電力負荷及計算ppt課件

1、第二章第二章 工廠的電力負荷及計算工廠的電力負荷及計算第一節(jié)第一節(jié) 工廠的電力負荷和負荷曲線工廠的電力負荷和負荷曲線第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設備組計算負荷確實定三相用電設備組計算負荷確實定第三節(jié)第三節(jié) 單相用電設備組計算負荷確實定單相用電設備組計算負荷確實定第四節(jié)第四節(jié) 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗第五節(jié)第五節(jié) 工廠的計算負荷和年電能耗費量工廠的計算負荷和年電能耗費量第六節(jié)第六節(jié) 尖峰電流的計算尖峰電流的計算 第一節(jié)工廠的電力負荷和負荷曲線第一節(jié)工廠的電力負荷和負荷曲線 1、工廠電力負荷的分級及其對供電的要求電力負荷: 電力負荷又稱電力負載。工廠電力負荷的分級

2、: 工廠的電力負荷，按GB50052-95規(guī)定，根據其對供電可靠性的要求及中斷供電呵斥的損失或影響的程度分為三級 。2 2、工廠用電設備的任務制、工廠用電設備的任務制延續(xù)任務制延續(xù)任務制短時任務制短時任務制斷續(xù)周期任務制斷續(xù)周期任務制 斷續(xù)周期任務制的設備，可用斷續(xù)周期任務制的設備，可用“負荷繼續(xù)率負荷繼續(xù)率又又 稱暫載率來表征其任務特征。稱暫載率來表征其任務特征。 負荷繼續(xù)率為一個任務周期內任務時間與任負荷繼續(xù)率為一個任務周期內任務時間與任務周期的百分比值，即務周期的百分比值，即 式中：式中：T為任務周期；為任務周期；t為任務周期內的任務時間；為任務周期內的任務時間； t。為任務周期內的停歇

3、時間。為任務周期內的停歇時間。 l斷續(xù)周期任務制設備的額定容量銘牌功斷續(xù)周期任務制設備的額定容量銘牌功率率PN，是對應于某一規(guī)范負荷繼續(xù)率的。，是對應于某一規(guī)范負荷繼續(xù)率的。 3、工廠的負荷曲線、工廠的負荷曲線負荷曲線：負荷曲線： 表示一組用電設備的功率隨時間變化關系的圖表示一組用電設備的功率隨時間變化關系的圖形。形。 可直觀地反映出用戶用電特點，對于同類型的可直觀地反映出用戶用電特點，對于同類型的用戶，其負荷曲線外形大致一樣。用戶，其負荷曲線外形大致一樣。1按負荷性質分按負荷性質分l有功負荷曲線有功負荷曲線l無功負荷曲線無功負荷曲線l2)按繼續(xù)任務時間分按繼續(xù)任務時間分l日負荷曲線日負荷曲線

4、(24h)日最大負荷全年時間變化日最大負荷全年時間變化曲線運轉年負荷曲線曲線運轉年負荷曲線l年負荷曲線年負荷曲線8760h 四、與負荷曲線和負荷計算有關的物理量四、與負荷曲線和負荷計算有關的物理量 一年最大負荷和年最大負荷利用小時一年最大負荷和年最大負荷利用小時 年最大負荷年最大負荷 Pmax ： 全年中負荷最大的任務班內耗費電能最大的半全年中負荷最大的任務班內耗費電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷時最大負荷P30。 2. 2.年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時 年最天負荷利用小時年最天負荷利用小時 TmaxTmax： 一個

5、假想時間，在此時間一個假想時間，在此時間內，電力負荷按年最大負內，電力負荷按年最大負荷荷PmaxPmax或或P30P30繼續(xù)運繼續(xù)運轉所耗費的電能，恰好等轉所耗費的電能，恰好等于該電力負荷全年實踐耗于該電力負荷全年實踐耗費的電能，如下圖。費的電能，如下圖。年最大負荷和年最大負荷利用小時 二平均負荷和負荷系數(shù)二平均負荷和負荷系數(shù) 平均負荷平均負荷Pav: 電力負荷在一定時間電力負荷在一定時間t內平均耗費的功率，內平均耗費的功率，也就是電力負荷在該時間也就是電力負荷在該時間t內耗費的電能內耗費的電能Wt除以時間除以時間t的值，即的值，即 l負荷系數(shù)負荷系數(shù): : l 負荷系數(shù)又稱負荷率，它是用電負

6、荷的平負荷系數(shù)又稱負荷率，它是用電負荷的平均負荷均負荷Pav,Pav,與其最大負荷與其最大負荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 對用電設備來說，就是設備的輸出功率對用電設備來說，就是設備的輸出功率P與與設備額定容量設備額定容量PN的比值，即的比值，即 第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設備組計算負荷確實定三相用電設備組計算負荷確實定 1、概述 計算負荷: 經過負荷的統(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，稱為計算負荷。2 2、按需求系數(shù)法確定計算負荷、按需求系數(shù)法確定計算負荷一根本公式一根本公式 用電設備組的計算負荷用電設備組的計算負荷: : 是用電設備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最

7、是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P30P30，如下圖。，如下圖。 l用電設備組的設備容量用電設備組的設備容量Pe：l 是指用電設備組一切設備不含備用設備是指用電設備組一切設備不含備用設備的額定容量的額定容量PN之和，即之和，即Pe =PN。l設備的額定容量：設備的額定容量：l 是設備在額定條件下的最大輸出功率。是設備在額定條件下的最大輸出功率。 l l用電設備組的有功計算負荷：用電設備組的有功計算負荷：l 式中：式中：l P30計算有功功率計算有功功率(kw)；l Kd 需求系數(shù)需求系數(shù)(三臺以下時三臺以下時Kd 1)；l Pe用電設備組的設備容量用電設備組的設備容量(kw)

8、。l 式中，式中，Kd為需求系數(shù)。為需求系數(shù)。l無功計算負荷：無功計算負荷： l 式中，式中，tan為對應于用電設備組為對應于用電設備組cos中的正切值。中的正切值。l l視在計算負荷：視在計算負荷：l 式中，式中，cos為用電設備組的平均功率為用電設備組的平均功率因數(shù)。因數(shù)。l計算電流：計算電流：l 式中，式中，UN為用電設備組的額定電壓。為用電設備組的額定電壓。例：知機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的 三相電動機7. 5kW3臺；4kW8臺；3kW17臺；1. 5kW10 臺。試求其計算負荷。 解 此機床組電動機的總容量為 Pe=7.5kW 3+4 kW 8+3 kW17+1.

9、5 10 +120.5kW 查附錄表1中“小批消費的金屬冷加工機床電動機項， 得Kd=16-0.2(取0.2), cos=0. 5,tan =1. 73。因此求得: 有功計算負荷 無功計算負荷 視在計算 計算電流 二設備容量的計算 需求系數(shù)法根本公式中的設備容量Pe計算與用電設備組的任務制有關:普通延續(xù)任務制和短時任務制的用電設備組: 設備容量就是一切設備的銘牌額定容量之和。 l對斷續(xù)周期任務制的用電設備組對斷續(xù)周期任務制的用電設備組l設備容量換算的公式如式設備容量換算的公式如式(2-2)所示。所示。l1電焊機組要求一致?lián)Q算到電焊機組要求一致?lián)Q算到=100%的設備功率。的設備功率。l2吊車電動

10、機組要求一致?lián)Q算到吊車電動機組要求一致?lián)Q算到f= 25的設備的設備功率。功率。2.2.多個用電設備組的計算負荷多個用電設備組的計算負荷 配電干線和配電干線和 變電所低壓母線變電所低壓母線 K p K p 同時系數(shù)同時系數(shù)注：注：1 1配電干線和變電所的計算負荷為各用電設備組配電干線和變電所的計算負荷為各用電設備組 的計算負荷之和再乘以同時系數(shù)的計算負荷之和再乘以同時系數(shù)KpKp，普通取為，普通取為0.80.90.80.9。 2 2當不同類別的建筑當不同類別的建筑( (如辦公樓和宿舍樓如辦公樓和宿舍樓) )共用一臺變壓共用一臺變壓 器時，其同時系數(shù)可適當減小。器時，其同時系數(shù)可適當減小。 3、按

11、二項式法確定計算負荷、按二項式法確定計算負荷 當確定的用電設備臺數(shù)較少而容量差別相當確定的用電設備臺數(shù)較少而容量差別相當大的低壓支線和干線的當大的低壓支線和干線的 計算負荷時，采用。計算負荷時，采用。略略第三節(jié)單相用電設備組計算負荷確實定第三節(jié)單相用電設備組計算負荷確實定1 1、概述、概述單相負荷應平衡的分配到三相上。當單相負荷的單相負荷應平衡的分配到三相上。當單相負荷的總容量小于計算范圍內負荷的總容量的總容量小于計算范圍內負荷的總容量的15 15時，時，全部按三相對稱負荷計算；如單相用電設備不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容量的對稱容量大于三相用電設備總容

12、量的15 15時，時，那么設備容量應按三倍最大相負荷計算。那么設備容量應按三倍最大相負荷計算。2、單相設備組等效三項負荷計算、單相設備組等效三項負荷計算 單相用電設備應盡能夠平衡分配在三相線路單相用電設備應盡能夠平衡分配在三相線路上。單相設備的總容量不超越三相設備的上。單相設備的總容量不超越三相設備的15否那么：否那么：一一 單相用電設備僅接于相電壓單相用電設備僅接于相電壓 等效三相負荷等效三相負荷 取最大相負荷的三倍取最大相負荷的三倍 Pe=3 Pe.max二單相用電設備僅接于線電壓二單相用電設備僅接于線電壓 如如 PabPbc Pca 當當 Pbc 0.15 Pab時時 Peq=1.5(P

13、ab+ Pbc)當當 Pbc 0.15 Pab時時 abeqPP3三用電設備分別接于線電壓和相電壓三用電設備分別接于線電壓和相電壓先將接于的線電壓的單相用電設備換算為接于相先將接于的線電壓的單相用電設備換算為接于相電壓的單相負荷。電壓的單相負荷。再將各負荷相加，選出最大相負荷取其再將各負荷相加，選出最大相負荷取其3倍即為倍即為等效三相負荷等效三相負荷 。第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗能損耗1、供電線路的功率損耗、供電線路的功率損耗 式中式中 R 線路每相電阻線路每相電阻 X 線路每相電抗線路每相電抗(kvar) 103(kw) 1033232XIQRIP

14、clcl2、變壓器的功率損耗、變壓器的功率損耗式中式中 鐵心損耗鐵心損耗(鐵耗鐵耗)； 繞組損耗繞組損耗(銅耗銅耗)； 空載損耗；空載損耗； 短路損耗。短路損耗。202NckTNccuFeTSSPPPSSPPPCuFePPkPP020020020100%100% 100%100%UISSSUSISQSSQQQNNcNNTNcNT式中式中: 變壓器空載無功損耗變壓器空載無功損耗 變壓器在額定負荷下變壓器在額定負荷下,耗費在耗費在 一、二次繞組電抗上的無功一、二次繞組電抗上的無功 損耗。損耗。 變壓器空載電流占額定電變壓器空載電流占額定電 流的百分比。流的百分比。 變壓器短路電壓占額定電變壓器短路

15、電壓占額定電 壓的百分比。壓的百分比。 變壓器負荷率變壓器負荷率0QNQ%0I%0U 在負荷計算中，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下式近似計算： (kvar) )10. 008. 0( (kw) 02. 0CTCTSQSP3、 供配電系統(tǒng)年電能損耗供配電系統(tǒng)年電能損耗假設假設 ，線路電壓不變，那么，線路電壓不變，那么 876087608760mcmmavavmmTPTPPhPTP1cosavavIP ccIP 在在 時時87603 87603222mcavlTRIRIW1cos87602mT 線路年平均損耗線路年平均損耗變壓器年平均損耗變壓器年平均損耗lclPRIW23208760kTPPW 最大負荷損失小時數(shù)。 其物理意義為：當線路和變壓器中以最大負荷電流 流過 小時后所產生的電能損耗，等于實踐變化電流時的電能損耗， 與年最大負荷利用小時數(shù) 和負荷功率因數(shù) 有關。 cImTcos第六節(jié)第六節(jié) 尖峰電流的計算尖峰電流的計算 尖峰電流是繼續(xù)12s的短時最大負荷電流，它用來計算電壓動搖，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電維護安裝及檢驗電動機自起動條件等。1、單臺用電設備NststpkIKII 用電設備的額定電流； 用電設備的起動電流； 用電設備的起動倍數(shù)：籠型電動機為 57，繞線型電動機為23，直