第4章-工廠電力負(fù)荷計(jì)算及短路計(jì)算課件

第4章工廠電力負(fù)荷計(jì)算及短路計(jì)算內(nèi)容提要:本章介紹中小型工廠電力負(fù)荷的運(yùn)用情況和短路計(jì)算方法。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。講述了工廠計(jì)算負(fù)荷的確定方法及采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)拇胧?。?jiǎn)要介紹了照明負(fù)荷的分析計(jì)算。對(duì)工廠供電系統(tǒng)中的短路現(xiàn)象和短路效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并介紹了短路計(jì)算的一般方法：歐姆法和標(biāo)幺值法。第4章工廠電力負(fù)荷計(jì)算及短路計(jì)算內(nèi)容提要:本章介紹中小型11.生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備

2．電焊和電鍍?cè)O(shè)備

3．電熱設(shè)備4．照明設(shè)備

4.1.1工廠常用的用電設(shè)備1.生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備4.1.1工廠常用的用電設(shè)備2是機(jī)械加工類工廠的主要用電設(shè)備，也是工廠電力負(fù)荷的主要組成部分，可分為機(jī)床設(shè)備和起重運(yùn)輸設(shè)備兩種：機(jī)床設(shè)備是工廠金屬切削和金屬壓力加工的主要設(shè)備，這些設(shè)備的動(dòng)力，一般都由異步電動(dòng)機(jī)供給，根據(jù)工件加工需要，有的機(jī)床上可能有幾臺(tái)甚至十幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)，這些電動(dòng)機(jī)一般都要求能長(zhǎng)期連續(xù)工作，電動(dòng)機(jī)的總功率可以從幾百瓦到幾十千瓦不等起重運(yùn)輸設(shè)備是工廠中起吊和搬運(yùn)物料、運(yùn)輸客貨的重要工具空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等也是工廠常用的輔助設(shè)備，它們的動(dòng)力都由異步電動(dòng)機(jī)供給，工作方式屬于長(zhǎng)期連續(xù)工作方式，設(shè)備的容量可以從幾千瓦到幾十千瓦，單臺(tái)設(shè)備的功率因數(shù)在0.8以上。

生產(chǎn)加工機(jī)械的托動(dòng)設(shè)備是機(jī)械加工類工廠的主要用電設(shè)備，也是工廠電力負(fù)荷的主要組3是車輛、鍋爐、機(jī)床等制造廠的主要用電設(shè)備，在中小型機(jī)械類工廠中通常只作為輔助加工設(shè)備，負(fù)荷量不會(huì)太大。電焊包括利用電弧的高溫進(jìn)行焊接的電弧焊，利用電流通過(guò)金屬連接處產(chǎn)生的電阻高溫進(jìn)行焊接的電阻焊（接觸焊），利用電流通過(guò)熔化焊劑產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的電渣焊等。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，380V單臺(tái)電焊機(jī)功率可達(dá)400kVA，三相電焊機(jī)功率最大的可達(dá)1000kVA以上。

3.功率因數(shù)很低，電弧焊機(jī)的功率因數(shù)為0.3～0.35，電阻焊機(jī)的功率因數(shù)為0.4～0.85。

4.一般電焊機(jī)的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動(dòng)。電焊設(shè)備是車輛、鍋爐、機(jī)床等制造廠的主要用電設(shè)備，在中小型機(jī)械類4電鍍的作用是防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘?，如鍍銅、鍍鉻。另外，塑料、陶瓷等非金屬零件表面，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理形成導(dǎo)電層后，也可以進(jìn)行電鍍。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，功率從幾十千瓦到幾百千瓦，功率因數(shù)較低，為0.4～0.62。電鍍?cè)O(shè)備電鍍的作用是防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦?按其加熱原理和工作特點(diǎn)可分為：電阻加熱爐電弧爐感應(yīng)爐其他加熱設(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。

用于各種零件的熱處理；用于礦石熔煉、金屬熔煉；用于熔煉和金屬材料熱處理；包括紅外線加熱設(shè)備、微波加熱設(shè)備和等離子加熱設(shè)備等。中小型機(jī)械類工廠的電熱設(shè)備一般較簡(jiǎn)單。電熱設(shè)備按其加熱原理和工作特點(diǎn)可分為：電阻加熱爐電熱設(shè)備的工作特點(diǎn)是6電氣照明是工廠供電的重要組成部分，合理的照明設(shè)計(jì)和照明設(shè)備的選用是工作場(chǎng)所得到良好的照明環(huán)境的保證。常用的照明燈具有：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，其他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)備電氣照明是工廠供電的重要組成部分，合理的照明設(shè)計(jì)和照明設(shè)7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)二級(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?yè)P(yáng)機(jī)二級(jí)7層壓制品車間壓塑料機(jī)及供熱鍋爐二級(jí)8線纜車間冷卻水泵、鼓風(fēng)機(jī)、潤(rùn)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(rùn)滑油泵二級(jí)離心式壓縮機(jī)潤(rùn)滑油泵一級(jí)工廠用電負(fù)荷的分類序號(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8

用電設(shè)備的銘牌上都有一個(gè)“額定功率”，但是由于各用電設(shè)備的額定工作條件不同，例如有的是長(zhǎng)期工作制，有的是短時(shí)工作制。因此這些銘牌上規(guī)定的額定功率不能直接相加來(lái)作為全廠的電力負(fù)荷，而必須首先換算成同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過(guò)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，Pe用表示。4.1.2工廠用電設(shè)備容量的確定用電設(shè)備的銘牌上都有一個(gè)“額定功率”，但是由于各用電設(shè)備91.長(zhǎng)期連續(xù)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(guò)8h，而且運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定，在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，可直接查取其銘牌上的額定容量（額定功率），不用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換。2.短時(shí)工作制設(shè)備工作時(shí)間較短，而停歇時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在工廠負(fù)荷中所占比例很小，在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，也是直接查取其銘牌上的額定容量（額定功率）。3.反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備工作呈周期性，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，用負(fù)荷持續(xù)率（或稱暫載率）來(lái)表示工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與整個(gè)工作周期的百分比值用電設(shè)備的工作制1.長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備用電設(shè)備的工作制101.長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率，即2.反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備的設(shè)備容量是將某負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一負(fù)荷持續(xù)率下的功率。負(fù)荷持續(xù)率可用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來(lái)表示：設(shè)備容量的確定1.長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定11起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種要求統(tǒng)一換算到ε＝25%時(shí)的額定功率，即式中PN——（換算前）設(shè)備銘牌額定功率；

Pe——換算后設(shè)備容量；

eN——設(shè)備銘牌暫載率；

e25——值為25%的暫載率（計(jì)算中用0.25）。起重機(jī)（吊車電動(dòng)機(jī)）起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種12電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。要求統(tǒng)一換算到e＝100%，換算公式為：式中SN——設(shè)備銘牌額定容量；

cosjN——設(shè)備銘牌功率因數(shù)。電焊機(jī)設(shè)備電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。13設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即式中SN——電爐變壓器的額定容量；

cosjN——電爐變壓器的因數(shù)。電爐變壓器組設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即式中SN——電爐14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。負(fù)荷曲線按負(fù)荷對(duì)象分，有工廠的、車間的或某臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷的功率性質(zhì)分，有有功和無(wú)功負(fù)荷曲線；按表示的時(shí)間分，有年的、月的、日的和工作班的負(fù)荷曲線；按繪制方式分，有依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線和梯形負(fù)荷曲線.

4.1.3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。負(fù)荷曲線按負(fù)15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)荷大小（功率kW、kvar）。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162．與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)2．與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)17指用統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來(lái)選擇和校驗(yàn)變壓器容量及開(kāi)關(guān)設(shè)備、連接該負(fù)荷的電力線路的負(fù)荷值。是選擇儀器儀表、整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使變壓器容量、電器設(shè)備和導(dǎo)線截面選擇過(guò)大，造成投資浪費(fèi)；計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，則會(huì)引起所選變壓器容量不足或電氣設(shè)備、電力線路運(yùn)行時(shí)電能損耗增加，并產(chǎn)生過(guò)熱、絕緣加速老化等現(xiàn)象，甚至發(fā)生事故；“計(jì)算負(fù)荷”通常用P30、Q30、S30、I30分別表示負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。4.2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定指用統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來(lái)選擇和校驗(yàn)變壓器容量及開(kāi)18目的：主要是確定“計(jì)算負(fù)荷”，常用方法：需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便，使用廣泛。因該系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來(lái)確定的，故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，計(jì)算結(jié)果往往偏大，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)算目的：主要是確定“計(jì)算負(fù)荷”，常用方法：需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)19對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷，即對(duì)單個(gè)白熾燈、單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等設(shè)備，額定容量就作為其計(jì)算負(fù)荷，即對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量直接作為計(jì)算負(fù)荷，對(duì)于起重機(jī)和電焊類設(shè)備，還要根據(jù)負(fù)荷持續(xù)率進(jìn)行換算。4.2.2單個(gè)用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即計(jì)算20一個(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，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)（Kd）

。在所需計(jì)算的范圍內(nèi)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。需要系數(shù)法一般用來(lái)求多臺(tái)三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。需要系數(shù)法的基本公式：需要系數(shù)法一個(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)備也不一21有功計(jì)算負(fù)荷

：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：?jiǎn)谓M用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷確定有功計(jì)算負(fù)荷：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：?jiǎn)?2總的有功計(jì)算負(fù)荷：總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：總的視在計(jì)算負(fù)荷：總的計(jì)算電流：多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷總的有功計(jì)算負(fù)荷：總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：總的視在計(jì)算負(fù)荷：總的23應(yīng)用范圍K?確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷

冷加工車間0.7～0.8熱加工車間0.7～0.9動(dòng)力站0.8～1.0確定配電所母線的最大負(fù)荷

負(fù)荷小于5000kW0.9～1.0計(jì)算負(fù)荷為5000～10000kW0.85計(jì)算負(fù)荷大于10000kW0.8同時(shí)系數(shù)K應(yīng)用范圍K?確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷冷加工車間0.724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綖椋浩溆嗟挠?jì)算負(fù)荷Q30、S30和I30的計(jì)算公式與前述需要系數(shù)法相同。對(duì)1或2臺(tái)用電設(shè)備可認(rèn)為P30=Pe，即b=1，c=0。用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式，其余的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。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25多組用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。與需要系數(shù)法不同的是，這里不是計(jì)入一個(gè)小于1的綜合系數(shù)，而是在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷(cPx)max，再加上各組平均負(fù)荷bPe，由此求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。先求出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷P30i、Q30i，則總的有功計(jì)算負(fù)荷為：總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：確定多組用電設(shè)備的負(fù)荷多組用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)26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的4臺(tái)，7.5kW的8臺(tái)，5kW的8臺(tái)），車間有380V電焊機(jī)2臺(tái)（每臺(tái)容量20kVA，eN=65%，cosjN=0.5），車間有吊車1臺(tái)（11kW，eN=25%），試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。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)（271）金屬切削機(jī)床的設(shè)備容量。金屬切削機(jī)床屬于長(zhǎng)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?）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e=100%，所以2臺(tái)電焊機(jī)的設(shè)備容量為：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e=25%，所以1臺(tái)吊車的容量為：4）車間的設(shè)備總?cè)萘繛椋河?jì)算車間的設(shè)備容量1）金屬切削機(jī)床的設(shè)備容量。金屬切削機(jī)床屬于長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)281）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷，查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車間的計(jì)算負(fù)荷1）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷，查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)292）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷。查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車間的計(jì)算負(fù)荷2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷。查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車303）吊車組的計(jì)算負(fù)荷。查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車間的計(jì)算負(fù)荷3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷。查附表1，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為車間的314）全車間的總計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)同時(shí)系數(shù)KΣ表，取同時(shí)系數(shù)，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為：車間的計(jì)算負(fù)荷4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)同時(shí)系數(shù)KΣ表，取同時(shí)系數(shù)，所以32查附表1，取二項(xiàng)式系數(shù)用二項(xiàng)式系數(shù)法查附表1，取二項(xiàng)式系數(shù)用二項(xiàng)式系數(shù)法33單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負(fù)荷盡可能平衡。如果均衡分配后，三相線路中剩余的單相設(shè)備總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，可將單相設(shè)備總?cè)萘恳暈槿嘭?fù)荷平衡進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。如果超過(guò)15%，則應(yīng)先將這部分單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。1．單相設(shè)備接于相電壓時(shí)等效三相設(shè)備容量Pe按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量Pemj的3倍計(jì)算，即2．單相設(shè)備接于線電壓時(shí)容量Pej為的單相設(shè)備接于線電壓時(shí)，其等效三相設(shè)備容量Pe為4.2.4單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負(fù)荷盡341）不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如白熾燈、碘鎢燈），其設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即2）用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈），其設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失，所以一般略高于燈頭的額定功率，即3）照明設(shè)備的額定容量還可按建筑物的單位面積容量法估算，即4.2.5工廠電氣照明容量的確定1）不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如白熾燈、碘鎢燈），其設(shè)備容量指燈35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。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，如果三相電路中單相設(shè)備總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備容量的15%時(shí)，則單相設(shè)備可按三相平衡負(fù)荷考慮；如果三相電路中單相設(shè)備總?cè)萘砍^(guò)三相設(shè)備容量的15%，且三相明顯不對(duì)稱時(shí)，則首先應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量。換算的簡(jiǎn)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。工廠電氣照明負(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36光源類別需要系數(shù)Kdcosj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(cāng)庫(kù)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通常，車間的照明設(shè)備容量都不會(huì)超過(guò)車間三相設(shè)備容量的15%。因此，我們可在確定了車間照明設(shè)備總?cè)萘亢?，按需要系?shù)法單獨(dú)計(jì)算車間照明設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。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)Kdcosj白熾燈熒光燈高壓汞燈高壓鈉燈金屬371．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)萘縋e的條件下，乘以一個(gè)工廠的需要系數(shù)Kd即可求得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即工廠類別需要系數(shù)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石油機(jī)械制造廠0.450.78鍋爐制造廠0.270.73電線電纜制造廠0.350.73柴油機(jī)制造廠0.320.74電器開(kāi)關(guān)制造廠0.350.75重型機(jī)床制造廠0.320.71橡膠廠0.50.72儀器儀表制造廠0.370.81通用機(jī)械廠0.40.72電機(jī)制造廠0.330.81

4.2.6用需要系數(shù)法計(jì)算全廠荷1．用需要系數(shù)法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷工廠類別需要系數(shù)功率因數(shù)工廠38P305應(yīng)為其所有出線上的計(jì)算負(fù)荷P306等之和，再乘上同時(shí)系數(shù)K

。而P304要考慮線路WL2的損耗，因此P304=P305+PWL2P303由P304等幾條干線上計(jì)算負(fù)荷之和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)K而得。P302還要考慮變壓器的損耗，因此P302=P303+PT+PWL1。P301由P302等幾條高壓配電線路上計(jì)算負(fù)荷之和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)K而得。對(duì)中小型工廠來(lái)說(shuō)，廠內(nèi)高低壓配電線路一般不長(zhǎng)，其功率損耗可略去不計(jì)。用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷P305應(yīng)為其所有出線上的計(jì)算負(fù)荷P306等之和，再乘上同時(shí)39有功功率損耗：無(wú)功功率損耗：電力變壓器的功率損耗有功功率損耗：無(wú)功功率損耗：電力變壓器的功率損耗40已知工廠的年產(chǎn)量A或年產(chǎn)值B，根據(jù)工廠的單位產(chǎn)量耗電量a或單位產(chǎn)值耗電量b，工廠的全年耗電量Wa全廠的有功計(jì)算負(fù)荷：按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷已知工廠的年產(chǎn)量A或年產(chǎn)值B，根據(jù)工廠的單位產(chǎn)量耗電量a或單41功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它反映了供用電系統(tǒng)中無(wú)功功率消耗量在系統(tǒng)總?cè)萘恐兴嫉谋戎兀从沉斯┯秒娤到y(tǒng)的供電能力。分類：概念：瞬時(shí)功率因數(shù)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)值平均功率因數(shù)某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)自然功率因數(shù)用電設(shè)備或工廠在沒(méi)有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)總的功率因數(shù)用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)4.2.7工廠的功率因數(shù)功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它反映了供42瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)計(jì)算瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)計(jì)43工廠中的用電設(shè)備多為感性負(fù)載，在運(yùn)行過(guò)程中，除了消耗有功功率外，還需要大量的無(wú)功功率在電源至負(fù)荷之間交換，導(dǎo)致功率因數(shù)降低，給工廠供配電系統(tǒng)造成不利影響。提高功率因數(shù)的方法：提高自然功率因數(shù)人工補(bǔ)償無(wú)功功率安裝移相電容器無(wú)功功率補(bǔ)償工廠中的用電設(shè)備多為感性負(fù)載，在運(yùn)行過(guò)程中，除了消耗有功44補(bǔ)償容量的計(jì)算補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償容量的計(jì)算補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償后的45尖峰電流持續(xù)時(shí)間1～2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流。主要用來(lái)選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護(hù)及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算或者4.2.8尖峰電流的計(jì)算尖峰電流持續(xù)時(shí)間1～2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流。主要用來(lái)選擇熔46運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或者相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。概念：原因：系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞，而引起這種破壞的原因有過(guò)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(niǎo)害、鼠害等4.3.1短路故障的原因運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或者相與地之間發(fā)生的474.3.2短路故障的種類4.3.2短路故障的種類48短路計(jì)算的目的：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。無(wú)限大容量電力系統(tǒng)，指其容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本保持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過(guò)短路電路總阻抗的5%～10%，或電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)。4.3.3短路參數(shù)短路計(jì)算的目的：為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供49最嚴(yán)重情況時(shí)短路全電流的波形曲線圖最嚴(yán)重情況時(shí)短路全電流的波形曲線圖50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。短路后經(jīng)過(guò)半個(gè)周期（即0.01s）時(shí)的短路電流峰值，是整個(gè)短路過(guò)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。三相短路沖擊電流有效值，短路后第一個(gè)周期的短路電流的有效值。三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值次暫態(tài)三相短路容量短路計(jì)算的短路參數(shù)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51對(duì)于高壓電路的短路

對(duì)于低壓電路的短路短路計(jì)算的公式對(duì)于高壓電路的短路對(duì)于低壓電路的短路短路計(jì)算的公式52當(dāng)供配電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路時(shí)，其中一部分阻抗被短接，網(wǎng)路阻抗發(fā)生變化，所以在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)先對(duì)各電氣設(shè)備的參數(shù)（電阻或電抗）進(jìn)行計(jì)算。有名值法：電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用有名值（即有單位的值）表示標(biāo)幺值法：電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用相對(duì)值表示短路容量法：電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用短路容量表示短路計(jì)算的方法簡(jiǎn)介當(dāng)供配電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路時(shí)，其中一部分阻抗被短接，網(wǎng)路53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(jiǎn)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)算表有名值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟繪制短路回路等效電路有名值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟54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(jiǎn)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)算表標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計(jì)算短路點(diǎn)的基準(zhǔn)電流標(biāo)幺值法進(jìn)行短路55繪出計(jì)算電路圖確定短路計(jì)算點(diǎn)按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖計(jì)算電路中各主要元件的阻抗等效電路化簡(jiǎn)求出其等效總阻抗計(jì)算短路電流和短路容量。無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算繪出計(jì)算電路圖無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算56三相短路時(shí)，三相短路電流周期分量有效值不計(jì)電阻，則三相短路電流的周期分量有效值三相短路容量采用歐姆法進(jìn)行短路計(jì)算三相短路時(shí)，三相短路電流周期分量有效值不計(jì)電阻，則三相短路57電力系統(tǒng)的電抗斷流容量電力系統(tǒng)的阻抗電力系統(tǒng)的電抗斷流容量電力系統(tǒng)的阻抗58變壓器的電阻RT變壓器的電抗XT電力變壓器的阻抗變壓器的電阻RT變壓器的電抗XT電力變壓器的阻抗59線路的電阻RWL線路的電抗XWL線路結(jié)構(gòu)線路電壓35kV及以上6～10kV220/380V架空線路0.40.350.32電纜線路0.120.080.066電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值電力線路的阻抗線路的電阻RWL線路的電抗XWL線路結(jié)構(gòu)線路電壓60阻抗換算的公式阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變電力線路的阻抗阻抗換算的公式阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變電力61標(biāo)幺制法，即相對(duì)單位制法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺值而命名。任一物理量的標(biāo)幺值，為該物理量的實(shí)際值