遼寧工程技術(shù)大學(xué)工廠供電電力負荷計算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1遼寧工程技術(shù)大學(xué)工廠供電電力負荷計遼寧工程技術(shù)大學(xué)工廠供電電力負荷計算算第1頁/共81頁2.1 負荷計算的內(nèi)容和目的負荷計算的內(nèi)容和目的第2頁/共81頁電能損耗和選擇無功功率補電能損耗和選擇無功功率補償裝置。償裝置。第3頁/共81頁第4頁/共81頁第5頁/共81頁各種機械的各種機械的拖動電機拖動電機： 空壓機、通風(fēng)機、水泵、破碎機、球磨機、攪拌機、制氧機、潤滑油泵以及提升機、吊車、起重機等空壓機、通風(fēng)機、水泵、破碎機、球磨機、攪拌機、制氧機、潤滑油泵以及提升機、吊車、起重機等工業(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

2、電焊設(shè)備：交流電焊機、直流電焊機等：交流電焊機、直流電焊機等工業(yè)照明工業(yè)照明第6頁/共81頁用電設(shè)備的分類用電設(shè)備的分類第7頁/共81頁在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電功率稱之為在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電功率稱之為電力負荷電力負荷，簡稱，簡稱負荷負荷或或功率功率。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)第8頁/共81頁第9頁/共81頁事實上正是這樣事實上正是這樣能否按發(fā)熱條件選擇一個能否按發(fā)熱條件選擇一個“假想負荷假想負荷”?第10頁/共81頁二、計算負荷二、

3、計算負荷第11頁/共81頁（2）為什么?。槭裁慈　?0分鐘分鐘”？ 幾點說明：幾點說明：（1）是一個）是一個“假想負荷假想負荷” 怎樣求取計算負荷？怎樣求取計算負荷？第12頁/共81頁負荷曲線負荷曲線是電力負荷隨時間變化的圖形，反是電力負荷隨時間變化的圖形，反映了用戶用電的特點和規(guī)律。映了用戶用電的特點和規(guī)律。 （一）日負荷曲線（一）日負荷曲線 負荷在一晝夜間（負荷在一晝夜間（024h）變化情況。）變化情況。 第13頁/共81頁（a）夏季日負荷曲線）夏季日負荷曲線 （b）冬季日負荷曲線）冬季日負荷曲線 （c）年負荷持續(xù)時間曲線）年負荷持續(xù)時間曲線T1=200t1+165t2（二）年負荷曲線（

4、二）年負荷曲線 年運行負荷曲線年運行負荷曲線 年持續(xù)負荷曲線年持續(xù)負荷曲線年負荷持續(xù)時間曲線的繪制年負荷持續(xù)時間曲線的繪制第14頁/共81頁從負荷曲線中到底能看出什么？從負荷曲線中到底能看出什么？第15頁/共81頁1、年最大負荷和年最大負荷利用小時、年最大負荷和年最大負荷利用小時（1）年最大負荷）年最大負荷Pmax（2）年最大負荷利用小時）年最大負荷利用小時TmaxmaxmaxaWTP第16頁/共81頁工廠類別工廠類別年最大負荷利用小時數(shù)（年最大負荷利用小時數(shù)（h）有功負荷有功負荷無功負荷無功負荷重型機械制造廠重型機械制造廠37704840機床廠機床廠43454750工具廠工具廠4140496

5、0滾珠軸承廠滾珠軸承廠53006130起動運輸設(shè)備廠起動運輸設(shè)備廠33003880汽車拖拉機廠汽車拖拉機廠49605240農(nóng)業(yè)機械制造廠農(nóng)業(yè)機械制造廠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43555880第17頁/共81頁2、平均負荷、平均負荷Pav平均負荷就是指電力負平均負荷就是指電力負荷在一定時間內(nèi)消耗的荷在一定時間內(nèi)消耗的功率的平均值。功率的平均值。 年平均負荷年平均負荷Pav,如圖所如圖所示，陰影部分表示全年示，陰影部分表示全年實際消耗的電能實際消耗

6、的電能Wa，則，則： aavWPt8760aavWP 第18頁/共81頁3、負荷系數(shù)、負荷系數(shù) KL 負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷的比值。負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷的比值。有功負荷系數(shù)有功負荷系數(shù)KaL和無功負荷系數(shù)和無功負荷系數(shù)KrL，即即有時也用有時也用表示有功負荷系數(shù)，用表示有功負荷系數(shù)，用表示無功負荷表示無功負荷系數(shù)。一般工廠系數(shù)。一般工廠=0.70.75，=0.760.82 注意：對單個用電設(shè)備或用電設(shè)備組，有：注意：對單個用電設(shè)備或用電設(shè)備組，有： NLPPKmaxavaLPKPmaxavrLQKQ第19頁/共81頁 估算法估算法實為指標(biāo)法，在做設(shè)計任務(wù)書或初步設(shè)計階段，尤其

7、當(dāng)需要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。實為指標(biāo)法，在做設(shè)計任務(wù)書或初步設(shè)計階段，尤其當(dāng)需要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。第20頁/共81頁 負荷計算的步驟應(yīng)從負載端開始，逐級上推負荷計算的步驟應(yīng)從負載端開始，逐級上推到電源進線端為止到電源進線端為止 。第21頁/共81頁一、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)備第22頁/共81頁100%100%cosNsNNNNPPSNPNSNcosN2）電焊機和電焊裝置組）電焊機和電

8、焊裝置組 要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時的功率，時的功率，即：即：式中，式中， 為電焊機額定有功功率；為電焊機額定有功功率； 為額定視在功為額定視在功率；率； 為額定負荷持續(xù)率；為額定負荷持續(xù)率； 為額定功率因數(shù)為額定功率因數(shù)。 25%25%2NsNNNPPP第23頁/共81頁第24頁/共81頁第25頁/共81頁cossNNPS（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

9、： 第26頁/共81頁/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。 熒光熒光燈燈高壓水銀燈、金屬鹵化物燈高壓水銀燈、金屬鹵化物燈第27頁/共81頁jsxsPKP二、按需用系數(shù)法確定計算負荷二、按需用系數(shù)法確定計算負荷 KLKNWLLxNWLKKK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

10、之間有一個平均效率之間有一個平均效率 ；用；用電設(shè)備不一定滿負荷運行，因此引入電設(shè)備不一定滿負荷運行，因此引入負荷系數(shù)負荷系數(shù) ；用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入線路平線路平均效率均效率 ；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時運；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時運行，故引入行，故引入同時系數(shù)同時系數(shù) 。需用系數(shù)需用系數(shù)第28頁/共81頁第29頁/共81頁第30頁/共81頁同時系數(shù)同時系數(shù)11()mmjspjsipxiciiiPKPKK PPK11(tan)mmjsqjsiqxiciiiiQKQKK P22jsjsjsSPQ3jsjsNSIU無功計算負

11、荷無功計算負荷 視在計算負荷視在計算負荷 tanjsjsQP22cosjsjsjsjsPSPQ第31頁/共81頁第32頁/共81頁第33頁/共81頁第34頁/共81頁AUSIkVAQPSkQKQkWPKPNccccciciqcicipc94.3138. 0302.21302.219 .165 .12var9 .16)044. 13 .17(9 . 05 .12)292. 110(9 . 022223131第35頁/共81頁三、三、 按按二項式法二項式法確定計算負荷確定計算負荷（1）基本負荷值：用電設(shè)備組的平均最大負荷值）基本負荷值：用電設(shè)備組的平均最大負荷值（2）附加功率值：考慮數(shù)臺大容量用電

12、設(shè)備對總）附加功率值：考慮數(shù)臺大容量用電設(shè)備對總計算負荷的影響計算負荷的影響二項式法二項式法第36頁/共81頁jssxPb Pc P tanjsjsQP22jsjsjsSPQ3jsjsNSIU第37頁/共81頁第38頁/共81頁max1()()mjssixiPb Pc Pmaxmax1(tan )()tanmjssixiQb Pc P1()msiib P各設(shè)備組有功平均負荷的總和 1(tan )msiib P各設(shè)備組無功平均負荷的總和max)(xPc各設(shè)備組有功附加負荷的最大值maxtan 對應(yīng)的設(shè)備組功率因數(shù)角正切值。max)(xPc2、多個用電設(shè)備組的計算負荷、多個用電設(shè)備組的計算負荷第3

13、9頁/共81頁第40頁/共81頁解解 ：求出各組的平均功率：求出各組的平均功率bPe和附加負荷和附加負荷cPx 111110.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73bcx1()0.14 507cbPKW1()0.4 (7.5 24 22.2)10.08xcPKW (1)金屬切削機床電動機組金屬切削機床電動機組 (2)通風(fēng)機組通風(fēng)機組 222220.65,0.25,5,cos0.8,tan0.75bcx2()0.65 (1.2 2)1.56cbPKW2()0.25 (1.2 1)0.3xcPKW第41頁/共81頁(3)電阻爐電阻爐 3()2cbPKW3()0 xcPKW1()()(7 1

14、.562) 10.0820.64jsixcPbPcPKW11(tan )() tan(7 1.73 1.56 0.750) 10.08 1.7330.72jsjsixQbPcPKVar222220.6430.7237.01jsjsjsSPQKVA37.0156.23330.38jsjsnSIAU總計算負荷總計算負荷 第42頁/共81頁 有功計算負荷為：有功計算負荷為： WmmaxcWPT年最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷利用小時數(shù)第43頁/共81頁產(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（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

15、拖拉機臺臺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電動機電動機kW14量具、刃具量具、刃具t63008500工作母機工作母機t1000重型機床重型機床t1600第44頁/共81頁車間類別車間類別負荷估算法負荷估算法（kWkWm m2 2）鑄鋼車間（不包括鑄鋼車間（不包括電弧爐）電弧爐）0.0550.0550.060.06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0.150

16、.150.20.2壓縮空氣站壓縮空氣站0.22、單位面積負荷密度法、單位面積負荷密度法第45頁/共81頁（一）單相設(shè)備接于（一）單相設(shè)備接于相電壓相電壓時的負荷計算時的負荷計算 max3NNPP第46頁/共81頁1.5()0.1530.15abbcbcabNabbcabPPPPPPPPNNPP3（2）在各線負荷中選擇較大的兩項）在各線負荷中選擇較大的兩項第47頁/共81頁（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的負荷計算時的負荷計算 （1）將接于線電壓單相負荷換算為接于相電壓）將接于線電壓單相負荷換算為接于相電壓上的單相負荷上的單相負

17、荷BCCBCCAACACBCCBCCAACACABBABBCABCBABBABBCABCBCAACAABAABACAACAABAABAPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPAB PBA PCA接于接于AB，BA，CA相間有功負荷相間有功負荷PA，PB，PC換算為換算為A，B，C相間的有功負荷相間的有功負荷QA，QB，QC換算為換算為A，B，C相間的無功負荷相間的無功負荷第48頁/共81頁max30303PPmax30303QQ（2）再將各相負荷相加，選出最大相負荷，取三倍即）再將各相負荷相加，選出最大相負荷，取三倍即為等效三相負荷為等效三相負荷 功率換算系數(shù)功率換算系數(shù)

18、 負負 荷荷 功功 率率 因因 數(shù)數(shù)0.350.30.650.61.01.0p pAB-AAB-A、p pBC-BBC-B、p pCA-CCA-C1.271.21.00.890.890.840.820.720.640.640.50.5p pAB-BAB-B、p pBC-CBC-C、p pCA-ACA-A-0.27-0.27-0.17-0.170 00.280.280.360.360.50.5q qAB-AAB-A、q qBC-BBC

19、-B、q qCA-CCA-C1.051.050.860.860.580.580.380.320.220.090.09-0.05-0.05-0.29-0.29q qAB-BAB-B、q qBC-CBC-C、q qCA-ACA-A1.631.631.441.460.960.880.870.670.530.530.290.29第49頁/共81頁 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單相電熱干燥箱單相電熱干燥箱6臺、單相電加熱器臺、單相電加熱器2臺和臺和380V單相對焊機單相對焊機6臺。電熱干燥箱臺。電

20、熱干燥箱20kW2臺接于臺接于A相相，30kW1臺接于臺接于B相，相，10kW3臺接于臺接于C相；電加相；電加熱器熱器20kW2臺分別接于臺分別接于B相和相和C相；對焊機相；對焊機14kW（=100%）3臺接于臺接于AB相，相，20kW（=100%）2臺接于臺接于BC相，相，46kW（=60%）1臺接于臺接于CA相相。試求該線路的計算負荷。試求該線路的計算負荷。第50頁/共81頁解解: 1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計算負荷電熱干燥箱及電加熱器的各相計算負荷 查表得查表得 Kx=0.7，cos=1，tg=0，因此只要，因此只要計算有功計算負荷計算有功計算負荷 A相相 PcA1=KxPeA=0.

21、7202=28kW B相相 PcB1=KxPeB=0.7(301+201)=35kW C相相 PcC1=KxPeC=0.7(103+201)=35kW2.對焊機的各相計算負荷對焊機的各相計算負荷 查表得查表得 Kx=0.35，cos=0.7，tan=1.02 查表得查表得 cos=0.7時時 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第51頁/共81頁先將接于先將接于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

22、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+qCA-APCA =0.22143+0.835.63=37.74kvar第52頁/共81頁B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 =0.2235.6

23、3+-0.8202=39.84kvar第53頁/共81頁（2）各相的計算負荷為）各相的計算負荷為 A相相 PcA2=KxPeA=0.3540.73=14.26kW QcA2=KxQeA=0.3537.74=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=13.94kvar第54頁/共81頁3.3.各相總的計算負荷（設(shè)同時系數(shù)為各相總的計算負荷（設(shè)同時系數(shù)為0.95）A相相 PcA=K（PcA1+Pc

24、A2） =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）=46.68kW QcB= K（QcB1+QcB2） =0.95（0+14.84）=14.10kvar第55頁/共81頁C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.總的等效三相計算負荷總的等效三相計算負荷 因為因為B B相的有功計算負荷最大，故相

25、的有功計算負荷最大，故Pcm= = PcB=46.68kWQcm= =QcB=14.10kvar Pc=3Pcm=3=346.68=140.04kW Qc=3Qcm=3=314.10=42.3kvar第56頁/共81頁計算尖峰電流的目的：計算尖峰電流的目的： 選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護裝置、計算電壓波動及檢驗電動機自起動條件等。選擇熔斷器、整定低壓斷路器和繼電保護裝置、計算電壓波動及檢驗電動機自起動條件等。 第57頁/共81頁第58頁/共81頁式中，式中，Ijf為用電設(shè)備組中起動電流與額定電流為用電設(shè)備組中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設(shè)備的起動電流；之差為最大的那臺設(shè)備的起動電

26、流； K為為n1臺設(shè)備的同時系數(shù)，其值按臺數(shù)多少選取，一臺設(shè)備的同時系數(shù)，其值按臺數(shù)多少選取，一般為般為0.71；Ijs為設(shè)備投入運行時線路的計算電為設(shè)備投入運行時線路的計算電流。流。 11njfjsijfiIKII第59頁/共81頁式中，式中，n為參與啟動的用電設(shè)備的臺數(shù)；為參與啟動的用電設(shè)備的臺數(shù)； Ki、 Ijsi為第為第i臺設(shè)備的啟動電流倍數(shù)和額定電流。臺設(shè)備的啟動電流倍數(shù)和額定電流。 1njfijsiiIK I第60頁/共81頁例例2-5 有一有一380V配電干線，給三臺電動機供電，配電干線，給三臺電動機供電，已知已知IN1 =5A，IN2 =4A，IN3 =10A， Ist1 =3

27、5A，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，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 第61頁/共81頁23310WLjsWLPIR 3310WLjsWLQIX 線路的計算電流線路每相的電阻線路每相的電抗式中，式中，0WLRr l0WXRx

28、l第62頁/共81頁第63頁/共81頁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） 第64頁/共81頁22jsjsTFeCuoKNNSSPPPPPSS 22%100100jsoKToKNNSIuQQQSS 空載有功損耗空載有功損耗負載有功損耗負載有功損耗空載電流百分數(shù)空載電流百分數(shù)短路電壓百分數(shù)短路電壓百分數(shù)負載率負載率第65頁/共81頁二、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（主要是線路產(chǎn)，還有一部分在供

29、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算及變壓器）中損耗掉。掌握這部分損耗的計算，并設(shè)法降低它們，便可節(jié)約電能，提高電能，并設(shè)法降低它們，便可節(jié)約電能，提高電能的利用率。的利用率。第66頁/共81頁WLWLPdtPW87600PWL即按計算負荷求得的線路最大功率損耗；即按計算負荷求得的線路最大功率損耗； 線路的最大負荷損耗小時線路的最大負荷損耗小時,它是一個假想的時間它是一個假想的時間第67頁/共81頁最大負荷損耗時間最大負荷損耗時間第68頁/共81頁876087601oFeTPPW222KCuTPPW2218760KoTTTPPWWW第69頁/共81頁3、企業(yè)年電能需要

30、量、企業(yè)年電能需要量 8760maxmax0QWQ dtQT8760maxmax0PaWp dtPTmaxmax,PQmaxmax,aTT有功、無功年最大負荷有功、無功年最大負荷有功、無功年最大負荷利用小時有功、無功年最大負荷利用小時 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)計的重要指標(biāo)之一。它是企業(yè)供電設(shè)計的重要指標(biāo)之一。22pQWWW第70頁/共81頁一、負荷計算的前提一、負荷計算的前提 負荷資料負荷資料二、負荷二、負荷計算原則計算原則 確定工業(yè)企業(yè)計算負荷常用的方法有：逐確定工業(yè)企業(yè)計算負荷常用的方法有：逐級計算法、需用系數(shù)法和估算法等幾種。級計算法、需用系數(shù)法和估算法等幾種。三、三、負荷計算的步驟負荷計算的步驟 從用電設(shè)備向電源方向逐級計算負荷。從用電設(shè)備向電源方向逐級計算負荷。 按部就班，步步落實按部就班，步步落實第71頁/共81頁第72頁/共81頁（1）供給單臺用電設(shè)備的支線的計算負荷確定（如圖中）供給單臺用電設(shè)備