工廠供電課件：第2章 負(fù)荷計(jì)算

1、第二章 負(fù)荷計(jì)算2第2章 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷的意義 負(fù)荷曲線的作用 計(jì)算負(fù)荷及其計(jì)算方法 供電系統(tǒng)功率損耗與電能損耗的計(jì)算 企業(yè)負(fù)荷的確定 3第2章 負(fù)荷計(jì)算什么是供電系統(tǒng)的負(fù)荷？ 工礦企業(yè)供電系統(tǒng)的負(fù)荷是指用電設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等）所需用的功率。 或者說是供電線路或供電設(shè)備中流過的功率或電流（包括用電設(shè)備消耗的功率和線路消耗的功率）。 不是指它們的阻抗。 如果負(fù)荷達(dá)到了電氣設(shè)備額定容量就叫做滿負(fù)荷或滿載。 4 進(jìn)行工礦企業(yè)供電設(shè)計(jì)，首先遇到的是全廠要用多少電，即負(fù)荷計(jì)算問題。由于各種用電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷大小是不斷變化的；各設(shè)備的 也不相同；各用電設(shè)備的最大負(fù)荷一般不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)；所有

2、設(shè)備也不可能同時(shí)工作。因此，精確地計(jì)算企業(yè)的用電負(fù)荷是非常困難的。 5 負(fù)荷計(jì)算是工礦企業(yè)供電中很重要的一環(huán)。 負(fù)荷計(jì)算目的是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變壓器等設(shè)備，使電氣設(shè)備和材料既能得到充分利用又能滿足電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 另外，也是選擇儀表量程、整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。6 導(dǎo)線截面及供電設(shè)備額定容量選擇取決于計(jì)算負(fù)荷的大小。 若計(jì)算負(fù)荷過大，則所選導(dǎo)線截面及供電設(shè)備的額定容量就大，將造成投資和設(shè)備的浪費(fèi)。 若計(jì)算負(fù)荷過小，則所選導(dǎo)線截面及供電設(shè)備的額定容量就小，將造成導(dǎo)線及電氣設(shè)備過熱，使線路及各種電氣設(shè)備的絕緣老化，壽命縮短，甚至無法正常工作。 7 目前，對(duì)工礦企業(yè)的電力負(fù)

3、荷計(jì)算主要采用三種方法： 需要系數(shù)法，二項(xiàng)式法，利用系數(shù)法。 這幾種負(fù)荷計(jì)算方法都有一定的局限性，有待于進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。8做負(fù)荷計(jì)算時(shí)要用到： 負(fù)荷曲線（日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線、年負(fù) 荷曲線） 用電設(shè)備組(按用電設(shè)備的性質(zhì)歸類，給出 一個(gè)系數(shù)） 計(jì)算負(fù)荷 （對(duì)負(fù)荷的概算，有需要系數(shù)法 、 二項(xiàng)式法等計(jì)算方法） 2.1 負(fù)荷曲線的意義與繪制92.1.1 負(fù)荷曲線的作用什么是負(fù)荷曲線？ 表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線稱為負(fù)荷曲線。 它是每隔一定的時(shí)間將儀表的讀數(shù)記錄下來，再逐點(diǎn)描繪而成。橫坐標(biāo)為時(shí)間t，縱坐標(biāo)為有功負(fù)荷P（或無功負(fù)荷Q）。P（kW）T/(h)負(fù)荷曲線11縱坐標(biāo)為有功負(fù)荷P，稱為有

4、功負(fù)荷曲線。縱坐標(biāo)為有功負(fù)荷Q，稱為無功負(fù)荷曲線。 橫坐標(biāo)時(shí)間為一日，稱為日負(fù)荷曲線。橫坐標(biāo)時(shí)間為一月，稱為月負(fù)荷曲線。橫坐標(biāo)時(shí)間為一年，稱為年負(fù)荷曲線。 負(fù)荷曲線所包絡(luò)的面積，就是工廠在生產(chǎn)期間所耗用的電能。2.1.1 負(fù)荷曲線的作用12 一是可以利用負(fù)荷曲線來計(jì)算設(shè)備或電網(wǎng)的總消費(fèi)電量； 二是可以根據(jù)負(fù)荷的峰谷情況及供電部門的要求合理安排設(shè)備的工作時(shí)間，獲得最佳用電效率。 2.1.1 負(fù)荷曲線的作用 負(fù)荷曲線的作用是什么？負(fù)荷特性不同用電負(fù)荷曲線圖電網(wǎng)負(fù)荷率：電網(wǎng)平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比。負(fù)荷率=P均/Pmax100%142.1.2 負(fù)荷曲線的種類 日負(fù)荷曲線表示一日24小時(shí)內(nèi)負(fù)荷變化的情形

5、。 它是根據(jù)一臺(tái)或一組電氣設(shè)備的有功功率表的讀數(shù)每隔30min抄錄一次而作出的。1） 日負(fù)荷曲線 導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為(34)（為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)）。 截面在16 mm2及以上的導(dǎo)體10 min。 因此，載流導(dǎo)體大約經(jīng)30 min后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值。 通過日負(fù)荷曲線我們可以得出最大負(fù)荷Pmax和平均負(fù)荷Pav 。15日負(fù)荷曲線P30 對(duì)于不同性質(zhì)的用戶，負(fù)荷曲線是不同的。 一般說來，負(fù)荷曲線的變化規(guī)律取決于負(fù)荷的性質(zhì)、企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展情況及作息制度、用電地區(qū)的地理位置、當(dāng)?shù)貧夂驐l件和人民生活習(xí)慣等。 三班制連續(xù)生產(chǎn)的重工業(yè)，例如鋼鐵工業(yè)。 一班制生產(chǎn)的輕工業(yè)，如食品工業(yè) 。 市政生活

6、。17不同企業(yè)日負(fù)荷曲線18 當(dāng)一個(gè)企業(yè)的日負(fù)荷曲線確定后，則日負(fù)荷曲線與時(shí)間軸所圍成的面積就是該企業(yè)的日消費(fèi)電能量。 即 ：則日平均負(fù)荷為： 19 表示一年8760小時(shí)負(fù)荷變化的情況。t2）年負(fù)荷曲線 20 通過年負(fù)荷曲線我們可以得出最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax。 它不是讀功率表繪制，而是近似地根據(jù)一年中具有代表性的夏季日負(fù)荷曲線和冬季日負(fù)荷曲線進(jìn)行繪制。 當(dāng)一個(gè)企業(yè)的年負(fù)荷曲線確定后，則年負(fù)荷曲線與時(shí)間軸所圍成的面積就是該企業(yè)的年消費(fèi)電能量，即：年最大負(fù)荷 全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷Pmax 年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax 是一個(gè)

7、假想的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年消耗的電能。 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)反映了實(shí)際負(fù)荷一年內(nèi)變化的程度。 如果利用小時(shí)數(shù)大，負(fù)荷曲線平坦，如果如果利用小時(shí)數(shù)小，說明負(fù)荷曲線起伏較大。 另一方面也可以用它來衡量用電設(shè)備的利用情況。年最大負(fù)荷利用小時(shí)等于全年消耗的電能和最大計(jì)算負(fù)荷之比全年消耗的電能最大計(jì)算負(fù)荷年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)232.2 負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算方法 以上我們學(xué)習(xí)了企業(yè)電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷曲線。 可是在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)，用戶尚未投產(chǎn)，電力設(shè)備尚未運(yùn)行，無法按照實(shí)際電力設(shè)備運(yùn)行的狀況繪制。怎么辦？ 電力有著100多年的發(fā)展史，于是就人們參照

8、已有的、性 質(zhì)相類似的企業(yè)的典型負(fù)荷曲線。在實(shí)際工程中是利用典型的負(fù)荷曲線特征參數(shù)進(jìn)行理論推算，得出的負(fù)荷就是“計(jì)算負(fù)荷”。24計(jì)算負(fù)荷的概念 根據(jù)用電設(shè)備的安裝容量，采用一定的計(jì)算方法得出的負(fù)荷，稱為計(jì)算負(fù)荷。 計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想負(fù)荷，其熱效應(yīng)和實(shí)際負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。 如以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。 什么是計(jì)算負(fù)荷？ “計(jì)算負(fù)荷”是按發(fā)熱條件選擇設(shè)備的一個(gè)假定負(fù)荷。 通常把一年內(nèi)最高日負(fù)荷曲線中30min平均負(fù)荷的最大值，稱為平均最大負(fù)荷（簡(jiǎn)稱最大負(fù)荷，記作 P30），并作為按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線、電纜和電氣設(shè)備的依據(jù)，它就是所要求的計(jì)算

9、負(fù)荷。 分別用P30、Q30、S30和I30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)荷和計(jì)算電流。 計(jì)算負(fù)荷怎么定義的？計(jì)算負(fù)荷其他表示方式：26 將工藝性質(zhì)相同的、并有相近系數(shù)的用電設(shè)備合并成組，叫“用電設(shè)備組”。 這種用電設(shè)備組的劃分方法，是經(jīng)長(zhǎng)期應(yīng)用證明的，只要是同一類型的用電設(shè)備，即使在不同類型的工廠企業(yè)采用(如機(jī)械，冶金，化工、制藥等)，測(cè)得數(shù)據(jù)是近似的。所以，這種分類方法公國(guó)際上是通用的。 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)通常分為單臺(tái)用電設(shè)備和多臺(tái)用電設(shè)備兩種情況。 目前普遍采用確定用電設(shè)備或用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。什么是用電設(shè)備組？27設(shè)備容量不一定就是設(shè)備銘牌上所標(biāo)定的額定

10、容量。 設(shè)備容量與設(shè)備的“工作制”有關(guān)，因此，當(dāng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備的安裝容量時(shí)，不能將銘牌上的額定功率直接相加，而應(yīng)按不同的工作性質(zhì)將用電設(shè)備分組，再將不同負(fù)荷持續(xù)率下的額定功率換算為統(tǒng)一持續(xù)率下的功率，這就是設(shè)備容量。 采用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，首先要知道設(shè)備的容量PN。28如何確定設(shè)備容量？ 首先將設(shè)備銘牌上所標(biāo)定的額定容量PN 換算成同一工作制下的額定功率。 經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定工作制下的額定功率稱為設(shè)備容量，用 Pe表示。 什么是設(shè)備容量？ 工廠企業(yè)用電設(shè)備根據(jù)其工作的狀況，可以分為三種工作制： (1)長(zhǎng)期工作制設(shè)備 能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，而且運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定，如通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、電熱設(shè)備、照

11、明設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備、運(yùn)輸機(jī)等。 電器的電流回路通過一個(gè)穩(wěn)定電流時(shí)，其通電時(shí)間足以達(dá)到熱平衡。 即在規(guī)定的環(huán)境溫度下作連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分產(chǎn)生的溫度和溫升均不超過最高允許值。 該工作制亦稱連續(xù)運(yùn)行工作制。30 在電器的電流回路中，通電的時(shí)間與斷開的時(shí)間互相交替，通電的時(shí)間比斷開的時(shí)間短，并且通電的時(shí)間不足以使電器達(dá)到熱平衡，而兩次通電時(shí)間足以使電器溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度。 (2)短時(shí)工作制設(shè)備 工作時(shí)間較短，而間歇時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，如有些機(jī)床上的輔助電動(dòng)機(jī)。31(3)斷續(xù)周期工作制設(shè)備 工作具有周期性，時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行，如吊車用電動(dòng)機(jī)、電焊設(shè)備、電梯等。 通常這類設(shè)備的工作特點(diǎn)用負(fù)荷持續(xù)率來

12、表征，即一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與整個(gè)工作周期的百分比值。 在電器的電流回路中，通電的時(shí)間與斷開的時(shí)間循環(huán)交替，并且有一定的比值。 32工廠用電設(shè)備的工作制 長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過8小時(shí)，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定。如：照明設(shè)備、電動(dòng)扶梯、空調(diào)風(fēng)機(jī)、電爐等。 這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長(zhǎng)。導(dǎo)體還未達(dá)到其穩(wěn)定溫升就開始冷卻，在停歇時(shí)間內(nèi)足以將溫度降至通電前的溫度，如：金屬切削用的輔助機(jī)械(龍門刨橫梁升降電動(dòng)機(jī)、刀架快速移動(dòng)裝置)、水閘用電動(dòng)機(jī)等。這類設(shè)備的工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例。如起

13、重機(jī)、電焊機(jī)、電梯等33 3種工作制下用電設(shè)備的設(shè)備容量 Pe的確定 該類設(shè)備容量： 銘牌上的額定功率，就是設(shè)備容量。即：（例如：通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、各種電爐、機(jī)床、電解、電鍍?cè)O(shè)備、照明等。） 長(zhǎng)期工作制 短時(shí)運(yùn)行工作制 大容量、重要負(fù)荷等于銘牌的額定功率。 小容量可忽略不計(jì)。（例如橫梁升降、刀架快速移動(dòng)裝置等、水閘用電機(jī)等。） 34斷續(xù)周期工作制（反復(fù)短時(shí)工作制） 這類設(shè)備，要用其銘牌上的額定功率*暫載率來定義設(shè)備容量。暫載率定義為： 暫載率也叫負(fù)載持續(xù)率，是指此設(shè)備能夠滿載工作時(shí)間的比率。 比如常見的電焊機(jī)：標(biāo)稱容量10KVA，又標(biāo)明暫載率25，說明此電焊機(jī)在10KVA負(fù)載下，只能在25的時(shí)間

14、內(nèi)工作；也就是說，在100分鐘內(nèi)只能工作25分鐘，否則就要過熱燒毀；若電焊機(jī)標(biāo)稱容量10KVA，暫載率100，就說明此電焊機(jī)在10KVA負(fù)載下，能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。 還有一個(gè)說明：電焊機(jī)的負(fù)載是不固定的，焊接電流大負(fù)載就大，焊接電流小負(fù)載就??；再反過來說，如果小型電焊機(jī)在25的負(fù)載下就可以連續(xù)工作。 36起重機(jī)的設(shè)備容量： 起重機(jī)的設(shè)備容量是指統(tǒng)一換算到暫載率 時(shí)的額定功率。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量 如果設(shè)備的 ，則換算到 下。其換算公式為：暫載率有15%、25%、40%和60%四種 37電焊機(jī)的設(shè)備容量： 電焊機(jī)的設(shè)備容量是指統(tǒng)一換算到暫載率 時(shí)的額定功率。即：斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量其中：

15、Pe 為換算到標(biāo)準(zhǔn)暫載率下的設(shè)備容量； 381）單臺(tái)連續(xù)工作制設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：2.2.1. 對(duì)單臺(tái)用電設(shè)備 電焊機(jī)：起重機(jī)：?jiǎn)闻_(tái)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單臺(tái)設(shè)備的設(shè)備容量2）單臺(tái)斷續(xù)周期工作制設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：如果給出電機(jī)效率 ，則：【例2.1】某車間有一臺(tái)吊車，其額定功率PN為29.7 kW (N=45)，=0.8，cos=0.5，求Pe、P30【解】電焊機(jī)：起重機(jī)：2）單臺(tái)斷續(xù)周期工作制設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：【例2.2】某220V單相電焊變壓器，其額定容量為SN=50 kVA，=60，cos=0.65，tan=1.17，=0.93。試求該電焊變壓器的計(jì)算負(fù)荷。【解】其計(jì)算負(fù)荷為412.2.2. 對(duì)多臺(tái)用電設(shè)

16、備 對(duì)同一類型的用電設(shè)備組，其負(fù)荷曲線具有大致相似的形狀，對(duì)同一類企業(yè)或同一類車間也是一樣。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，可以借用已投產(chǎn)的類似用戶的負(fù)荷曲線，取得近似的計(jì)算負(fù)荷值。 統(tǒng)計(jì)負(fù)荷的方法有多種，我們介紹以下的需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法二種。42需要系數(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)荷情況來確定的，適用于變、配電所的負(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，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)方法43 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，另外考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損

17、耗等因素，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)小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)，用Kd表示。 1）需要系數(shù)Kd 442.2.2.對(duì)多臺(tái)用電設(shè)備需要系數(shù)是根據(jù)類似用戶的負(fù)荷曲線引出的。 計(jì)算負(fù)荷設(shè)備容量需要系數(shù)其表示方法為：計(jì)算負(fù)荷30需要系數(shù)同時(shí)系數(shù)K：并非供電范圍內(nèi)的所有用電設(shè)備都會(huì)同時(shí)投入使用負(fù)荷系數(shù)KL：并非投入使用的所有電氣設(shè)備任何時(shí)候都會(huì)滿載運(yùn)行電氣設(shè)備的平均效率e：電氣設(shè)備額定功率與輸入功率不一定相等 線路的平均效率W1 ：考慮直接向電氣設(shè)備配電的配電線路上的功率損耗后，電氣設(shè)備輸入功率與系統(tǒng)向設(shè)備提供的功率不一定相同 注：工程實(shí)際中，很難通過Kd的表達(dá)式來求得需要系數(shù)，

18、一般都是通過查表求得其經(jīng)驗(yàn)值在求出有功計(jì)算負(fù)荷P30后，可按下列各式分別求出無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。 式中：tan為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組cos的正切值。計(jì)算電流為 ：無功計(jì)算負(fù)荷為： 視在計(jì)算負(fù)荷為 ：用 電 設(shè) 備 組 名 稱 單獨(dú)傳動(dòng)的金屬加工機(jī)床：1.冷加工車間2.熱加工車間0.140.160.200.25 0.50 0.550.6 1.73 1.521.33壓床、鍛錘、剪床及其他鍛工機(jī)械 0.25 0.60 1.33連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械：1.聯(lián)鎖的2.非聯(lián)鎖的0.650.600.750.75 0.88 0.88軋鋼車間反復(fù)短時(shí)工作制的機(jī)械 0.30.40 0.50.61.731.33

19、通風(fēng)機(jī)：1.生產(chǎn)用2.衛(wèi)生用0.750.850.650.700.80.85 0.800.750.620.75泵、活塞式壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組、排風(fēng)機(jī)等0.750.85 0.8 0.75透平壓縮機(jī)和透平鼓風(fēng)機(jī) 0.85 0.85 0.62破碎機(jī)、篩選機(jī)、碾沙機(jī)等0.750.80 0.800.75磨碎機(jī)0.800.85 0.800.85 0.750.62鑄鐵車間造型機(jī)0.70 0.75 0.88攪拌器、凝結(jié)器、分級(jí)器等0.75 0.75 0.88水銀整流機(jī)組（在變壓器一次側(cè)）：1.電解車間用2.起重機(jī)負(fù)荷3.電氣牽引用0.900.950.300.500.400.500.820.900.870

20、.900.920.94 0.700.480.570.480.430.36感應(yīng)電爐（不帶功率因數(shù)補(bǔ)償裝置）：1.高頻2.低頻0.800.800.100.35 10.052.67表2-1 各用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù) 電阻爐： 1.自動(dòng)裝料 2.非自動(dòng)裝料0.70.800.60.70 0.98 0.98 0.2 0.2小容量試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)臺(tái)： 1.帶電動(dòng)發(fā)電機(jī)組 2.帶試驗(yàn)變壓器0.150.400.10.25 0.70 0.20 1.02 4.91起重機(jī)：1.鍋爐房、修理、金工、裝配車間2.鑄鐵車間、平爐車間3.軋鋼車間、脫錠工部等0.050.150.150.300.250.35 0.50 0

21、.50 0.50 1.73 1.73 1.73電焊機(jī)： 1.點(diǎn)焊與縫焊用 2.對(duì)焊用0.350.35 0.60 0.70 1.33 1.02電焊變壓器： 1.自動(dòng)焊接用 2.單頭手動(dòng)焊接用 3.多頭手動(dòng)焊接用 0.50 0.35 0.40 0.40 0.35 0.35 2.29 2.68 2.68焊接用電動(dòng)發(fā)電機(jī)組： 1.單頭焊接用 2.多頭焊接用 0.35 0.70 0.60 0.75 1.33 0.80電弧煉鋼變壓器 0.90 0.87 0.57煤氣電氣濾清機(jī)組 0.80 0.78 0.80序號(hào)高壓用電設(shè)備組名稱12345678910111213電弧爐變壓器銅爐轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)機(jī)水壓機(jī)煤氣站、排風(fēng)

22、機(jī)空氣站壓縮機(jī)氧氣壓縮機(jī)軋鋼設(shè)備試驗(yàn)電動(dòng)機(jī)組高壓給水泵（感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）高壓給水泵（同步電動(dòng)機(jī)）引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)有色金屬軋機(jī)0.920.900.700.500.700.700.800.800.500.500.800.80.90.150.200.870.870.800.750.800.800.800.800.750.800.920.850.700.570.570.750.880.750.750.750.750.880.750.430.621.02表2-2 3kV10kV高壓用電設(shè)備需要系數(shù)及功率因數(shù)表2-3 各種車間的低壓負(fù)荷需要系數(shù)及功率因數(shù)52需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的步驟：將用電設(shè)備分組，求各組用電

23、設(shè)備的總額定容量。查出各組用電設(shè)備的需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。 求各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：將母線上的負(fù)荷乘以同時(shí)系數(shù)K。其中： 分別為有功同時(shí)系數(shù)和無功同時(shí)系數(shù)，一般情況下相等；53用需要系數(shù)求計(jì)算負(fù)荷為什么要乘同時(shí)系數(shù)K？ 因?yàn)橛谩靶枰禂?shù)”求得的計(jì)算負(fù)荷是各類負(fù)荷的最大值（Pmax）的總和，又因?yàn)樵谡９ぷ髦凶畲筘?fù)荷不可能同期出現(xiàn)，所以還要乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)K。 K的取值一般為0.80.95求出計(jì)算負(fù)荷做什么用？Pe 需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷，是從負(fù)載末端開始計(jì)算，逐級(jí)向上累加，到電源進(jìn)線為止。 a處的計(jì)算負(fù)荷：b處的計(jì)算負(fù)荷：c處的計(jì)算負(fù)荷： d處的計(jì)算負(fù)荷：MT2KaKcbcadKbT155

24、例題已知：一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷 (設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。NO.356解 查表可得冷加工電動(dòng)機(jī)：Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 P30,1= Kd1Pe1=0.250=10kW Q30,1=P30,1tg1=101.73=17.3kvar通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 P30,2= Kd2Pe2=0.82.4=1.92kW Q30,2=P30,2tg2=1.920.75=

25、1.44kvar電阻爐：P30,3=Kd3Pe3=1.4kW Q30,3=0車間計(jì)算負(fù)荷：573030303030303030,i30,iAUSIkVAQPSkQKQkWPKPNiqip91.3138.03213219.1612var9.16)044.13.17(9.012)1.492.110(9.022223131=+=+=+=+=S=S582、二項(xiàng)式法 二項(xiàng)式法是考慮用電設(shè)備的的數(shù)量和大容量用電設(shè)備對(duì)計(jì)算負(fù)荷影響的經(jīng)驗(yàn)公式。 需要系數(shù)法未考慮一般用電設(shè)備組中少數(shù)容量特別大的設(shè)備對(duì)計(jì)算負(fù)荷的影響，因而在確定用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而容量差別相當(dāng)大的低壓分支線和干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，按需要系數(shù)法計(jì)算所得的結(jié)

26、果往往偏小，于是提出了二項(xiàng)系數(shù)法。 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計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法。 59 二項(xiàng)式法既考慮了設(shè)備的平均負(fù)荷，又考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷。P主要是由于大型設(shè)備同時(shí)工作所造成的“洪峰”如何估算P？x臺(tái)容量較大的用電設(shè)備的額定容量之和。令(a-b)px=c.px1）單個(gè)用電設(shè)備組60b、c為二項(xiàng)系數(shù)，隨用電設(shè)備組類別而定。 Px為該用電設(shè)備組中 臺(tái)容量最大用電設(shè)備的設(shè)備容量之和； Pe為該用電設(shè)備組的設(shè)備容量總和。其中Pe求法同需用系數(shù)法。 bPe為該用電設(shè)備組的平均負(fù)荷。cPx為該用電設(shè)備組中 臺(tái)容量最大的設(shè)備造成的附加負(fù)荷 x的確定

27、：查表當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)n2 x時(shí)，則取x =n/2612）多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷依然考慮各組用電設(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)荷進(jìn)行補(bǔ)償。利用二項(xiàng)式法求解多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷的方法如下： 為各用電設(shè)備組附加負(fù)荷中的最大值； 為各用電設(shè)備組平均負(fù)荷的總和 62 由二項(xiàng)式法求得的計(jì)算負(fù)荷是總平均負(fù)荷和最大一組附加負(fù)荷之和。 二項(xiàng)式系數(shù)過分突出最大用電設(shè)備容量的影響，其計(jì)算負(fù)荷往往較實(shí)際偏大。 需要系數(shù)法是各國(guó)均普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，簡(jiǎn)單方便。 二項(xiàng)式法的應(yīng)用局限性較大，但在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，教需要系數(shù)法合理，且

28、計(jì)算也簡(jiǎn)單。 63例題 已知：一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐1臺(tái)2kW。(設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。試求計(jì)算負(fù)荷解 ：求出各組的平均功率bPe和附加負(fù)荷cPx (1)金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 (2)通風(fēng)機(jī)組64(3)電阻爐 總計(jì)算負(fù)荷 0.7819.8619.8636.5836.5855.58654、 單相負(fù)荷的計(jì)算計(jì)算目的：保證系統(tǒng)的三相負(fù)荷盡可能平衡，避免某一相過大或者過??； 計(jì)算原則：1. 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，單相設(shè)備

29、可按照三相平衡設(shè)備進(jìn)行計(jì)算；2三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^三相總?cè)萘康?5%時(shí)，需要把單相設(shè)備等效成三相設(shè)備容量，再加上原有的三相負(fù)荷，從而得到總的三相電路的計(jì)算負(fù)荷。661）單相用電設(shè)備接于相電壓其中：為等效三相設(shè)備負(fù)荷； 為最大負(fù)荷相的單相設(shè)備功率之和； 2）單相設(shè)備接于線電壓其中： 為單相設(shè)備的最大容量；673）一般情況特點(diǎn)：系統(tǒng)中接于相電壓、線電壓的單相負(fù)荷均有；計(jì)算分兩步進(jìn)行：a) 將接于線電壓的單相負(fù)荷換算為接于相電壓的單相負(fù)荷；設(shè)： 為換算后接相電壓的負(fù)荷 ； 為接線電壓的單相用電功率；引入有功功率轉(zhuǎn)換系數(shù)： 無功功率轉(zhuǎn)換系數(shù)：68轉(zhuǎn)換公式：b) 將各相負(fù)荷相加，選出最大負(fù)荷，

30、取其3倍作為等效三相負(fù)荷。即： 無功等效負(fù)荷計(jì)算方法同上； 69人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)5、 功率因數(shù)的改善措施70并聯(lián)電容器補(bǔ)償功率因數(shù)電容器臺(tái)數(shù)的確定單臺(tái)電容器的容量總的無功補(bǔ)償容量 在滿足同樣有功功率的同時(shí)，降低無功功率和視在功率，從而減少負(fù)荷電流。這樣就降低了電力系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且還可以選用較小的導(dǎo)線或電纜截面，節(jié)約有色金屬。716、 功率損耗與電能損耗的計(jì)算 對(duì)于三相供配電線路：1）供電線路的功率損耗72 在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，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，一般按經(jīng)驗(yàn)公式估算：有功功率損耗

31、：無功功率損耗：變壓器低壓母線上的視在計(jì)算負(fù)荷2）變壓器的功率損耗730）單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷目的：用于選擇其開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線截面積。12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖7、 全廠負(fù)荷計(jì)算 逐級(jí)計(jì)算法741）單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖（1）設(shè)備分組；（2）設(shè)備容量計(jì)算;（3）需要系數(shù)或二項(xiàng)式法計(jì)算用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷；目的：用于選擇車間配電干線以及干線上的電氣設(shè)備；752）車間變電所二次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷目的：選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇。12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖763）車間變壓器一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： ；車間變壓器的損耗；目的：選擇高壓配電

32、線及其上的電氣設(shè)備（開關(guān)、熔斷器等）。12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖774）配電所進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷： 配電所高壓用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷。目的：通過計(jì)算多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，選擇配電所進(jìn)線和相應(yīng)的電氣設(shè)備。12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖785）總降壓變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷目的：選擇主變壓器及其二次側(cè)開關(guān)及保護(hù)設(shè)備。12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖796）主變壓器功率損耗：7）全廠計(jì)算負(fù)荷： 主變高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷目的：選擇主變一次側(cè)設(shè)備。8）地區(qū)變電所供給全廠的總負(fù)荷： 考慮高壓輸電線路的線損；目的：電源容量選擇以及配電線路截面積的選擇。12334567全廠負(fù)荷計(jì)算示意圖80供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算示

33、例 某用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷數(shù)據(jù)如圖所示，按照需要系數(shù)法，計(jì)算各級(jí)負(fù)荷，要求功率因數(shù)不低于0.92。例負(fù)荷計(jì)算示例圖81解(1)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)：PN=29kW，查表得Kd0.85和tan=0.75，于是（2）高頻加熱設(shè)備高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tan=1.02，于是（3）機(jī)加工車間冷加工機(jī)床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73；熱加工機(jī)床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是1. 用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算82（4）點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是取1變電所各組負(fù)荷的同期系數(shù)為：K =0.9

34、0，于是2、1變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷83采用電容器分組自動(dòng)投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)為cos=0.93，則補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為108kW+j30kvar，S30=112kVA。1變電所變壓器損耗按下式估算：1變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：3. 低壓集中補(bǔ)償容量的計(jì)算4. 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償前：84取全廠負(fù)荷的同期系數(shù)為：K =0.90，于是5.全廠總計(jì)算負(fù)荷85第五節(jié)、 尖峰電流計(jì)算尖峰電流: 單臺(tái)或者多臺(tái)設(shè)備持續(xù)12 S的短時(shí)最大負(fù)荷電流；表示為： ；尖峰電流主要是由于大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、電壓波動(dòng)等原因造成的。與計(jì)算電流的區(qū)別計(jì)算電流半小時(shí)平均電流的最大值；來源于計(jì)算負(fù)荷；尖峰電流持續(xù)12 s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，尖峰電流比計(jì)算電流大