供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算實(shí)用教案

1、一、負(fù)荷(fh)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(dinl)負(fù)荷的類型第1頁/共104頁第一頁，共105頁。“電力負(fù)荷”在不同的場(chǎng)合可以(ky)有不同的含義，它可以(ky)指用電設(shè)備或用電單位，也可以(ky)指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。 第2頁/共104頁第二頁，共105頁。n供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇（導(dǎo)線、開關(guān)(kigun)、變壓器等）n繼電保護(hù)整定n選擇儀表量程n安排供電方案及系統(tǒng)運(yùn)行方式2. 為什么要進(jìn)行負(fù)荷(fh)計(jì)算？所以本章內(nèi)容(nirng)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

2、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/共104頁第三頁，共105頁。3. 負(fù)荷計(jì)算(j sun)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(bozhng)使其在通過正常工作電流時(shí)不至于過熱而損壞。（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(snsh)，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)算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無功補(bǔ)償容量等。（節(jié)能措施）第4頁/共104頁第四頁，共105

3、頁。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(fn li)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(fh)的類型第5頁/共104頁第五頁，共105頁。生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備(shbi)；電焊、電鍍?cè)O(shè)備(shbi)；電熱設(shè)備(shbi)；照明設(shè)備(shbi)。 1、工廠常用用電設(shè)備(shbi)類型二、工廠用電設(shè)備(shbi)的工作制第6頁/共104頁第六頁，共105頁。p 生產(chǎn)機(jī)械(jxi)的拖動(dòng)設(shè)備 機(jī)床設(shè)備起重運(yùn)輸設(shè)備功能金屬切削金屬壓力加工功能起吊搬運(yùn)

4、物料運(yùn)輸客貨車床銑床刨床鉆床磨床組合機(jī)床鏜床沖床鋸床剪床砂輪機(jī)吊車行車輸送機(jī)電梯自動(dòng)扶梯生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備第7頁/共104頁第七頁，共105頁。p 電焊和電鍍(dind)設(shè)備 電焊(dinhn)設(shè)備n電焊機(jī)的工作特點(diǎn)是：n（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。n（2）功率較大(jio d)。n（3）功率因數(shù)很低。n（4）一般電焊機(jī)的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動(dòng)。第8頁/共104頁第八頁，共105頁。電鍍(dind)設(shè)備第9頁/共104頁第九頁，共105頁。p 電熱(dinr)設(shè)備 n電熱設(shè)備的工作特點(diǎn)是：n（1）工作方式為長(zhǎng)期連續(xù)工作方式。n（2）電力裝置一般屬二級(jí)或三級(jí)負(fù)荷(fh

5、)。n（3）功率因數(shù)都較高，小型的電熱設(shè)備可達(dá)到1。電阻加熱爐電弧爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等第10頁/共104頁第十頁，共105頁。p 照明設(shè)備 n常用照明設(shè)備n白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈(n dn)、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。 n照明設(shè)備的工作特點(diǎn)：n（1）工作方式屬長(zhǎng)期連續(xù)工作方式。n（2）除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的燈具(dngj)功率因數(shù)均較低。n（3）照明負(fù)荷為單相負(fù)荷，單個(gè)照明設(shè)備容量較小。第11頁/共104頁第十一頁，共105頁。2、工廠用電設(shè)

6、備(shbi)的工作制 長(zhǎng)期連續(xù)(linx)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備(shbi)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)、電梯等第12頁/共104頁第十二頁，共105頁。%100%1000tttTt（21）通常用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來表示負(fù)荷(fh)持續(xù)率（或稱暫載率）

7、工作時(shí)間停歇時(shí)間第13頁/共104頁第十三頁，共105頁。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(zhunhun)到一個(gè)統(tǒng)一的 下。2121PP率的換算公式為不同負(fù)荷持續(xù)率下，功例如某設(shè)備在時(shí)1的設(shè)備容量(rngling)為P1,那么該設(shè)備在2時(shí)的設(shè)備容量(rngling)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)熱條件來進(jìn)行換算。 第14頁/共104頁第十四頁，共105頁。三、負(fù)荷三、負(fù)荷(fh)(fh)曲線繪制及有關(guān)物理量曲線繪制及有關(guān)物理量1、什么是負(fù)荷曲線？ 電力負(fù)荷隨時(shí)間(shjin)變化的曲線，反映了用戶用電的特點(diǎn)

8、和規(guī)律。描述負(fù)荷變化趨勢(shì)的數(shù)學(xué)手段，可用來預(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)劃第15頁/共104頁第十五頁，共105頁。（1）按負(fù)荷性質(zhì)分有功負(fù)荷曲線無功負(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(duxing)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(qxin)分類第16頁/共104頁第十六頁，共105頁。4、日負(fù)荷曲線(qxin)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)(mu )監(jiān)測(cè)點(diǎn)為參

9、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) 通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來， 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(fh)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。第17頁/共104頁第十七頁，共105頁。l日負(fù)荷曲線(qxin)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(biosh)負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示(biosh)負(fù)荷大?。üβ蔾W、kvar）。日有功(yu n)負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線梯形負(fù)荷曲線第1

10、8頁/共104頁第十八頁，共105頁。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(b fn)日月先后，僅按全年的負(fù)荷變化，按不同負(fù)荷值在年內(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(dibio)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(fh)曲線）第19頁/共104頁第十九頁，共105頁。年負(fù)荷(fh)曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線(qxin)，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8760

11、h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(shupng)，是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來繪制的。這種曲線的負(fù)荷從大到小依次排列 專用來確定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式用的 第20頁/共104頁第二十頁，共105頁。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，以功率遞減(djin)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）第21頁/共104頁第二十一頁，共105頁。年最大負(fù)荷(fh)Pmax也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷(fh)P30 年負(fù)荷(f

12、h)持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷(fh)， 它是全年中負(fù)荷(fh)最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷(fh)P30。(不是偶然出現(xiàn)，一年至少2-3次）年最大負(fù)荷(fh)利用小時(shí)Tmax（假想時(shí)間）(用電負(fù)荷(fh)均衡性標(biāo)志，越大越好)假設(shè)負(fù)荷(fh)按最大負(fù)荷(fh)Pmax持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷(fh)所耗用的電能與電力負(fù)荷(fh)全年實(shí)際耗用的電能相同。6、與負(fù)荷(fh)曲線及其計(jì)算的物理量一班(y bn)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Tmax約為12002800h。maxmax

13、PWTa它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān) 第22頁/共104頁第二十二頁，共105頁。第23頁/共104頁第二十三頁，共105頁。n平均(pngjn)負(fù)荷Pav和年平均(pngjn)負(fù)荷 平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間(shjin)t內(nèi)平均消耗的功率tWPtav 年平均負(fù)荷就是全年(qun nin)工廠負(fù)荷消耗的總功率除全年(qun nin)總小時(shí)數(shù)。 8760aavWPWa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 第24頁/共104頁第二十四頁，共105頁。 負(fù)荷(fh)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(bzh)，有有功負(fù)荷系數(shù)KaL和無功負(fù)荷系數(shù)KrL，即 有時(shí)也用表示(biosh

14、)有功負(fù)荷系數(shù)，用表示(biosh)無功負(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)越小。第25頁/共104頁第二十五頁，共105頁。第二節(jié) 三相(sn xin)用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 計(jì)算負(fù)荷(calculated load)，是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(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)(chx)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

15、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。第26頁/共104頁第二十六頁，共105頁。負(fù)荷計(jì)算:是指對(duì)某一線路中的實(shí)際(shj)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)荷的過程。P30 - 負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷 (單位(dnwi)kW) Q30 - 負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷 (單位(dnwi)kvar) S30 - 負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷 (單位(dnwi)kVA) I30 - 負(fù)荷的計(jì)算電流 (單位(dnwi)A) 第27頁/共104頁第二十七頁，共105頁。n負(fù)荷(fh)計(jì)算統(tǒng)計(jì)方法一、估算法確定計(jì)算(j s

16、un)負(fù)荷 1. 單位(dnwi)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： max30TWPa第28頁/共104頁第二十八頁，共105頁。需要(xyo)系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況(qngkung)來確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。二、按需要系數(shù)(xsh)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（m2）和負(fù)荷密度

17、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。 第29頁/共104頁第二十九頁，共105頁。(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(gngl)（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(gngl)損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為30LeeWLK KPP 第3

18、0頁/共104頁第三十頁，共105頁。需要需要(xyo)系數(shù)法系數(shù)法需要需要(xyo)系數(shù)系數(shù)1eWLKK需要(xyo)系數(shù)同時(shí)系數(shù)K：并非供電范圍內(nèi)的所有(suyu)用電設(shè)備都會(huì)同時(shí)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Kd的表達(dá)式來求得需要系數(shù)，一般都是通過查表求得其經(jīng)驗(yàn)值線路的平均效率W1 ：考慮直接向電氣設(shè)備配電的配電線路上的功率損耗后，電氣設(shè)備輸入功率與系統(tǒng)向設(shè)備提供的功率不一定相同dK第31頁/共104頁第三十一頁，共105頁。 由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工

19、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(bnshn)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。 n 需要(xyo)系數(shù)Kd 第32頁/共104頁第三十二頁，共105頁。需要(xyo)系數(shù)法 p需要(xyo)系數(shù)法 edPKP30eiePP需要(xyo)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nieidPKP130第33頁/共104頁第三十三頁，共105頁。表1 各用電設(shè)備組的需要(xyo)系數(shù)Kd及功率因數(shù) 用電設(shè)備組名稱 需要系數(shù)Kd 二項(xiàng)式系數(shù) 最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù) 功率因數(shù)ab小

20、批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床 0.160.20.18.250.250.30.30.35 0.140.140.240.26 0.40.50.40.5 5555 0.50.50.60.65 1.731.731.331.17 通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī) 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車0.10.150.150.25 0.060.09 0.

21、20.3 33 0.50.5 1.731.73 costan第34頁/共104頁第三十四頁，共105頁。自動(dòng)裝料電阻爐非自動(dòng)裝料電阻爐小型電阻爐、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.70.70.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）電弧熔爐0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)對(duì)焊機(jī)0.350.35 0.60.71.331.02 自動(dòng)弧焊變壓器單頭手動(dòng)弧焊變壓器多頭手動(dòng)弧焊變壓器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 廠房、辦公

22、室、實(shí)驗(yàn)室照明變配電室、倉庫照明生活照明室外照明0.810.50.70.60.81 1.01.01.01.0 0000 第35頁/共104頁第三十五頁，共105頁。需要系數(shù)法求解用電設(shè)備組的計(jì)算(j sun)負(fù)荷n（1）對(duì)12臺(tái)用電設(shè)備宜取n (2) 用電設(shè)備組的計(jì)算(j sun)負(fù)荷 n有功計(jì)算(j sun)負(fù)荷： n n無功計(jì)算(j sun)負(fù)荷： n 1dKedPKP30tan3030PQn視在計(jì)算負(fù)荷(fh)： n n計(jì)算電流： n 23023030QPSNUSI33030ePP 30第36頁/共104頁第三十六頁，共105頁。例2 - 1 解此機(jī)床(jchung)組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?

23、例2-1已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床(jchung)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)(shngchn)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 kW83kW171.5kW10N.iP=120.5 kW3048.273.230.38kVAIAkV3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA300.2 120.524.1PkWkW第37頁/共104頁第三十七頁，共105頁。通過上例看出：（1

24、）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(rngling)的方法，為多組設(shè)備的計(jì)算提供基礎(chǔ)。第38頁/共104頁第三十八頁，共105頁。（二）設(shè)備容量(rngling)(rngling)的計(jì)算 1.長(zhǎng)期(chngq)工作制和短期工作制的用電設(shè)備 長(zhǎng)期(chngq)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。第39頁/共104頁第三十九頁，共105頁。對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一(tngy)換算到=

25、100%，換算公式為： NNNNNeSPPcos100（3-3） 電焊機(jī)設(shè)備(shbi)設(shè) 備 銘 牌 額 定 ( dng)容量設(shè)備銘牌功率因數(shù)第40頁/共104頁第四十頁，共105頁。對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一(tngy)換算到=25%，換算公式為： NNNNePPP225（32）起重(q zhn)電動(dòng)機(jī)(吊車電動(dòng)機(jī))換算( h u n sun)后設(shè)備容量（換算前）設(shè)備銘牌額定功率設(shè)備銘牌暫載率第41頁/共104頁第四十一頁，共105頁。2.需要系數(shù)值與用電設(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(cuw)。 例如機(jī)修車間的代表性金屬切削機(jī)床

26、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ぃ鴻C(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，卷揚(yáng)機(jī)等，實(shí)際上都屬于吊車類。注意(zh y)點(diǎn)：1.需要系數(shù)一般比較(bjio)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)。第42頁/共104頁第四十二頁，共105頁。 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(j r)一個(gè)同時(shí)系數(shù) 。 pKqK95. 085. 0pK0.900.97qK (三) 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷(fh)的確定對(duì)車間(chjin)干

27、線，取 ， 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)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 (2) 由車間干線的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 0.80 0.90pK0.85 0.95qK95. 090. 0pK97. 093. 0qK第43頁/共104頁第四十三頁，共105頁。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 K 確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷 冷加工車間冷加工車間 熱加工車間熱加工車間 動(dòng)力站動(dòng)力站 0.70.80.70.90.81.0 確定配電所母線的最大負(fù)荷確定配電所母線的最大負(fù)荷 負(fù)荷小于負(fù)荷小于5000kW 計(jì)算負(fù)荷小于計(jì)算負(fù)荷小于500010000kW 計(jì)算負(fù)荷大于計(jì)算負(fù)

28、荷大于10000kW 0.91.00.850.8 表2 需要系數(shù)(xsh)法的同時(shí)系數(shù)(xsh)K 值 第44頁/共104頁第四十四頁，共105頁?？偟挠泄τ?jì)算負(fù)荷(fh)： 總的無功計(jì)算負(fù)荷(fh)： ipPKP3030iqQKQ3030n總的視在計(jì)算負(fù)荷(fh)： n n總的計(jì)算電流： n 23023030QPSNUSI33030多組用電設(shè)備的計(jì)算(j sun)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來計(jì)算。第45頁/共104頁第四十五頁，共105頁。 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)

29、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。 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1，取 故 (2) 通風(fēng)機(jī)組 查附錄表1，取 故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110) 1 (30kkWQ0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8 varQkWk (3) 電阻爐 查附錄表1，取 0.7,cos1,tan0dK30(3)0.721.4PkWkW30(3)0Q故 因此總

30、的計(jì)算負(fù)荷為 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV第46頁/共104頁第四十六頁，共105頁。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(tái)數(shù)n設(shè)備名稱 序號(hào)kWPe/dKcostankWP /30var/30k

31、QkVAS /30AI/300.95,0.97pqKK表2-1 例2-2的電力負(fù)荷計(jì)算表（按需要系數(shù)法） 在實(shí)際工程設(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。 第47頁/共104頁第四十七頁，共105頁。n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(qzhng)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。 %65N5 .0cosN%25N第48頁/共104頁第四十八頁，共105頁。解：（1）金屬(jnsh)切削機(jī)床

32、組的計(jì)算負(fù)荷 查表1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：73. 1tan 5 . 0cos 2 . 0，dKkW4 .281422 . 0) 1 (30Pvark1 .494 .2873. 1) 1 (30QkVA8 .561 .494 .2822) 1 (30SA3 .8638. 038 .56) 1 (30I所以(suy)，有 Pe 10.5 kW47.5 kW85kW8142kWN.iP第49頁/共104頁第四十九頁，共105頁。（2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷查表1取需要(xyo)系數(shù)和功率因數(shù)為：68. 2tan 35. 0cos 35. 0，dKkW6 . 51 .1635. 0)2(30Pkvar0

33、 .1568. 26 . 5)2(30QkVA0 .160 .156 . 522)2(30SA3 .2438. 0316)2(30IkW1 .16cos222NNNNNSPPe第50頁/共104頁第五十頁，共105頁。（3）吊車組的計(jì)算(j sun)負(fù)荷查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為73. 1tan 5 . 0cos 15. 0，dK)kW(11)3(30一臺(tái)ePPvark03.1973. 111)3(30QkVA2203.191122)3(30SA47.3338. 0*322) 3(30I第51頁/共104頁第五十一頁，共105頁。（4）全車間的總計(jì)算(j sun)負(fù)荷 根據(jù)表2-8，取同時(shí)系數(shù)

34、 ，所以全車間的計(jì)算(j sun)負(fù)荷為： 8 . 0KkW36)116 . 54 .28(8 . 030eiPKPvark504.66)03.19151 .49(8 . 030eiqQKQkVA75504.66362230SA08.11438. 037530I第52頁/共104頁第五十二頁，共105頁。 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)(tngsh)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。 n例 2-4(練習(xí)(linx)第53頁/共104頁第

35、五十三頁，共105頁。 解 : (1) 冷加工機(jī)床( jchung)：查表1可得Kd1=0.2，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 第54頁/共104頁第五十四頁，共105頁。 (3)電阻爐：因只1臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于(dngy)設(shè)備容量 Pca3=Pe3=2kW Qca3=0 (4)車間計(jì)算負(fù)荷： Pca=Kp

36、(Pca1 +Pca2 +Pca3) =0.9(10+1.92+2) =12.53第55頁/共104頁第五十五頁，共105頁。例2-5 某380V線路上，接有水泵電動(dòng)機(jī)（15kW以下）30臺(tái)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(j sun)負(fù)荷。 解先求各組用電設(shè)備的計(jì)算(j sun)負(fù)荷Q 301 P301 tan 164kW0.75=123kvar 1水泵(shubng)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, t

37、an=0.75, 因此 P 302=0.845kW=36kW Q 302=36kW0.75=27kvarP30(1)= Kd1Pe10.8205kW=164kW第56頁/共104頁第五十六頁，共105頁。 3.電焊機(jī)組查表1得Kd=0.35，cos=0.35，tan=2.68。 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(j sun)負(fù)荷（取Kp0. 95， Kq0. 97 ）為 S30= =246.26kVAI30=246.26kVA/( 0.38kV

38、)=374.2A 22192.81153.203Q 303=2.96kW2.68=7.94kvar65%100% 在100%下的設(shè)備容量： Pe=10.5 =8.46kW。第57頁/共104頁第五十七頁，共105頁。式中bPe(二項(xiàng)式第一項(xiàng))表示設(shè)備組的平均功率，其中Pe 是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，其?jì)算方法如前需要系數(shù)法所述；cPx (二項(xiàng)式第二項(xiàng))表示設(shè)備組中x 臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中Px 是x 臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚籦、c 是二項(xiàng)式系數(shù)。 附錄表1中也列有部分用電設(shè)備組的二項(xiàng)式系數(shù)b、c 和最大容量的設(shè)備臺(tái)數(shù)x 值，供參考。 但必須注意：按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)

39、，如果設(shè)備總臺(tái)數(shù)n 少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)x 的2倍，即nS30(2)，因此在未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。 這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為(2) 無功補(bǔ)償容量 按規(guī)定變電所高壓側(cè)的 ，考慮到變壓器的無功功率損耗QT 遠(yuǎn)大于其有功損耗PT ，一般 ，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9，這里取 。 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.63提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 cos0.9(4 5)TTQP(2)cos0.92650 (tanarccos0.63tanarccos0.92) var525 varCQ

40、kk(2)cos650/10310.63530 varCQk取kVAkVAS103180065022230）（第97頁/共104頁第九十七頁，共105頁。 (3) 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率(gngl)因數(shù) 補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 因此補(bǔ)償后變壓器容量可改選為800kVA，比補(bǔ)償前容量減少450kVA。 變壓器的功率(gngl)損耗為 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 補(bǔ)償后工廠的功率(gngl)因數(shù)為 ，滿足要求。 由此例可以看出，采用無功補(bǔ)償來提高功率(gngl)因數(shù)能使工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。2230(2)650(800530)704SkVAkVA2230(1)657305724SkV

41、AkVA30(1)30(1)cos/657/7240.907PSkWkVASPT770401. 001. 0)2(30var3570405. 005. 0)2(30kkVASQTkWkWkWP6577650)1(30var305var35var)530800()1(30kkkQ第98頁/共104頁第九十八頁，共105頁。工廠的年耗電量可用工廠的年產(chǎn)量和單位產(chǎn)品耗電量進(jìn)行估算，如前面式（2-35）所示。工廠年耗電量較精確的計(jì)算，可利用工廠的有功和無功計(jì)算負(fù)荷P30與Q30，即 年有功電能消耗量 年無功電能消耗量式中為年平均有功負(fù)荷系數(shù)(xsh)，一般取0.70.75；為年平均無功負(fù)荷系數(shù)(xsh)，一般取0.760.82；T 為年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)，按每周五個(gè)工作日計(jì)，一班制可取2000h，兩班制可取4000h，三班制可取6000h 。 例2-7 假設(shè)例2-6所示工廠為兩班制生產(chǎn)，試計(jì)算其年電能消耗量。 解：按式（2-47