供配系統(tǒng)負荷計算ppt課件

1、第二章第二章 供配電系統(tǒng)的負荷計算供配電系統(tǒng)的負荷計算第一節(jié)第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線工廠的電力負荷與負荷曲線一一. 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求二二. 工廠用電設備的工作制工廠用電設備的工作制三三. 負荷曲線及有關(guān)物理量負荷曲線及有關(guān)物理量一、負荷的基本概念一、負荷的基本概念學習內(nèi)容：學習內(nèi)容：1. 什么是負荷？什么是負荷？為什么負荷計算？為什么負荷計算？負荷計算內(nèi)容負荷計算內(nèi)容4. 電力負荷的類型電力負荷的類型“電力負荷在不同的場合可以有不同的含義，電力負荷在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設備或用電單位，也可以指用它可以指用電

2、設備或用電單位，也可以指用電設備或用電單位的功率或電流的大小。電設備或用電單位的功率或電流的大小。 n供電系統(tǒng)電氣設備選擇導線、開關(guān)、變壓器等）供電系統(tǒng)電氣設備選擇導線、開關(guān)、變壓器等）n繼電保護整定繼電保護整定n選擇儀表量程選擇儀表量程n安排供電方案及系統(tǒng)運行方式安排供電方案及系統(tǒng)運行方式 為什么要進行負荷計算？為什么要進行負荷計算？所以本章內(nèi)容是分析工廠供配電系統(tǒng)運行分析和進行供電設計計算的基礎。所以本章內(nèi)容是分析工廠供配電系統(tǒng)運行分析和進行供電設計計算的基礎。 工廠用電設備工作時的實際負荷不等于設備的額定負荷安裝容量）：在工廠用電設備工作時的實際負荷不等于設備的額定負荷安裝容量）：在工廠

3、供配電系統(tǒng)設計時，如果直接采用額定容量進行設計勢必會造成浪費，工廠供配電系統(tǒng)設計時，如果直接采用額定容量進行設計勢必會造成浪費，應首先計算出全部設備的實際負荷。應首先計算出全部設備的實際負荷。3. 負荷計算的主要內(nèi)容負荷計算的主要內(nèi)容（1求計算負荷：即正常工作時的實際最大負荷。求計算負荷：即正常工作時的實際最大負荷。目的選擇各級電壓供電網(wǎng)絡、變壓器容量、電氣設備的型號等；保證使目的選擇各級電壓供電網(wǎng)絡、變壓器容量、電氣設備的型號等；保證使其在通過正常工作電流時不至于過熱而損壞。（選擇設備）其在通過正常工作電流時不至于過熱而損壞。（選擇設備）（2求尖峰電流：目的用于計算電壓波動、電壓損失，選擇熔

4、斷求尖峰電流：目的用于計算電壓波動、電壓損失，選擇熔斷器和保護元件等。（校驗設備）器和保護元件等。（校驗設備）（3求平均負荷：目的計算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇求平均負荷：目的計算全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無功補償容量等。（節(jié)能措施）無功補償容量等。（節(jié)能措施）l按用途可分為：照明負荷和動力負荷按用途可分為：照明負荷和動力負荷l按行業(yè)分：工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負按行業(yè)分：工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負荷民用電）荷民用電）l電力負荷設備按工作制的分類電力負荷設備按工作制的分類l長期連續(xù)工作制長期連續(xù)工作制l短時工作制短時工作制 （ 這類設備的工作時間較短，而停這類設備的

5、工作時間較短，而停歇時間相對較長。）歇時間相對較長。）l斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制4. 電力負荷的類型電力負荷的類型生產(chǎn)加工機械的拖動設備；生產(chǎn)加工機械的拖動設備；電焊、電鍍設備；電焊、電鍍設備；電熱設備；電熱設備；照明設備。照明設備。 1、工廠常用用電設備類型、工廠常用用電設備類型二、工廠用電設備的工作制二、工廠用電設備的工作制p 生產(chǎn)機械的拖動設備生產(chǎn)機械的拖動設備 機床設備機床設備起重運輸設備起重運輸設備功能功能金屬切削金屬切削金屬壓力加工金屬壓力加工功能功能起吊搬運物料起吊搬運物料運輸客貨運輸客貨車床車床銑床銑床刨床刨床鉆床鉆床磨床磨床組合機床組合機床鏜床鏜床沖床沖床鋸床鋸床剪床剪床

6、砂輪機砂輪機吊車吊車行車行車輸送機輸送機電梯電梯自動扶梯自動扶梯生產(chǎn)機械的生產(chǎn)機械的拖動設備拖動設備p 電焊和電鍍設備電焊和電鍍設備 電電焊焊設設備備n電焊機的工作特點是：電焊機的工作特點是：n（1工作方式呈一定的周期性，工作時間和停歇工作方式呈一定的周期性，工作時間和停歇時間相互交替。時間相互交替。n（2功率較大。功率較大。n（3功率因數(shù)很低。功率因數(shù)很低。n（4一般電焊機的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動。一般電焊機的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動。電電鍍鍍設設備備p 電熱設備電熱設備 n電熱設備的工作特點是：電熱設備的工作特點是：n（1工作方式為長期連續(xù)工作方式。工作方式為長期連續(xù)工作方式。n（2電力裝置一般

7、屬二級或三級負荷。電力裝置一般屬二級或三級負荷。n（3功率因數(shù)都較高，小型的電熱設備可功率因數(shù)都較高，小型的電熱設備可達到達到1。電阻加熱爐電阻加熱爐電弧爐電弧爐感應爐感應爐其它電熱設備其它電熱設備主要用于各種零件的熱處理主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理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紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等p 照明設備照明設備 n常用照明設備常用照明設備n白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵白熾燈、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?；餆艉蛦?/p>

8、燈混光燈等。 n照明設備的工作特點：照明設備的工作特點：n（1工作方式屬長期連續(xù)工作方式。工作方式屬長期連續(xù)工作方式。n（2除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的外，其它類型的燈具功率因數(shù)均較低。燈具功率因數(shù)均較低。n（3照明負荷為單相負荷，單個照明設備容量較小。照明負荷為單相負荷，單個照明設備容量較小。2 2、工廠用電設備的工作制、工廠用電設備的工作制 長期連續(xù)工作制設備長期連續(xù)工作制設備短時工作制設備短時工作制設備斷續(xù)周期工作制設備斷續(xù)周期工作制設備能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時間超過間超過8 8小時，運行時負荷比較穩(wěn)定。小時

9、，運行時負荷比較穩(wěn)定。如：照明設備、電動扶梯、空調(diào)風如：照明設備、電動扶梯、空調(diào)風機、電爐等。機、電爐等。 這類設備的工作時間較短，停歇時這類設備的工作時間較短，停歇時間較長。如：金屬切削用的輔助機間較長。如：金屬切削用的輔助機械械(龍門刨橫梁升降電動機、刀架快龍門刨橫梁升降電動機、刀架快速移動裝置速移動裝置)、水閘用電動機等。、水閘用電動機等。這類設備的工作呈周期性，時而工作這類設備的工作呈周期性，時而工作時而停歇，如此反復，且工作時間與時而停歇，如此反復，且工作時間與停歇時間有一定比例。如起重機、電停歇時間有一定比例。如起重機、電焊機、電梯等焊機、電梯等%100%1000tttTt（21）

10、通常用一個工作周期內(nèi)工作時間占整個周期的百分比通常用一個工作周期內(nèi)工作時間占整個周期的百分比來表示負荷持續(xù)率或稱暫載率來表示負荷持續(xù)率或稱暫載率 工作時間工作時間停歇時間停歇時間同一設備在不同的暫載率下工作時，其輸出功率同一設備在不同的暫載率下工作時，其輸出功率是不同的。在計算其設備容量時，必須先轉(zhuǎn)換到是不同的。在計算其設備容量時，必須先轉(zhuǎn)換到一個統(tǒng)一的一個統(tǒng)一的 下。下。2121PP率的換算公式為不同負荷持續(xù)率下，功例如某設備在時例如某設備在時11的設備容量為的設備容量為P1,P1,那么該設備在那么該設備在22時的時的設備容量設備容量P2P2為多少呢為多少呢? ? 這就需要進行這就需要進行“

11、等效換算等效換算 , , 即按即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進行換算。同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進行換算。 三、負荷曲線繪制及有關(guān)物理量三、負荷曲線繪制及有關(guān)物理量1 1、什么是負荷曲線？、什么是負荷曲線？ 電力負荷隨時間變化的曲線，反映了用戶用電力負荷隨時間變化的曲線，反映了用戶用電的特點和規(guī)律。描述負荷變化趨勢的數(shù)學電的特點和規(guī)律。描述負荷變化趨勢的數(shù)學手段，可用來預測負荷變化趨勢。手段，可用來預測負荷變化趨勢。2 2 、負荷曲線用途、負荷曲線用途確定系統(tǒng)運行方式確定系統(tǒng)運行方式安排供電計劃安排供電計劃安排設備檢修計劃安排設備檢修計劃（1 1按負荷性質(zhì)分按負荷性質(zhì)分有功負荷曲線有功負荷曲線無功

12、負荷曲線無功負荷曲線（2)2)按負荷變動的時間分按負荷變動的時間分日負荷曲線日負荷曲線(24h)(24h)（冬季日負荷曲線、夏季日負荷曲線）（冬季日負荷曲線、夏季日負荷曲線）年負荷曲線年負荷曲線8760h8760h）月負荷曲線月負荷曲線（3 3按負荷對象分按負荷對象分 工廠的負荷曲線工廠的負荷曲線 車間的負荷曲線車間的負荷曲線 某類設備的負荷曲線某類設備的負荷曲線3 3、負荷曲線分類、負荷曲線分類4 4、日負荷曲線的繪制、日負荷曲線的繪制 24 24小時內(nèi)負荷隨時間的變化，隨季節(jié)、地區(qū)不同而變小時內(nèi)負荷隨時間的變化，隨季節(jié)、地區(qū)不同而變繪制的方法繪制的方法 （1 1以某個監(jiān)測點為參考點，在以某

13、個監(jiān)測點為參考點，在24h24h中各個時刻記錄有功功中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線。率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線。 (2) 通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔一般為半小時將其讀數(shù)記錄下來，一般為半小時將其讀數(shù)記錄下來， 求出求出0.5h的平均功率，的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的是階梯形再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的是階梯形負荷曲線。負荷曲線。意義：日有功曲線與時間軸之間的所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。意義：日有功曲線與時間軸之

14、間的所圍成的面積為一天所消耗的有功電量。l日負荷曲線的繪制日負荷曲線的繪制 負荷曲線通常都繪制在直角坐標上，橫坐標表示負荷變動負荷曲線通常都繪制在直角坐標上，橫坐標表示負荷變動時間，縱坐標表示負荷大小功率時間，縱坐標表示負荷大小功率kWkW、kvarkvar）。）。日有功負荷曲線日有功負荷曲線依點連成的負荷曲線依點連成的負荷曲線梯形負荷曲線梯形負荷曲線年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年負荷持續(xù)時間曲線。 年運行負荷曲線可根據(jù)全年日負荷曲線間接制成。反映一年內(nèi)逐月或逐日電力系統(tǒng)最大負荷的變化。年負荷持續(xù)時間曲線的繪制，是不分日月先后，僅按全年的負荷變化，按不同負荷值在年內(nèi)累計持續(xù)時間重新排列組成

15、。需借助一年中具有代表的冬季和夏季日負荷曲線。5、年負荷曲線：代表用戶全年、年負荷曲線：代表用戶全年8760h)內(nèi)內(nèi)用電負荷變化規(guī)律用電負荷變化規(guī)律（又稱年每日最大負荷曲線）（又稱年每日最大負荷曲線）年負荷曲線年負荷曲線年負荷持續(xù)時間曲線，年負荷持續(xù)時間曲線，反映了全年負荷變動反映了全年負荷變動與對應的負荷持續(xù)時與對應的負荷持續(xù)時間全年按間全年按8760h計計的關(guān)系。的關(guān)系。年每日最大負荷曲線，年每日最大負荷曲線，反映了全年當中不同反映了全年當中不同時段的電能消耗水平，時段的電能消耗水平，是按全年每日的最大是按全年每日的最大半小時平均負荷來繪半小時平均負荷來繪制的。制的。這種曲線的負荷從大到小

16、依次排列這種曲線的負荷從大到小依次排列 專用來確定經(jīng)濟運行方式用的專用來確定經(jīng)濟運行方式用的 圖圖2-2 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a) 夏日負荷曲線夏日負荷曲線 b) 冬日負荷曲線冬日負荷曲線 c) 年負荷持續(xù)時間曲線年負荷持續(xù)時間曲線繪制方法：從夏季日負荷曲線和冬季日負荷曲線中的最大功率開始，繪制方法：從夏季日負荷曲線和冬季日負荷曲線中的最大功率開始，以功率遞減的順序，依次繪制到年持續(xù)負荷曲線坐標系中注意橫坐以功率遞減的順序，依次繪制到年持續(xù)負荷曲線坐標系中注意橫坐標最大值為標最大值為8760h）年最大負荷年最大負荷PmaxPmax也稱為半小時最大負荷也稱為半小時最大

17、負荷P30 P30 年負荷持續(xù)時間曲線上的最大負荷，年負荷持續(xù)時間曲線上的最大負荷， 它是全年中負荷最它是全年中負荷最大的工作班消耗電能最多的半小時平均負荷大的工作班消耗電能最多的半小時平均負荷P30P30。( (不是偶不是偶然出現(xiàn)，一年至少然出現(xiàn)，一年至少2-32-3次）次）年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時TmaxTmax假想時間）假想時間）( (用電負荷均衡性用電負荷均衡性標志，越大越好標志，越大越好) )假設負荷按最大負荷假設負荷按最大負荷PmaxPmax持續(xù)運行時，在此時間內(nèi)電力持續(xù)運行時，在此時間內(nèi)電力負荷所耗用的電能與電力負荷全年實際耗用的電能相同。負荷所耗用的電能與電力負荷全

18、年實際耗用的電能相同。6、與負荷曲線及其計算的物理量、與負荷曲線及其計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Tmax約為12002800h。maxmaxPWTa它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān)它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān) n平均負荷平均負荷PavPav和年平均負荷和年平均負荷 平均負荷就是負荷在一定時間平均負荷就是負荷在一定時間t t內(nèi)平均消耗的功率內(nèi)平均消耗的功率tWPtav 年平均負荷就是全年工廠負荷消耗的總功率除全年總小時數(shù)。 8760aavWPWa表示全年實際消耗的電能 時間t內(nèi)消耗的電能為Wt

19、l負荷系數(shù): 又稱負荷率是指平均負荷與最大負荷的比值，有有又稱負荷率是指平均負荷與最大負荷的比值，有有功負荷系數(shù)功負荷系數(shù)KaLKaL和無功負荷系數(shù)和無功負荷系數(shù)KrLKrL，即，即 有時也用表示有功負荷系數(shù)，用表示無功負荷系數(shù)。一般工廠=0.70.75，=0.760.82 對于單個用電設備或用電設備組，對于單個用電設備或用電設備組，負荷系數(shù)是指設備的輸出功率負荷系數(shù)是指設備的輸出功率P P和設備額定容量和設備額定容量PNPN之比值，即之比值，即 它表征該設備或設備組的容量是否被充分利用。它表征該設備或設備組的容量是否被充分利用。 負荷系數(shù)用來表征負荷變化規(guī)律：其值越大，曲線越平坦，負荷波動越

20、小。負荷系數(shù)用來表征負荷變化規(guī)律：其值越大，曲線越平坦，負荷波動越小。第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設備組計算負荷的確定三相用電設備組計算負荷的確定 計算負荷計算負荷(calculated load)(calculated load)，是通過統(tǒng)計計算求出的，是通過統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。計算負荷計算負荷-等效負荷；按此負荷持續(xù)運行所產(chǎn)生的熱效等效負荷；按此負荷持續(xù)運行所產(chǎn)生的熱效應，與按照實際變動負荷長期運行所產(chǎn)生的最大熱效應應應，與按照實際變動負荷長期運行所產(chǎn)生的最大熱效應應相等。相等。 計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)

21、。工程上常取半計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。工程上常取半小時平均最大負荷小時平均最大負荷P30P30亦即年最大負荷亦即年最大負荷PmaxPmax作為計算作為計算負荷。負荷。負荷計算負荷計算: :是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析，從而求出該線路的計算負荷的過程。律進行分析，從而求出該線路的計算負荷的過程。P30 - 負荷的有功計算負荷負荷的有功計算負荷 (單位單位kW) Q30 - 負荷的無功計算負荷負荷的無功計算負荷 (單位單位kvar) S30 - 負荷的視在計算負荷負荷的視在計算負荷 (單位單位kVA) I30 - 負荷的計算電流負

22、荷的計算電流 (單位單位A) n負荷計算統(tǒng)計方法負荷計算統(tǒng)計方法一、估算法確定計算負荷一、估算法確定計算負荷 1. 1. 單位產(chǎn)品耗電量法單位產(chǎn)品耗電量法 估算法實為指標法，在做設計任務書或初步設計階段，尤其當需估算法實為指標法，在做設計任務書或初步設計階段，尤其當需要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。工程上依據(jù)不同的計算目的，總結(jié)出了估算法、需要系數(shù)法、工程上依據(jù)不同的計算目的，總結(jié)出了估算法、需要系數(shù)法、二項式法等負荷計算方法。二項式法等負荷計算方法。 已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量A A和每一產(chǎn)品的單位耗電量和每一產(chǎn)品的單位耗

23、電量a,a,則企業(yè)全年電能則企業(yè)全年電能WaWa為：為： Wa=aA Wa=aA有功計算負荷為：有功計算負荷為： max30TWPa需要系數(shù)法需要系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的負荷情況來需要系數(shù)是按照車間以上的負荷情況來確定的，適用于變、配電所的負荷計算。確定的，適用于變、配電所的負荷計算。二、按需要系數(shù)法確定計算負荷二、按需要系數(shù)法確定計算負荷2. 2. 車間生產(chǎn)面積負荷密度法車間生產(chǎn)面積負荷密度法已知車間生產(chǎn)面積已知車間生產(chǎn)面積S Sm2m2和負荷密度指標和負荷密度指標kW/m2kW/m2時，時，車間平均負荷為：車間平均負荷為： Pav=S Pav=S 負荷密度指標查表，負荷密度指標查表，

24、S S表示車間面積。表示車間面積。 (一一) 基本公式基本公式 用電設備組的計算負荷，是指用電設備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最用電設備組的計算負荷，是指用電設備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負荷大負荷P30，如下圖所示。用電設備組的設備容量，如下圖所示。用電設備組的設備容量Pe，是指用電設備組所，是指用電設備組所有設備不含備用的設備的額定容量有設備不含備用的設備的額定容量PN 之和，即之和，即Pe PN。而設備的。而設備的額定容量額定容量PN 是設備在額定條件下的最大輸出功率出力）。但是用電設備是設備在額定條件下的最大輸出功率出力）。但是用電設備組的設備實際上不一定都同時運行，運行的設備也不太

25、可能都滿負荷，同組的設備實際上不一定都同時運行，運行的設備也不太可能都滿負荷，同時設備本身和配電線路還有功率損耗，因此用電設備組的有功計算負荷應時設備本身和配電線路還有功率損耗，因此用電設備組的有功計算負荷應為為30LeeWLK KPP 需要系數(shù)法需要系數(shù)法需要系數(shù)需要系數(shù)1eWLKK需要需要系數(shù)系數(shù)同時系數(shù)同時系數(shù)K：并：并非供電范圍內(nèi)的非供電范圍內(nèi)的所有用電設備都所有用電設備都會同時投入使用會同時投入使用負荷系數(shù)負荷系數(shù)KL：并：并非投入使用的所有非投入使用的所有電氣設備任何時候電氣設備任何時候都會滿載運行都會滿載運行電氣設備的平均效電氣設備的平均效率率e：電氣設備：電氣設備額定功率與輸入

26、功額定功率與輸入功率不一定相等率不一定相等 注：工程實際中，很難通注：工程實際中，很難通過過Kd的表達式來求得需要的表達式來求得需要系數(shù)，一般都是通過查表系數(shù)，一般都是通過查表求得其經(jīng)驗值求得其經(jīng)驗值線路的平均效率線路的平均效率W1 ：考：考慮直接向電氣設備配電的慮直接向電氣設備配電的配電線路上的功率損耗后，配電線路上的功率損耗后，電氣設備輸入功率與系統(tǒng)電氣設備輸入功率與系統(tǒng)向設備提供的功率不一定向設備提供的功率不一定相同相同dK 由于一個用電設備組中的設備并不一定同時工由于一個用電設備組中的設備并不一定同時工作，工作的設備也不一定都工作在額定狀態(tài)下，另作，工作的設備也不一定都工作在額定狀態(tài)下

27、，另外考慮到線路的損耗、用電設備本身的損耗等因素，外考慮到線路的損耗、用電設備本身的損耗等因素，設備或設備組的計算負荷等于用電設備組的總?cè)萘吭O備或設備組的計算負荷等于用電設備組的總?cè)萘砍艘砸粋€小于乘以一個小于1 1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用KdKd表示。表示。 n 需要系數(shù)需要系數(shù)Kd Kd 需要系數(shù)法需要系數(shù)法 p需要系數(shù)法需要系數(shù)法 edPKP30eiePP需要系數(shù)需要系數(shù)用 電 設 備用 電 設 備組 所 有 設組 所 有 設備 容 量 之備 容 量 之和和每組用電設備每組用電設備的設備容量的設備容量nieidPKP130表表1 1 各用電設備組的需要系數(shù)各用電設備

28、組的需要系數(shù)KdKd及功率因數(shù)及功率因數(shù) 用電設備組名稱 需要系數(shù)Kd 二項式系數(shù) 最大容量設備臺數(shù) 功率因數(shù)ab小批量生產(chǎn)金屬冷加工機床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機床 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 通風機、水泵、空壓機 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非聯(lián)鎖的連續(xù)運輸機械聯(lián)鎖的連續(xù)運輸機械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0

29、.880.88 鍋爐房和機加、機修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車0.10.150.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 costan自動裝料電阻爐非自動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 高頻感應電爐（不帶補償）工頻感應電爐（不帶補償）電弧熔爐0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 點焊機、縫焊機對焊機0.350.35 0.60.71.331.02 自動弧焊變壓器單頭手動弧焊變壓器多頭手動弧焊變壓器0.50.

30、350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 廠房、辦公室、實驗室照明變配電室、倉庫照明生活照明室外照明0.810.50.70.60.81 1.01.01.01.0 0000 需需要要系系數(shù)數(shù)法法求求解解用用電電設設備備組組的的計計算算負負荷荷n（1對對12臺用電設備宜取臺用電設備宜取n (2) 用電設備組的計算負荷用電設備組的計算負荷 n有功計算負荷：有功計算負荷： n n無功計算負荷：無功計算負荷： n 1dKedPKP30tan3030PQn視在計算負荷：視在計算負荷： n n計算電流：計算電流： n 23023030QPSNUSI33030ePP 30例2-1 解此機床

31、組電動機的總?cè)萘繛榻獯藱C床組電動機的總?cè)萘繛?例例2-12-1已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓380V380V的三相電動機的三相電動機3kW173kW17臺，臺，7.5kW37.5kW3臺，臺，4kW84kW8臺，臺，1.5kW101.5kW10臺臺。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷。 查表查表1“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機項得小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機項得Kd0.2、cos 0.5、tan1.73。因此可得。因此可得 Pe 7.5 kW34 kW83kW171.5kW10N.iP=120.5 kW3048.27

32、3.230.38kVAIAkV3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA300.2 120.524.1PkWkW通過上例看出：通過上例看出：（1 1如果該車間只有此組負荷，計算得到的計算負荷實際如果該車間只有此組負荷，計算得到的計算負荷實際上是該車間的低壓進線的計算負荷。上是該車間的低壓進線的計算負荷。（2 2計算某一個設備組設備容量的方法，為多組設備的計計算某一個設備組設備容量的方法，為多組設備的計算提供基礎。算提供基礎。（二設備容量的計算（二設備容量的計算 1.1.長期工作制和短期工作制的用電設備長期工作制和短期工作制的用電設備 長期工作制和短時工作

33、制的設備容量就是所有設備長期工作制和短時工作制的設備容量就是所有設備的銘牌額定功率之和，即的銘牌額定功率之和，即 Pe=PN Pe=PN 2.2.斷續(xù)工作制的用電設備斷續(xù)工作制的用電設備 斷續(xù)工作制的設備容量是指不同負荷持續(xù)率的額定斷續(xù)工作制的設備容量是指不同負荷持續(xù)率的額定功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。功率換算到統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。對電焊機設備，應統(tǒng)一換算到對電焊機設備，應統(tǒng)一換算到=100%=100%，換算公式為：，換算公式為： NNNNNeSPPcos100（3-3） 電焊機設備電焊機設備設備銘牌額定容量設備銘牌額定容量設備銘牌功率因數(shù)設備銘牌功率因數(shù)對起重電動機應統(tǒng)一換算到

34、對起重電動機應統(tǒng)一換算到=25%=25%，換算公式為：，換算公式為： NNNNePPP225（32）起重電動機起重電動機( (吊車電動機吊車電動機) )換算后設換算后設備容量備容量（換算前設（換算前設備銘牌額定功備銘牌額定功率率設備銘牌暫載設備銘牌暫載率率2.2.需要系數(shù)值與用電設備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大需要系數(shù)值與用電設備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大, , 因此因此, ,計算時首先要正確判明用電設備的類別和工作計算時首先要正確判明用電設備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯誤。狀態(tài)，否則將造成錯誤。 例如機修車間的代表性金屬切削機床電動機，應例如機修車間的代表性金屬切削機床電動機，應屬小批生產(chǎn)的冷加

35、工機床電動機，因為金屬切削就是屬小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，因為金屬切削就是冷加工，而機修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機，拉冷加工，而機修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機，拉絲機和鍛錘等，應屬于熱加工機床。再如起重機，行絲機和鍛錘等，應屬于熱加工機床。再如起重機，行車，電葫蘆，卷揚機等，實際上都屬于吊車類。車，電葫蘆，卷揚機等，實際上都屬于吊車類。注意點：注意點：1.1.需要系數(shù)一般比較低，宜適當取大。需要系數(shù)一般比較低，宜適當取大。3.3.設備容量不含備用設備的容量，而且此容量的計算設備容量不含備用設備的容量，而且此容量的計算與設備工作制有關(guān)。與設備工作制有關(guān)。 在確定多組用電設備的計算負荷時，應

36、考慮各組用電設備的在確定多組用電設備的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不會同時出現(xiàn)的因素，計入一個同時系數(shù)最大負荷不會同時出現(xiàn)的因素，計入一個同時系數(shù) 。 pKqK95. 085. 0pK0.900.97qK (三三) 多組用電設備計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定對車間干線，取對車間干線，取 ， 對低壓母線，分兩種情況對低壓母線，分兩種情況 (1) 由用電設備組的計算負荷直接相加來計算時，取由用電設備組的計算負荷直接相加來計算時，取 (2) 由車間干線的計算負荷直接相加來計算時，取由車間干線的計算負荷直接相加來計算時，取 0.80 0.90pK0.85 0.95qK95. 09

37、0. 0pK97. 093. 0qK應用范圍應用范圍 K 確定車間變電所低壓線路最大負荷確定車間變電所低壓線路最大負荷 冷加工車間冷加工車間 熱加工車間熱加工車間 動力站動力站 0.70.80.70.90.81.0 確定配電所母線的最大負荷確定配電所母線的最大負荷 負荷小于負荷小于5000kW 計算負荷小于計算負荷小于500010000kW 計算負荷大于計算負荷大于10000kW 0.91.00.850.8 表表2 需要系數(shù)法的同時系數(shù)需要系數(shù)法的同時系數(shù)K 值值 總的有功計算負荷：總的有功計算負荷： 總的無功計算負荷：總的無功計算負荷： ipPKP3030iqQKQ3030n總的視在計算負荷

38、：總的視在計算負荷： n n總的計算電流：總的計算電流： n 23023030QPSNUSI33030多多組組用用電電設設備備的的計計算算負負荷荷 留意：總的視在留意：總的視在計算負荷和計算計算負荷和計算電流不能用各組電流不能用各組的視在計算負荷的視在計算負荷或計算電流之和或計算電流之和乘以乘以KK來計算來計算。 例例2-2 某機修車間某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共臺共50kW (其中較大容量電動機有其中較大容量電動機有7.5kW1臺，臺， 4kW3臺，臺，2.2 kW7臺臺)， 通風機通風機2臺共臺共3kW， 電阻爐電阻爐1臺臺2kW。

39、試確定此線路上的計算負荷。試確定此線路上的計算負荷。 解：先求各組的計算負荷解：先求各組的計算負荷 (1) 金屬切削機床組金屬切削機床組 查附錄表查附錄表1，取，取 故故 (2) 通風機組通風機組 查附錄表查附錄表1，取，取 故故 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

40、此總的計算負荷為 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風機217.3101.730.50.25020切削機床1計 算 負 荷 需要系數(shù)容 量 臺數(shù)n設備名稱 序號kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI/300.95,0

41、.97pqKK表表2-1 例例2-2的電力負荷計算表按需要系數(shù)法）的電力負荷計算表按需要系數(shù)法） 在實際工程設計說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計算表格的形式，如表2-1所示。 n例例 2-3某小批量生產(chǎn)車間某小批量生產(chǎn)車間380V380V線路上接有金屬切削機床線路上接有金屬切削機床共共2020臺其中臺其中10.5kW-410.5kW-4臺，臺，7.5kW-87.5kW-8臺，臺，5kW-85kW-8臺），臺），車間有車間有380V380V電焊機電焊機2 2臺每臺容量臺每臺容量20kVA20kVA， ），車間有吊車），車間有吊車1 1臺臺11kW11kW， ），試計算此車間的計算負

42、荷。），試計算此車間的計算負荷。 %65N5 .0cosN%25N解：（解：（1 1金屬切削機床組的計算負荷金屬切削機床組的計算負荷 查表查表1 1取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：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，有所以，有 Pe 10.5 kW47.5 kW85kW8142kWN.iP（2 2電焊機組的計算負荷電焊機組的計算負荷查表查表1 1取需要系

43、數(shù)和功率因數(shù)為：取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：68. 2tan 35. 0cos 35. 0，dKkW6 . 51 .1635. 0)2(30Pkvar0 .1568. 26 . 5)2(30QkVA0 .160 .156 . 522)2(30SA3 .2438. 0316)2(30IkW1 .16cos222NNNNNSPPe（3 3吊車組的計算負荷吊車組的計算負荷查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為查表取需要系數(shù)和功率因數(shù)為73. 1tan 5 . 0cos 15. 0，dK)kW(11)3(30一臺ePPvark03.1973. 111)3(30QkVA2203.191122)3(30SA47.3338

44、. 0*322) 3(30I（4 4全車間的總計算負荷全車間的總計算負荷 根據(jù)表根據(jù)表2-82-8，取同時系數(shù)，取同時系數(shù) ，所以全車間的，所以全車間的計算負荷為：計算負荷為： 8 . 0KkW36)116 . 54 .28(8 . 030eiPKPvark504.66)03.19151 .49(8 . 030eiqQKQkVA75504.66362230SA08.11438. 037530I 一機修車間的一機修車間的380V線路上，接有金屬切線路上，接有金屬切削機床電動機削機床電動機20臺共臺共50kW，其中較大容，其中較大容量電動機有量電動機有7.5kW2臺，臺，4kW2臺，臺，2.2kW

45、8臺；另接通風機臺；另接通風機1.2kW2臺；電阻臺；電阻爐爐1臺臺2kW。試求計算負荷設同時系數(shù)。試求計算負荷設同時系數(shù)Kp、Kq均為均為0.9）。）。 n例例 2-4(練習練習) 解解 : (1) 冷加工機床：查表冷加工機床：查表1可得可得Kd1=0.2，cos1=0.5， tg1=1.73 Pca1= Kd1Pe1=0.250=10kW Qca1=Pc1tg1=101.73=17.3kvar (2)通風機：通風機：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

46、爐：因只電阻爐：因只1臺，故其計算負荷等于設備容量臺，故其計算負荷等于設備容量 Pca3=Pe3=2kW Qca3=0 (4)車間計算負荷：車間計算負荷： Pca=Kp(Pca1 +Pca2 +Pca3) =0.9(10+1.92+2) =12.53例例2-5 2-5 某某380V380V線路上，接有水泵電動機線路上，接有水泵電動機15kW15kW以下以下3030臺共臺共205kW205kW，另有通風機，另有通風機2525臺共臺共45kW45kW，電焊機，電焊機3 3臺共臺共10.5kW10.5kW=65%=65%）。試確定線路上總的計算負荷。）。試確定線路上總的計算負荷。 解先求各組用電設備

47、的計算負荷解先求各組用電設備的計算負荷Q 301 P301 tan 164kW0.75=123kvar 1水泵電動機組查表水泵電動機組查表1得得Kd=0.70.8(取取0.8），），cos0.8，tan0.75，因此，因此 2. 通風機組查表通風機組查表1得得Kd=0.70.8取取0.8），），cos=0.8, tan=0.75, 因此因此 P 302=0.845kW=36kW Q 302=36kW0.75=27kvarP30(1)= Kd1Pe10.8205kW=164kW 3.電焊機組查表電焊機組查表1得得Kd=0.35，cos=0.35，tan=2.68。 P 303=0.358.46k

48、W=2.96kW P300.95(164362.96)kW=192.81kW Q300.97(123+27+7.94)kvar=153.20kvar總計算負荷取總計算負荷取KpKp0. 950. 95， Kq Kq0. 97 0. 97 ）為）為 S30= =246.26kVAI30=246.26kVA/( 0.38kV)=374.2A 22192.81153.203Q 303=2.96kW2.68=7.94kvar65%100% 在在100%下的設備容量：下的設備容量： Pe=10.5 =8.46kW。式中bPe(二項式第一項)表示設備組的平均功率，其中Pe 是用電設備組的設備總?cè)萘?，其計?/p>

49、方法如前需要系數(shù)法所述；cPx (二項式第二項)表示設備組中x 臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負荷，其中Px 是x 臺最大容量的設備總?cè)萘?；b、c 是二項式系數(shù)。 附錄表1中也列有部分用電設備組的二項式系數(shù)b、c 和最大容量的設備臺數(shù)x 值，供參考。 但必須注意：按二項式法確定計算負荷時，如果設備總臺數(shù)n 少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設備臺數(shù)x 的2倍，即n2x 時，其最大容量設備臺數(shù)x 宜適當取小，建議取為 且按“四舍五入修約規(guī)則取其整數(shù)文獻32。例如某機床電動機組只有7臺時，則其最大設備臺數(shù)取為x =n / 2=7/24。 如果用電設備組只有12臺設備時，則可認為P30=Pe。對于單

50、臺電動機，則P30 =PN /，這里PN 為電動機額定容量，為其額定效率。在設備臺數(shù)較少時， 值也宜適當取大。 由于二項式法不僅考慮了用電設備組最大負荷時的平均負荷，而且考慮了少數(shù)容量最大的設備投入運行時對總計算負荷的額外影響，所以二項式法比較適于確定設備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷。但是二項式系數(shù)b、c 和x 的值，缺乏充分的理論依據(jù)，而且只有機械工業(yè)方面的部分數(shù)據(jù)，從而使其應用受到一定的局限。 cos/2,xn (一) 基本公式 二項式法的基本公式是 (2-21)30exPbPcP 三三. 按二項式法確定計算負荷按二項式法確定計算負荷 比較例2-1和例2-3的計算結(jié)果

51、可以看出，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果稍大，特別是在設備臺數(shù)較少的情況下。供電設計的經(jīng)驗說明，選擇低壓分支干線或分支線時，按需要系數(shù)法計算的結(jié)果往往偏小，以采用二項式法計算為宜。我國建筑行業(yè)標準JGJ/T16-1992也規(guī)定：“用電設備臺數(shù)較少、各臺設備容量相差懸殊時，宜采用二項式法?！?例例2-3 試用二項式法來確定例試用二項式法來確定例2-1所示機床組的計算負荷。所示機床組的計算負荷。 解：由附錄表解：由附錄表1查得查得 。 設備總?cè)萘吭O備總?cè)萘?見例見例2-1)為為 X 臺最大容量的設備容量為臺最大容量的設備容量為 因此按式因此按式2-21可求得其有功計算負荷為可求得其有

52、功計算負荷為 按式按式2-11可求得其無功計算負荷為可求得其無功計算負荷為 按式按式2-12可求得其視在計算負荷為可求得其視在計算負荷為 按式按式2-13可求得其計算電流為可求得其計算電流為0.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73bcx120.5ePkW57.534230.5xPPkWkWkW 300.14 120.50.4 30.529.1PkWkWkW3029.11.7350.3 varQkWk3029.158.20.5kWSkVA3058.288.43 0.38kVAIAkV 例例2-12-1已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓380

53、V380V的三相電的三相電動機動機3kW173kW17臺，臺，7.5kW37.5kW3臺，臺，4kW84kW8臺，臺，1.5kW101.5kW10臺。試用需要系數(shù)法確定其計臺。試用需要系數(shù)法確定其計算負荷。算負荷。 關(guān)于總的視在計算負荷S30 和總的計算電流I30，仍按式2-19和式2-20計算。 為了簡化和統(tǒng)一，按二項式法計算多組設備的計算負荷時，也不論各組設備臺數(shù)多少，各組的計算系數(shù)b、c、x 和 等，均按附錄表1所列數(shù)值。 例2-4 試用二項式法確定例2-2所述機修車間380V線路的計算負荷。 解： 先求各組的bPe 和cPx (1) 金屬切削機床組 查附錄表1，取 故 ， (2) 通風

54、機組 查附錄表1，取 ，故 ， (3) 電阻爐 查附錄表1，取 ， 故 ，(二) 多組用電設備計算負荷的確定 采用二項式法確定多組用電設備總的計算負荷時，也應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素，但不是計入一個同時系數(shù)，而是在各組設備中取其中一組最大的有功附加負荷(cPx)max，再加上各組的平均負荷bPe，由此求得其總的有功計算負荷為 (2-22) 總的無功計算負荷為 (2-23)式中 為最大附加負荷(cPx)max的設備組的平均功率因數(shù)角的正切值。maxtan0.14,0.4,5,cos.5,tan1.73,bcxo(1)0.14 507ebPkWkW(1)0.4 (7.51432.

55、21)8.68xcPkWkWkWkW 0.65,0.25,cos.8,tan.75bcoo(2)0.65 31.95ebPkWkW0.7,0,cos1,tan0bc(3)0.721.4ebPkWkW(3)0 xcPmax30)()(xiecPbPPcosmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ(2)0.25 30.75xcPkWkW 例例2-2 某機修車間某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共臺共50kW (其中較大容量電動機有其中較大容量電動機有7.5kW1臺，臺， 4kW3臺，臺，2.2 kW7臺臺)， 通風機通風機2臺共臺共3k

56、W， 電阻爐電阻爐1臺臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。試確定此線路上的計算負荷。 以上各組設備中，附加負荷以 cPx(1) 為最大，因此總計算負荷為 按一般工程設計說明書要求，以上計算可列成表2-2所示電力負荷計算表。表表2-2 例例2-4的電力負荷計算表的電力負荷計算表(按二項式法按二項式法) cb最大容量臺數(shù)x總臺數(shù)n52.134.328.6195523總 計01.40100.70201電阻爐31.46+0.561.95+0.750.750.80.250.653352通風機212.1+15.07+8.681.730.50.40.1421.750520金屬切削機床1計算負荷二項式系數(shù)容

57、量設備臺數(shù)用電設備組名稱序號ePkWxPkWcostan30PkW30varQk30SkVA30IA 比較例2-2和例2-4的計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果較之按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得比較多，這也更加合理。kWkWkWP1968. 8)4 . 195. 17(30var6 .28var73. 168. 8var)075. 095. 173. 17(30kkkQkVAkVAS3 .346 .28192230AkVkVAI1 .5238. 033 .3430民用建筑負荷計算民用建筑負荷計算Civil BuildingCivil Buildings load calculated s lo

58、ad calculated 普通中小學負荷計算普通中小學負荷計算（需要系數(shù)法，插座（需要系數(shù)法，插座100W/100W/個，個，kdkd取取0.6-0.90.6-0.9）多層住宅的負荷計算多層住宅的負荷計算（需要系數(shù)法，插座（需要系數(shù)法，插座100W/100W/個，負荷不個，負荷不平衡時按最大相平衡時按最大相3 3倍計算，倍計算，kk：2020戶戶以下，取以下，取0.60.6以上；以上；20-5020-50戶，取戶，取0.5-0.5-0.6;50-1000.6;50-100戶，戶，0.4-0.50.4-0.5）) )高層住宅的負荷計算高層住宅的負荷計算（需要系數(shù)法和負荷密度法，（需要系數(shù)法和負

59、荷密度法， kd kd取取0.6-0.7, 0.6-0.7, 負荷密度：負荷密度：50-100V.A/m250-100V.A/m2） 大酒店大酒店80V.A/m280V.A/m2，空調(diào)旅游賓館，空調(diào)旅游賓館100V.A/m2100V.A/m2，豪華型旅游賓館，豪華型旅游賓館150V.A/m2150V.A/m2第三節(jié)第三節(jié) 單相用電設備組計算負荷的確定單相用電設備組計算負荷的確定一、概述 單相負荷應均衡的分配到三相上。當單相負荷的總?cè)萘啃∮谟嬎惴秶鷥?nèi)負荷的總?cè)萘康?5時，全部按三相對稱負荷計算；如單相用電設備不對稱容量大于三相用電設備總?cè)萘康?5時，則設備容量應按三倍最大相負荷計算。%1003m

60、inminPPPP負荷的不平衡度負荷的不平衡度%1003maxmaxPPPP最大相的用電容量最小相的用電容量個單相用電容量的總和maxmin3PPP 1 1、單相設備接于相電壓時的等效三相負荷計算、單相設備接于相電壓時的等效三相負荷計算 meePP.3 按最大負荷相所接單相設備的按最大負荷相所接單相設備的3 3倍計算：倍計算： 2 2、單相設備接于線電壓時的等效三相負荷計算、單相設備接于線電壓時的等效三相負荷計算 .3eePP 3 3、單相設備分別接于線電壓和相電壓時的等效三相負荷計算、單相設備分別接于線電壓和相電壓時的等效三相負荷計算 先將接于線電壓的設備換算到接于相電壓的設備容量，然后先將