工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算解析課件

1、第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié) 工廠負(fù)荷計(jì)算及年耗電量的計(jì)算 第五節(jié) 尖峰電流的計(jì)算 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線 在工業(yè)企業(yè)中，各類負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)和重要性不一樣，它們對(duì)供電的可靠性和電能品質(zhì)的要求不同。為了合理地選擇供電電源及設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，以適應(yīng)不同的要求，我國(guó)將工業(yè)企業(yè)的電力負(fù)荷按其對(duì)可靠性要求的不同劃分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。 電力負(fù)荷: 既可指用電設(shè)備或用電單位（用戶），也可指用電設(shè)備或用戶所耗用的電功率或電流 。一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求 一級(jí)負(fù)荷 在供

2、電突然中斷時(shí)將造成人身傷亡的危險(xiǎn)，或在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失。因此一級(jí)負(fù)荷應(yīng)要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。而對(duì)特別重要的一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電 。 涉及安全的一級(jí)負(fù)荷通常又叫做保安負(fù)荷。對(duì)保安負(fù)荷必須備有應(yīng)急使用的可靠電源，以便當(dāng)工作電源突然中斷時(shí)，保證工廠安全停產(chǎn)。這種為安全停產(chǎn)而應(yīng)急使用的電源稱為保安電源。 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求獨(dú)立電源 同時(shí)具備下列兩個(gè)條件的發(fā)電廠、變電站的不同母線均屬獨(dú)立電源： （1）每段母線的電源來(lái)自不同的發(fā)電機(jī)； （2）母線段之間無(wú)聯(lián)系，或雖有聯(lián)系，但當(dāng)其中一段母線發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)斷開(kāi)聯(lián)系，不影響其余母線段繼續(xù)

3、供電。 所謂獨(dú)立電源點(diǎn)主要是強(qiáng)調(diào)幾個(gè)獨(dú)立電源來(lái)自不同的地點(diǎn)，并且當(dāng)其中任一獨(dú)立電源點(diǎn)因故障而停止供電時(shí)，不影響其他電源點(diǎn)繼續(xù)供電。 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求二級(jí)負(fù)荷 如果突然斷電，將造成生產(chǎn)設(shè)備局部破壞，或生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，工廠內(nèi)部運(yùn)輸停頓，出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟(jì)上造成一定損失。它在工業(yè)企業(yè)內(nèi)部占的比例最大。 二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)回路供電，兩個(gè)回路應(yīng)盡可能引自不同的變壓器或母線段。當(dāng)取得兩個(gè)回路確實(shí)有困難時(shí)，允許由一回專用架空線路供電。第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求三級(jí)負(fù)荷 所有不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷

4、的電能用戶均屬于三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可采用單回路供電。 工業(yè)企業(yè)中一、二級(jí)負(fù)荷所占比例約為60%左右，停電不僅造成直接經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)造成間接損失。 企業(yè)老總辦公室、會(huì)議室屬于幾級(jí)負(fù)荷？ 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求二、工廠用電設(shè)備的工作制 1、連續(xù)工作制 設(shè)備持續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)到足以達(dá)到熱平衡。 2、短時(shí)工作制 設(shè)備運(yùn)行較短（短于達(dá)到熱平衡時(shí)間），停歇時(shí)間長(zhǎng)（長(zhǎng)到足以使設(shè)備溫度冷卻到周?chē)橘|(zhì)溫度）。 3、斷續(xù)周期工作制 設(shè)備周期性的運(yùn)行和停止，無(wú)論運(yùn)行和停歇都不會(huì)達(dá)到熱平衡，工作周期一般不超過(guò)10分鐘。第一節(jié) 工廠的電

5、力負(fù)荷及負(fù)荷曲線斷續(xù)周期工作制設(shè)備的暫載率和容量折算t-工作時(shí)間，T-工作周期。定義暫載率 同一設(shè)備,在不同的暫載率工作時(shí),其容量不同。例如某設(shè)備在1時(shí)的容量為P1，那么該設(shè)備在2時(shí)的容量P2相當(dāng)于多少呢? 這就需要進(jìn)行“等效”換算，即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來(lái)進(jìn)行換算。 二、工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱斷續(xù)周期工作制設(shè)備的暫載率和功率折算二、工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備；電焊、電鍍?cè)O(shè)備；電熱設(shè)備；照明設(shè)備。 工廠常用用電設(shè)備第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線機(jī)床設(shè)備起重運(yùn)輸設(shè)備功能金屬切削金屬壓力加工功能

6、起吊搬運(yùn)物料運(yùn)輸客貨車(chē)床銑床刨床鉆床磨床組合機(jī)床鏜床沖床鋸床剪床砂輪機(jī)吊車(chē)行車(chē)輸送機(jī)電梯自動(dòng)扶梯生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備 電焊機(jī)的工作特點(diǎn)是： （1）工作方式呈一定的同期性，工作時(shí)間和停歇時(shí)間相互交替。 （2）功率較大。 （3）功率因數(shù)很低。 （4）一般電焊機(jī)的位置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動(dòng)。電焊設(shè)備 電鍍?cè)O(shè)備的工作特點(diǎn)是： （1）工作方式是長(zhǎng)期連續(xù)工作的。 （2）供電采用直流電源，需要晶閘管整流設(shè)備。 （3）容量較大，功率因數(shù)較低。 電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘?，如鍍銅、鍍鉻。 電鍍?cè)O(shè)備電熱設(shè)備的工作特點(diǎn)是：（1）工作方式為長(zhǎng)期連續(xù)工作方式。（2）電熱裝置一般

7、屬二級(jí)或三級(jí)負(fù)荷。（3）功率因數(shù)都較高，小型的電熱設(shè)備可達(dá)到1。電阻加熱爐電弧爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備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電熱設(shè)備白熾燈、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。 照明設(shè)備的工作特點(diǎn)： （1）工作方式屬長(zhǎng)期連續(xù)工作方式。 （2）除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的燈具功率因數(shù)均較低。 （3）照明負(fù)荷為單相負(fù)荷，單個(gè)照明設(shè)備容量較小。 （4）照明負(fù)荷在工廠總負(fù)荷中所占比例通常在10%左右。 照明設(shè)備三、負(fù)荷曲線的概念 負(fù)荷曲線是電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形。性質(zhì)有功無(wú)

8、功時(shí)間年月日班設(shè)備組對(duì)象車(chē)間工廠第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線的繪制（以有功為例） 既可以用自動(dòng)化儀表繪制，也可以手工繪制。 （1）對(duì)某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在24h中各個(gè)時(shí)刻記錄功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制而成折線形狀，稱折線形負(fù)荷曲線。 （2）通過(guò)接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)，為什么是半小時(shí)后面說(shuō)明）將其讀數(shù)記錄下來(lái)，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫(huà)在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成階梯狀的是階梯形負(fù)荷曲線。三、負(fù)荷曲線的概念第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線三、負(fù)荷曲線的概念第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)曲線這種曲線的負(fù)荷從大到小依次排列，反映了全年

9、負(fù)荷變動(dòng)與負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的關(guān)系，因此稱為負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，一般簡(jiǎn)稱年負(fù)荷曲線。 通常是根據(jù)典型的冬日和夏日負(fù)荷曲線來(lái)繪制。夏季和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況核定。一般在北方，近似認(rèn)為冬季200天，夏季165天；在南方，近似認(rèn)為冬季165天，夏季200天。三、負(fù)荷曲線的概念第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制（a）夏季日負(fù)荷曲線 （b）冬季日負(fù)荷曲線 （c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線三、負(fù)荷曲線的概念第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線年每日最大負(fù)荷曲線 按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來(lái)繪制，橫坐標(biāo)為按先后順序排列的日期。 年每日最大負(fù)荷曲線用來(lái)確定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式用的。三、負(fù)荷曲

10、線的概念第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線四、負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量 （1）年最大負(fù)荷Pmax 指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)30分鐘平均功率的最大值（不是偶然出現(xiàn)），也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。 （2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax 是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷P30持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好為全年實(shí)際消耗電能。如果以Wa表示全年實(shí)際消耗的電能,則有：第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù)，與企業(yè)的生產(chǎn)班次有明顯的關(guān)系。四、負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線 年平均負(fù)荷 指電力負(fù)荷在一定時(shí)

11、間內(nèi)消耗的功率的平均值。 （3）平均負(fù)荷Pav四、負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線 又稱負(fù)荷率，是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。 負(fù)荷系數(shù)表征負(fù)荷曲線的平坦程度，越大，表示供電效率越高。 對(duì)單個(gè)用電設(shè)備： （4）負(fù)荷系數(shù)KL四、負(fù)荷曲線的有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線五、負(fù)荷曲線的作用 確定計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷調(diào)整：利于減少供電設(shè)備容量或經(jīng)濟(jì)運(yùn)行； 調(diào)整峰谷用電，節(jié)約電費(fèi)、資源。安排電氣設(shè)備檢修計(jì)劃。估算用電量等。第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)備和導(dǎo)線是按發(fā)熱條件根據(jù)它們供電的負(fù)荷大小來(lái)選擇的。 如何確定負(fù)

12、荷的大小？是不是就是裝機(jī)容量？ 否，并不是所有設(shè)備同時(shí)運(yùn)行。因此，要確定一個(gè)假想負(fù)荷，這個(gè)假想負(fù)荷是統(tǒng)計(jì)計(jì)算出來(lái)的，用于按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。也就是說(shuō)，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱不會(huì)超過(guò)允許值。 計(jì)算負(fù)荷大小為正常生產(chǎn)時(shí)這些設(shè)備的最大功率。一、概述 由于導(dǎo)體通過(guò)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16m2以上的導(dǎo)體10min，因此，約30min后達(dá)到穩(wěn)定溫升。由此可得出計(jì)算負(fù)荷即前述負(fù)荷曲線的Pmax，用P30表示，其他幾個(gè)量分別表示為Q30、S30、I30。 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。 這里的“最大功率

13、”又是一個(gè)什么概念？是瞬時(shí)出現(xiàn)的最大值還是持續(xù)一定時(shí)間的最大值？若是后者，持續(xù)時(shí)間又是多長(zhǎng)？第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定一、概述 對(duì)于一個(gè)已經(jīng)運(yùn)行的工廠來(lái)說(shuō)，P30可由實(shí)際運(yùn)行的記錄數(shù)據(jù)確定，但供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，更多是針對(duì)新建的工廠或車(chē)間。 一般地，類似的企業(yè)或車(chē)間，設(shè)備的運(yùn)行情況大致相似，這就是確定計(jì)算負(fù)荷的依據(jù)。但是由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多，實(shí)際上，負(fù)荷也不可能是一成不變的，它與設(shè)備的性能，生產(chǎn)的組織以及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)，因而負(fù)荷計(jì)算也只能力求接近實(shí)際。 其計(jì)算方法有：需要系數(shù)法：二項(xiàng)式系數(shù)法。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（一）設(shè)備容量的確定連續(xù)工

14、作制 Pe=PN 短時(shí)工作制 Pe=PN ，也可忽略不計(jì)。對(duì)于電焊機(jī) =100%對(duì)于吊車(chē) =25%斷續(xù)周期工作制第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 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。 式中 Kd 需要系數(shù)基本公式： 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（二）單組用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： 視在計(jì)算負(fù)荷： 計(jì)算電流： 第二節(jié) 三相用電設(shè)備

15、組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（二）單組用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 需要系數(shù)是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)有一定的范圍，附表1的數(shù)據(jù)是按車(chē)間內(nèi)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多的情況統(tǒng)計(jì)的，若設(shè)備數(shù)較少，需要系數(shù)宜適當(dāng)取大，僅有12臺(tái)時(shí)，應(yīng)取為1。特別地，對(duì)于1臺(tái)電動(dòng)機(jī)：需要系數(shù)法的說(shuō)明P30=PN/ 同樣的設(shè)備，在不同的使用場(chǎng)合，需要系數(shù)不同。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 已知某機(jī)修車(chē)間的金屬切削機(jī)床組，擁有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。例2.1 用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷解：總?cè)萘?? Kd=?，cos=?，tan=

16、? 金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷 P30=0.2120.5kW=24.1kW Q30=24.1kW1.73=41.7kvar 考慮因素：各用電設(shè)備組的最大半小時(shí)負(fù)荷不是同時(shí)出現(xiàn)，因此確定多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)較各組的計(jì)算負(fù)荷的和略小，即乘以同時(shí)系數(shù)，該系數(shù)約為0.9。 （三）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷（？） 計(jì)算方法 P30=KPP30 Q30=KQQ30注意：計(jì)算多組電設(shè)備組總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，不考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)少而適當(dāng)增大Kd的問(wèn)題。 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷解 : (1) 冷加工機(jī)床： 查附錄表1可得Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 P30(

17、1)= 0.250=10kW Q30(1)=101.73=17.3kvar 例2-2 一機(jī)修車(chē)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7.5kW1臺(tái)，4kW3臺(tái)，2.2kW7臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)3kW2臺(tái)；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（三）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 (2)通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 P30(2)= 0.83=2.4kW Q30(2)=2.40.75=1.8kvar (3)電阻爐： Kd3=0.7，cos3=1，tg3=0 P30(3)=1.4kW

18、Qc3=0第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（三）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 (4)車(chē)間計(jì)算負(fù)荷（取Kp=0.95，Kq=0.97） ： P30=0.95(10+2.4+1.4)kW=13.1kW Q30=0.97(17.3+1.8+0)=17.19kvar 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中，常采用計(jì)算表格的形式，見(jiàn)教材表2-1。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（三）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷解 :查附錄表1可得Kd=0.8 P30= 0.8(100+20)=96kW 例 一380V線路上，接有通風(fēng)機(jī)100kW1臺(tái)，5kW4臺(tái)。試求計(jì)算負(fù)荷。一個(gè)問(wèn)題

19、 另例 一380V線路上，僅接有通風(fēng)機(jī)100kW1臺(tái)。計(jì)算負(fù)荷？解: P30= 100kW?(一)單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 式中，b、c為二項(xiàng)式系數(shù)；bPe是該組用電設(shè)備的平均負(fù)荷；cPx為用電設(shè)備組中x臺(tái)容量最大的設(shè)備運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中Px為x臺(tái)最大容量設(shè)備的總?cè)萘?。P30=bPe+cPx 當(dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備總臺(tái)數(shù)n2x時(shí)，則最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)取x=n/2，且按“四舍五入”法取整，當(dāng)只有一臺(tái)設(shè)備時(shí)，可認(rèn)為P30=Pe。 其他算式與需要系數(shù)法相同。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 例 用二項(xiàng)式法計(jì)算上例。 解：查表，b=0.65，c=0.25，x=5/2=3

20、這個(gè)結(jié)果比較合理。經(jīng)驗(yàn)表明，確定低壓分支干線或支線時(shí)，按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果偏小，以采用二項(xiàng)式為宜。P30=105kW(一)單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也應(yīng)考慮最大負(fù)荷不是同時(shí)出現(xiàn)，但不是引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)，而是按照二項(xiàng)式法的思路，考慮其中一個(gè)最大的附加負(fù)荷。P30=(bPe)+(cPx)max 其他同。Q30=(bPetan)+(cPx)maxtanmax(二)多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷解:求出各組的平均功率bPe和附加負(fù)荷cPx （）金屬切削機(jī)

21、床電動(dòng)機(jī)組 查附錄表1，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1=1.73，則 (bPe)1=0.1450=7kW (cPx)1=0.4(7.51+43+2.21)=8.68kW 例2-4 用二項(xiàng)式法來(lái)確定例2-2中的計(jì)算負(fù)荷。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷例2-4解：（）通風(fēng)機(jī)組 b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，tg2=0.75，n=22x，取x2=n/2=1，則 (bPe)2=0.653=1.95kW (cPx)2=0.251.5=0.375kW（） 電阻爐 b3=0.7，c3=0，cos3=1，tg3=0 (bP

22、e)3=0.72=1.4kW (cPx)3=0第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷例2-4解：顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷(cPx)1最大，故總計(jì)算負(fù)荷為 ： P30=(bPe)i+(cPx)1=(7+1.95+1.4)+8.68=19kW第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷Q30=(bPetg)i+ (cPx)1 tg1 =(71.73+1.950.75+0)+8.681.73=28.6kvar 比較例2-2和例2-4的計(jì)算結(jié)果可知，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多。 可見(jiàn)二項(xiàng)式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的

23、負(fù)荷計(jì)算。第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定二、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算 單相設(shè)備應(yīng)盡可能地均勻分布在三相上，以使三相負(fù)荷保持平衡。 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí)，單相設(shè)備可按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。 三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí)，應(yīng)把單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。 根據(jù)發(fā)熱等效原則，只要三相不平衡，就以最大相有功負(fù)荷的3倍作為等效三相負(fù)荷。 （1）單相設(shè)備接于相電壓時(shí)Pe = 3Pe.m P30=KdPe 式中，Pe.m為最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量 接于同一線電壓時(shí) （2）單相設(shè)備接于線電

24、壓時(shí) 按電流等效原則 第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算 接于不同線電壓時(shí) 設(shè)接于三個(gè)線電壓的設(shè)備容量分別為P1、P2、P3，P1P2P3，則等效三相設(shè)備容量為 （2）單相設(shè)備接于線電壓時(shí) ？P30=KdPe 第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算 （3）有的單相設(shè)備接于線電壓、有的單相設(shè)備接于相電壓時(shí)應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后分別計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷。 等效三相計(jì)算負(fù)荷取其最大有功負(fù)荷相的計(jì)算負(fù)荷的3倍，即P30=3P30mQ30=3Q30mQ30m是P30m相對(duì)應(yīng)相的無(wú)功第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算 將線電壓的單相設(shè)備容量換算為相電壓的設(shè)備容量的換算公

25、式為： 試用向量圖法確定換算系數(shù)的計(jì)算式。第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算 例2-5 某220/380V三相四線制線路上，裝有220V單相電熱干燥箱4臺(tái)；另有 380V單相對(duì)焊機(jī)4臺(tái)，其中2臺(tái)14kW（=100%）接于AB相，1臺(tái)20kW（=100%）接于BC相， 1臺(tái)30kW（=60%）接于CA相。試求該線路的計(jì)算負(fù)荷。第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算圖2-7 例2-5的電路解: 計(jì)算步驟 1.電熱干燥箱的各相計(jì)算負(fù)荷 2.對(duì)焊機(jī)折算到各相的計(jì)算負(fù)荷 3.各相總的計(jì)算負(fù)荷 4.三相的計(jì)算負(fù)荷第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算1.電熱干燥箱及電加熱器的各相計(jì)算負(fù)荷 查附錄表1得 Kd=0.7，c

26、os=1，tg=0，因此只要計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷 A相 PA1=KdPA=0.7102=14kW B相 PB1=KdPB=0.7301=21kW C相 PC1=KdPC=0.7201=14kW第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算2.對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷 先將接于CA相的30kW（=60%）換算至=100%的設(shè)備容量，即 查附錄表1得 Kd=0.35，cos=0.7，tg=1.02 查表2-3得 cos=0.7時(shí) pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8 pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2 qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22 qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8第三節(jié) 單相用電

27、設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算2.對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷（1）各相的設(shè)備容量為 A相 PA=pAB-APAB+pCA-APCA=0.8142+0.223=27kW QA=qAB-APAB+qCA-APCA=0.22142+0.823=24.6kvar第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算B相 PB=pBC-BPBC+pAB-BPAB=0.820+0.2142=21.6kW QB=qBC-BPBC+qAB-BPAB=0.2220+0.8142=26.8kvarC相 PC=pCA-CPCA+pBC-CPBC=0.823+0.220=22.4kW QC=qCA-CPCA+qBC-CPBC=0.2223+0.820=21.

28、1kvar2.對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷（2）各相的計(jì)算負(fù)荷為 A相 P30A2=KdPeA=0.3527=9.45kW Q30A2=KdQeA=0.3524.6=8.61kvar B相 P30B2=KdPeB=0.3521.6=7.56kW Q30B2=KdQeB=0.3526.8=9.38kvar C相 P30C2=KdPeC=0.3522.4=7.84kW Q30C2=KdQeC=0.3521.1=7.39kvar第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算3.各相總的計(jì)算負(fù)荷 A相 P30A=14+9.45=23.5kW Q30A= 8.61kvar B相 P30B= 21+7.56=28.6kW Q3

29、0B= 9.38kvar C相 P30C= 147+7.84=21.8kW Q30C= 7.39kvar第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算4.總的等效三相計(jì)算負(fù)荷 因?yàn)锽相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，所以P30m= P30B=28.6kWQ30m= Q30B=9.38kvar P30=3P30m=328.6=85.8kW Q30=3Q30m=39.38=28.1kvar第三節(jié) 單相用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算 一、工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 在制定建廠規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，尚無(wú)具體設(shè)備參數(shù)和工藝流程，這時(shí)用估算法確定工廠的計(jì)算負(fù)荷。 （一）產(chǎn)量估算法 Wa(年耗電)=A(年產(chǎn)量) a(單位產(chǎn)品耗電量) P30=Wa/Tma

30、x Q30=P30/tan第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量 （二）需要系數(shù)法 P30=kdPe 為工廠需要系數(shù) Q30=P30/tan （三）逐級(jí)計(jì)算法 同一級(jí)的計(jì)算負(fù)荷相加乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)，就是這一級(jí)的計(jì)算負(fù)荷，逐步往上計(jì)算，直到進(jìn)線端。 變壓器功率損耗：PT0.01S30 QT0.05S30第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量3.逐級(jí)計(jì)算法P30.5= K5 P30.6iP304=P30.5+PwL2P30.3= K3 P304iP30.2=P30.3+PT+PwL1P30.1= K1 P30.2i （四）無(wú)功補(bǔ)償及無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷 1.工廠的功率因素 瞬時(shí)功率因素 平均功率因素 最大

31、負(fù)荷時(shí)功率因素第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量 供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定最大負(fù)荷功率因素應(yīng)達(dá)到0.90。 2.無(wú)功功率補(bǔ)償 工廠的負(fù)荷多為感性負(fù)載，Q較大S較大，cos較小。在P不變的情況下，增大cos，S減小，I也減?。?（1）降低電能損耗； （2）減小電壓損耗； （3）可選擇較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜。 （四）無(wú)功補(bǔ)償及無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量 提高功率因數(shù)方法有：提高自然功率因數(shù)；人工補(bǔ)償。 人工補(bǔ)償?shù)闹饕椒ㄊ窃鲈O(shè)靜電電容器組，利用容性無(wú)功抵消感性無(wú)功。 并聯(lián)電容器的型號(hào) 并聯(lián)電容器的型號(hào)由文字和數(shù)字兩部分組成，型號(hào)各部分所表示的意義如下： 例如：BW0.4-

32、12-1型即為單相戶內(nèi)型十二烷基苯浸漬的并聯(lián)電容器，額定電壓為0.4kV、容量為12kvar。 補(bǔ)償容量和電容器臺(tái)數(shù)的確定(自動(dòng)補(bǔ)償) Qc=P30(tan1tan2) 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可查附表3。 （四）無(wú)功補(bǔ)償及無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量 3.無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷若補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)在變壓器一次側(cè) 若補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)在變壓器二次側(cè)，則還要考慮變壓器的損耗： （四）無(wú)功補(bǔ)償及無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量 例 有一工廠修建10/0.4kV的車(chē)間變電所，已知車(chē)間變電所低壓側(cè)的視在功率S301為800kVA，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Q301為540kvar，現(xiàn)要求車(chē)間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9，如果在低壓側(cè)裝設(shè)自動(dòng)補(bǔ)償電容器，問(wèn)補(bǔ)償容量需多少？解 （1）補(bǔ)償前低壓側(cè)第四節(jié) 工廠的計(jì)算負(fù)荷及年耗電量 3.無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷 （四）無(wú)功補(bǔ)償及無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷例解續(xù) 低壓側(cè) cos1=590.25/800=0.74 (2)確定補(bǔ)償容量 現(xiàn)要求在高壓側(cè)不低于0.9，而補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，所以我們考慮到變壓器損耗，可設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92，來(lái)計(jì)算需補(bǔ)償?shù)娜萘?Qc= P301(tan1tan2) =590.25