電力負(fù)荷的計(jì)算素材PPT課件

1、第二章 電力負(fù)荷的計(jì)算 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 設(shè)備容量的計(jì)算方法； 需要系數(shù)法求解計(jì)算負(fù)荷； 二項(xiàng)式法求解計(jì)算負(fù)荷； 單相負(fù)荷的計(jì)算 尖峰電流計(jì)算 尖峰電流的基本概念 尖峰電流的計(jì)算方法 功率損耗與電能損耗的計(jì)算 線路的功率損耗計(jì)算 變壓器的功率損耗計(jì)算 電能損耗計(jì)算 全廠負(fù)荷計(jì)算 逐級(jí)計(jì)算方法第1頁(yè)/共71頁(yè)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算一電力負(fù)荷與電量1電力負(fù)荷 ( electric power load) 用電設(shè)備需用的電功率 簡(jiǎn)稱負(fù)荷或功率。區(qū)別：負(fù)荷與負(fù)載負(fù)荷是功率；負(fù)載耗電設(shè)備（耗電并能完成某種任務(wù)的裝置、器件等）； 第2頁(yè)/共71頁(yè)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算2電量用電設(shè)備所需用的電

2、能數(shù)量，即功率在一段時(shí)間內(nèi)的累積； 二、負(fù)荷計(jì)算的目的和內(nèi)容1、負(fù)荷計(jì)算的目的 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。第3頁(yè)/共71頁(yè)第一節(jié) 電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算2、負(fù)荷計(jì)算的主要內(nèi)容（1）求計(jì)算負(fù)荷（需用負(fù)荷，假想負(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)正常最大工作電流時(shí)不至過(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)備）（3）求平均負(fù)荷：目的計(jì)

3、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）第4頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷一、負(fù)荷曲線 ( load curve)1、負(fù)荷曲線 表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間的變化圖形?？v軸為功率，橫軸為時(shí)間。第5頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷2、負(fù)荷曲線的作用負(fù)荷曲線能夠直觀的反映出用戶的用電特點(diǎn)和規(guī)律；對(duì)于設(shè)計(jì)人員，獲取資料有助于設(shè)計(jì)分析；對(duì)于運(yùn)行人員而言，可以合理地、有計(jì)劃地安排用戶、車間、班次或者大容量設(shè)備的用電時(shí)間等，從而降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷，這種“消峰填谷”的辦法可以使得負(fù)荷曲線比較平坦，有利于節(jié)電。 3、特點(diǎn)：電力負(fù)荷不等于設(shè)備的額定功率，而是設(shè)備的實(shí)

4、際消耗功率；負(fù)荷曲線是有規(guī)律的；第6頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷4、負(fù)荷曲線分類第7頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷5、負(fù)荷曲線繪制（1）日有功負(fù)荷曲線的繪制及意義主要采用描點(diǎn)和階梯形繪制方法；意義：日有功曲線與時(shí)間軸之間所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。第8頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷（2）年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制根據(jù)日負(fù)荷曲線在全年的變化趨勢(shì)特點(diǎn)，為了分析方便一般將其分為具有代表性兩個(gè)類型：具有冬季日負(fù)荷特點(diǎn)的曲線冬季日負(fù)荷曲線；具有夏季日負(fù)荷特點(diǎn)的曲線夏季日負(fù)荷曲線；年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制需要借助于一年中具有代表性的夏季日負(fù)荷曲線和冬季日負(fù)荷曲線； 夏季和冬季在全年

5、中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定： 第9頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷 年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制方法： 繪制夏季日負(fù)荷曲線和冬季日負(fù)荷曲線，并繪制年持續(xù)負(fù)荷的坐標(biāo)系（注意橫坐標(biāo)最大值為365*24=8760 h）； 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(kāi)始，以功率遞減的順序，依次繪制到年持續(xù)負(fù)荷曲線坐標(biāo)系中：第10頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷 假定P1在（a）上有t1小時(shí)，則全年以P1運(yùn)行的總小時(shí)數(shù)為：T1=200*t1； 若某一功率同時(shí)出現(xiàn)冬季、夏季日負(fù)荷曲線上，則二者換算后的時(shí)間相加。圖中的P5同時(shí)出現(xiàn)在冬季、夏季日負(fù)荷曲線中。則換算之后的總時(shí)間為：T5=(t5+t

6、5 )*200+t5*165（h） 最后將對(duì)應(yīng)的功率和時(shí)間繪制到年持續(xù)負(fù)荷曲線中。第11頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷（3）年持續(xù)負(fù)荷曲線的意義年持續(xù)負(fù)荷曲線與橫軸所包圍的面積代表了用戶全年消耗的總電能。（4）注意日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線繪制的區(qū)別 日負(fù)荷曲線是按照時(shí)間先后繪制，而年持續(xù)負(fù)荷曲線是按照負(fù)荷的大小和累計(jì)時(shí)間來(lái)繪制的。第12頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷二、與負(fù)荷計(jì)算相關(guān)的幾個(gè)物理量1、年最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 負(fù)荷最大工作班：一年中最大負(fù)荷月份內(nèi)最少出現(xiàn)23次的最大負(fù)荷工作班（防止偶然性）。 年最大負(fù)荷： 全年中最大工作班內(nèi)，半小時(shí)平均功率的最大值，也稱為30

7、分鐘最大負(fù)荷； 表示為： 或者maxmaxmax,SQP303030,SQP第13頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 物理意義：用戶以全年最大負(fù)荷持續(xù)工作運(yùn)行 小時(shí) 所消耗的電能等于全年實(shí)際消耗的電能。 即：有功 無(wú)功 用電負(fù)荷的均衡性的標(biāo)志，越大越均衡； maxTmaxTmaxmax/ PWTpmaxmax/QWTQmaxT第14頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷2、平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷 (average load) 電力用戶一段時(shí)間內(nèi)消耗功率的平均值；表示為： ；全年的平均有功負(fù)荷為： ；負(fù)荷系數(shù) （load coefficient）最大工作班內(nèi)平均負(fù)荷

8、與最大負(fù)荷之比，又稱負(fù)荷率、負(fù)荷曲線填充系數(shù);tWPtav/avavavSQP,8760/WPav第15頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷系數(shù)用來(lái)表征負(fù)荷變化規(guī)律：其值越大，曲線越平坦，負(fù)荷波動(dòng)越??；一般： ；3、 需用系數(shù)和利用系數(shù)需用系數(shù)：；（按最大值進(jìn)行準(zhǔn)備）利用系數(shù)： ；（按實(shí)際需要值進(jìn)行評(píng)價(jià)）對(duì)于相同類型的工廠或車間具有相近的負(fù)荷系數(shù)、需用系數(shù)和利用系數(shù)，可以查表獲得典型值。82. 076. 0;75. 07 . 0ndPPK/maxnavlPPK/第16頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷4、尖峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷尖峰負(fù)荷在一晝夜間（連續(xù)24 h內(nèi)）用戶出現(xiàn)的最大負(fù)荷（1h內(nèi)

9、平均值的最大值）；低谷負(fù)荷在一晝夜間（連續(xù)24 h內(nèi)）用戶出現(xiàn)的最小負(fù)荷（1h內(nèi)平均值的最小值）； 尖峰負(fù)荷與低谷負(fù)荷的出現(xiàn)時(shí)間與具體行業(yè)有關(guān)，并呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。第17頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷三、計(jì)算負(fù)荷 (calculated load)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)相等。表示為： 1、用途及依據(jù)按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備：當(dāng)以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)其允許值。導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)T=10min；實(shí)驗(yàn)表明：導(dǎo)體到達(dá)恒定溫升的時(shí)間約為3T-4T；故一般取30min來(lái)保證導(dǎo)體達(dá)到恒定溫升。cccSQ

10、P,第18頁(yè)/共71頁(yè)第二節(jié) 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷2、計(jì)算計(jì)算負(fù)荷要達(dá)到最高的恒定溫升，故有： 第19頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷選擇的是否合理直接影響到電器以及導(dǎo)線電纜選擇的經(jīng)濟(jì)性： 過(guò)大會(huì)造成投資以及有色金屬的浪費(fèi)； 過(guò)小選擇的電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣老化甚至燒毀； 計(jì)算負(fù)荷情況復(fù)雜，影響因素諸多，難以精確計(jì)算； 負(fù)荷是變化的； 與設(shè)備的性能、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)者的技能與能源供應(yīng)的狀況等多因素有關(guān)。 計(jì)算負(fù)荷的方法較多：估算法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、單相負(fù)荷計(jì)算等近似求解方法。本節(jié)主要介紹兩種：需

11、要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。 第20頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法一設(shè)備容量的確定1、用電設(shè)備的額定容量銘牌上標(biāo)出的功率（或容量）Pn；2、設(shè)備容量 實(shí)際用電設(shè)備的實(shí)際工作性質(zhì)決定了其并非一直工作在額定狀態(tài)：有的長(zhǎng)期工作，有的短期工作，有的反復(fù)工作；因而在求多個(gè)用電設(shè)備的實(shí)際消耗功率時(shí)，不能直接將其額定功率直接相加得到總的電力負(fù)荷。 將各種用電設(shè)備的額定功率換算成同一的標(biāo)準(zhǔn)工作條件下（統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)工作制下）的“額定功率”，稱之為設(shè)備功率（設(shè)備容量）Ps或者Pe。第21頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法3、用電設(shè)備的工作制以及對(duì)應(yīng)設(shè)備容量的計(jì)算 （1）連續(xù)工作制設(shè)備（長(zhǎng)期工作制）特點(diǎn)：恒

12、定負(fù)荷下運(yùn)行，且運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)至足以使之達(dá)到熱平衡狀態(tài)。如：通風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)組、照明燈等；設(shè)備功率計(jì)算： ； （2）短時(shí)工作制設(shè)備特點(diǎn)：恒定負(fù)荷下運(yùn)行，短時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，且能夠達(dá)到熱平衡。如：控制閘門的電動(dòng)機(jī)；設(shè)備功率計(jì)算：nePP nePP 第22頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法（3）斷續(xù)周期工作制設(shè)備（反復(fù)短時(shí)工作制） 特點(diǎn)：反復(fù)周期性短時(shí)工作，工作或停歇均不足達(dá)到設(shè)備的熱平衡。如電焊機(jī)、吊車電動(dòng)機(jī)等。 暫載率（duty cycle 又稱 負(fù)荷持續(xù)率）： 其中： 表示設(shè)備的工作周期； 額定暫載率 注意:額定暫載率是設(shè)備的額定參數(shù)；%100 xggtttxgtt n第2

13、3頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法電焊機(jī)組：標(biāo)準(zhǔn)暫載率為： ；設(shè)備功率：其中： 為換算到標(biāo)準(zhǔn)暫載率下的設(shè)備負(fù)荷； 為設(shè)備額定參數(shù)； 1%100100nnnnnnneSPPPcos100ePnnnnSP,cos,第24頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法吊車電動(dòng)機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)暫載率為：設(shè)備功率： 參數(shù)與上述相同%2525nnnnnnneSPPPcos2225第25頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 總結(jié)： 周期短時(shí)工作的設(shè)備功率計(jì)算：需要將設(shè)備額定暫載率下的額定功率換算成標(biāo)準(zhǔn)暫載率下的設(shè)備功率。 設(shè)備容量不是設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，實(shí)際上是換算到一定標(biāo)準(zhǔn)工作制下的額定負(fù)荷。 實(shí)際中求解

14、計(jì)算負(fù)荷的思路：第26頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 設(shè)備分組： 在所計(jì)算的范圍內(nèi)（如一條干線、一段母線或一臺(tái)變壓器），所有用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量之和，兩者之間存在比值關(guān)系，即為需要系數(shù)：ecndPPPPKmaxn具體含義：需用系數(shù)是一綜合系數(shù)，與需用系數(shù)的定義相結(jié)合，它標(biāo)志著用電設(shè)備投入時(shí)，從供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)際取用的最大功率與用電設(shè)備組設(shè)備功率之比。第27頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法1、單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷其中： 該用電設(shè)備組的設(shè)備功率之和； 用電設(shè)備組的需用系數(shù)；可查表； ePdK第28頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算

15、方法 例題： 某車間有一冷加工車床組，共有電壓為380V的電動(dòng)機(jī)39臺(tái)（其中3臺(tái)10KW，8臺(tái)4KW，18臺(tái)3KW，10臺(tái)1.5KW），試用需要系數(shù)法求該設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。 解：該用電設(shè)備組為連續(xù)工作制，故 查表得： nePP KWPPne131105 . 1183843102 . 0dK73. 1tan, 5 . 0cos第29頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法帶入可得：通過(guò)上例題可以看出： (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)算負(fù)荷。 (2) 計(jì)算某一個(gè)設(shè)備組設(shè)備容量的方法，為多設(shè)備組的計(jì)算提供基礎(chǔ)。AUSIkVAQPSkVarPQkWPKP

16、ncccccccedc6 .79)3/(3 .523 .4573. 12 .26tan2 .261312 . 022第30頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法2多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 如圖，在配電干線或者變壓器低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，而考慮各用電設(shè)備組的最大負(fù)荷不一定同時(shí)出現(xiàn)，引入一同時(shí)系數(shù)其中： 分別為有功同時(shí)系數(shù)和無(wú)功同時(shí)系數(shù)，一般情況下相等；qpK,Kqp,KK第31頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 m 為該配電干線或者車間變電所低壓母線上所接的用電設(shè)備組總數(shù)； 為其中某一設(shè)備組的參數(shù) ； 為該干線或低壓母線上的計(jì)算電流； 可見(jiàn)， 為多組用電設(shè)備的干線或

17、者變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流； 如果在變壓器的低壓母線上裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償容量為 ，則低壓母線上的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：eiidiPK,tan,IcccIQP,cQcmiieidiqcQPKKQ1tan第32頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 注意無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)： 此時(shí)的低壓母線上的有功計(jì)算負(fù)荷不變化； 無(wú)功補(bǔ)償后：節(jié)能下降下降RIccIS2第33頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法注意幾點(diǎn)：由于各用電設(shè)備組的功率因數(shù)不一定相同，總的視在功率計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流不能利用各組的視在功率以及計(jì)算電流直接相加得到，應(yīng)由下式計(jì)算： 查表獲得的需要系數(shù)以及同時(shí)系數(shù)是長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，

18、一般認(rèn)為與設(shè)備的數(shù)量以及設(shè)備之間的容量差距是否懸殊等因素?zé)o關(guān)，但這種處理方法考慮不夠全面，是有條件的：只有當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、總?cè)萘繅虼?、沒(méi)有特殊的大型用電設(shè)備時(shí)，表中的需要系數(shù)才比較負(fù)荷實(shí)際。算法適用對(duì)象：求用戶、全廠和大型車間變電所的計(jì)算負(fù)荷；而在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)比較少的而且容量相差懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，通常采用二項(xiàng)式法計(jì)算。)3/(22ncccccUSIQPS第34頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法三、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷計(jì)算 二項(xiàng)式法考慮了設(shè)備的平均負(fù)荷，還考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷。第35頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法1單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算公式

19、： 其中： 設(shè)備組基本負(fù)荷； 該用電設(shè)備組的設(shè)備功率之和； 設(shè)備功率計(jì)算方法同前； 附加負(fù)荷，為 臺(tái)大容量設(shè)備的功率之和， 可以查表獲得； 二項(xiàng)式系數(shù)，與設(shè)備類型有關(guān) ，可查表；）（kWcPbPPxecebPePxcPxc,b第36頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 尖峰負(fù)荷產(chǎn)生的原因：大容量電動(dòng)機(jī)的在某一階段內(nèi)滿載運(yùn)行或者頻繁同時(shí)啟動(dòng)。第37頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 由計(jì)算得到的 得：)3/(tan22ncccccccUSIQPSPQPc第38頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法2多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 依然考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素，在各組

20、用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。 利用二項(xiàng)式法求解多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷的方法如下： )3/(tan)(tan)(22maxmax1max1ncccccmixieicmixieicUSIQPScPPbQcPPbP第39頁(yè)/共71頁(yè)第三節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的實(shí)用計(jì)算方法 注意： 按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)備的總數(shù) 少于表中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù) 的2倍（即 ）時(shí)，其最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù) 應(yīng)該適當(dāng)取小。一般按照： 且“四舍五入”修約規(guī)則取整。nxxn2x2/nx 第40頁(yè)/共71頁(yè)第四節(jié) 單相負(fù)荷的計(jì)算 計(jì)算目的： 保證系統(tǒng)的三相負(fù)荷盡可能平衡，避免某一相過(guò)大或者過(guò)??； 計(jì)算原則：1. 三

21、相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí)，單相設(shè)備可按照三相平衡設(shè)備進(jìn)行計(jì)算；2三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí)，需要把單相設(shè)備等效成三相設(shè)備容量，再加上原有的三相負(fù)荷，從而得到總的三相電路的計(jì)算負(fù)荷。 本節(jié)將介紹如何將單相有功負(fù)荷等效成三相負(fù)荷，單相無(wú)功負(fù)荷的等效方法與之相同。第41頁(yè)/共71頁(yè)第四節(jié) 單相負(fù)荷的計(jì)算一單相用電設(shè)備接于相電壓其中：為等效三相設(shè)備負(fù)荷； 為最大負(fù)荷相的單相設(shè)備功率之和； emePP3ePemPecebeaemPPPP,max第42頁(yè)/共71頁(yè)第四節(jié) 單相負(fù)荷的計(jì)算二、單相設(shè)備接于線電壓1、接于同一線電壓時(shí)其中： 為單相設(shè)備的最大容量；

22、 2、接于不同線電壓時(shí) 設(shè)接于三個(gè)線電壓的設(shè)備容量分別為P1、P2、P3，且cos1cos2cos3，當(dāng)P1P2P3時(shí)，則等效三相設(shè)備容量為：emeP3P emP第43頁(yè)/共71頁(yè)第四節(jié) 單相負(fù)荷的計(jì)算三一般情況 特點(diǎn)：系統(tǒng)中接于相電壓、線電壓的單相負(fù)荷均有； 計(jì)算分兩步進(jìn)行：1、將接于線電壓的單相負(fù)荷換算為接于相電壓的單相負(fù)荷； 設(shè)： 為換算后接相電壓的負(fù)荷 ； 為接線電壓的單相用電功率； 引入有功功率轉(zhuǎn)換系數(shù)： 無(wú)功功率轉(zhuǎn)換系數(shù)：ecebeaecebeaQQQPPP,ecaebceabPPP,cacbbacapcapbcpbcpabpabp)(,)(,)(,)(,)(,)(cacbbaca

23、qcaqbcqbcqabqabq)(,)(,)(,)(,)(,)(第44頁(yè)/共71頁(yè)第四節(jié) 單相負(fù)荷的計(jì)算 轉(zhuǎn)換公式： 注意：1、查表可見(jiàn)：無(wú)功換算系數(shù)也是如此；2、功率轉(zhuǎn)換系數(shù)與功率因數(shù)有關(guān)；3功率轉(zhuǎn)換都是通過(guò)有功功率轉(zhuǎn)換而來(lái)的； cecacebceccecacebcecbebcbabebbebcbeabebaecaaeabeaaecaaeabeacaqPbcqPQcapPbcpPPbcqPabqPQbcpPabpPPcaqPabqPQcapPabpPP)()()()()()()()()()()()(cacbbacapcapbcpbcpabpabp)()(,)()(,)()(第45頁(yè)/共71

24、頁(yè)第四節(jié) 單相負(fù)荷的計(jì)算2、將各相負(fù)荷相加，選出最大負(fù)荷，取其3倍作為等效三相負(fù)荷。即： 無(wú)功等效負(fù)荷計(jì)算方法同上； max3 PPe第46頁(yè)/共71頁(yè)第五節(jié) 尖峰電流計(jì)算 尖峰電流: 單臺(tái)或者多臺(tái)設(shè)備持續(xù)12 S的短時(shí)最大負(fù)荷電流；表示為： ； 尖峰電流主要是由于大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、電壓波動(dòng)等原因造成的。 與計(jì)算電流的區(qū)別 計(jì)算電流半小時(shí)平均電流的最大值；來(lái)源于計(jì)算負(fù)荷； 尖峰電流持續(xù)12 S的短時(shí)最大負(fù)荷電流，尖峰電流比計(jì)算電流大得多。 尖峰電流的計(jì)算目的 選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護(hù)裝置（整定繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間）、計(jì)算電壓波動(dòng)及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。pkI第47頁(yè)/共71頁(yè)

25、第五節(jié) 尖峰電流計(jì)算一、單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算實(shí)際上求給單臺(tái)用電設(shè)備供電的支線尖峰電流； 即：尖峰電流=設(shè)備的起動(dòng)電流；其中： 為用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)；對(duì)于鼠籠型電動(dòng)機(jī)一般為：57；對(duì)于繞線型電動(dòng)機(jī)一般為：23；對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)一般為：1.7；對(duì)于電焊變壓器一般為：3；nststpkIKIIstK第48頁(yè)/共71頁(yè)第五節(jié) 尖峰電流計(jì)算二、多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算 實(shí)質(zhì)求多臺(tái)用電設(shè)備供電的干線尖峰電流； 1一般情況：（設(shè)備不是同時(shí)起動(dòng)）其中： 設(shè)備中最大的起動(dòng)電流； 除具有最大起動(dòng)電流的設(shè)備之外的其余 （n-1）臺(tái)電機(jī)設(shè)備的計(jì)算電流； 為n-1臺(tái)的同時(shí)系數(shù)； 11maxmax)()(nii

26、SnstCstpkIKIKIIImax)(stICIK第49頁(yè)/共71頁(yè)第五節(jié) 尖峰電流計(jì)算2n臺(tái)設(shè)備同時(shí)起動(dòng)實(shí)質(zhì)：求解給n臺(tái)同時(shí)起動(dòng)設(shè)備供電配電線路的尖峰電 流；其中： 所有參與同時(shí)起動(dòng)設(shè)備的起動(dòng)電流之和；nniinistniistpkIKII1istI.第50頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算 電流流過(guò)電力線路和變壓器時(shí)，勢(shì)必會(huì)功率和電能損耗。在進(jìn)行用戶或者全廠負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)該計(jì)入這部分損耗。 本節(jié)介紹線路以及變壓器的功率損耗。第51頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算一、供電線路的功率損耗參數(shù)意義： 有功功率損耗；電流流過(guò)線路電阻引起的損耗； 無(wú)功功率損耗；電流流過(guò)電路電

27、抗引起的損耗；對(duì)于三相供配電線路：上式變換為：PQ)(103)(1033232kVarXIQkWRIPcc)(10)(10)(10)3(3)(10)(10)(10)3(33222323232223232kVarXUQPXUSXUSQkWRUQPRUSRUSPnccncncnccncnc第52頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算 注意：（1）單位： （2）利用計(jì)算電流求解，即得到的功率損耗是最大損耗功率。kVUkVAkVarkWSQPnccc,第53頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算二、變壓器的功率損耗 變壓器兩個(gè)試驗(yàn)： 變壓器一、二次繞組中存在電阻和電抗，變壓器的功率損耗包含

28、有功功率損耗和無(wú)功功率損耗。TTQP ,第54頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算變壓器有功功率損耗： 故變壓器的有功損耗為 ：TP20200)()(bnjsdnbnjsdndTIIPPSSPPPPP第55頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算變壓器無(wú)功功率損耗： 故變壓器無(wú)功功率損耗為：TQ)()(2c00kVarSSQQQQQbndndT第56頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算三、供配電系統(tǒng)的年電能損耗（有功損耗） 由于實(shí)際中負(fù)荷隨時(shí)間不斷變化，變壓器以及線路中電能損耗難以精確計(jì)算，通常采用最大負(fù)荷損耗時(shí)間進(jìn)行描述； 的物理意義：當(dāng)線路或者變壓器中以最大計(jì)算電流流過(guò)

29、 小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗與全年流過(guò)的實(shí)際電流所產(chǎn)生的損耗相等。 與 之間與 有關(guān)，注意定義中采用的是計(jì)算電流而不是計(jì)算負(fù)荷，主要是考慮到無(wú)功負(fù)荷的影響。maxTcos第57頁(yè)/共71頁(yè)第六節(jié) 功率損耗與電能損耗的計(jì)算1、線路 注意：上式中采用計(jì)算電流進(jìn)行求解，所以時(shí)間采用最大損耗時(shí)間。2變壓器 lclPRIW2320)(bncTnTSSPtPW注：此項(xiàng)已換算成計(jì)算負(fù)荷第58頁(yè)/共71頁(yè)第七節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算 確定用戶的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 根據(jù)用戶的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備開(kāi)始，朝電源方向逐級(jí)進(jìn)行計(jì)算，最后求出用戶總的計(jì)算負(fù)荷的方法逐級(jí)計(jì)算法。 本

30、節(jié)系統(tǒng)介紹逐級(jí)計(jì)算法確定用戶計(jì)算負(fù)荷的步驟。第59頁(yè)/共71頁(yè)第七節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算0單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷目的：用于選擇其開(kāi)關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線截面積。12345678全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖edcPKP 第60頁(yè)/共71頁(yè)第七節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算1單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷12345678全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖icicQP11,（1）設(shè)備分組；（2）設(shè)備容量計(jì)算;（3）需要系數(shù)或二項(xiàng)式法計(jì)算用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷；目的：用于選擇車間配電干線以及干線上的電氣設(shè)備；第61頁(yè)/共71頁(yè)第七節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算車間變電所二次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： 多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷目的：選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇。icciccQKQPKP122122)var()(hktQtQWhkWtPtPWcaQcap12345678全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖第62頁(yè)/共71頁(yè)第七節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算3.車間變壓器一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： ；車間變壓器的損耗；目的：選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備（開(kāi)關(guān)、熔斷器等）。12345678全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖33,ccQP第63頁(yè)/共71頁(yè)第七節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算4配電所進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷： 配電所高壓用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷。目的：通過(guò)計(jì)算多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，選擇配電所進(jìn)線和相應(yīng)的電氣設(shè)備。1