工廠電力負(fù)荷及其計(jì)算

1、第2章第1頁2022年年5月月11日日第二章第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算 教 師：曹永紅主要內(nèi)容主要內(nèi)容內(nèi)容提要：本章介紹中小型工廠電力負(fù)荷的本章介紹中小型工廠電力負(fù)荷的運(yùn)用情況、負(fù)荷性質(zhì)及其運(yùn)用情況、負(fù)荷性質(zhì)及其工作制工作制，重點(diǎn)介紹，重點(diǎn)介紹了確定用電設(shè)備組了確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的兩種常用方計(jì)算負(fù)荷的兩種常用方法法需要系數(shù)法需要系數(shù)法和和二項(xiàng)式系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法。接著講。接著講述了述了無功補(bǔ)償無功補(bǔ)償?shù)拇胧?。另外還簡(jiǎn)要介紹了對(duì)的措施。另外還簡(jiǎn)要介紹了對(duì)供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)負(fù)荷進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算的方法供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)負(fù)荷進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算的方法以及城市電網(wǎng)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)的常用方法。以

2、及城市電網(wǎng)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)的常用方法。2.1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2.1.1 工廠常用的用電設(shè)備工廠常用的用電設(shè)備2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制2.1.3 負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線“電力負(fù)荷電力負(fù)荷”又稱電力負(fù)載，在不同又稱電力負(fù)載，在不同的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用電用電設(shè)備設(shè)備或或用電單位用電單位，也可以指用電設(shè)備或用，也可以指用電設(shè)備或用電單位的電單位的功率功率或或電流電流的大小。的大小。 2.1.1 工廠常用用電設(shè)備工廠常用用電設(shè)備 生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備；生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備；電焊、電鍍?cè)O(shè)備；電焊、電鍍?cè)O(shè)備；

3、電熱設(shè)備；電熱設(shè)備；照明設(shè)備。照明設(shè)備。 p1. 生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備 機(jī)床設(shè)備機(jī)床設(shè)備起重運(yùn)輸設(shè)備起重運(yùn)輸設(shè)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(yùn)物料起吊搬運(yùn)物料運(yùn)輸客貨運(yùn)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(jī)床組合機(jī)床鏜床鏜床沖床沖床鋸床鋸床剪床剪床砂輪機(jī)砂輪機(jī)吊車吊車行車行車輸送機(jī)輸送機(jī)電梯電梯自動(dòng)扶梯自動(dòng)扶梯生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備拖動(dòng)設(shè)備p2電焊和電鍍?cè)O(shè)備電焊和電鍍?cè)O(shè)備 電電焊焊設(shè)設(shè)備備電電鍍鍍?cè)O(shè)設(shè)備備p3電熱設(shè)備電熱設(shè)備 電阻加熱爐電阻加熱爐電弧爐電弧爐感應(yīng)爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備其它電熱設(shè)備主要用于各種零件的熱處理主要用于

4、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p4照明設(shè)備照明設(shè)備 v工廠電力負(fù)荷的分級(jí)一級(jí)負(fù)荷： 為中斷供電將造成人身傷亡者，或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的大量產(chǎn)品報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸、火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要的場(chǎng)所不允許中斷供電者， 為特別重要負(fù)荷。 p5電力負(fù)荷的分級(jí)電力負(fù)荷的分級(jí) 二級(jí)負(fù)荷

5、二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。三級(jí)負(fù)荷 三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷著均屬于三級(jí)負(fù)荷。v雙電源：指兩路電源分別來自不同的發(fā)電廠；或一路電源來自發(fā)電廠，另一路電源來自區(qū)域變電站；或兩路電源均來自不同的區(qū)域變電站。v雙回路：指兩路電源來自同一變電所的不同的母線分段。v各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求一級(jí)負(fù)荷：雙電源供電。 保證其中一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路電源應(yīng)不致同時(shí)損壞。 特別重要的負(fù)荷：除兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供

6、電系統(tǒng)。 常用的應(yīng)急電源：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門的饋電線路、蓄電池、干電池等。二級(jí)負(fù)荷：雙回路供電。 二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，要求有兩個(gè)回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)，當(dāng)其中一回路或一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，二級(jí)負(fù)荷不應(yīng)中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或當(dāng)?shù)毓╇娎щy時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回路6kV及以上的專用架空線路供電。如采用電纜則必須采用兩根電纜并列供電，每個(gè)電纜能承受全部二級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 無特殊要求。p6工廠用電負(fù)荷的分級(jí)工廠用電負(fù)荷的分級(jí) 序序 號(hào)號(hào) 車車 間間 用用 電電 設(shè)設(shè) 備備 負(fù)荷級(jí)別負(fù)荷級(jí)別 1 1金屬加工車間金屬

7、加工車間 價(jià)格昂貴、作用重大，稀有的大型數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴、作用重大，稀有的大型數(shù)控機(jī)床一級(jí)一級(jí)價(jià)格貴，作用大，數(shù)量多的數(shù)控機(jī)床價(jià)格貴，作用大，數(shù)量多的數(shù)控機(jī)床 二級(jí)二級(jí)2 2鑄造車間鑄造車間沖天爐、鼓風(fēng)機(jī)、沖天爐、鼓風(fēng)機(jī)、30t30t及以上的澆鑄起重機(jī)及以上的澆鑄起重機(jī) 三級(jí)三級(jí)3 3熱處理車間熱處理車間井式爐專用淬火起重機(jī)、井式爐油槽抽油泵井式爐專用淬火起重機(jī)、井式爐油槽抽油泵 二級(jí)二級(jí)4 4鍛壓車間鍛壓車間鍛造專用起重機(jī)、水壓機(jī)、高壓水泵、油壓機(jī)鍛造專用起重機(jī)、水壓機(jī)、高壓水泵、油壓機(jī) 二級(jí)二級(jí)5 5電鍍車間電鍍車間大型電鍍用整流設(shè)備、自動(dòng)流水作業(yè)生產(chǎn)線大型電鍍用整流設(shè)備、自動(dòng)流水作業(yè)生產(chǎn)

8、線 二級(jí)二級(jí)6 6模具成型車間模具成型車間隧道窯鼓風(fēng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)隧道窯鼓風(fēng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)二級(jí)二級(jí)7 7層壓制品車間層壓制品車間壓塑機(jī)及供熱鍋爐壓塑機(jī)及供熱鍋爐 二級(jí)二級(jí)8 8線纜車間線纜車間冷卻水泵、鼓風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑泵、高壓水泵、水壓機(jī)、冷卻水泵、鼓風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑泵、高壓水泵、水壓機(jī)、真空泵、液壓泵、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備真空泵、液壓泵、收線用電設(shè)備、漆泵電加熱設(shè)備 二級(jí)二級(jí)9 9空壓站空壓站單臺(tái)單臺(tái)60m60m3 3/min/min以上空壓機(jī)以上空壓機(jī) 二級(jí)二級(jí)有高位油箱的離心式壓縮機(jī)、潤(rùn)滑油泵有高位油箱的離心式壓縮機(jī)、潤(rùn)滑油泵 二級(jí)二級(jí)離心式壓縮機(jī)潤(rùn)滑油泵離心式壓縮機(jī)潤(rùn)滑油泵 一級(jí)一級(jí)表表21 小

9、型機(jī)械類工廠中常用重要電力負(fù)荷的級(jí)別分類小型機(jī)械類工廠中常用重要電力負(fù)荷的級(jí)別分類 2.1.2 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制 長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備%1000tttN（21）工作時(shí)間工作時(shí)間停歇時(shí)間停歇時(shí)間同一設(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)換到一個(gè)統(tǒng)一的的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的下。下。2121PP率的換算公式為不同負(fù)荷持續(xù)率下，功212121ttt1tPPPTIRIAIPUIP下，功率的換算

10、公式為所以，不同負(fù)荷持續(xù)率因此有，在同一周期內(nèi)負(fù)荷持續(xù)率熱量相同時(shí)，在設(shè)備電阻不變而發(fā)熱量散失，則過程，即發(fā)熱不向四周假設(shè)工作周期內(nèi)為絕熱，故在相同電壓下功率對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到=25%=25%，換算公式為：，換算公式為： NNNNePPP225（22）起重電動(dòng)機(jī)起重電動(dòng)機(jī)換算后設(shè)換算后設(shè)備容量備容量（換算前）設(shè)（換算前）設(shè)備鉻牌額定功備鉻牌額定功率率設(shè)備鉻牌暫載設(shè)備鉻牌暫載率率對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到=100%=100%，換算公式為：，換算公式為： NNNNeSPPcos（2-3） 電焊機(jī)設(shè)備電焊機(jī)設(shè)備設(shè)備鉻牌額定容量設(shè)備鉻牌額定容量設(shè)

11、備鉻牌功率因數(shù)設(shè)備鉻牌功率因數(shù)n例例2-1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(jī)床共線路上接有金屬切削機(jī)床共2020臺(tái)臺(tái)（其中（其中10.5kW-410.5kW-4臺(tái)，臺(tái)，7.5kW-87.5kW-8臺(tái)，臺(tái)，5kW-85kW-8臺(tái)），車間有臺(tái)），車間有380V380V電焊機(jī)電焊機(jī)2 2臺(tái)（每臺(tái)容量臺(tái)（每臺(tái)容量20kVA20kVA， ），），車間有吊車車間有吊車1 1臺(tái)臺(tái)11kW11kW， ），試計(jì)算此車間的設(shè)備），試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。容量。 %65N5 . 0cosN%25N解：解：（1 1）金屬切削機(jī)床的設(shè)備容量）金屬切削機(jī)床的設(shè)備容量 金屬切削機(jī)床屬于長(zhǎng)期

12、連續(xù)工作制設(shè)備，所以金屬切削機(jī)床屬于長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備，所以2020臺(tái)臺(tái)金屬切削機(jī)床的總?cè)萘繛椋航饘偾邢鳈C(jī)床的總?cè)萘繛椋?eiePP1kW142585 . 785 .104 電焊機(jī)屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一電焊機(jī)屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到換算到 ，所以，所以2 2臺(tái)電焊機(jī)的設(shè)備容量：臺(tái)電焊機(jī)的設(shè)備容量： %100NNNeSPcos22kW1 .165 . 065. 0202 （2 2）電焊機(jī)的設(shè)備容量）電焊機(jī)的設(shè)備容量 吊車屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換吊車屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到算到 ，所以，所以1 1臺(tái)吊車的容量為

13、：臺(tái)吊車的容量為：%25kW11253NNNePPPkW169111 .16142eP（3 3）吊車的設(shè)備容量）吊車的設(shè)備容量 (4) (4) 車間的設(shè)備總?cè)萘繛檐囬g的設(shè)備總?cè)萘繛?.1.3 負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線 p定義定義負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的曲線。負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的曲線。n按負(fù)荷對(duì)象分按負(fù)荷對(duì)象分工廠的的負(fù)荷曲線工廠的的負(fù)荷曲線車間的的負(fù)荷曲線車間的的負(fù)荷曲線某臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷曲線某臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷曲線n按負(fù)荷的功率性質(zhì)分按負(fù)荷的功率性質(zhì)分有功負(fù)荷曲線有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線p分類分類n按表示的時(shí)間分按表示的時(shí)間分年的負(fù)荷曲線年的負(fù)荷曲線月的負(fù)荷曲線月的

14、負(fù)荷曲線日的負(fù)荷曲線日的負(fù)荷曲線工作班的負(fù)荷曲線工作班的負(fù)荷曲線n按繪制方式分按繪制方式分依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線梯形的負(fù)荷曲線梯形的負(fù)荷曲線p負(fù)荷曲線的繪制負(fù)荷曲線的繪制 負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)表示負(fù)荷表示負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，變動(dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大?。üβ时硎矩?fù)荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。圖圖3.1 日有功負(fù)荷曲線日有功負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線梯形負(fù)荷曲線梯形負(fù)荷曲線圖圖2.2 年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，反映了全年負(fù)荷變動(dòng)反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷

15、持續(xù)時(shí)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（全年按間（全年按8760h計(jì)）計(jì)）的關(guān)系。的關(guān)系。年每日最大負(fù)荷曲線，年每日最大負(fù)荷曲線，反映了全年當(dāng)中不同反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，時(shí)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(shí)平均負(fù)荷來繪半小時(shí)平均負(fù)荷來繪制的。制的。p與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù) n(1) (1) 年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷P Pm maxax和年最大負(fù)荷利用小時(shí)和年最大負(fù)荷利用小時(shí)T Tmaxmax 圖圖2.3 年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷P Pmaxmax 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷，年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷，

16、 它是全年它是全年中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷負(fù)荷P P3030。年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷利用小時(shí)T Tmaxmax假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷P Pmaxmax持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗用的電能相同。用的電能相同。maxmaxPWTa （2-4） uT Tmaxmax是一個(gè)反映工廠負(fù)荷特征的是一個(gè)反映工廠負(fù)荷特征的重要參數(shù)重要參數(shù)l一班制工廠一班制工廠T Tmaxmax=1800=18003000h3000hl兩班制工廠兩班

17、制工廠T Tmaxmax=3500=35004800h4800hl三班制工廠三班制工廠T Tmaxmax=5000=50007000h7000h負(fù)荷全年實(shí)際負(fù)荷全年實(shí)際耗用電能耗用電能n平均負(fù)荷平均負(fù)荷P Pavav和年平均負(fù)荷和年平均負(fù)荷 平均負(fù)荷平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間就是負(fù)荷在一定時(shí)間t t內(nèi)平均消耗的功率內(nèi)平均消耗的功率tWPtav（2-5） 年平均負(fù)荷年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除全就是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除全年總小時(shí)數(shù)。年總小時(shí)數(shù)。 8760aavWP（2-6） t時(shí)間內(nèi)耗用時(shí)間內(nèi)耗用的電能的電能有功負(fù)荷系數(shù)通常取0.70.75無功負(fù)荷系數(shù)通常取0.760.82ma

18、xPPavn負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù) maxQQav2.2 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法 2.2.1 概述概述 2.2.2 需要系數(shù)法需要系數(shù)法2.2.3 二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法2.2.4 單相用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算單相用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算2.2.5 全廠計(jì)算負(fù)荷的確定全廠計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.1 概述概述 p“計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷”n是指用統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來選擇和校驗(yàn)變壓器容量及開是指用統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來選擇和校驗(yàn)變壓器容量及開關(guān)設(shè)備、連接該負(fù)荷的電力線路的負(fù)荷值。關(guān)設(shè)備、連接該負(fù)荷的電力線路的負(fù)荷值。 PC-負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷QC-負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷SC-負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷

19、負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷IC-負(fù)荷的計(jì)算電流負(fù)荷的計(jì)算電流p負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算是指對(duì)某一線路中的實(shí)際用電負(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。v工程上為了取值和表達(dá)方便，將最大負(fù)荷P30作為計(jì)算負(fù)荷Pc。v由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約需34，為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。截面在16mm2及以上的導(dǎo)體，其 大于等于10分鐘，因此載流導(dǎo)體大約經(jīng)過30分鐘后可達(dá)到穩(wěn)定溫升。由此可見，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷P30(亦既年最大負(fù)荷Pmax)是基本相當(dāng)?shù)?。所以，?jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。之所以用P30代替PC是因?yàn)殡姎馍系腸 已經(jīng)用來表示電容。所以，我們用P30

20、、Q30、S30、I30來表示有功計(jì)算負(fù)荷、無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷、計(jì)算電流。需要系數(shù)法需要系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來確定的，適用于變、配電情況來確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。所的負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，一般適用于荷影響的附加功率，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。計(jì)算。負(fù)荷計(jì)負(fù)荷計(jì)算方法算方法p負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算方法表表2.2 各用電設(shè)備組的需要系數(shù)各用電設(shè)備組的

21、需要系數(shù)Kd及功率因數(shù)及功率因數(shù) 用電設(shè)備組名稱用電設(shè)備組名稱 需要系數(shù)需要系數(shù)Kd 二項(xiàng)式系數(shù)二項(xiàng)式系數(shù) 最大容量最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備臺(tái)數(shù) 功率因數(shù)功率因數(shù)ab小批量生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床小批量生產(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)床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機(jī)床 0.30.35 40.26 0.5 5555 0.65 1.731.731.331.17 通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī) 0.70.

22、8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械50.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配車間的吊車鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車鑄造車間吊車50.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 自動(dòng)裝料電阻爐自動(dòng)裝料電阻爐非自動(dòng)裝料電阻爐非自動(dòng)裝料電阻爐小型電阻爐、干燥箱小型電阻爐、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.30.3 22 0.950.

23、951.0 0.330.330 高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）電弧熔爐電弧熔爐 0.60.350.87 1.332.680.57 點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)對(duì)焊機(jī)對(duì)焊機(jī)0.350.35 31.02 自動(dòng)弧焊變壓器自動(dòng)弧焊變壓器單頭手動(dòng)弧焊變壓器單頭手動(dòng)弧焊變壓器多頭手動(dòng)弧焊變壓器多頭手動(dòng)弧焊變壓器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 生產(chǎn)廠房、辦公室、實(shí)驗(yàn)室照明生產(chǎn)廠房、辦公室、實(shí)驗(yàn)室照明變配電室、倉庫照明變配電室、倉庫照明生活照明生活照明室外照明室外照明0

24、.80.81 1.01.01.01.0 0000 costan2.2.2 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 edcPKP（2-7） eiePP（2-8） 需要系數(shù)需要系數(shù)用 電 設(shè) 備用 電 設(shè) 備組 所 有 設(shè)組 所 有 設(shè)備 容 量 之備 容 量 之和和每組用電設(shè)備每組用電設(shè)備的設(shè)備容量的設(shè)備容量 由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，工由于一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，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)備本身的損耗等因素，設(shè)備或設(shè)備組路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗

25、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)的計(jì)算負(fù)荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€(gè)小于小于1的系的系數(shù)，叫做數(shù)，叫做需要系數(shù)需要系數(shù)，用，用Kd表示。表示。 n需要系數(shù)需要系數(shù)K Kd d 需要系數(shù)法需要系數(shù)法需要系數(shù)需要系數(shù)niidPKP1301eWLdKKK需要需要系數(shù)系數(shù)同時(shí)系數(shù)同時(shí)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(shè)備都所有用電設(shè)備都會(huì)同時(shí)投入使用會(huì)同時(shí)投入使用負(fù)荷系數(shù)負(fù)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(shè)備任何時(shí)候電氣設(shè)備任何時(shí)候都會(huì)滿載運(yùn)行都會(huì)滿載運(yùn)行電氣設(shè)備的平均電氣設(shè)備的平均效率效率e：電氣設(shè)備電氣設(shè)備額定功率與輸入額定功率與輸

26、入功率不一定相等功率不一定相等 線路的平均效率線路的平均效率W1 ：考慮直接向考慮直接向電氣設(shè)備配電的配電氣設(shè)備配電的配電線路上的功率損電線路上的功率損耗后，電氣設(shè)備輸耗后，電氣設(shè)備輸入功率與系統(tǒng)向設(shè)入功率與系統(tǒng)向設(shè)備提供的功率不一備提供的功率不一定相同定相同 注：注：工程實(shí)際中，很難通工程實(shí)際中，很難通過過Kd的表達(dá)式來求得需要的表達(dá)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(yàn)值求得其經(jīng)驗(yàn)值用 電 設(shè) 備 組 名 稱需要系數(shù)kd功率因數(shù)costan通風(fēng)機(jī)和水泵運(yùn)輸機(jī)、傳達(dá)帶混凝土及砂漿攪拌機(jī)破碎機(jī)、篩、泥泵、礫石洗滌機(jī)起重機(jī)、掘土機(jī)、升降機(jī)電焊機(jī)建筑室內(nèi)照明工地住宅、辦

27、公室照明變電所室外照明0.750.850.520.600.650.700.700.250.450.800.400.700.500.701.00.800.750.650.700.700.451.01.01.01.00.750.881.771.021.021.980000建筑工地常用用電設(shè)備組建筑工地常用用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)的需要系數(shù)及功率因數(shù) n（1）對(duì)）對(duì)12臺(tái)用電設(shè)備宜取臺(tái)用電設(shè)備宜取n (2) 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 有功計(jì)算負(fù)荷：有功計(jì)算負(fù)荷： （2-9）無功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷： （2-10）1dKedPKP30tan3030PQ視在計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷

28、： （2-11）計(jì)算電流：計(jì)算電流： （2-12）23023030QPSNUSI33030n (3) 多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 總的有功計(jì)算負(fù)荷：總的有功計(jì)算負(fù)荷： （2-13） 總的無功計(jì)算負(fù)荷：總的無功計(jì)算負(fù)荷： （2-14）iPKP3030iQKQ3030總的視在計(jì)算負(fù)荷：總的視在計(jì)算負(fù)荷： （2-15）總的計(jì)算電流：總的計(jì)算電流： （2-16）23023030QPSNUSI33030 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)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)

29、同時(shí)系數(shù)K。 應(yīng)用范圍 K 確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷 冷加工車間 熱加工車間 動(dòng)力站 確定配電所母線的最大負(fù)荷 負(fù)荷小于5000kW 計(jì)算負(fù)荷小于500010000kW 計(jì)算負(fù)荷大于10000kW 0.91.00.850.8 表表3.3 同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù)K n例例2-2（接例（接例21）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(jī)床共線路上接有金屬切削機(jī)床共2020臺(tái)臺(tái)（其中（其中10.5kW-410.5kW-4臺(tái)，臺(tái)，7.5kW-87.5kW-8臺(tái)，臺(tái)，5kW-85kW-8臺(tái)），車間有臺(tái)），車間有380V380V電焊機(jī)電焊機(jī)

30、2 2臺(tái)（每臺(tái)容量臺(tái)（每臺(tái)容量20kVA20kVA， ），），車間有吊車車間有吊車1 1臺(tái)臺(tái)11kW11kW， ），試計(jì)算此車間的），試計(jì)算此車間的計(jì)算計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷。 %65N5 . 0cosN%25N解：解：（1 1）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷 查查表表2.22.2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，

31、有所以，有（2 2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷查表查表2.2 2.2 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：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(30I（3 3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷）吊車組的計(jì)算負(fù)荷查表查表2.22.2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 15. 0，dKkW7 . 115. 011) 3 (30Pvark9 . 273.

32、17 . 1) 3 (30QkVA4 . 39 . 27 . 122) 3 (30SA2 . 538. 034 . 3) 3 (30I（4 4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷）全車間的總計(jì)算負(fù)荷 根據(jù)表根據(jù)表2.32.3，取同時(shí)系數(shù)，取同時(shí)系數(shù) ，所以，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為：全車間的計(jì)算負(fù)荷為： 8 . 0KkW6 .28)7 . 16 . 54 .28(8 . 030eiPKPvark6 .53) 9 . 2151 .49(8 . 030eiqQKQkVA8 .606 .536 .282230SA4.9238.038.6030I某機(jī)修車間380V線路上有如下設(shè)備： 對(duì)焊機(jī)一臺(tái)：SN=42kVA, N=

33、60%,cos=0.62 10噸橋式起重機(jī)一臺(tái)：PN=39.6kW,N=40% 金屬切削用三相電機(jī)：7.5kW 3臺(tái), 4kW 8 臺(tái);3kW 17臺(tái)試求計(jì)算負(fù)荷。n作業(yè)作業(yè)p應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合n在計(jì)算設(shè)備臺(tái)數(shù)不多，而且各臺(tái)設(shè)備容量相差較大的車在計(jì)算設(shè)備臺(tái)數(shù)不多，而且各臺(tái)設(shè)備容量相差較大的車間干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法。間干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法。p基本公式基本公式XecPbPP30（3-17） 2.2.3 二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法 b 、c二項(xiàng)式二項(xiàng)式系數(shù)，根據(jù)設(shè)備系數(shù)，根據(jù)設(shè)備名稱、類型、臺(tái)名稱、類型、臺(tái)數(shù)查表數(shù)查表3.2選取選取指用電設(shè)備中指用電設(shè)備中x臺(tái)容量臺(tái)容

34、量最大的設(shè)備容量之和最大的設(shè)備容量之和用電設(shè)備組用電設(shè)備組的平均負(fù)荷的平均負(fù)荷用電設(shè)備組的用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘吭O(shè)備總?cè)萘恐赣秒娫O(shè)備中指用電設(shè)備中x 臺(tái)容量臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷。增加的附加負(fù)荷。Q30，S30，I30的計(jì)算公式與前述需要系數(shù)法相同。的計(jì)算公式與前述需要系數(shù)法相同。n（1）對(duì)）對(duì)12臺(tái)用電設(shè)備臺(tái)用電設(shè)備n（2）用電設(shè)備組）用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式（有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式（3-17），其余的），其余的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。ePP300 1cb，p（3）多組用電設(shè)備）多組用電設(shè)備要考慮各組用電設(shè)

35、備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。在各要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組平組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組平均負(fù)荷，求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。均負(fù)荷，求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。 總的有功計(jì)算負(fù)荷為總的有功計(jì)算負(fù)荷為： （2-18）總的無功計(jì)算負(fù)荷為總的無功計(jì)算負(fù)荷為： （2-19）max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ各組中最大各組中最大的一組附加的一組附加負(fù)荷負(fù)荷最 大 附 加 負(fù)最 大 附 加 負(fù)荷 所 在 設(shè) 備荷 所 在 設(shè) 備組 的 對(duì) 應(yīng) 的組 的 對(duì) 應(yīng) 的值值

36、用用二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法計(jì)算例計(jì)算例2.12.1車間的金屬切削機(jī)床組的計(jì)車間的金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。算負(fù)荷。解：查表解：查表2.22.2取取二項(xiàng)式系數(shù)二項(xiàng)式系數(shù)73. 1tan 5 . 0cos 5 4 . 0 14. 0，xcbkW5 .4915 . 745 .105 PPx所以所以kW7 .395 .494 .014214.030 xecPbPPvark7 .6873. 17 .3930QkVA4 .797 .687 .392230SA6 .12038.034 .7930In例例2-3v如果用電設(shè)備組的設(shè)備總臺(tái)數(shù)n2x，則最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)取x=n/2，且按四舍五入修約規(guī)則取整數(shù)。v某380

37、V線路上接有下列設(shè)備：冷加工機(jī)床，27.5kW， 36 kW，252.6 kW；電加熱設(shè)備，36kW；吊車組，110.5kW，25；電焊機(jī)，122kVA，60，cos0.6；電焊機(jī)，28.85kVA，100，cos0.6；v試用二項(xiàng)式法確定該線路上的計(jì)算負(fù)荷。n例例2-4p解：確定分組，各組中設(shè)備功率。第一組：冷加工機(jī)床組 查表得，x5，c0.4，b0.14，cos0.5，tan1.73。 bPe-1=0.14（27.536252.6）13.72kW cPx-1=0.4(27.5+36)=13.20kWn第二組：電加熱設(shè)備 查表得， c0，b0.7，cos1，tan0。 bPe-2=0.718

38、12.60kW cPx-2=0n第三組：吊車組 查表得，x3，c0.2，b0.06，cos0.5， tan1.73。 bPe-3=0.0610.500.63kW cPx-3=0.210.50=2.1kWn第四組：電焊機(jī)設(shè)備組 查表得，c0，b0.35，cos0.6，tan1.33。因?yàn)镻 ， bPe-4=0.35（P4+P5） 0.35 7.29 cPx-4=0nnnScos)6 . 085. 826 . 0226 . 0(因?yàn)榈谝唤M中的cPx-1值最大，所以有功計(jì)算功率 Pc（bPe-1bPe-2bPe-3bPe-4）(cPx)max 49.92kW Qc（bPe-1tan1+ bPe-2t

39、an2+ bPe-3tan3+ bPe-4tan4）+(cPx)max tanmax=60.66kvarkVAQPSccc56.7822AUSINcc4 .1193v現(xiàn)代建筑中的用電設(shè)備從供電的形式上可分為單相和三相兩大類。單相：?jiǎn)蜗嚯妱?dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)和各種形式的家用電器設(shè)備。三相：電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的各種設(shè)備例如給水泵、集中式空調(diào)機(jī)、電梯等。v當(dāng)供電形式為三相供電系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)條款的規(guī)定必須將單相用電設(shè)備平均地分配到各個(gè)單相中。然后才能進(jìn)行對(duì)連接有單相用電設(shè)備的三相供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算。2.2.4 單相用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算單相用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算p單相用電設(shè)備組確定計(jì)算負(fù)荷的原則單相用電

40、設(shè)備組確定計(jì)算負(fù)荷的原則 v按在三相供電系統(tǒng)中連接單相設(shè)備功率和三相設(shè)備功率的比例來制定。 在某個(gè)計(jì)算范圍內(nèi)，當(dāng)單相設(shè)備功率的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備功率總?cè)萘康?5時(shí)，認(rèn)為單相設(shè)備功率就相當(dāng)于三相設(shè)備功率。 單相設(shè)備功率的總?cè)萘看笥谌嘣O(shè)備功率總?cè)萘康?5時(shí)。這時(shí)三相供電系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，必須將單相用電設(shè)備功率換算成等效的三相設(shè)備功率，然后進(jìn)行三相計(jì)算負(fù)荷的確定。 p民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：中規(guī)定：n單相負(fù)荷應(yīng)均勻分配到三相上。n當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)三相對(duì)稱負(fù)荷總?cè)萘康?5時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；n當(dāng)超過15時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相對(duì)稱

41、負(fù)荷相加。 p單相用電設(shè)備接于相電壓時(shí)的三相等效負(fù)荷單相用電設(shè)備接于相電壓時(shí)的三相等效負(fù)荷)3/(tan3 322NeqeqeqeqeqeqeqUSIQPSPQPP單單相相設(shè)設(shè)備備視視在在功功率率S 最最大大的的一一相相的的功功率率因因數(shù)數(shù)為為cosp單相用電設(shè)備接于線電壓時(shí)的三相等效負(fù)荷單相用電設(shè)備接于線電壓時(shí)的三相等效負(fù)荷n線間負(fù)荷，也稱之為線間設(shè)備。用電設(shè)備接于線電壓是指該設(shè)備連接在三相供電系統(tǒng)中的兩相之間，電壓為380v的用電設(shè)備。例如：?jiǎn)闻_(tái)380V的電焊機(jī)等。v假設(shè)P12P23P31，則等效三相負(fù)荷：2312)33(3PPPeqn應(yīng)先將線間負(fù)荷換算為相間負(fù)荷，然后各相負(fù)荷分別相加，選

42、取最大相負(fù)荷乘3倍作為等效三相負(fù)荷。n線間負(fù)荷換算為相間負(fù)荷的方法：換算系數(shù)法注意：最大單相的有功注意：最大單相的有功計(jì)算負(fù)荷和無功計(jì)算負(fù)計(jì)算負(fù)荷和無功計(jì)算負(fù)荷不一定在同一相上。荷不一定在同一相上。v既有線間負(fù)荷又有相間負(fù)荷時(shí)的三相等效負(fù)荷v線間負(fù)荷換算為相間負(fù)荷的功率換算系數(shù)換算系數(shù)法BCBBCCACCACBCCBCCACCACABBBABCBBCBABBBABCBBCBCAACAABAABACAACAABAABAPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPqPqQPpPpP接于接于AB、BC、CA相間的有相間的有功 負(fù) 荷功 負(fù) 荷(kw)換算為換算為A、B、C 相 的 有 功相 的 有 功

43、負(fù)荷負(fù)荷(kw)換 算 系換 算 系數(shù)數(shù)換算為換算為A、B、C 相 的 無 功相 的 無 功負(fù)荷負(fù)荷(kvar)線間負(fù)荷換算為相間負(fù)荷的功率線間負(fù)荷換算為相間負(fù)荷的功率換算系數(shù)換算系數(shù)2.2.5 全廠計(jì)算負(fù)荷的確定全廠計(jì)算負(fù)荷的確定 p1 1用需要系數(shù)法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷用需要系數(shù)法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷 在已知全廠用電設(shè)備總?cè)萘康臈l件下，乘以一在已知全廠用電設(shè)備總?cè)萘康臈l件下，乘以一個(gè)工廠的需要系數(shù)即可求得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，個(gè)工廠的需要系數(shù)即可求得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即即 edPKP30（3-20） 全廠的需要系全廠的需要系數(shù)值，查表數(shù)值，查表3.4選取。選取。 表表2.4 全廠負(fù)荷的需要系數(shù)及功

44、率因數(shù)全廠負(fù)荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)工廠類別 需要系數(shù) 功率因數(shù) 汽輪機(jī)制造廠0.38 0.88 鍋爐制造廠 0.27 0.73 柴油機(jī)制造廠 0.32 0.74 重型機(jī)床制造廠 0.32 0.71 儀器儀表制造廠 0.37 0.81 電機(jī)制造廠 0.33 0.81 石油機(jī)械制造廠 0.45 0.78 電線電纜制造廠0.35 0.73 電器開關(guān)制造廠 0.35 0.75 橡膠廠 0.5 0.72 通用機(jī)械廠0.4 0.72 p2 2用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷 由用電設(shè)備組開始，逐級(jí)向電源方向推算的方法，由用電設(shè)備組開始，逐級(jí)向電源方向推算的方法，在經(jīng)過變壓器和較

45、長(zhǎng)的線路時(shí)，應(yīng)加上在經(jīng)過變壓器和較長(zhǎng)的線路時(shí)，應(yīng)加上變壓器和線變壓器和線路的損耗路的損耗。n企業(yè)負(fù)荷確定的步驟企業(yè)負(fù)荷確定的步驟從負(fù)荷端開始，逐級(jí)上推到電源進(jìn)線端。用電設(shè)備組車間低壓變壓器出線車間低壓變壓器高壓側(cè)企業(yè)變壓器出線企業(yè)進(jìn)線P30.5= K5 P30.6iP30.4=P30.5+PwL2P30.3= K3 P30.4iP30.2=P30.3+PT+PwL1P30.1= K1 P30.2i圖圖2.4 逐級(jí)推算法示意圖逐級(jí)推算法示意圖 在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車間變壓器尚未選出，無法根據(jù)在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車間變壓器尚未選出，無法根據(jù)變壓器的有功損耗與無功損耗的理論公式進(jìn)行計(jì)算，變壓器的有功損耗與無功損

46、耗的理論公式進(jìn)行計(jì)算，一般按經(jīng)驗(yàn)公式估算：一般按經(jīng)驗(yàn)公式估算：有功功率損耗有功功率損耗： （2-21）無功功率損耗無功功率損耗： （2-22）30015. 0SPT3006. 0SQT變壓器低壓母變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)線上的計(jì)算負(fù)荷荷p3 3按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷 bBaAWa（2-23） max30TWPa（2-24） 單位數(shù)量，單單位數(shù)量，單位為人數(shù)、床位為人數(shù)、床數(shù)、產(chǎn)品數(shù)量數(shù)、產(chǎn)品數(shù)量等等單位用電指標(biāo)，單單位用電指標(biāo)，單位為位為kW人人kW床、床、kw產(chǎn)品等產(chǎn)品等負(fù) 荷 密 度 指負(fù) 荷 密 度 指標(biāo)標(biāo)計(jì)算范圍的使用計(jì)算范圍的使用面積，單

47、位為面積，單位為m2工廠的年最大工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)負(fù)荷利用小時(shí)2.3 供配電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗2.3.1 概述概述 2.3.2 供電線路的功率損耗供電線路的功率損耗2.3.3 變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗3.3.1 概述概述v在考慮變配電系統(tǒng)總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，除了用電負(fù)荷所消耗的電功率以外，變配電系統(tǒng)本身還要損耗一部分電功率，（供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備和線路上存在著阻抗，當(dāng)有電流通過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的損耗。供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生損耗較大的設(shè)備是變壓器和線路。）這部分電功率也是由變配電系統(tǒng)提供的。因此，要計(jì)入變配電系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷中。年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷損

48、耗小時(shí)數(shù)maxmax （年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax ）n定義：對(duì)于供配電系統(tǒng)中全年的電能損耗量Wa，若一直以計(jì)算負(fù)荷來消耗，需max時(shí)間就可將其全部消耗完。即系統(tǒng)通過max時(shí)間的計(jì)算電流所損耗掉的電能，與系統(tǒng)在全年實(shí)際運(yùn)行時(shí)間內(nèi)通過實(shí)際電流所損耗掉的電能相同。nmax也是一個(gè)假想的時(shí)間。p最大負(fù)荷損耗小時(shí)物理意義最大負(fù)荷損耗小時(shí)物理意義n假如線路負(fù)荷維持在Pca，則在內(nèi)的電能損耗，恰好等于實(shí)際負(fù)荷全年在線路上產(chǎn)生的電能損耗。 n為一個(gè)假想時(shí)間。 n與Tmax和cos有關(guān)：)cos,(maxTfpmaxmax 、T Tmaxmax、負(fù)荷的功率因數(shù)、負(fù)荷的功率因數(shù)coscos

49、之間的關(guān)系之間的關(guān)系 2.3.2 供電線路的功率損耗供電線路的功率損耗v三相線路中的有功和無功損耗為v其中，R=rl，l為線路長(zhǎng)度，r為單位線路長(zhǎng)度的電阻值；X=xl，l為線路長(zhǎng)度，x為單位線路長(zhǎng)度的電抗值；3232103103XIQRIPCWCW線路上的有線路上的有功損耗，單功損耗，單位為位為kW線 路 上 的線 路 上 的無功損耗，無功損耗，單位為單位為kvar線 路 上 的線 路 上 的計(jì)算電流，計(jì)算電流，單位為單位為A每相線路每相線路的電阻，的電阻，單位為單位為每 相 線 路每 相 線 路的 電 抗 ，的 電 抗 ，單位為單位為問題？v如果用線路的計(jì)算功率Pc、Qc、Sc表示，供電線路

50、的功率損耗的表達(dá)式。p線路上的年有功電能損耗線路上的年有功電能損耗)( ,103max32hkWRIWCL&由于供電系統(tǒng)的線路一般不長(zhǎng)，且多采用電纜供電，阻抗較小，所以線路上的功率損耗往往忽略不計(jì)。3.3.3 變壓器的功率損耗和電能損變壓器的功率損耗和電能損耗耗v變壓器的有功損耗變壓器鐵耗、磁滯損耗和渦流損耗等構(gòu)成的空載有功損耗；變壓器繞組電阻通過電流時(shí)產(chǎn)生的銅耗，也稱負(fù)載有功損耗，它與變壓器的二次負(fù)荷大小有關(guān)，當(dāng)變壓器滿載時(shí)，其銅耗近似等于變壓器短路損耗。 p變壓器的最大有功損耗變壓器的最大有功損耗20)(rckTSSPPP變壓器空載變壓器空載有功損耗，有功損耗，單位為單位為kw變 壓 器

51、的變 壓 器 的額 定 視 在額 定 視 在功 率 單功 率 單位為位為kVA變 壓 器 短變 壓 器 短路 有 功 損路 有 功 損耗 ， 單 位耗 ， 單 位為為kw變壓器上通變壓器上通過的計(jì)算視過的計(jì)算視在功率。單在功率。單位為位為 kVAp變壓器的無功損耗變壓器的無功損耗是由變壓器鐵心磁化產(chǎn)生的空載無功損耗，與勵(lì)磁電流大小有關(guān)，近似等于空載電流產(chǎn)生的損耗； 100%00ISQr變壓器空載電流占變壓器空載電流占額定電流的百分值。額定電流的百分值?？梢酝ㄟ^手冊(cè)查到可以通過手冊(cè)查到（空載電流）（空載電流）另一部分是變壓器繞組電抗通過電流時(shí)產(chǎn)生的無功損耗，也稱負(fù)載無功損耗。與變壓器的二次負(fù)荷大

52、小有關(guān)，當(dāng)變壓器滿載時(shí)，其負(fù)載無功損耗近似等于變壓器短路時(shí)繞組上的無功損耗。 100%krNUSQ變壓器短路電壓占變壓器短路電壓占額定電壓的百分值。額定電壓的百分值?？梢酝ㄟ^手冊(cè)查到可以通過手冊(cè)查到（阻抗電壓）（阻抗電壓）p變壓器的最大無功損耗變壓器的最大無功損耗2020)(100%100%)(rckrrcLTSSUISSSQQQ非額定負(fù)載情況下，非額定負(fù)載情況下，負(fù)載無功損耗，與負(fù)載無功損耗，與負(fù)載率的平方成正負(fù)載率的平方成正比。比。&P0、Pk、Ic、 Ur均可在產(chǎn)品目錄中查出。p變壓器的年有功電能損耗變壓器的年有功電能損耗max20)(rckWTSSPtPW空載有功電能損耗負(fù)載有功電能損

53、耗變壓器的全年工作時(shí)間，單位為h 2.4功率因數(shù)計(jì)算與無功功率補(bǔ)償功率因數(shù)計(jì)算與無功功率補(bǔ)償2.4.1 功率因數(shù)的分類和計(jì)算功率因數(shù)的分類和計(jì)算2.4.2 功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響2.4.3 功率因數(shù)的改善措施功率因數(shù)的改善措施2.4.4 并聯(lián)電容器補(bǔ)償功率因數(shù)并聯(lián)電容器補(bǔ)償功率因數(shù)2.4.1 功率因數(shù)的分類和計(jì)算功率因數(shù)的分類和計(jì)算瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)總功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值 UIP3cos P

54、 功率表測(cè)出的三相有功功率讀數(shù)；U電壓表測(cè)出的線電壓讀數(shù)；I 電流表測(cè)出的線電流讀數(shù)。 指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值功率因數(shù)的平均值 指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù) 22cosqPPWWWWP有功電度表讀數(shù)；Wq無功電度表讀數(shù)。 3030cosSP P30工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。 指用電設(shè)備或工廠在沒有安指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù) 指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)補(bǔ)償后的功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)瞬

55、時(shí)功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值 UIP3cos P 功率表測(cè)出的三相有功功率讀數(shù)；功率表測(cè)出的三相有功功率讀數(shù)；U電壓表測(cè)出的線電壓讀數(shù)；電壓表測(cè)出的線電壓讀數(shù)；I 電流表測(cè)出的線電流讀數(shù)。電流表測(cè)出的線電流讀數(shù)。 平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值功率因數(shù)的平均值 22cosqPPWWWWP有功電度表讀數(shù)；有功電度表讀數(shù)；W Wq q無功電度表讀數(shù)。無功電度表讀數(shù)。 最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)

56、（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù) 3030cosSP P30工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。 自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)總功率因數(shù)指用電設(shè)備或工廠在沒有安指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù) 指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)補(bǔ)償后的功率因數(shù) 一般交流供電線路中，大多數(shù)為電感性負(fù)載，致使功率因數(shù)偏低。當(dāng)有功功率為一定值時(shí)，cos愈?。ń怯螅?，其視在功率就愈大，因而供電線路中的電流大，線路的損失（電壓和有效功率損耗）隨之增大，不經(jīng)濟(jì)。2.4.2 功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響

57、功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響p1降低了供電設(shè)備（電源）的供電能力n 供電設(shè)備（電源）的供電能力（容量）是用視在功率S來表示的。當(dāng)供電設(shè)備的容量一定時(shí)，如果用戶負(fù)載的功率因數(shù)過低，其無功功率就會(huì)過大，致使供電設(shè)備輸出的有功功率減少，于是降低了供電設(shè)備的供電能力。n當(dāng)用電設(shè)備的有功功率一定時(shí)，功率因數(shù)愈低，其供電線路的電流愈大，線路的電力損耗隨之增加。)KW(10RI3P32 p2增加供電系統(tǒng)的有功損耗p3供電線路的電壓降增大n功率因數(shù)低，通過線路的電流就大，線路電壓降亦隨之增加，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 p4. 降低發(fā)電機(jī)的效率n發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率是有限的，當(dāng)無功功率增加時(shí)，有功功率下降，發(fā)電機(jī)的

58、效率降低。n（1）高壓供電的用電單位，功率因數(shù)一般規(guī)定為0.9以上；n（2）其他電力用戶，功率因數(shù)為0.85以上。n（3）對(duì)新建的工業(yè)企業(yè)用戶，功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定按0.95設(shè)計(jì)。n（4）對(duì)農(nóng)業(yè)用電單位，要求功率因數(shù)在0.8以上。p民用及一般工業(yè)建筑的功率因數(shù)指標(biāo)人工補(bǔ)償無功功率人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)2.4.3 功率因數(shù)的改善措施功率因數(shù)的改善措施p 提高自然功率因數(shù)的方法提高自然功率因數(shù)的方法n（1）合理選擇電動(dòng)機(jī)的容量，使其接近滿載運(yùn)轉(zhuǎn)。n（2）對(duì)實(shí)際負(fù)載不超過額定容量40的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)更換為小容量的電動(dòng)機(jī)。n （3）合理安排和調(diào)整工藝流程，改

59、善用電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)。n（4）正確選擇變壓器容量，提高變壓器的負(fù)載率（一般為7580比較合適）。對(duì)于負(fù)載率低于30變壓器，應(yīng)予以更換。n （5）對(duì)于負(fù)荷率在0.60.9的繞線式電動(dòng)機(jī)，必要時(shí)可以使其同步化，這時(shí)電動(dòng)機(jī)可以向電力系統(tǒng)輸送出無功功率。部分電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)部分電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)S9系列三相油浸自冷式銅線低損耗系列三相油浸自冷式銅線低損耗電力變壓器額定負(fù)載時(shí)損耗數(shù)據(jù)電力變壓器額定負(fù)載時(shí)損耗數(shù)據(jù)S9型環(huán)氧澆注干式變壓器額型環(huán)氧澆注干式變壓器額定負(fù)載時(shí)損耗數(shù)據(jù)定負(fù)載時(shí)損耗數(shù)據(jù)n（1）采用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償，使用同步電動(dòng)機(jī)在過激磁（over excited）方式呈現(xiàn)容性時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，

60、其功率因數(shù)超前0.80.9時(shí)，向供電系統(tǒng)輸出無功功率，用來補(bǔ)償用感性電設(shè)備所需要的無功功率。因而，提高了用戶的功率因數(shù)。p人工補(bǔ)償改善功率因數(shù)人工補(bǔ)償改善功率因數(shù)n（2）利用同步調(diào)相機(jī)作為無功功率電源（發(fā)電機(jī)），用來補(bǔ)償所需要的無功功率。同步調(diào)相機(jī)是軸上不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)。調(diào)節(jié)同步調(diào)相機(jī)的激磁電流的大小，可以改變其輸出無功功率的大小，從而提高功率因數(shù)。 n以上兩種補(bǔ)償方式，因同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格較貴，控制維護(hù)較麻煩，只適用于大型工廠，一般企業(yè)不宜采用。n（3）采用靜電電容器補(bǔ)償 當(dāng)將電容器C與感性負(fù)載（用電設(shè)備）并聯(lián)。目前供配電系統(tǒng)中普遍采用的一種無功補(bǔ)償方法RLCIII.思考v采用