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工業(yè)與民用供電第1頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電2
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):
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造成的損失或影響的程度分為三級(jí)。HOMEBACKNEXT第2頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電32、工廠用電設(shè)備的工作制連續(xù)工作制短時(shí)工作制斷續(xù)周期工作制
斷續(xù)周期工作制的設(shè)備,可用“負(fù)荷持續(xù)率(又稱暫載率)來(lái)表征其工作特征。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值,即式中:T為工作周期;t為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間;
t。為工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。
HOMEBACKNEXT第3頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電4斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量(銘牌功率)PN,是對(duì)應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。
HOMEBACKNEXT第4頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電53、工廠的負(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)系的圖形??芍庇^地反映出用戶用電特點(diǎn),對(duì)于同類型的用戶,其負(fù)荷曲線形狀大致相同。(1)按負(fù)荷性質(zhì)分HOMEBACKNEXT第5頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電6有功負(fù)荷曲線無(wú)功負(fù)荷曲線(2)按持續(xù)工作時(shí)間分日負(fù)荷曲線(24h)日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線(運(yùn)行年負(fù)荷曲線〕年負(fù)荷曲線(8760h〕HOMEBACKNEXT第6頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電7四、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)年最大負(fù)荷Pmax: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P30。HOMEBACKNEXT第7頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電82.年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最天負(fù)荷利用小時(shí)Tmax: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Pmax(或P30)持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能,恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能,如圖所示。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)HOMEBACKNEXT第8頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電9(二)平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)
平均負(fù)荷Pav:
電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率,也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值,即
HOMEBACKNEXT第9頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電10負(fù)荷系數(shù):
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Pav,與其最大負(fù)荷Pmax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P與設(shè)備額定容量PN的比值,即
HOMEBACKNEXT第10頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電11第二節(jié)三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定
1、概述計(jì)算負(fù)荷:
通過(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。HOMEBACKNEXT第11頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電122、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷(一)基本公式用電設(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)最大負(fù)荷P30,如圖所示。
用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷HOMEBACKNEXT第12頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電13用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe:是指用電設(shè)備組所有設(shè)備(不含備用設(shè)備)的額定容量PN之和,即Pe=ΣPN。設(shè)備的額定容量:是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。
HOMEBACKNEXT第13頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電14用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷:式中:
P30——計(jì)算有功功率(kw);
Kd——需要系數(shù)(三臺(tái)以下時(shí)Kd
=1);
Pe——用電設(shè)備組的設(shè)備容量(kw)。
式中,Kd為需要系數(shù)。無(wú)功計(jì)算負(fù)荷:
式中,tanΦ為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組cosΦ中的正切值。
HOMEBACKNEXT第14頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電15視在計(jì)算負(fù)荷:式中,cosΦ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計(jì)算電流:
式中,UN為用電設(shè)備組的額定電壓。HOMEBACKNEXT第15頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電16例:已知機(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?/p>
Pe=7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+1.5×10+120.5kW
查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng),得Kd=16-0.2(取0.2),cosΦ=0.5,tanΦ=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HOMEBACKNEXT第16頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電17
(二)設(shè)備容量的計(jì)算需要系數(shù)法基本公式中的設(shè)備容量Pe計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān):一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組:
設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。HOMEBACKNEXT第17頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電18對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量換算的公式如式(2-2)所示。(1)電焊機(jī)組要求統(tǒng)一換算到ε=100%的設(shè)備功率。(2)吊車電動(dòng)機(jī)組要求統(tǒng)一換算到f=25%的設(shè)備功率。HOMEBACKNEXT第18頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電192.多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷(配電干線和變電所低壓母線)
K∑p--同時(shí)系數(shù)注:(1)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)K∑p,一般取為0.8~0.9。(2)當(dāng)不同類別的建筑(如辦公樓和宿舍樓)共用一臺(tái)變壓器時(shí),其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減小。HOMEBACKNEXT第19頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電20
3、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)大的低壓支線和干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí),采用。(略〕HOMEBACKNEXT第20頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電21第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定1、概述單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。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?5%時(shí),全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算;如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí),則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。HOMEBACKNEXT第21頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電222、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)盡可能均衡分配在三相線路上。(單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備的15%〕否則:(一)單相用電設(shè)備僅接于相電壓等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的三倍
Pe=3Pe.maxHOMEBACKNEXT第22頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電23(二)單相用電設(shè)備僅接于線電壓如Pab≥Pbc≥Pca
當(dāng)Pbc>0.15Pab時(shí)
Peq=1.5(Pab+
Pbc)當(dāng)Pbc≤0.15Pab時(shí)
HOMEBACKNEXT第23頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電24(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3倍即為等效三相負(fù)荷。HOMEBACKNEXT第24頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電25第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗1、供電線路的功率損耗
式中R線路每相電阻
X線路每相電抗HOMEBACKNEXT第25頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電262、變壓器的功率損耗式中鐵心損耗(鐵耗);繞組損耗(銅耗);空載損耗;短路損耗。HOMEBACKNEXT第26頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電27HOMEBACKNEXT第27頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電28式中:變壓器空載無(wú)功損耗變壓器在額定負(fù)荷下,消耗在一、二次繞組電抗上的無(wú)功損耗。變壓器空載電流占額定電流的百分比。變壓器短路電壓占額定電壓的百分比。變壓器負(fù)荷率HOMEBACKNEXT第28頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電29
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:
HOMEBACKNEXT第29頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電303、供配電系統(tǒng)年電能損耗假設(shè),線路電壓不變,則
HOMEBACKNEXT第30頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電31在時(shí)HOMEBACKNEXT第31頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電32
線路年平均損耗變壓器年平均損耗HOMEBACKNEXT第32頁(yè),共36頁(yè),2023年,2月20日,星期一2023/4/28工業(yè)與民用供電33
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
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