負荷分級及計算

負荷分級及計算第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五本章內容概述本章內容包括兩部分，即負荷分級的原則及供電要求和負荷的計算方法負荷分級的原則及供電要求包括：負荷按重要性分級的原則和一~三級負荷供電要求。負荷的計算方法包括：負荷計算的內容和目的、負荷計算的方法及用途、設備功率的確定、需要系數(shù)法確定計算負荷、利用系數(shù)法確定計算負荷、二項式法確定計算負荷、單位功率法和單位指標法確定計算負荷、單相負荷計算和功率損耗計算。第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五本章考試大綱要求掌握：負荷分級的原則及供電要求掌握：負荷的計算方法第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五電氣專業(yè)要了解的基本知識電力系統(tǒng)組成組成：發(fā)電—變電—輸電—配電—用電要解決的四個方面的問題：電、磁、熱、機。第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五與本章相關的規(guī)程規(guī)范和手冊《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052—1995《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16—92《工業(yè)和民用配電設計手冊》(第二版)水利電力出版社，1994

第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五一、負荷分級的原則及供電要求（掌握）1、負荷按重要性分級的原則

a)一級負荷

b)二級負荷

c)三級負荷負荷的分級在《工業(yè)和民用配電設計手冊》中有級別表。2、一~三級負荷供電要求第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五1、負荷按重要性分級的原則按重要性分級的原則電力負荷應根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經濟上所造成損失或影響的程度進行分級，并應符合下列規(guī)定。常用重要電力級別第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五1、負荷按重要性分級的原則符合下列情況之一時，應為一級負荷中斷供電將造成人身傷亡時。中斷供電將在政治、經濟上造成重大損失時。例如：重大設備損壞、重大產品報廢、用重要原料生產的產品大量報廢、國家經濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產過程被打亂需要長時間才能恢復等。中斷供電將影響有重大政治、經濟意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五1、負荷按重要性分級的原則特別重要的負荷在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應視為特別重要的負荷。第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五1、負荷按重要性分級的原則符合下列情況之一時，應為二級負荷：中斷供電將在政治、經濟上造成較大損失時。例如：主要設備損壞、大量產品所廢、連續(xù)生產過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產等。中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。不屬于一級和二級負荷者應為三級負荷。第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五2、一~三級負荷供電要求一級負荷供電要求一級負荷的供電電源應符合下列規(guī)定：1）一級負荷應由兩個電源供電；當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。2）一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，并嚴禁將其它負荷接入應急供電系統(tǒng)。第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五2、一~三級負荷供電要求二級負荷供電要求二級負荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回架空線供電；當采用電纜線路時，應采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應能承受100%的二級負荷。三級負荷供電要求三級負荷對供電無特殊要求，一般按其容量大小決定。第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五下列電源可作為應急電源一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，下列電源可作為應急電源。1）獨立于正常電源的發(fā)電機組。2）供電網(wǎng)絡中獨立于正常電源的專用的饋電線路。3）蓄電池。4）干電池。第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五根據(jù)允許中斷供電的時間可分別

選擇下列應急電源1）允許中斷供電時間為15s以上的供電，可選用快速自啟動的發(fā)電機組。2）自投裝置的動作時間能滿足允許中斷供電時間的，可選用帶有自動投入裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路。3）允許中斷供電時間為毫秒級的供電，可選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置、蓄電池機械貯能電機型不間斷供電裝置或柴油機不間斷供電裝置。第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五1、負荷計算的內容和目的2、負荷計算的方法及用途3、設備功率的確定4、需要系數(shù)法確定計算負荷5、利用系數(shù)法確定計算負荷6、二項式法確定計算負荷7、單位功率法和單位指標法確定計算負荷8、單相負荷計算9、功率損耗計算二、負荷的計算（掌握）第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五1、負荷計算的內容和目的計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30min的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或導體的依據(jù)。（穩(wěn)態(tài)負荷）尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1s左右的最大負荷電流。一般取啟動電流的周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。(暫態(tài)負荷）平均負荷為某段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班(即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班)的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。(等效負荷）第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五2、負荷計算的方法及用途負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項式法、單位面積功率法等幾種。需要系數(shù)法。用設備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關的最大系數(shù)得出計算負荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結果比較接近實際。適用于各種范圍的負荷計算，但計算進程稍繁。由于計算器的普遍使用，本方法必將被廣泛采用。第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五2、負荷計算的方法及用途二項式法。將負荷分為基本部分和附加部分，后者考慮一定數(shù)量大容量設備影響，適用于機修類用電設備計算，其他各類車間和車間變電所施工設計亦常采用，二項式法計算結果一般偏大。單位面積功率法、單位指標法和單位產品耗電量法。前兩者多用于民用建筑，后者適用于某些工業(yè)，用于可行性研究和初步設計階段電力負荷估算。對于臺數(shù)較少(4臺及以下)的用電設備。3臺及2臺用電設備的計算負荷，取各設備功率之和；4臺用電設備的計算負荷，取設備功率之和乘以0.9的系數(shù)。第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五3、設備功率的確定進行負荷計算時，需將用電設備按其性質分為不同的用電設備組，然后確定設備功率。用電設備的額定功率Pr或額定容量Sr是指銘牌上的數(shù)據(jù)。對于不同負載持續(xù)率下的額定功率或額定容量，應換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率，即設備功率PN。連續(xù)工作制電動機的設備功率等于額定功率。短時或周期工作制電動機(如起重機用電動機等)的設備功率是指將額定功率換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率。當采用需要系數(shù)法和二項式法計算負荷時，應統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率ε為25%下的有功功率。第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五4、需要系數(shù)法確定計算負荷用電設備組的計算負荷及計算電流：有功功率無功功率視在功率計算電流第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五4、需要系數(shù)法確定計算負荷配電干線或車間變電所的計算負荷：

有功功率無功功率視在功率第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五4、需要系數(shù)法確定計算負荷配電所或總降壓變電所的計算負荷，為各車間變電所計算負荷之和再乘以同時系數(shù)K∑p和K∑q。對配電所的K∑p和K∑q分別取0.85～1和0.95～1，對總降壓變電所的K∑p和K∑q分別取0.8～0.9和0.93～0.97。當簡化計算時，同時系數(shù)K∑p和K∑q都取K∑p值。第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五5、利用系數(shù)法確定計算負荷用利用系數(shù)法確定計算負荷時，不論計算范圍大小，都必須求出該計算范圍內用電設備有效臺數(shù)及最大系數(shù)，而后算出結果。用電設備組在最大負荷班內的平均負荷：有功功率無功功率

K1見表5-2-6第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五5、利用系數(shù)法確定計算負荷平均利用系數(shù)為用電設備的有效臺數(shù)nyx是將不同設備功率和工作制的用電設備臺數(shù)換算為相同設備功率和工作制的等效值。故第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五5、利用系數(shù)法確定計算負荷計算負荷及計算電流：有功功率無功功率視在功率計算電流第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五5、利用系數(shù)法確定計算負荷3臺及以下用電設備的計算有功功率取設備功率總和。3臺以上用電設備，而有效臺數(shù)小于4時，計算有功功率取設備功率總和，再乘以0.9系數(shù)。多數(shù)情況下車間變電所低壓母線上的負荷，其平均利用系數(shù)K1p為0.2～0.6，有效臺數(shù)nyx相應為50～12及以上，持續(xù)時間0.5h的最大系數(shù)Km為1.05～1.23，則相應于母線t≥1h的最大系數(shù)Km(t)，按上式計算不大于1.035～1.16。第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五6、二項式法確定計算負荷對于單個和多個用電設備組(車間變電所或配電干線)的計算負荷，分別按下述方法進行計算。單個用電設備組的計算負荷：有功功率無功功率第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五6、二項式法確定計算負荷多個用電設備組的計算負荷：有功功率無功功率視在功率計算電流第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五7、單位功率法和單位指標法確定計算負荷單位面積功率(或負荷密度)法。單位面積法計算有功功率的公式為單位指標法。單位指標法計算有功功率的公式為第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五8、單相負荷計算計算原則單相負荷與三相負荷同時存在時，應將單相負荷換算為等效三相負荷，再與三相負荷相加。在進行單相負荷換算時，一般采用計算功率。對需要系數(shù)法，計算功率即為需要功率；對利用系數(shù)法，計算功率為平均功率；當單相負荷均為同類用電設備時，則可直接采用設備功率計算。第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五8、單相負荷計算單相負荷換算為等效三相負荷的一般方法，對于既有線間負荷又有相負荷的情況，計算步驟如下：先將線間負荷換算為相負荷。各組負荷分別相加，選出最大相負荷，取其3倍作為等效三相負荷。第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五8、單相負荷計算單相負荷換算為等效三相負荷的簡化方法：只有線間負荷時，將各線間負荷相加，選取較大兩項數(shù)據(jù)進行計算。只有相負荷時，等效三相負荷取最大相負荷的3倍。當多臺單相用電設備的設備功率小于計算范圍內三相負荷設備功率的15%時，按三相平衡負荷計算，不需換算。第三十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五9、功率損耗計算三相線路中有功及無功功率損耗：有功功率損耗無功功率損耗電力變壓器的有功及無功功率損耗：有功功率損耗無功功率損耗第三十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五單項選擇題不同負荷等級的供電要求，下列條件中哪組是正確？Ⅰ.一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障，另一個電源不應同時受到損壞。Ⅱ.一級負荷中特別重要負荷，除一個正常電源供電外，尚應增設應急電源。Ⅲ.二級負荷宜由兩回線路供電。Ⅳ.同時供電的兩回及以上供配電線路中，一回路中斷供電時，其余線路應能滿足全部一級負荷及二級負荷。AⅠ、ⅡBⅠ、Ⅱ、ⅢCⅠ、Ⅲ、ⅣDⅡ、IV答案：C第三十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五單項選擇題某加工廠有小批生產的冷加工機床組,接于380V線路上的三相交流電動機:5kW的6臺,4.5kW的8臺,2.8kW的15臺(設備均