工廠供配電技術(shù)課件

第2章工廠的電力負(fù)荷及短路內(nèi)容提要：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)及其工作制，重點(diǎn)介紹了確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的兩種常用方法——需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。接著講述了工廠計(jì)算負(fù)荷的確定方法，采用無功補(bǔ)償?shù)拇胧?。另外還簡要介紹了照明負(fù)荷的分析計(jì)算。最后對(duì)工廠供電系統(tǒng)中的短路現(xiàn)象和短路的效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。當(dāng)前1頁，總共75頁。第2章工廠的電力負(fù)荷及短路2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線2.2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定2.3工廠的電氣照明負(fù)荷2.4短路故障的原因、各類和危害小結(jié)退出當(dāng)前2頁，總共75頁。2.1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2.1.2工廠用電設(shè)備的工作制2.1.3負(fù)荷曲線當(dāng)前3頁，總共75頁。2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線“電力負(fù)荷”在不同的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。當(dāng)前4頁，總共75頁。2．1．1工廠常用用電設(shè)備①生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備；②電焊、電鍍?cè)O(shè)備；③電熱設(shè)備；④照明設(shè)備。2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線當(dāng)前5頁，總共75頁。1.生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備

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

起吊搬運(yùn)物料運(yùn)輸客貨車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)吊車行車輸送機(jī)電梯自動(dòng)扶梯生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備2．1．1工廠常用用電設(shè)備

2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線當(dāng)前6頁，總共75頁。2．電焊和電鍍?cè)O(shè)備

電焊設(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)的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動(dòng)。2．1．1工廠常用用電設(shè)備

2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線當(dāng)前7頁，總共75頁。電鍍?cè)O(shè)備的工作特點(diǎn)是：（1）工作方式是長期連續(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2．電焊和電鍍?cè)O(shè)備

2．1．1工廠常用用電設(shè)備

2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線當(dāng)前8頁，總共75頁。3．電熱設(shè)備

電熱設(shè)備的工作特點(diǎn)是：（1）工作方式為長期連續(xù)工作方式。（2）電力裝置一般屬二級(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2．1．1工廠常用用電設(shè)備

2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線當(dāng)前9頁，總共75頁。4．照明設(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。2．1．1工廠常用用電設(shè)備

2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線當(dāng)前10頁，總共75頁。5．工廠用電負(fù)荷的分類

2．1．1工廠常用用電設(shè)備

2.1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線序

號(hào)

車

間

用

電

設(shè)

備

負(fù)荷級(jí)別

1金屬加工車間價(jià)格昂貴、作用重大，稀有的大型數(shù)控機(jī)床一級(jí)價(jià)格貴，作用大，數(shù)量多的數(shù)控機(jī)床二級(jí)2鑄造車間沖天爐、鼓風(fēng)機(jī)、30t及以上的澆鑄起重機(jī)三級(jí)3熱處理車間井式爐專用淬火起重機(jī)、井式爐油槽抽油泵二級(jí)4鍛壓車間鍛造專用起重機(jī)、水壓機(jī)、高壓水泵、油壓機(jī)二級(jí)5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)線二級(jí)6模具成型車間隧道窯鼓風(fēng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)二級(jí)7層壓制品車間壓塑機(jī)及供熱鍋爐二級(jí)8線纜車間冷卻水泵、鼓風(fēng)機(jī)、潤滑泵、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)備二級(jí)9空壓站單臺(tái)60m3/min以上空壓機(jī)二級(jí)有高位油箱的離心式壓縮機(jī)、潤滑油泵二級(jí)離心式壓縮機(jī)潤滑油泵一級(jí)表2－1小型機(jī)械類工廠中常用重要電力負(fù)荷的級(jí)別分類當(dāng)前11頁，總共75頁。2．1．2工廠用電設(shè)備的工作制長期連續(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。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定容量。這類設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定容量。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。當(dāng)前12頁，總共75頁。（2－1）起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種。電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。通常用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來表示負(fù)荷持續(xù)率（或稱暫載率）ε

式中——工作時(shí)間；——停歇時(shí)間。2．1．2工廠用電設(shè)備的工作制

當(dāng)前13頁，總共75頁。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ε下。對(duì)起重電動(dòng)機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=25%，換算公式為：（2－2）式中——（換算前）設(shè)備鉻牌額定功率；——換算后設(shè)備容量；——設(shè)備鉻牌暫載率。2．1．2工廠用電設(shè)備的工作制

當(dāng)前14頁，總共75頁。對(duì)電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=100%，換算公式為：（2-3）

式中：——設(shè)備鉻牌額定容量；——設(shè)備鉻牌功率因數(shù)。2．1．2工廠用電設(shè)備的工作制

當(dāng)前15頁，總共75頁。（2）電焊機(jī)的設(shè)備容量電焊機(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，所以2臺(tái)電焊機(jī)的設(shè)備容量：解：（1）金屬切削機(jī)床的設(shè)備容量金屬切削機(jī)床屬于長期連續(xù)工作制設(shè)備，所以20臺(tái)金屬切削機(jī)床的總?cè)萘繛椋豪?.1某小批量生產(chǎn)車間380V線路上接有金屬切削機(jī)床共20臺(tái)（其中10.5kW-4臺(tái)，7.5kW-8臺(tái)，5kW-8臺(tái)），車間有380V電焊機(jī)2臺(tái)（每臺(tái)容量20kVA，,），車間有吊車1臺(tái)11kW，），試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。

當(dāng)前16頁，總共75頁。（3）吊車的設(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)一換算到，所以1臺(tái)吊車的容量為：(4)車間的設(shè)備總?cè)萘繛椋寒?dāng)前17頁，總共75頁。2．1．3負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的曲線。按負(fù)荷對(duì)象分工廠的的負(fù)荷曲線車間的的負(fù)荷曲線某臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷曲線按負(fù)荷的功率性質(zhì)分有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線按表示的時(shí)間分年的負(fù)荷曲線月的負(fù)荷曲線日的負(fù)荷曲線工作班的負(fù)荷曲線按繪制方式分依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線梯形的負(fù)荷曲線分類當(dāng)前18頁，總共75頁。圖2.1日有功負(fù)荷曲線a)依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線b)梯形負(fù)荷曲線2．1．3負(fù)荷曲線當(dāng)前19頁，總共75頁。1．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，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大?。üβ蔾W、kvar）。年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線如圖2.2a，反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（全年按8760h計(jì)）的關(guān)系。年每日最大負(fù)荷曲線如圖2.2b，反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來繪制的。2．1．3負(fù)荷曲線圖2.2年負(fù)荷曲線a)年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線b)年每日最大負(fù)荷曲線當(dāng)前20頁，總共75頁。2．與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)

(1)年最大負(fù)荷Pmax和年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax圖2.3年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷a)年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)b)年平均負(fù)荷2．1．3負(fù)荷曲線當(dāng)前21頁，總共75頁。年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷就是年最大負(fù)荷Pmax，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)平均負(fù)荷P30。年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax是假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷Pmax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)際耗用的電能相同，如圖2.3a所示。因此

（2-4）

式中Wa——負(fù)荷全年實(shí)際耗用電能。Tmax是一個(gè)反映工廠負(fù)荷特征的重要參數(shù)一班制工廠Tmax=1800~3000h兩班制工廠Tmax=3500~4800h三班制工廠Tmax=5000~7000h。2．與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)

(1)年最大負(fù)荷Pmax和年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax2．1．3負(fù)荷曲線當(dāng)前22頁，總共75頁。(2)平均負(fù)荷Pav和年平均負(fù)荷

平均負(fù)荷就是負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，即：

（2-5）

式中Wt——t時(shí)間內(nèi)耗用的電能。年平均負(fù)荷就是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除全年總小時(shí)數(shù)，如圖2.3b所示。（2-6）

當(dāng)前23頁，總共75頁。2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.1概述2.2.2用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.4工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償當(dāng)前24頁，總共75頁。2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定2．2．1概述

1．“計(jì)算負(fù)荷”: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。P30----負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷Q30----負(fù)荷的無功計(jì)算負(fù)荷S30----負(fù)荷的視在計(jì)算負(fù)荷I30----負(fù)荷的計(jì)算電流當(dāng)前25頁，總共75頁。2．負(fù)荷計(jì)算需要系數(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2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定2．2．1概述

當(dāng)前26頁，總共75頁。表2.2各用電設(shè)備組的需要系數(shù)Kd及功率因數(shù)

用電設(shè)備組名稱

需要系數(shù)Kd

二項(xiàng)式系數(shù)

最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)

功率因數(shù)ab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

0.16～0.20.18～0.250.25～0.30.3～0.350.140.140.240.260.40.50.40.555550.50.50.60.651.731.731.331.17通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)

0.7～0.80.650.2550.80.75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0.5～0.60.65～0.70.40.60.20.2550.750.750.880.88鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車0.1～0.150.15～0.250.060.090.20.3330.50.51.731.73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0.75～0.80.65～0.750.70.70.70.70.30.3—

22—

0.950.951.00.330.330高頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）工頻感應(yīng)電爐（不帶補(bǔ)償）電弧熔爐0.80.80.9———

———

———

0.60.350.871.332.680.57點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)對(duì)焊機(jī)0.350.35——

——

——

0.60.71.331.02自動(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0.50.350.4———

———

———

0.40.350.352.292.682.68生產(chǎn)廠房、辦公室、實(shí)驗(yàn)室照明變配電室、倉庫照明生活照明室外照明0.8～10.5～0.70.6～0.81————

————

————

1.01.01.01.00000當(dāng)前27頁，總共75頁。2．2．2用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

1．需要系數(shù)法

需要系數(shù)法的基本公式：（2-7）

（2-8）

式中——需要系數(shù)；——設(shè)備容量，為用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和；——每組用電設(shè)備的設(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)，用表示。2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前28頁，總共75頁。需要系數(shù)法求解的幾個(gè)問題：（1）對(duì)1~2臺(tái)用電設(shè)備宜取(2)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：（2-9）無功計(jì)算負(fù)荷：（2-10）視在計(jì)算負(fù)荷：（2-11）計(jì)算電流：（2-12）(3)多組用電設(shè)備的計(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：（2-14）總的視在計(jì)算負(fù)荷：（2-15）總的計(jì)算電流：（2-16）2．2．2用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前29頁，總共75頁。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)KΣ，該系數(shù)取值見表2.3。應(yīng)用范圍

KΣ

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

0.7~0.80.7~0.90.8~1.0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5000~10000kW計(jì)算負(fù)荷大于10000kW

0.9~1.00.850.8表2.3同時(shí)系數(shù)KΣ

2．2．2用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前30頁，總共75頁。例2.2用需要系數(shù)法計(jì)算例2.1車間的計(jì)算負(fù)荷。解：（1）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷查表2.2取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：根據(jù)公式（2-9）（2-10）（2-11）（2-12）有：（2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷查表2.2取需要系數(shù)和功率因數(shù)為：根據(jù)公式（2-9）（2-10）（2-11）（2-12）有：

當(dāng)前31頁，總共75頁。（3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷查表2.2取需要系數(shù)和功率因數(shù)為根據(jù)公式（2-9）（2-10）（2-11）（2-12）有：

（4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷根據(jù)表2.3，取同時(shí)系數(shù)，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為：

當(dāng)前32頁，總共75頁。2.二項(xiàng)式系數(shù)法

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?；竟綖椋?-17）

式中b、c——二項(xiàng)式系數(shù)，根據(jù)設(shè)備名稱、類型、臺(tái)數(shù)查表2.2選?。弧秒娫O(shè)備組的平均負(fù)荷，其中為用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；——指用電設(shè)備中x臺(tái)容量最大的設(shè)備容量之和。指用電設(shè)備中x

臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷。的計(jì)算公式與前述需要系數(shù)法相同。2．2．2用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前33頁，總共75頁。用二項(xiàng)式法求解計(jì)算負(fù)荷的幾個(gè)問題：（1）對(duì)1~2臺(tái)用電設(shè)備可認(rèn)為，即（2）用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式（2-17），其余的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。（3）采用二項(xiàng)式系數(shù)法確定多組用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，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：（2-18）總的無功計(jì)算負(fù)荷為：（2-19）式中：——各組中最大的一組附加負(fù)荷；——最大附加負(fù)荷的設(shè)備組的。求出、后，可根據(jù)公式（2-11）、（2-12）得出和。

2．2．2用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前34頁，總共75頁。例2.3用二項(xiàng)式法計(jì)算例2.1車間的金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。解：查表2.2取二項(xiàng)式系數(shù)根據(jù)公式（2-17）、（2-10）、（2-11）、（2-12）有

當(dāng)前35頁，總共75頁。2．2．3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定

1．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，即式中——全廠的需要系數(shù)值，查表2.4選取。

（2-20）

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前36頁，總共75頁。表2.4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0.380.88鍋爐制造廠

0.270.73柴油機(jī)制造廠

0.320.74重型機(jī)床制造廠

0.320.71儀器儀表制造廠

0.370.81電機(jī)制造廠

0.330.81石油機(jī)械制造廠

0.450.78電線電纜制造廠0.350.73電器開關(guān)制造廠

0.350.75橡膠廠

0.50.72通用機(jī)械廠0.40.72當(dāng)前37頁，總共75頁。2．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，在經(jīng)過變壓器和較長的線路時(shí)，應(yīng)加上變壓器和線路的損耗。有功功率損耗：（2-21）無功功率損耗：

（2-22）2．2．3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前38頁，總共75頁。P30.5=KΣ5ΣP30.6iP304=P30.5+?PwL2P30.3=KΣ3ΣP304iP302=P303+?PT+?PwL1P301=KΣ1P302i2．用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷

2．2．3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定圖2.4逐級(jí)推算法示意圖

當(dāng)前39頁，總共75頁。3．按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷

Tmax為工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)。（2-23）

（2-24）

2．2．3全廠計(jì)算負(fù)荷的確定

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前40頁，總共75頁。2．2．4工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償

1．工廠的功率因數(shù)分類和計(jì)算

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)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

P——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)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)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)WP——有功電度表讀數(shù)；Wq——無功電度表讀數(shù)。

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)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)當(dāng)前41頁，總共75頁。2．無功功率補(bǔ)償

高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其他用戶功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。

2．2．4工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定人工補(bǔ)償無功功率提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)當(dāng)前42頁，總共75頁。3．補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算

（1）補(bǔ)償容量的計(jì)算(2)補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算2．2．4工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償

2．2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定（2-28）

確定電容器的個(gè)數(shù)

(2-29)

補(bǔ)償后總的無功計(jì)算負(fù)荷為

(2-30)

補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為

(2-31)

當(dāng)前43頁，總共75頁。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2.3.1照明的基本知識(shí)2.3.2照明設(shè)備容量及照明計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)前44頁，總共75頁。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

1．電光源及常用燈具

熱輻射光源:利用物體加熱時(shí)發(fā)光的原理所做成的光源，如白熾燈，鹵鎢燈。氣體放電光源:利用氣體放電發(fā)光的原理所做成的光源，如熒光燈、熒光高壓汞燈。當(dāng)前45頁，總共75頁。（1）白熾燈靠鎢絲通過電流產(chǎn)生高溫，從而引起熱輻射發(fā)光。

2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

1．電光源及常用燈具

圖2.5白熾燈1-玻殼2-燈絲3-支架4-電極5-芯柱6-杜美絲7-引入線8-抽氣管9-燈頭10-封端膠泥11-焊錫接觸端當(dāng)前46頁，總共75頁。（2）鹵鎢燈它的發(fā)光原理與白熾燈相同，但在白熾燈泡中充入了微量的鹵化物（如碘化物和溴化物），利用鎢循環(huán)來提高發(fā)光效率。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

圖2.6鹵鎢燈1-石英玻璃泡2-金屬支架3-燈絲4-散熱罩5-電極當(dāng)前47頁，總共75頁。（3）熒光燈利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光放電，發(fā)出少許可見光和大量的紫外線，這些紫外線再激勵(lì)燈管內(nèi)壁的熒光粉，產(chǎn)生大量的可見光。（4）高壓汞燈是熒光燈的改進(jìn)產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞蒸氣放電光源，發(fā)光原理與熒光燈相同。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

圖2.7熒光高壓汞燈（GGY型）1-主電極12-主電極23-支架4-內(nèi)層石英玻殼5-外層石英玻殼6-觸發(fā)極7-限流電阻8-燈頭

當(dāng)前48頁，總共75頁。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

（4）高壓汞燈當(dāng)前49頁，總共75頁。（5）高壓鈉燈它利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

圖2.8高壓鈉燈1-主電極2-陶瓷放電管理3-外玻殼4-消氣劑5-燈頭

當(dāng)前50頁，總共75頁。（6）金屬鹵化物燈在高壓汞燈內(nèi)添加某些金屬鹵化物，靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應(yīng)的金屬蒸氣，金屬原子在電弧激發(fā)而輻射該金屬的特征光譜線。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

圖2.9金屬鹵化物燈1-主電極2-放電管3-保溫罩4-石英玻管5-消氣劑6-觸發(fā)極7-限流電阻

當(dāng)前51頁，總共75頁。（7）管形氙燈高壓氙氣放電時(shí)能產(chǎn)生很強(qiáng)的白光，接近連續(xù)光譜，和太陽光十分相似，燈的功率大（可達(dá)100kW），亮度高，俗稱“人造小太陽”。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

當(dāng)前52頁，總共75頁。表2.5常用照明電光源的主要特性光源名稱

白熾燈

鹵燈

熒光燈

高壓汞燈

管形氙燈

高壓鈉燈

鹵化物燈

額定功率范圍（W）10~1000500~20006~12550~10001500~10000025~400400~1000光效

6.5~1919.5~2125~6730~5020~3790~10060~80平均壽命/h100015002000~30002500~5000500~100030002000顯色指數(shù)

95~9995~9970~8030~4090~9420~2565~85啟動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間

瞬時(shí)

瞬時(shí)

1~3s4~8min1~2s4~8min4~8min再啟動(dòng)時(shí)間

瞬時(shí)

瞬時(shí)

瞬時(shí)

5~10min瞬時(shí)

10~20min10~15min功率因數(shù)

110.33~0.70.44~0.670.4~0.90.440.4~0.61頻閃效應(yīng)

不明顯

明顯明顯明顯明顯明顯明顯表面亮度

大

大

小較大大

較大大

電壓變化對(duì)光通量影響

大

大

較大較大較大大較大環(huán)境溫度對(duì)光通量影響

小小大較小小較小較小耐震性能

較差差較好好好較好好所需附件

無無鎮(zhèn)流器起輝器

鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器觸發(fā)器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器觸發(fā)器當(dāng)前53頁，總共75頁。2．工廠常用燈具的選擇和布置

（1）照明光源的選擇要求：

優(yōu)先選用光效高、壽命長、節(jié)約能源的光源為原則，結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)及工藝要求，綜合考慮。照明光源宜采用熒光燈、白熾燈、高壓氣體放電燈等。當(dāng)懸掛高度在4m及以下時(shí)，宜采用熒光燈。當(dāng)懸掛高度在4m以上時(shí)，宜采用高壓氣體放電燈，當(dāng)不宜采用氣體放電燈時(shí)也可采用白熾燈。局部照明場(chǎng)所，防止電磁波干擾的場(chǎng)所，因光源頻閃的效影響視覺效果的場(chǎng)所，經(jīng)常開關(guān)燈的場(chǎng)所，照度不高、且照明時(shí)間較短的場(chǎng)所宜采用白熾燈。2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

當(dāng)前54頁，總共75頁。（2）照明燈具的布置方案與要求

1）均勻布置2．工廠常用燈具的選擇和布置

2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

圖2.11燈具的均勻布置方案a)矩形布置b)菱形布置當(dāng)前55頁，總共75頁。2）選擇布置（2）照明燈具的布置方案與要求

2．工廠常用燈具的選擇和布置

2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

2．3．1照明的基本知識(shí)

圖2.10室內(nèi)照明燈具的布置方案a)均勻布置b)選擇布置當(dāng)前56頁，總共75頁。2．3．2照明設(shè)備容量及照明計(jì)算負(fù)荷的確定

1．照明設(shè)備的設(shè)備容量

（1）按照明設(shè)備銘牌確定照明設(shè)備容量。①白熾燈、碘鎢燈設(shè)備容量是指燈泡上標(biāo)出的額定功率（kW）。②熒光燈的設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍（kW）。③高壓水銀熒光燈的設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。④在采用鎮(zhèn)流器時(shí)，金屬鹵化物燈的設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW），若采用觸發(fā)器起輝，則設(shè)備容量應(yīng)為燈泡的額定功率。⑤照明設(shè)備的總?cè)萘康扔趩蝹€(gè)照明設(shè)備容量的代數(shù)和：2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

（2-32）

當(dāng)前57頁，總共75頁。（2）照明設(shè)備容量的估算。已知工作場(chǎng)所性質(zhì)（用途）和建筑面積的情況下，可按式（2-33）對(duì)工作場(chǎng)所的照明設(shè)備容量進(jìn)行估算：2．3．2照明設(shè)備容量及照明計(jì)算負(fù)荷的確定

1．照明設(shè)備的設(shè)備容量

2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

（2-33）

當(dāng)前58頁，總共75頁。表2.6一般車間比功率值P0可按下表選?。ㄒ园谉霟粲?jì)算）

序號(hào)

建筑名稱

P0（kW/m2）

1金工車間62裝配車間93工具修理車間84金屬結(jié)構(gòu)車間105焊接車間86鍛工車間77熱處理車間88鑄鋼車間89鑄鐵車間810木工車間1111實(shí)驗(yàn)室1012煤氣站713氣壓站514辦公樓5當(dāng)前59頁，總共75頁。表2.7照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)

光源類別需要系數(shù)Kd白熾燈熒光燈高壓汞燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈生產(chǎn)車間辦公室0.8~110.9(0.55)0.45~0.650.450.40~0.61變配電所、倉庫0.5~0.710.9(0.55)0.45~0.650.450.40~0.61生活區(qū)宿舍0.6~0.810.9(0.55)0.45~0.650.450.40~0.61室外110.9(0.55)0.45~0.650.450.40~0.61當(dāng)前60頁，總共75頁。2．照明計(jì)算負(fù)荷的確定

照明設(shè)備通常都是單相負(fù)荷，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)將它們均勻地分配到三相上，力求減少三相負(fù)荷不平衡狀況。換算的簡單方法是：選擇其中最大的一相單相設(shè)備容量乘三倍，作為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加，應(yīng)用需要系數(shù)法計(jì)算其計(jì)算負(fù)荷。2．3．2照明設(shè)備容量及照明計(jì)算負(fù)荷的確定

2．3工廠的電氣照明負(fù)荷

當(dāng)前61頁，總共75頁。2．4短路故障的原因、種類和危害

2.4.1短路故障的原因2.4.2短路故障的種類2.4.3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念2.4.4短路的效應(yīng)及危害當(dāng)前62頁，總共75頁。2．4短路故障的原因、種類和危害

2．4．1短路故障的原因

短路故障是指運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。短路產(chǎn)生的原因主要是系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞。引起這種破壞的原因有過電壓、雷擊、絕緣材料的老化，以及運(yùn)行人員的誤操作和施工機(jī)械的破壞、鳥害、鼠害等。

當(dāng)前63頁，總共75頁。2．4．2短路故障的種類

表2.8短路種類、表示符號(hào)、性質(zhì)及特點(diǎn)2．4短路故障的原因、種類和危害

短路名稱

表示符號(hào)

示

圖

短路性質(zhì)

特點(diǎn)

單相短路

不對(duì)稱短路

短路電流僅在故障相中流過，故障相電壓下降，非故障相電壓會(huì)升高

兩相短路

不對(duì)稱短路

短路回路中流過很大的短路電流，電壓和電流的對(duì)稱性被破壞

兩相短路接地

不對(duì)稱短路

短路回路中流過很大的短路電流，故障相電壓為零，

三相短路

對(duì)稱短路

三相電路中都流過很大的短路電流，短路時(shí)電壓和電流保持對(duì)稱，短路點(diǎn)電壓為零

當(dāng)前64頁，總共75頁。2．4．3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念

1．短路計(jì)算的目的和短路參數(shù)

短路計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，保證供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)短路時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作。2．4短路故障的原因、種類和危害

當(dāng)前65頁，總共75頁。——短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量的有效值，稱為次暫態(tài)短路電流有效值。用來作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量。應(yīng)采用電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)算保護(hù)裝置的整定值?！搪泛蠼?jīng)過半個(gè)周期（即0.01s）時(shí)的短路電流峰值，是整個(gè)短路過程中的最大瞬時(shí)電流。這一最大的瞬時(shí)短路電流稱為短路沖擊電流。為三相短路沖擊電流峰值，用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度?！喽搪窙_擊電流有效值，短路后第一個(gè)周期的短路電流的有效值。也用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。2．4短路故障的原因、種類和危害

2．4．3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念

1．短路計(jì)算的目的和短路參數(shù)

當(dāng)前66頁，總共75頁。對(duì)于高壓電路的短路對(duì)于低壓電路的短路——三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度?！螘簯B(tài)三相短路容量。2．4短路故障的原因、種類和危害

2．4．3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念

1．短路計(jì)算的目的和短路參數(shù)

當(dāng)前67頁，總共75頁。2．短路計(jì)算的方法簡介

2．4短路故障的原因、種類和危害

2．4．3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念

有名值法標(biāo)幺值法短路容量法如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用短路容量表示，稱短路容量法。如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用相對(duì)值表示，稱標(biāo)幺值法。如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用有名值即有單位的值表示，稱有名值法。當(dāng)前68頁，總共75頁。（1）用有名值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為：繪制短路回路等效電路計(jì)算短路回路中各元件的阻抗值求等效阻抗，化簡電路計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其它短路參數(shù)列短路計(jì)算表2．4短路故障的原因、種類和危害

2．短路計(jì)算的方法簡介

2．4．3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念

當(dāng)前69頁，總共75頁。（2）用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為：選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計(jì)算短路點(diǎn)的基準(zhǔn)電流繪制短路回路的等效電路計(jì)算短路回路中各元件的電抗標(biāo)幺值求總電抗標(biāo)幺值，化簡電路計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)列短路計(jì)算表2．4短路故障的原因、種類和危害

2．短路計(jì)算的方法簡介

2．4．3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念

當(dāng)前70頁，總共75頁。2．4．4短路的效應(yīng)及危害（電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)）1．短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

2．4短路故障的原因、種類和危害

通電導(dǎo)體周圍都存在電磁場(chǎng)，如處于空氣中的兩平行導(dǎo)體分別通過電流時(shí)，兩導(dǎo)體間由于電磁場(chǎng)的相互作用，導(dǎo)體上即產(chǎn)生力的相互作用。三相線路中的三相導(dǎo)體間，正常工作時(shí)也存在力的作用，只是正