工業(yè)與民用供電

第二章工廠的電力負(fù)荷及計算第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定

第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定第四節(jié) 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗

第五節(jié) 工廠的計算負(fù)荷和年電能消耗量第六節(jié) 尖峰電流的計算NEXT1/23/20231工業(yè)與民用供電第一頁，共三十六頁。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)荷的分級及其對供電的要求電力負(fù)荷:電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。工廠電力負(fù)荷的分級:工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-95規(guī)定，根據(jù)其對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。HOMEBACKNEXT1/23/20232工業(yè)與民用供電第二頁，共三十六頁。2、工廠用電設(shè)備的工作制連續(xù)工作制短時工作制斷續(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）來表征其工作特征。負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時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)的工作時間；t。為工作周期內(nèi)的停歇時間。HOMEBACKNEXT1/23/20233工業(yè)與民用供電第三頁，共三十六頁。斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌功率）PN，是對應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。HOMEBACKNEXT1/23/20234工業(yè)與民用供電第四頁，共三十六頁。3、工廠的負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線：表示一組用電設(shè)備的功率隨時間變化關(guān)系的圖形?？芍庇^地反映出用戶用電特點，對于同類型的用戶，其負(fù)荷曲線形狀大致相同。（1）按負(fù)荷性質(zhì)分HOMEBACKNEXT1/23/20235工業(yè)與民用供電第五頁，共三十六頁。有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線（2)按持續(xù)工作時間分日負(fù)荷曲線(24h)日最大負(fù)荷全年時間變化曲線（運行年負(fù)荷曲線〕年負(fù)荷曲線（8760h〕HOMEBACKNEXT1/23/20236工業(yè)與民用供電第六頁，共三十六頁。四、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計算有關(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的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時最大負(fù)荷P30。HOMEBACKNEXT1/23/20237工業(yè)與民用供電第七頁，共三十六頁。2.年最大負(fù)荷利用小時年最天負(fù)荷利用小時Tmax：一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax（或P30）持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實際消耗的電能，如圖所示。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時HOMEBACKNEXT1/23/20238工業(yè)與民用供電第八頁，共三十六頁。（二）平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷Pav:電力負(fù)荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時間t的值，即HOMEBACKNEXT1/23/20239工業(yè)與民用供電第九頁，共三十六頁。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，即對用電設(shè)備來說，就是設(shè)備的輸出功率P與設(shè)備額定容量PN的比值，即HOMEBACKNEXT1/23/202310工業(yè)與民用供電第十頁，共三十六頁。第二節(jié)三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定1、概述計算負(fù)荷:通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計算負(fù)荷。HOMEBACKNEXT1/23/202311工業(yè)與民用供電第十一頁，共三十六頁。2、按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷（一）基本公式用電設(shè)備組的計算負(fù)荷:是用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負(fù)荷P30，如圖所示。用電設(shè)備組計算負(fù)荷HOMEBACKNEXT1/23/202312工業(yè)與民用供電第十二頁，共三十六頁。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。HOMEBACKNEXT1/23/202313工業(yè)與民用供電第十三頁，共三十六頁。用電設(shè)備組的有功計算負(fù)荷：式中：P30——計算有功功率(kw)；Kd

——需要系數(shù)(三臺以下時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)。無功計算負(fù)荷：式中，tanΦ為對應(yīng)于用電設(shè)備組cosΦ中的正切值。HOMEBACKNEXT

141/23/2023工業(yè)與民用供電第十四頁，共三十六頁。視在計算負(fù)荷：式中，cosΦ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計算電流：式中，UN為用電設(shè)備組的額定電壓。HOMEBACKNEXT1/23/202315工業(yè)與民用供電第十五頁，共三十六頁。例：已知機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機7.

5kW3臺；4kW8臺；3kW17臺；1.

5kW10臺。試求其計算負(fù)荷。解 此機床組電動機的總?cè)萘繛镻e=7.5kW×

3+4

kW×

8+3

kW×17+1.5

×10

+120.5kW查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，得Kd=16-0.2(取0.2),cosΦ=0.5,tanΦ

=1.73。因此求得:有功計算負(fù)荷無功計算負(fù)荷視在計算計算電流HOMEBACKNEXT1/23/202316工業(yè)與民用供電第十六頁，共三十六頁。（二）設(shè)備容量的計算需要系數(shù)法基本公式中的設(shè)備容量Pe計算與用電設(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。HOMEBACKNEXT1/23/202317工業(yè)與民用供電第十七頁，共三十六頁。對斷續(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。電焊機組要求統(tǒng)一換算到ε=100%的設(shè)備功率。吊車電動機組要求統(tǒng)一換算到f=25％的設(shè)備功率。HOMEBACKNEXT1/23/202318工業(yè)與民用供電第十八頁，共三十六頁。2.多個用電設(shè)備組的計算負(fù)荷（ 配電干線和 變電所低壓母線）K∑

p－－

同時系數(shù)注：（1）配電干線和變電所的計算負(fù)荷為各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷之和再乘以同時系數(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)共用一臺變壓器時，其同時系數(shù)可適當(dāng)減小。HOMEBACKNEXT1/23/202319工業(yè)與民用供電第十九頁，共三十六頁。3、按二項式法確定計算負(fù)荷當(dāng)確定的用電設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和干線的計算負(fù)荷時，采用。（略〕HOMEBACKNEXT1/23/202320工業(yè)與民用供電第二十頁，共三十六頁。第三節(jié)單相用電設(shè)備組計算負(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∮谟嬎惴秶鷥?nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5％時，全部按三相對稱負(fù)荷計算；如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5％時，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計算。HOMEBACKNEXT1/23/202321工業(yè)與民用供電第二十一頁，共三十六頁。2、單相設(shè)備組等效三項負(fù)荷計算單相用電設(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^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=3

Pe.maxHOMEBACKNEXT1/23/202322工業(yè)與民用供電第二十二頁，共三十六頁。（二）單相用電設(shè)備僅接于線電壓如Pab≥Pbc

≥Pca當(dāng)Pbc

＞0.15

Pab時Peq=1.5(Pab+

Pbc)當(dāng)Pbc

≤0.15

Pab時HOMEBACKNEXT1/23/202323工業(yè)與民用供電第二十三頁，共三十六頁。（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。HOMEBACKNEXT1/23/202324工業(yè)與民用供電第二十四頁，共三十六頁。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RX

線路每相電阻

線路每相電抗1/23/2023HOME工業(yè)與民用供電BACKNEXT25第二十五頁，共三十六頁。2、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。HOMEBACKNEXT1/23/202326工業(yè)與民用供電第二十六頁，共三十六頁。HOMEBACK27NEXT1/23/2023工業(yè)與民用供電第二十七頁，共三十六頁。式中:變壓器空載無功損耗

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HOMEBACKNEXT1/23/202328工業(yè)與民用供電第二十八頁，共三十六頁。在負(fù)荷計算中，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下式近似計算：HOMEBACKNEXT1/23/202329工業(yè)與民用供電第二十九頁，共三十六頁。3、供配電系統(tǒng)年電能損耗假設(shè)，線路電壓不變，則HOMEBACKNEXT1/23/202330工業(yè)與民用供電第三十頁，共三十六頁。在時HOMEBACKNEXT1/23/202331工業(yè)與民用供電第三十一頁，共三十六頁。線路年平均損耗變壓器年平均損耗HOMEBACKNEXT1/23/202332工業(yè)與民用供電第三十二頁，共三十六頁。最大負(fù)荷損失小時數(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 小時后所產(chǎn)生的電能損耗，等于實際變化電流時的電能損耗，與年最大負(fù)荷利用小時數(shù) 和負(fù)荷功率因數(shù) 有關(guān)。HOMEBACKNEXT1/23/202333工業(yè)與民用供電第三十三頁，共三十六頁。第六節(jié) 尖峰電流的計算尖峰電流是持續(xù)1～2s的短時最大負(fù)荷電流，它用來計算電壓波動，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護(hù)裝置及檢驗電動機自起動條件等。1、單臺用電設(shè)備HOMEBACKNEXT1/23/202334工業(yè)與民用供電第三十四頁，共三十六頁。－－用電設(shè)備的額定電流；－－用電設(shè)備的起動電流；－－用電設(shè)備的起