電力負(fù)荷及計(jì)算ppt課件

1、第二章第二章 工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線第二節(jié)第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定第三節(jié)第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)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(jì)算負(fù)荷和年電能耗費(fèi)量工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能耗費(fèi)量第六節(jié)第六節(jié) 尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算 第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線 1、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求電力負(fù)荷: 電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。工廠電力負(fù)荷的分級(jí)

2、: 工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-95規(guī)定，根據(jù)其對(duì)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(jí) 。2 2、工廠用電設(shè)備的任務(wù)制、工廠用電設(shè)備的任務(wù)制延續(xù)任務(wù)制延續(xù)任務(wù)制短時(shí)任務(wù)制短時(shí)任務(wù)制斷續(xù)周期任務(wù)制斷續(xù)周期任務(wù)制 斷續(xù)周期任務(wù)制的設(shè)備，可用斷續(xù)周期任務(wù)制的設(shè)備，可用“負(fù)荷繼續(xù)率負(fù)荷繼續(xù)率又又 稱暫載率來(lái)表征其任務(wù)特征。稱暫載率來(lái)表征其任務(wù)特征。 負(fù)荷繼續(xù)率為一個(gè)任務(wù)周期內(nèi)任務(wù)時(shí)間與任負(fù)荷繼續(xù)率為一個(gè)任務(wù)周期內(nèi)任務(wù)時(shí)間與任務(wù)周期的百分比值，即務(wù)周期的百分比值，即 式中：式中：T為任務(wù)周期；為任務(wù)周期；t為任務(wù)周期內(nèi)的任務(wù)時(shí)間；為任務(wù)周期內(nèi)的任務(wù)時(shí)間； t。為任務(wù)周期內(nèi)的停歇

3、時(shí)間。為任務(wù)周期內(nèi)的停歇時(shí)間。 l斷續(xù)周期任務(wù)制設(shè)備的額定容量銘牌功斷續(xù)周期任務(wù)制設(shè)備的額定容量銘牌功率率PN，是對(duì)應(yīng)于某一規(guī)范負(fù)荷繼續(xù)率的。，是對(duì)應(yīng)于某一規(guī)范負(fù)荷繼續(xù)率的。 3、工廠的負(fù)荷曲線、工廠的負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線： 表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)系的圖表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)系的圖形。形。 可直觀地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)于同類型的可直觀地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)于同類型的用戶，其負(fù)荷曲線外形大致一樣。用戶，其負(fù)荷曲線外形大致一樣。1按負(fù)荷性質(zhì)分按負(fù)荷性質(zhì)分l有功負(fù)荷曲線有功負(fù)荷曲線l無(wú)功負(fù)荷曲線無(wú)功負(fù)荷曲線l2)按繼續(xù)任務(wù)時(shí)間分按繼續(xù)任務(wù)時(shí)間分l日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線

4、(24h)日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線運(yùn)轉(zhuǎn)年負(fù)荷曲線曲線運(yùn)轉(zhuǎn)年負(fù)荷曲線l年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線8760h 四、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量四、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量 一年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)一年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷 Pmax ： 全年中負(fù)荷最大的任務(wù)班內(nèi)耗費(fèi)電能最大的半全年中負(fù)荷最大的任務(wù)班內(nèi)耗費(fèi)電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷時(shí)最大負(fù)荷P30。 2. 2.年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最天負(fù)荷利用小時(shí)年最天負(fù)荷利用小時(shí) TmaxTmax： 一個(gè)

5、假想時(shí)間，在此時(shí)間一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷荷PmaxPmax或或P30P30繼續(xù)運(yùn)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所耗費(fèi)的電能，恰好等轉(zhuǎn)所耗費(fèi)的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)踐耗于該電力負(fù)荷全年實(shí)踐耗費(fèi)的電能，如下圖。費(fèi)的電能，如下圖。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) 二平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)二平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) 平均負(fù)荷平均負(fù)荷Pav: 電力負(fù)荷在一定時(shí)間電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均耗費(fèi)的功率，內(nèi)平均耗費(fèi)的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)耗費(fèi)的電能內(nèi)耗費(fèi)的電能Wt除以時(shí)間除以時(shí)間t的值，即的值，即 l負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù): : l 負(fù)荷系數(shù)又稱負(fù)荷率，它是用電負(fù)

6、荷的平負(fù)荷系數(shù)又稱負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷均負(fù)荷Pav,Pav,與其最大負(fù)荷與其最大負(fù)荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 對(duì)用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，就是設(shè)備的輸出功率對(duì)用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，就是設(shè)備的輸出功率P與與設(shè)備額定容量設(shè)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(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定 1、概述 計(jì)算負(fù)荷: 經(jīng)過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。2 2、按需求系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷、按需求系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷一根本公式一根本公式 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷: : 是用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最

7、是用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷大負(fù)荷P30P30，如下圖。，如下圖。 l用電設(shè)備組的設(shè)備容量用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe：l 是指用電設(shè)備組一切設(shè)備不含備用設(shè)備是指用電設(shè)備組一切設(shè)備不含備用設(shè)備的額定容量的額定容量PN之和，即之和，即Pe =PN。l設(shè)備的額定容量：設(shè)備的額定容量：l 是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。 l l用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷：用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷：l 式中：式中：l P30計(jì)算有功功率計(jì)算有功功率(kw)；l Kd 需求系數(shù)需求系數(shù)(三臺(tái)以下時(shí)三臺(tái)以下時(shí)Kd 1)；l Pe用電設(shè)備組的設(shè)備容量用電設(shè)備組的設(shè)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(wú)功計(jì)算負(fù)荷：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： l 式中，式中，tan為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組cos中的正切值。中的正切值。l l視在計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：l 式中，式中，cos為用電設(shè)備組的平均功率為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。因數(shù)。l計(jì)算電流：計(jì)算電流：l 式中，式中，UN為用電設(shè)備組的額定電壓。為用電設(shè)備組的額定電壓。例：知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的 三相電動(dòng)機(jī)7. 5kW3臺(tái)；4kW8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1. 5kW10 臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。 解 此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?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(fèi)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)項(xiàng)， 得Kd=16-0.2(取0.2), cos=0. 5,tan =1. 73。因此求得: 有功計(jì)算負(fù)荷 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算 計(jì)算電流 二設(shè)備容量的計(jì)算 需求系數(shù)法根本公式中的設(shè)備容量Pe計(jì)算與用電設(shè)備組的任務(wù)制有關(guān):普通延續(xù)任務(wù)制和短時(shí)任務(wù)制的用電設(shè)備組: 設(shè)備容量就是一切設(shè)備的銘牌額定容量之和。 l對(duì)斷續(xù)周期任務(wù)制的用電設(shè)備組對(duì)斷續(xù)周期任務(wù)制的用電設(shè)備組l設(shè)備容量換算的公式如式設(shè)備容量換算的公式如式(2-2)所示。所示。l1電焊機(jī)組要求一致?lián)Q算到電焊機(jī)組要求一致?lián)Q算到=100%的設(shè)備功率。的設(shè)備功率。l2吊車電動(dòng)

10、機(jī)組要求一致?lián)Q算到吊車電動(dòng)機(jī)組要求一致?lián)Q算到f= 25的設(shè)備的設(shè)備功率。功率。2.2.多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)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(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù)注：注：1 1配電干線和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組配電干線和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組 的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)KpKp，普通取為，普通取為0.80.90.80.9。 2 2當(dāng)不同類別的建筑當(dāng)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(tái)變壓共用一臺(tái)變壓 器時(shí)，其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減小。器時(shí)，其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減小。 3、按

11、二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和干線的當(dāng)大的低壓支線和干線的 計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用。計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用。略略第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定1 1、概述、概述單相負(fù)荷應(yīng)平衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的單相負(fù)荷應(yīng)平衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康目側(cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5 15時(shí)，時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康膶?duì)稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)?/p>

12、量的15 15時(shí)，時(shí)，那么設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。那么設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。2、單相設(shè)備組等效三項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算、單相設(shè)備組等效三項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算 單相用電設(shè)備應(yīng)盡能夠平衡分配在三相線路單相用電設(shè)備應(yīng)盡能夠平衡分配在三相線路上。單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀饺嘣O(shè)備的上。單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀饺嘣O(shè)備的15否那么：否那么：一一 單相用電設(shè)備僅接于相電壓?jiǎn)蜗嘤秒娫O(shè)備僅接于相電壓 等效三相負(fù)荷等效三相負(fù)荷 取最大相負(fù)荷的三倍取最大相負(fù)荷的三倍 Pe=3 Pe.max二單相用電設(shè)備僅接于線電壓二單相用電設(shè)備僅接于線電壓 如如 PabPbc Pca 當(dāng)當(dāng) Pbc 0.15 Pab時(shí)時(shí) Peq=1.5(P

13、ab+ Pbc)當(dāng)當(dāng) Pbc 0.15 Pab時(shí)時(shí) abeqPP3三用電設(shè)備分別接于線電壓和相電壓三用電設(shè)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(shè)備換算為接于相先將接于的線電壓的單相用電設(shè)備換算為接于相電壓的單相負(fù)荷。電壓的單相負(fù)荷。再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其3倍即為倍即為等效三相負(fù)荷等效三相負(fù)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(wú)功損耗變壓器空載無(wú)功損耗 變壓器在額定負(fù)荷下變壓器在額定負(fù)荷下,耗費(fèi)在耗費(fèi)在 一、二次繞組電抗上的無(wú)功一、二次繞組電抗上的無(wú)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(fù)荷率變壓器負(fù)荷率0QNQ%0I%0U 在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗可按下式近似計(jì)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(shè)假設(shè) ，線路電壓不變，那么，線路電壓不變，那么 876087608760mcmmavavmmTPTPPhPTP1cosavavIP ccIP 在在 時(shí)時(shí)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(fù)荷損失小時(shí)數(shù)。 其物理意義為：當(dāng)線路和變壓器中以最大負(fù)荷電流 流過(guò) 小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于實(shí)踐變化電流時(shí)的電能損耗， 與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 和負(fù)荷功率因數(shù) 有關(guān)。 cImTcos第六節(jié)第六節(jié) 尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算 尖峰電流是繼續(xù)12s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，它用來(lái)計(jì)算電壓動(dòng)搖，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電維護(hù)安裝及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。1、單臺(tái)用電設(shè)備NststpkIKII 用電設(shè)備的額定電流； 用電設(shè)備的起動(dòng)電流； 用電設(shè)備的起動(dòng)倍數(shù)：籠型電動(dòng)機(jī)為 57，繞線型電動(dòng)機(jī)為23，直