負(fù)荷計算_例題講解

1、3章 例題講解【案例一7】 某車間有下列用電負(fù)荷：1） 機(jī)床：80kW 2臺；60kW 4臺；30kW 15臺。2） 通風(fēng)機(jī)：80kW 4臺，其中備用1臺；60kW 4臺，其中備用1臺；30kW 12臺，其中備用2臺。3） 電焊機(jī)：三相380V，75kW 4臺，50kW 4臺30kW 10臺，負(fù)載持續(xù)率 100%。4） 起重機(jī)：160kW 2臺，100kW 2臺，80 kW 1臺，其負(fù)載持續(xù)率 25%。5） 照明：采用高壓鈉燈，功率220V，400W，數(shù)量 90個，鎮(zhèn)流器的功率消耗為燈管功率的8%。負(fù)荷計算系數(shù)表設(shè)備名稱需要系數(shù)Kxcbncostg機(jī)床0.150.40.1450.51.73通風(fēng)

2、機(jī)0.80.250.6550.80.75電焊機(jī)0.500.3500.61.33起重機(jī)0.150.20.0630.51.73照明（高壓鈉燈含鎮(zhèn)流器）0.90.451.98有功和無功功率同時系數(shù)Kp、Kq均為0.9上述負(fù)荷中通風(fēng)機(jī)為二類級負(fù)荷，其余為三類級負(fù)荷。請回答下列問題：1. 采用需要系數(shù)法確定本車間的照明計算負(fù)荷，并確定把照明負(fù)荷功率因數(shù)提高到0.9，計算需要無功功率的補(bǔ)償容量是多少？（A）58.16kvar （B）52.35 kvar （C）48.47 kvar （D）16.94 kvar答案【 B 】解答過程：依據(jù)配電手冊P2、P3、P21。氣體放電燈的設(shè)備功率應(yīng)計入鎮(zhèn)流器損耗，即 P

3、e = 0.4×90×1.08 = 38.88 kW；照明負(fù)荷計算功率 Pc = KxPe = 0.9×38.88 = 34.99 kW。功率因數(shù)提高到0.9所需的補(bǔ)償容量 QC = Pc（tg1- tg2）= 34.99（1.98-0.484）= 52.35 kvar。2. 采用二項(xiàng)式法計算本車間通風(fēng)機(jī)組的視在功率應(yīng)為（ ）。(A 697.5 kVA (B 716.2 kVA (C 720 kVA (D 853.6 kVA答案【 A 】解答過程：依據(jù)鋼鐵手冊。通風(fēng)機(jī)設(shè)備功率不應(yīng)包括備用設(shè)備，即Pe = 80×3 + 60×3 + 30

4、5;10 = 720 kW；最大5臺設(shè)備功率之和P5 = 80×3 + 60×2 = 360 kW。二項(xiàng)式法計算功率Pc = cP5 + bPc =0.25×360 + 0.65×720 = 558 kW；Qc = Pc tg = 558×0.75 = 418.5 kvar；Sc = 697.5 kVA。3. 采用需要系數(shù)法計算本車間動力負(fù)荷的計算視在功率應(yīng)為（ ）。(A 1615.3 kVA (B 1682.6 kVA (C 1792.0 kVA (D 1794.7 kVA答案【 A 】解答過程：依據(jù)配電手冊P3，列表計算如下：用電設(shè)備組名稱

5、設(shè)備功率 Pe（kW）需要系數(shù)Kxcostg計算功率Pc（kW）Qc（kvar）Sc（kVA）機(jī)床8500.150.51.73127.5220.6通風(fēng)機(jī)7200.80.80.75576432電焊機(jī)8000.50.61.33400532起重機(jī)6000.150.51.7390155.7小計1193.51340.3乘上同時系數(shù)Kp= Kq=0.9共計29701074.21206.31615.3注1、電焊機(jī)為三相、給出的是有功功率（kW），負(fù)載持續(xù)率為100%；因此設(shè)備功率不需換算。注2、起重機(jī)的負(fù)載持續(xù)率為25%；因此設(shè)備功率不需換算。注3、本小題為動力計算，不應(yīng)計入照明負(fù)荷！引申思考：設(shè)備功率換算

6、問題；照明負(fù)荷功率因數(shù)問題。4. 假設(shè)本車間的計算負(fù)荷為1600 kVA，其中通風(fēng)機(jī)的計算負(fù)荷為900 kVA，車間變壓器的最小容量應(yīng)選擇下列哪項(xiàng)？（不考慮變壓器過負(fù)載能力。）并請說明理由。(A 2×800kVA (B 2×1000kVA (C 1×1600kVA (D 2×1600kVA4. 答案【 B 】解答過程：依據(jù)配電手冊P41，有大量二級負(fù)荷時，宜裝設(shè)兩臺變壓器；一臺斷開時，其余變壓器應(yīng)滿足二級負(fù)荷900 kVA用電。故變壓器最小容量應(yīng)為2×1000 kVA。5. 本車間的低壓配電系統(tǒng)采用哪一種接地型式時，照明宜設(shè)專用變壓器供電？并請

7、說明理由。(A TN-C系統(tǒng) (B TN-C-S 系統(tǒng) (C TT系統(tǒng) (D IT系統(tǒng)答案【 D 】【案例二6】 某企業(yè)在采用需要系數(shù)法計算負(fù)荷時，有下列用電設(shè)備組：* 水泵電動機(jī)5臺，每臺額定容量為100kW，其中4臺工作，1臺備用，需要系數(shù)為KX=0 8，cos =08；* 生產(chǎn)用通風(fēng)機(jī)，額定容量共計120kW，需要系數(shù)為KX=075，cos =08；* 大批生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床，額定容量共計1400kW，需要系數(shù)為KX=02，cos =0.5；* 起重機(jī)負(fù)荷共計 760kW，負(fù)載持續(xù)率為 =25，需要系數(shù)為KX=0. 15，cos =0.5；* 照明負(fù)荷為高強(qiáng)氣體放電燈及熒光燈(不帶無功功

8、率補(bǔ)償裝置，包括鎮(zhèn)流器功率損耗在內(nèi)的容量為84kW，需要系數(shù)為KX=0.95。1.在用需要系數(shù)法計算負(fù)荷時，水泵電動機(jī)的設(shè)備功率應(yīng)按(  進(jìn)行計算。A、500kW：    B、400kW；    C、300kW：    D、200kW。答案【 B 】解答過程：依據(jù)工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊，第2頁之2。設(shè)備功率不包括備用設(shè)備。2、照明負(fù)荷的計算功率因數(shù)cos 可采用的數(shù)值為(    。A、1.0；  

9、  B、0.9；    C、0.5；    D、0.4。答案【 C 】解答過程：依據(jù)同上，第6頁表1-5。3、在用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計算后（不考慮同時系數(shù)）的視在功率SJS為(    。A、1510kVA；   B、1435kVA；   C、1405kVA；   D、1250kVA。答案【 B 】解答過程：依據(jù)工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊，第3頁式1-5、1-6、1-7，列表計算如下：用電設(shè)備

10、組名稱設(shè)備功率Pe(kW需要系數(shù)Kxcostan 計算負(fù)荷Pjs(kWQjs（kvarSjs(kVA水泵電動機(jī)4000.80.80.75320240生產(chǎn)用通風(fēng)機(jī)1200.750.80.759067.5大批生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床14000.20.51.73280484.4起重機(jī)7600.150.51.73114197.2照明負(fù)荷840.950.51.7379.8138.1補(bǔ)償前合計883.81127.21432.4電容器-800補(bǔ)償后合計883.3327.29424、計算后的自然功率因數(shù)為(    。A、0.58：    

11、;B、0.71；    C、0.68；    D、0.62。答案【 D 】解答過程：依據(jù)計算表，cos= P/S = 883.8/1432.4 = 0.617。5、在安裝補(bǔ)償電容器總功率為800kvar后的功率因數(shù)為(    。 A、0.88：    B、0.92；    C、0.90；    D、0.94。答案【 D 】解答過程：依據(jù)計算表，co

12、s= P/S = 883.8/942 = 0.938?！景咐?】 某公寓200戶，每戶設(shè)備容量6 kVA，cos0.9，需要系數(shù)取0.3；空調(diào)設(shè)備功率120kW，cos0.8，需要系數(shù)0.75；電梯設(shè)備功率60kW，cos0.65，需要系數(shù)取0.8；生活泵設(shè)備功率80kW，cos0.8，需要系數(shù)0.75；消防泵設(shè)備功率90kW，cos0.8，需要系數(shù)1；消防風(fēng)機(jī)設(shè)備功率55kW，cos0.8，需要系數(shù)1。有功功率、無功功率同時系數(shù)分別取0.9和0.95。計算負(fù)荷視在功率應(yīng)為（ ）： A.562；B.578；C.725；D.603?！痉治觥俊居嬎恪?見下表：需要系數(shù)法負(fù)荷計算表用電設(shè)備組設(shè)備功

13、率Pe（kW）需要系數(shù)KxcostgPc(kWQc(kvarSc(kVA住戶用電10800.30.90.48324155.5空調(diào)1200.750.80.759067.5電梯600.80.651.174856生活泵800.750.80.756045合計1340522324乘以同時系數(shù)KP 0.9，KQ 0.950.836470308562【答案】 計算負(fù)荷視在功率應(yīng)為【 A 】；自然功率因數(shù)應(yīng)為【 D 】。注：計算負(fù)荷應(yīng)四舍五入；功率因數(shù)宜就低不就高。【引申思考題】1）消防電梯是否列入計算表？2）應(yīng)急照明是否列入計算表？3）應(yīng)急設(shè)備專用的配電線路，如何進(jìn)行負(fù)荷計算？4）應(yīng)急設(shè)備和正常設(shè)備混用的配

14、電線路，如何進(jìn)行負(fù)荷計算？【思考題答案】1） 應(yīng)列入：消防電梯通常是工作的，例如兼作服務(wù)梯。2） 分別對待：正常點(diǎn)燃者列入，應(yīng)急點(diǎn)燃者不計。3） 同正常線路：剔除備用設(shè)備，需要系數(shù)可取1。4） 命題錯誤：應(yīng)急線路應(yīng)與正常線路完全分開?！景咐?5】單相負(fù)荷計算UV相電焊機(jī)共47kVA，功率因數(shù)為0.6，負(fù)載持續(xù)率為60；VW相電焊機(jī)共47kVA，功率因數(shù)為0.6，負(fù)載持續(xù)率為60；電焊機(jī)的需要系數(shù)為0.5。W相照明共6kW，功率因數(shù)為0.9，需要系數(shù)為0.9。冷加工機(jī)床共420 kW，功率因數(shù)為0.5，需要系數(shù)為0.14。通風(fēng)機(jī)共80 kW，功率因數(shù)為0.8，需要系數(shù)為0.8。不考慮同時系數(shù)，

15、試求出計算負(fù)荷?！敬鸢讣敖獯疬^程】1、電焊機(jī)設(shè)備功率： kW。2、單相負(fù)荷是否換算的判斷：單相負(fù)荷設(shè)備功率共21.8 X 2 6 49.6 kW ；三相負(fù)荷設(shè)備功率共42080 500 kW。單相負(fù)荷設(shè)備功率 / 三相負(fù)荷設(shè)備功率 49.6 / 500 0.1 0.15。不必?fù)Q算！3、需要系數(shù)法負(fù)荷計算表用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量(kW需要系數(shù)Kxcostan計算負(fù)荷Pj s(kWQjs （kvarSjs (kVA冷加工機(jī)床4200.140.51.7358.8101.7通風(fēng)機(jī)800.80.80.7564.048.0電焊機(jī)43.60.50.61.3321.829.0照明60.90.90.485.42

16、.6小計150（155.5）181.3（164.4 193.5）235.3（226.3 248.2）注 括號中為網(wǎng)上原答案數(shù)據(jù)，其中單相負(fù)荷（電焊機(jī)和照明）是按下表換算的。12345678910設(shè)備功率（ kW）pqWKxcostg有功計算負(fù)荷(kW無功計算負(fù)荷(kvarUVVWWUUVWUVW21.8U0.890.380.50.69.73.74.1V0.110.961.21.210.521.8V0.890.389.73.74.1W0.110.961.21.210.560.90.90.485.42.69.710.96.63.74.14.914.63.813.1通過計算，V相為最大相，取其3倍作

17、為三相的等效負(fù)荷，其有功計算負(fù)荷為32.7 kW，無功計算負(fù)荷為14.7 43.8 kvar?！驹u論】 1、 上述換算是不必要的。2、 無功計算負(fù)荷算錯了！10列 = 1列×6列×4列，而不是9列×4列。（cos為0.6，Q應(yīng)大于P。）3、 從對比可知，換算后的計算負(fù)荷較大。附原文“特別說明” 單相負(fù)荷的計算，求三相等效設(shè)備功率有不同，以下舉例說明。P114kW cos=0.8（tan=0.75）；P220kW cos=0.65（tan=1.17）；P322kW cos=0.9（tan=0.48）；P410kW cos=1.0（tan=0）；P516kW cos=

18、0.65（tan=1.17）；P66kW cos=0.8（tan=0.75）；解法1線間負(fù)荷設(shè)備功率P3>P2>P1,kWkvar相間負(fù)荷設(shè)備功率P5為最大 kW kvar kW kvarkVA解法2UVVWWUpqUVWcos/ tg有功計算負(fù)荷(kW無功計算負(fù)荷(kvarUVWUVW14U0.720.090.810.13.91.39.4V0.280.6722V0.64-0.050.914.17.9-1.111.7W0.360.5320W0.840.300.653.216.817.66.0U0.160.88101/0100160.65/1.171618.760.8/0.7564.

19、523.334.030.718.927.022.2V相為設(shè)備功率的最大相，其等效的三相設(shè)備有功功率為 kW等效的三相設(shè)備無功功率為 kvar等效的三相設(shè)備視在功率為 kVA解法1較解法2的誤差較大，有線間及相間混合設(shè)備時，為了準(zhǔn)確計算應(yīng)采用解法2?！驹u論】 1、既有線間又有相負(fù)荷時，不能采用簡化方法換算！2、判斷是否要換算時，應(yīng)采用設(shè)備功率！3、進(jìn)入換算時，則應(yīng)采用計算功率（需要功率或平均功率）！4、精確換算時請嚴(yán)格按P13表1-15的格式！5、建議優(yōu)先采用需要系數(shù)法?！景咐濉坷孟禂?shù)法負(fù)荷計算，見習(xí)題集案例題9。（案例題8【附錄】關(guān)于無功補(bǔ)償容量計算問題十五次印刷以前配電手冊P21式1-5

20、7的更正例1、 來自舊習(xí)題集62頁81題。某企業(yè)計算有功功率為2500kW，計算無功功率為1800kvar，其年平均有功負(fù)荷系數(shù)為0.75，年平均無功負(fù)荷系數(shù)為0.82。采用并聯(lián)電容器將其功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.93，應(yīng)裝設(shè)的電容器容量約為（ ）。A.1400 kvar； B.1200 kvar； C.1000 kvar； D.800 kvar?！緯?13頁答案】 企業(yè)的自然平均功率因數(shù)為, tan10.787。補(bǔ)償后功率因數(shù)為 cos20.93， tan20.395。補(bǔ)償電容器容量為 QP（tan1 tan2） 2500X（0.7870.395） 980 kvar。答案：（ C ）?！痉治鲈u論】

21、 我們來驗(yàn)算一下補(bǔ)償后功率因數(shù)。按計算負(fù)荷驗(yàn)算：P2500，Q1800980820，S2631；cos22500 / 26310.95 0.93。按平均負(fù)荷驗(yàn)算：P2500X0.751875，Q1800X0.82980496，S1939.5；cos21875 /1939.50.967 0.93。驗(yàn)算結(jié)果均不符合！其原因是：補(bǔ)償前用了平均功率因數(shù)，但P用的不是平均負(fù)荷，而是計算負(fù)荷?！窘ㄗh答案】1、計算過程：補(bǔ)償前功率因數(shù)為 tan1 0.787；（可直接求得！）補(bǔ)償后功率因數(shù)為 tan2tan（cos-1 0.93）= 0.395。補(bǔ)償電容器容量為 QP（tan1 tan2） 0.75 X 2

22、500（0.7870.395） 735 kvar。2、 按平均負(fù)荷驗(yàn)算：P2500X0.751875，Q1800X0.82735741，S2016；cos21875 /20160.93。驗(yàn)算結(jié)果準(zhǔn)確相符。例2、 來自互聯(lián)網(wǎng)的一個案例題。某廠10kV系統(tǒng)有功計算負(fù)荷4000kW，無功計算負(fù)荷為3000kvar，其年平均有功負(fù)荷系數(shù)0.75，年平均無功負(fù)荷系數(shù)0.8，如果用并聯(lián)電容器將其功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95計算應(yīng)加裝并聯(lián)電容器的容量 。A 1419 kvar B 1660 kvar C 2213 kvar D 1809 kvar 【網(wǎng)上答案】1、采用<<工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊（第三版）>>第一章第十一節(jié)二、采用并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償 功率因數(shù)計算公式（P21