW,0.9(1230+1200+1030+750+7

36、20)27001737 kvar,（2）求35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷,變壓器損耗 PT0.01S30 0.01563856.38 kW QT0.05S30 0.055638281.9 kvar,35kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷 P30.1= P30.2 +PT5364+56.385420.4kW Q30.1= Q30.2 +QT1737+281.92018.9 kvar,某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷數(shù)據(jù)如下圖所示，按照需要系數(shù)法，各級(jí)負(fù)荷計(jì)算如下。,圖2-4 負(fù)荷計(jì)算示例圖,例2-7,(1)通風(fēng)機(jī) 通風(fēng)機(jī)：PN=29kW，查表得Kd0.85和tan=0.75，于是,（2）高頻加熱設(shè)備 高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表

37、得Kd=0.6和tan=1.02，于是,（3）機(jī)加工車間 冷加工機(jī)床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73； 熱加工機(jī)床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是,1. 用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算,（4）點(diǎn)焊機(jī) 點(diǎn)焊機(jī)：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是,取1變電所各組負(fù)荷的同期系數(shù)為：K =0.90，于是,2. 1變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷,采用電容器分組自動(dòng)投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)cos=0.93，則,補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為108kW+j30kvar，S30=112kVA。,1變電所變壓器損耗按下式估算：,1變電所高

38、壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：,3. 低壓集中補(bǔ)償容量的計(jì)算,4. 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷,取全廠負(fù)荷的同期系數(shù)為：K =0.90，于是,5.全廠總計(jì)算負(fù)荷,監(jiān)測(cè)負(fù)荷用。,(2)平均功率因數(shù),調(diào)整電費(fèi)用。,(3)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù),確定需要無(wú)功補(bǔ)償容量用。,(1)瞬時(shí)功率因數(shù),(四) 工廠的功率因數(shù)、無(wú)功補(bǔ)償及補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷,1、工廠的功率因數(shù), 功率因數(shù)降低后，無(wú)功功率增加，將帶來(lái)以下不良后果： 增加輸電線路上的電能損耗 設(shè)備容量不能充分利用 線路電壓損耗增大。, 國(guó)家相關(guān)規(guī)定： 我國(guó)有關(guān)規(guī)程規(guī)定：高壓供電的工廠，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，其它工廠則不得低于0.85。若達(dá)不到要求，則要提高

39、功率因數(shù)。,（并聯(lián)電容器）,目前，供電部門征收電費(fèi)，將用戶的功率因數(shù)高低作為一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo),2、無(wú)功功率補(bǔ)償,圖2-9 功率因數(shù)的提高與無(wú)功功率和視在功率變化的關(guān)系。,式中 ，稱為無(wú)功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無(wú)功補(bǔ)償率，是表示要使1kW 的有功功率由 提高到 所需要的無(wú)功補(bǔ)償容量 kvar值。 附錄表3列出了并聯(lián)電容器的無(wú)功補(bǔ)償率，可利用補(bǔ)償前和補(bǔ)償后的功率因數(shù)直接查得。,在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qC 來(lái)確定電容器個(gè)數(shù)：,要使功率因數(shù) 由提高到 ，其容量為,無(wú)功功率補(bǔ)償 Atone for reactive power 無(wú)功功率補(bǔ)償裝置類型及裝設(shè) Equip

40、ments of reactive power compensations type and fix ）無(wú)功功率補(bǔ)償裝置類型 并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置 同步補(bǔ)償機(jī) SVC靜態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置 ）并聯(lián)電容器組的裝設(shè)位置（補(bǔ)償方式） 高壓集中補(bǔ)償 低壓集中補(bǔ)償、低壓就地補(bǔ)償,高壓集中補(bǔ)償,低壓集中補(bǔ)償,低壓就地補(bǔ)償,高壓集中補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償區(qū),未補(bǔ)償區(qū),低壓集中補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償區(qū),未補(bǔ)償區(qū),低壓就地補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償區(qū),未補(bǔ)償區(qū),并聯(lián)電容器在工廠供電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置和補(bǔ)償效果,高壓集中補(bǔ)償電容器組的接線,低壓集中補(bǔ)償電容器組的接線,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)旁就地補(bǔ)償?shù)牡?壓集中補(bǔ)償電容器組的接線,例 某用戶10kV變電所低壓計(jì)算負(fù)荷為800kW580kvar。若欲使低壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.92，則需在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器無(wú)