第2章工厂的电力负荷及其计算.ppt

第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室第二章第二章 工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线第二节第二节 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定第三节第三节 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定第四节第四节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算工厂的计算负荷及年耗电量的计算第五节第五节 尖峰电流及其计算尖峰电流及其计算 1第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室第一节第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线电力负荷电力负荷电力负荷电力负荷指电气设备或线路中通过的指电气设备或线路中通过的电流或功率电流或功率。一、工厂电力负荷的分级及对供电电源的要求一、工厂电力负荷的分级及对供电电源的要求一、工厂电力负荷的分级及对供电电源的要求一、工厂电力负荷的分级及对供电电源的要求（一）工厂电力负荷的分级（一）工厂电力负荷的分级（一）工厂电力负荷的分级（一）工厂电力负荷的分级1 1、一级负荷：、一级负荷：突然停电将造成人身伤亡，或重大设备的损坏，且难以修突然停电将造成人身伤亡，或重大设备的损坏，且难以修复，政治、经济上造成重大损失等。复，政治、经济上造成重大损失等。2 2、二级负荷：、二级负荷：突然停电将在政治、经济上造成较大损失。如：突然停电将在政治、经济上造成较大损失。如：主要设备损坏、大量产品报废、工厂的运输停顿、重点企业主要设备损坏、大量产品报废、工厂的运输停顿、重点企业大量减产等。大量减产等。3 3、三级负荷：、三级负荷：所有不属于一、二级的电力负荷。例如机关、学所有不属于一、二级的电力负荷。例如机关、学校、工厂的附属车间等。校、工厂的附属车间等。2第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室（二）各级（二）各级（二）各级（二）各级电力负荷对供电电源的要求电力负荷对供电电源的要求电力负荷对供电电源的要求电力负荷对供电电源的要求1 1 1 1、一级负荷、一级负荷、一级负荷、一级负荷要求有要求有两个独立电源两个独立电源供电（电源在供电（电源在正常或事故时都应保证不间断供电）。正常或事故时都应保证不间断供电）。对于特别重要的负荷，还应增设对于特别重要的负荷，还应增设应急电源应急电源：1 1）独立于正常电源的发电机组；）独立于正常电源的发电机组；2 2）独立于正常）独立于正常电源的专门的馈电线路；电源的专门的馈电线路；3 3）蓄电池；）蓄电池；4 4）干电池。）干电池。解释解释两个独立电源：两个独立电源：1 1）每段母线的电源来自于不同的发电机；）每段母线的电源来自于不同的发电机；2 2）来自于地区变电所不同的母线，母线段间无联系，）来自于地区变电所不同的母线，母线段间无联系，或虽有联系，当其中一段故障时，能自动的将其联或虽有联系，当其中一段故障时，能自动的将其联系断开系断开.3第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室1 1）双电源自动或手动）双电源自动或手动）双电源自动或手动）双电源自动或手动 切换接线切换接线切换接线切换接线2 2）双电源分组同时供电）双电源分组同时供电）双电源分组同时供电）双电源分组同时供电两个独立电源的供电方式：两个独立电源的供电方式：4第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2 2 2 2、二级负荷对供电的要求、二级负荷对供电的要求、二级负荷对供电的要求、二级负荷对供电的要求 应由双回路供电。当负荷较小或取得两回线路有困难时，应由双回路供电。当负荷较小或取得两回线路有困难时，可采用一回可采用一回6kV6kV及以上的专用架空线供电。及以上的专用架空线供电。对车间变电所应设两台变压器（两台变压器不一定在同对车间变电所应设两台变压器（两台变压器不一定在同一变电所）。一变电所）。3 3 3 3、三级负荷对供电的要求、三级负荷对供电的要求、三级负荷对供电的要求、三级负荷对供电的要求 三级负荷对供电无特殊要求。可采用单电源单回路供电三级负荷对供电无特殊要求。可采用单电源单回路供电。二、工厂用电设备的工作制二、工厂用电设备的工作制二、工厂用电设备的工作制二、工厂用电设备的工作制1 1、连续工作制、连续工作制 连续工作的设备为稳定负荷，连续工作时间较长，足以达连续工作的设备为稳定负荷，连续工作时间较长，足以达到热平衡状态。到热平衡状态。5第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2 2、短时工作制、短时工作制3 3、断续周期工作制、断续周期工作制此类设备通常应进行此类设备通常应进行负荷持续率（又称暂载率）负荷持续率（又称暂载率）换算：换算：式中：式中：TTTT工作周期工作周期工作周期工作周期；tttt工作时间；工作时间；工作时间；工作时间；t t t t0 0 0 0停歇时间停歇时间停歇时间停歇时间。在设备的电阻在设备的电阻R R相同、发热量相同的原则下等效换算（换算前后相同、发热量相同的原则下等效换算（换算前后发热量不变）发热量不变）：P=3UI 当当U、一定时一定时，IP，因为发热量因为发热量 IRt当发热量一定时：当发热量一定时：工作时间短，停歇时间长。工作时间短，停歇时间长。反复的通电、停电，温度不能恒定。此类设备的工作周期反复的通电、停电，温度不能恒定。此类设备的工作周期一般在一般在10分钟之内。分钟之内。且且 t 6第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室三、负荷曲线的概念三、负荷曲线的概念三、负荷曲线的概念三、负荷曲线的概念负荷曲线负荷曲线负荷曲线负荷曲线电力负荷随时间变化的图型。电力负荷随时间变化的图型。负荷曲线的类型：负荷曲线的类型：负荷曲线的类型：负荷曲线的类型：1、日负荷曲线、日负荷曲线有有3种绘制方法种绘制方法：1）每隔半小时将有功功率、无功功率的读数记录下来，然后）每隔半小时将有功功率、无功功率的读数记录下来，然后逐点描绘而成。逐点描绘而成。2）采用自动记录仪表，曲线较平滑。）采用自动记录仪表，曲线较平滑。3）每隔半小时记录一次电度表的读数，两次读数之差除以半）每隔半小时记录一次电度表的读数，两次读数之差除以半小时，得小时，得半小时的平均功率半小时的平均功率，逐点描绘而成。，逐点描绘而成。（图（图21），横坐标代表），横坐标代表24小时，纵坐标为负荷的变化。小时，纵坐标为负荷的变化。经换算的设备功率为经换算的设备功率为：7第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2、年负荷曲线：、年负荷曲线：年负荷持续曲线，年负荷持续曲线，年最大负荷曲线。年最大负荷曲线。1）年负荷持续曲线年负荷持续曲线（常采用）（常采用）绘制方法：一年分成两个季节，分别选出一张典型绘制方法：一年分成两个季节，分别选出一张典型的日负荷曲线。我国北方夏季可取的日负荷曲线。我国北方夏季可取165天，冬季取天，冬季取200天。我国南方夏季可取天。我国南方夏季可取200天，冬季取天，冬季取165天。天。按照最大负荷在前最小负荷在后的阶梯原则绘制而按照最大负荷在前最小负荷在后的阶梯原则绘制而成。成。见图见图228第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2）年最大负荷曲线年最大负荷曲线 取每日最大负荷班内的半小时最大平均负荷，逐点描绘而成。取每日最大负荷班内的半小时最大平均负荷，逐点描绘而成。四、与负荷曲线有关的物理量四、与负荷曲线有关的物理量四、与负荷曲线有关的物理量四、与负荷曲线有关的物理量1 1、年最大负荷：、年最大负荷：、年最大负荷：、年最大负荷：Pmax全年最大全年最大全年最大全年最大负荷班内的半小时最大平负荷班内的半小时最大平均负荷（每年至少出现均负荷（每年至少出现23次）。又称为半小时最大负荷次）。又称为半小时最大负荷P30 。2 2、年最大负荷利用小时：、年最大负荷利用小时：、年最大负荷利用小时：、年最大负荷利用小时：3 3、平均负荷：、平均负荷：、平均负荷：、平均负荷：Pav电力负荷在一定时间内消耗的平均功率。电力负荷在一定时间内消耗的平均功率。年平均负荷：年平均负荷：4 4 4 4、负荷系数：、负荷系数：、负荷系数：、负荷系数：对用电设备负荷系数又称负荷率：对用电设备负荷系数又称负荷率：填充系数填充系数9第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室负荷曲线的用途：负荷曲线的用途：负荷曲线的用途：负荷曲线的用途：电力部门主要用于预测负荷。根据负荷变化的规电力部门主要用于预测负荷。根据负荷变化的规律设法律设法“削峰填谷削峰填谷”，以及决定装机容量和安排检，以及决定装机容量和安排检修计划。修计划。新建工厂可参考性质类似的旧工厂的负荷曲线，新建工厂可参考性质类似的旧工厂的负荷曲线，利用利用负荷系数、年最大负荷利用小时、需要系数负荷系数、年最大负荷利用小时、需要系数负荷系数、年最大负荷利用小时、需要系数负荷系数、年最大负荷利用小时、需要系数等等等等数据，数据，数据，数据，计算出最大负荷，以便选择电气设备、确定计算出最大负荷，以便选择电气设备、确定供配电方案。供配电方案。10第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室第二节第二节 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定一、概述一、概述一、概述一、概述负荷计算的目的负荷计算的目的负荷计算的目的负荷计算的目的：合理的选择配电系统的各组成部分。它也是：合理的选择配电系统的各组成部分。它也是供电设计计算的基本依据。供电设计计算的基本依据。计算负荷通常表示为计算负荷通常表示为计算负荷通常表示为计算负荷通常表示为：计算方法计算方法计算方法计算方法：我国目前普遍采用的方法有我国目前普遍采用的方法有需要系数法：需要系数法：适于设备台数较多容量相差不大的场合。适于设备台数较多容量相差不大的场合。例如计算全厂或整个车间的计算负荷。例如计算全厂或整个车间的计算负荷。二项式法：二项式法：设备台数较少，而容量相差悬殊的车间低压设备台数较少，而容量相差悬殊的车间低压 干线或分支线的场合。干线或分支线的场合。需要系数法需要系数法二项式法二项式法11第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室二、需要系数法二、需要系数法二、需要系数法二、需要系数法（一）基本公式（一）基本公式 令令则有则有或或式中：式中：Kd为需要系数，各种用电设备的为需要系数，各种用电设备的Kd可查可查附录表附录表1。K设备组的同时系数。最大负荷时设备组设备组的同时系数。最大负荷时设备组正在运行的正在运行的设备容量设备容量与与全部设备容量全部设备容量的比值。的比值。KL设备组的负荷系数。最大负荷时设备组的设备组的负荷系数。最大负荷时设备组的输入功率输入功率与与全部设备容量全部设备容量的比值。的比值。设备组用电设备的平均效率。设备组用电设备的平均效率。配电线路的平均效率。配电线路的平均效率。112第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室单组用电设备的基本公式：单组用电设备的基本公式：式中：式中：Kd用电设备组的需要系数。用电设备组的需要系数。P30用电设备组的有功计算负荷用电设备组的有功计算负荷kw。Q30用电设备组的无功计算负荷用电设备组的无功计算负荷kvar。S30用电设备组的视在计算负荷用电设备组的视在计算负荷kVAI30用电设备组的计算电流用电设备组的计算电流A。UN用电设备组的额定线电压用电设备组的额定线电压 kv。用电设备组平均功率因数角的正切值。用电设备组平均功率因数角的正切值。可查可查附录附录表表1 1。用电设备组平均功率因数。可查用电设备组平均功率因数。可查附录表附录表1。13第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室Pe用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量kwkw。Pe的定义：的定义：经换算到同一工作制下的额定功率。经换算到同一工作制下的额定功率。经换算到同一工作制下的额定功率。经换算到同一工作制下的额定功率。Kd、可查附录表可查附录表1，查表时应注意：查表时应注意：1）查）查Kd时，时，与与 对应同一角度对应同一角度 ；2）设备组中台数少时，）设备组中台数少时，Kd取较大数值；设备组中取较大数值；设备组中台数多时，台数多时，Kd取较小数值；当只有取较小数值；当只有12台设备时，台设备时，可取可取Kd=1；的取值原则与的取值原则与Kd相同。相同。注意注意14第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室（二）设备容量（二）设备容量（二）设备容量（二）设备容量P Pe e的计算的计算的计算的计算1、对于、对于连续工作制和短时工作制的设备：连续工作制和短时工作制的设备：2 2、断续周期工作制的设备：要把不同负荷持续率、断续周期工作制的设备：要把不同负荷持续率下的设备名牌额定值，统一换算到规定的下的设备名牌额定值，统一换算到规定的 下的下的设备容量之和。设备容量之和。1 1）电焊设备类规定的）电焊设备类规定的 =100%=100%：2 2）吊车电动机类规定的）吊车电动机类规定的 =25%=25%：15第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室（三）多组用电设备计算负荷的确定（三）多组用电设备计算负荷的确定（三）多组用电设备计算负荷的确定（三）多组用电设备计算负荷的确定工厂供电系统示意图：工厂供电系统示意图：P30.3P30.7返返42P30.2P30.4P30.5P30.6P30.8返返22返返23返返4216第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室1 1、P P30.130.1的确定：的确定：的确定：的确定：2 2、P P30.230.2的确定：的确定：的确定：的确定：3 3、多组用电设备、多组用电设备、多组用电设备、多组用电设备P P30.330.3的确定：的确定：的确定：的确定：单台单台用电设备的设备容量用电设备的设备容量对车间干线：对车间干线：同时系数同时系数单组单组用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量17第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室对车间低压母线分两种情况：对车间低压母线分两种情况：(1)(1)由用电设备组的计算负荷直接相加计算时：由用电设备组的计算负荷直接相加计算时：（2 2）由车间干线计算负荷直接相加计算时：）由车间干线计算负荷直接相加计算时：4 4、车间变压器高压侧计算负荷、车间变压器高压侧计算负荷、车间变压器高压侧计算负荷、车间变压器高压侧计算负荷P P30.430.4的确定的确定的确定的确定：图图式中：式中：P PT T车间变压器的有功损耗车间变压器的有功损耗kwkw；Q QT T 车间变压器的无功损耗车间变压器的无功损耗kvarkvar。18第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室5、车间变电所高压母线计算负荷、车间变电所高压母线计算负荷P30.5的确定：的确定：图图7、总降压变电所低压母线总计算负荷、总降压变电所低压母线总计算负荷P30.7的确定：的确定：图图1）计算负荷小于）计算负荷小于5000kw时：时：K=0.912）计算负荷为）计算负荷为500010000时：时：K=0.85 3）计算负荷超过）计算负荷超过10000kw时时 K=0.86、总降压变电所低压母线出线、总降压变电所低压母线出线计算负荷计算负荷P30.6的确定：的确定：图图8、总降压变电所高压母线计算负荷、总降压变电所高压母线计算负荷P30.8的确定：的确定：图图 最大负荷时的最大负荷时的功率因数功率因数19第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室 某机修车间某机修车间380v线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机20台共台共50kw（其中较大容量电动机有（其中较大容量电动机有7.5kw一台，一台，4kw3台，台，2.2kw7台），台），通风机通风机2台共台共3kw，电阻炉，电阻炉1台台2kw。试确定此线路上的计算负荷。试确定此线路上的计算负荷。(1)金属切削机床组：金属切削机床组：查附录表查附录表1，取，取Kd=0.2，cos=0.5，tan=1.73 P30（1）=0.250KW=10kw Q30（1）=101.73=17.3kvar（2）通风机组：因为只有）通风机组：因为只有2台，可取台，可取较大的较大的Kd数值。数值。查附录表查附录表1，取，取Kd=0.8，cos=0.8，tan=0.75 P30（2）=0.83KW=2.4kw Q30（2）=2.40.75=1.8kvar（3）电阻炉：因为只有）电阻炉：因为只有1台，可取台，可取Kd=1数值。数值。例例例例2-22-220第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室查附录表查附录表1，cos=1，tan=0 P30（3）=12kw=2kw Q30（3）=0因此总的计算负荷：因此总的计算负荷：Kp=0.95，Kq=0.97P30=0.95（10+2.4+2）=13.68kw Q30=0.97（17.3+1.8+0）=18.53kvar实际工程中常采用表格的形式，见课本实际工程中常采用表格的形式，见课本38页表页表21。21第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室三、按二项式法确定计算负荷三、按二项式法确定计算负荷三、按二项式法确定计算负荷三、按二项式法确定计算负荷（一）基本公式（一）基本公式（一）基本公式（一）基本公式 同一工作制单组用电设备计算负荷的确定：同一工作制单组用电设备计算负荷的确定：式中：式中：b、c二项式系数，部分设备的可查二项式系数，部分设备的可查附录表附录表1。x 最大用电设备的台数，部分设备的可查最大用电设备的台数，部分设备的可查附录表附录表1。bPe该用电设备组的平均负荷该用电设备组的平均负荷kw。cPx附加负荷，由附加负荷，由x台容量最大的用电设备所产生，台容量最大的用电设备所产生，kw。22第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室（二）多组用电设备计算负荷的确定（二）多组用电设备计算负荷的确定（二）多组用电设备计算负荷的确定（二）多组用电设备计算负荷的确定：kwkvar（CPX）max各组中最大的一个有功附加负荷。各组中最大的一个有功附加负荷。tanx与之对应的正切值。与之对应的正切值。（bPe）i i 各组有功的平均负荷之和。各组有功的平均负荷之和。23第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室使用二项式法应使用二项式法应注意注意以下以下3点：点：若若单组单组用电设备的总台数小于用电设备的总台数小于2x（即（即n2x）时，最大用）时，最大用电设备台数值应适当取小，宜取电设备台数值应适当取小，宜取x=n/2 取整数。取整数。若若单组单组用电设备只有用电设备只有12台设备时，可以认为台设备时，可以认为P30=Pe，即即b=1 c=0 。计算计算多组多组用电设备的负荷时，不应再乘以用电设备的负荷时，不应再乘以K。试用二项式法确定试用二项式法确定例例2-2所述机修车间所述机修车间380v线路总的计算线路总的计算负荷。负荷。解：解：1、分组：金属切削机床组、通风机组、电阻炉组。、分组：金属切削机床组、通风机组、电阻炉组。举例：例举例：例举例：例举例：例2-32-3 某机修车间某机修车间380v线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机20台台共共50kw（其中较大容量电动机有（其中较大容量电动机有7.5kw一台，一台，4kw3台，台，2.2kw7台），通风机台），通风机2台共台共3kw，电阻炉，电阻炉1台台2kw。试确定此。试确定此线路上的计算负荷。线路上的计算负荷。24第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室金属切削机床组金属切削机床组查附录表查附录表1：b=0.14，c=0.4，x=5，cos=0.5，tan=1.731.73 bPe（1）=0.1450=7kw cPx（1）=0.4（7.5kw1+4kw3+2.2kw1）=8.38kw通风机组通风机组查附录表查附录表1：b=0.65，c=0.25，x=5，cos=0.8，tan=0.75 bPe（2）=0.653kw=1.95kw x=n/2=1 台台 cPx（2）=0.253/2kw=0.375kw电阻炉组电阻炉组 一台设备可取一台设备可取b=1，c=0，查附录表查附录表1：x=0，cos=1.0，tan=0 bPe（3）=12kw=2kw cPx（3）=025第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2、380v线路总的计算负荷：线路总的计算负荷：P P3030=8.68kw+=8.68kw+（7+1.95+27+1.95+2）kw=19.63kwkw=19.63kw Q Q3030=8.68=8.681.73+（71.73+1.950.375+0）=27.86kvar S S3030=34.08kVA=34.08kVA I I3030=51.78A =51.78A （以上计算结果可列成计算表的形式，）（以上计算结果可列成计算表的形式，）26第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室27第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室二项式法二项式法需要系数法：需要系数法：P30=13.68kw Q30=18.53kvarP30=19.63kw Q30=27.86kvar S30=34.08kVA I I30=51.78A比较：比较：28第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室第三节第三节 单相用电设备计算负荷的确定单相用电设备计算负荷的确定1、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算公式：、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算公式：单相负荷中最大相的单相设备容量单相负荷中最大相的单相设备容量kw。2、单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算公式：、单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算公式：接于线电压的单相负载容量接于线电压的单相负载容量kw。29第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室1）单相负荷应尽量三相均衡分配，若三相线路中单相设备）单相负荷应尽量三相均衡分配，若三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的的总容量不超过三相设备总容量的15%时，单相设备可按时，单相设备可按三相设备计算其负荷；三相设备计算其负荷；2）三相线路中单相设备的总容量超过三相设备总容量的）三相线路中单相设备的总容量超过三相设备总容量的15%时，按上面两种情况进行计算。时，按上面两种情况进行计算。3）当单相用电设备既有接于相电压的，又有接于线电压的，）当单相用电设备既有接于相电压的，又有接于线电压的，应把接于线电压的单相负荷按课本公式（应把接于线电压的单相负荷按课本公式（228）（233）进行换算，换算成接于每相的负荷。）进行换算，换算成接于每相的负荷。略略.注意：注意：注意：注意：30第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室第四节第四节 工厂的计算负荷及工厂的计算负荷及年耗电量的计算年耗电量的计算一、工厂计算负荷的确定一、工厂计算负荷的确定一、工厂计算负荷的确定一、工厂计算负荷的确定（一）按需要系数法确定工厂计（一）按需要系数法确定工厂计（一）按需要系数法确定工厂计（一）按需要系数法确定工厂计算负荷算负荷算负荷算负荷Kd全厂的需要系数，部分工厂的可查附录表全厂的需要系数，部分工厂的可查附录表2。Pe全厂总的设备容量，不包括备用设备，全厂总的设备容量，不包括备用设备，kw。P30全厂的有功计算负荷，全厂的有功计算负荷，kw。（二）按年产量估算工厂计算负荷（二）按年产量估算工厂计算负荷（二）按年产量估算工厂计算负荷（二）按年产量估算工厂计算负荷31第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室Wa工厂全年耗电量工厂全年耗电量,kw.h .A工厂的年产量。工厂的年产量。a工厂单位产品耗电量。工厂单位产品耗电量。P30全厂的有功计算负荷，全厂的有功计算负荷，kw。Tmax年最大负荷利用小时。（见课本年最大负荷利用小时。（见课本p31）补充：表补充：表2-3常见工业企业的常见工业企业的Tmax值。值。用户类型用户类型T Tmaxmax值值用户类型用户类型T Tmaxmax值值屋内照明及生活用屋内照明及生活用电电15003000两班制工业企业两班制工业企业30004500一班制工业企业一班制工业企业15002500三班制工业企业三班制工业企业50007000常见电力用户的常见电力用户的常见电力用户的常见电力用户的T Tmaxmax值值值值表表2-332第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室常见工业企业的常见工业企业的Tmax值值工厂类别工厂类别Tmax值值工厂类别工厂类别Tmax值值有功负荷有功负荷无功负荷无功负荷有功负荷有功负荷无功负荷无功负荷化工厂化工厂62007000农业机械制造厂农业机械制造厂53304220苯胺颜料工厂苯胺颜料工厂7100仪器制造厂仪器制造厂30803180石油提炼工厂石油提炼工厂7100汽车修理厂汽车修理厂43703200重型机械制造厂重型机械制造厂37704840车辆修理厂车辆修理厂35603660机床厂机床厂43454750电器制造厂电器制造厂42806420工具厂工具厂41404960氮肥厂氮肥厂70008000滚球轴承厂滚球轴承厂53006130各种金属加工厂各种金属加工厂43555880起重运输设备厂起重运输设备厂33003880漂染工厂漂染工厂57106650汽车拖拉机厂汽车拖拉机厂4960524033第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室Q Q3030、S S3030、I I3030的计算与需要系数法相同。的计算与需要系数法相同。（三）按逐级计算法确定工厂的计算负荷（三）按逐级计算法确定工厂的计算负荷 与需要系数法介绍的相同。与需要系数法介绍的相同。34第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室（四）工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计（四）工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷算负荷1 1、工厂的功率因数工厂的功率因数（1）瞬时功率因数瞬时功率因数 由由cos 表直接读出，或由表直接读出，或由p、u、I表计算得出：表计算得出：（2）平均功率因数）平均功率因数 又称为加权功率因数，是供又称为加权功率因数，是供电部门征收电费的依据。电部门征收电费的依据。Wp有功电度数，有功电度数，kw.h。WQ无功电度数，无功电度数，kvar.h。（3 3）最大负荷时的功率因数）最大负荷时的功率因数用于供电设计时的参考用于供电设计时的参考图图35第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2、无功功率补偿、无功功率补偿（1）提高功率因数的意义）提高功率因数的意义 右图：右图：S=P+jQ当当p一定时，一定时，QScos当当S S一定时，一定时，QPcoscos带来的后果为：带来的后果为：SQ P QcosSQ P 36第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室cos带来的后果为：带来的后果为：、使供配电设备不能充分利用，发电设备效率降低，使供配电设备不能充分利用，发电设备效率降低，发电成本提高。发电成本提高。、使供电线路和设备的铜损大大增加。使供电线路和设备的铜损大大增加。、使线路的压损增大，设备的运行条件恶化使线路的压损增大，设备的运行条件恶化且且cosI I U电力部门规定：电力部门规定：630KVA及以上的供电用户应及以上的供电用户应“高供高高供高量量”，功率因数应达到，功率因数应达到0.9及以上及以上；630KVA以下的供以下的供电用户一般电用户一般“低供低量低供低量”，功率因数应达到，功率因数应达到0.85及以上及以上。不足时，应添加无功补偿装置。不足时，应添加无功补偿装置。XWLRWLU1U237第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室1)提高自然功率因数提高自然功率因数2)人为补偿法人为补偿法（2）提高功率因数的方法）提高功率因数的方法1）提高自然功率因数）提高自然功率因数 即不添置任何设备，采取一定措施减少用电设备的即不添置任何设备，采取一定措施减少用电设备的无功需求量。无功需求量。方法有：方法有：合理使用变压器。变压器容量不宜过大，不宜轻载或合理使用变压器。变压器容量不宜过大，不宜轻载或空载运行，负荷率应在空载运行，负荷率应在0.60.8之间。之间。正确选用电动机，避免空载，负荷率应在正确选用电动机，避免空载，负荷率应在0.7以上。以上。对于负荷率不大于对于负荷率不大于0.7，且最大负荷不大于，且最大负荷不大于0.9的大型的大型绕线式的异步电动机可改为同步化运行。绕线式的异步电动机可改为同步化运行。38第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室2）人为补偿法）人为补偿法同步调相机、同步电动机、电力电同步调相机、同步电动机、电力电容器容器 电力电容器是工厂最常采用的补偿方式。电力电容器是工厂最常采用的补偿方式。缺点：缺点：只能有级差的调节，不能平滑调节；当通风不良，只能有级差的调节，不能平滑调节；当通风不良，温度较高时，容易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障。温度较高时，容易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障。优点：优点：运行维护工作量小，可靠性高，有功损耗小（占运行维护工作量小，可靠性高，有功损耗小（占额定容量的额定容量的0.5%左右），增加减少容易。左右），增加减少容易。39第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室（3）电力电容器无功补偿原理及补偿容量的计算）电力电容器无功补偿原理及补偿容量的计算为补偿前的功率因数角。为补偿前的功率因数角。补偿后的功率因数角。补偿后的功率因数角。U U 线路的相电压。线路的相电压。由上图可看出：当由上图可看出：当cos 无功补偿原理：无功补偿原理：40第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室电容器的个数：电容器的个数：n=Qc/qc 若为单相电容器，则若为单相电容器，则n应取应取3的的倍数。倍数。3 3、补偿后总的视在计算负荷、补偿后总的视在计算负荷、补偿后总的视在计算负荷、补偿后总的视在计算负荷补偿容量的计算：补偿容量的计算：q qc无功补偿率，见附录表无功补偿率，见附录表4。Qc需要补偿的容量，需要补偿的容量，kvar 41第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室 某厂拟建一个某厂拟建一个10kv10kv降压变电所，装设一台主变压器。降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为已知变电所低压侧有功计算负荷为650kw650kw，无功计算负荷，无功计算负荷为为800kvar800kvar。为了使工厂高压侧功率因数不低于。为了使工厂高压侧功率因数不低于0.90.9，如在，如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，需装设多少补偿容量？补偿前后所选变压器容量又有何变化偿容量？补偿前后所选变压器容量又有何变化?解（解（1 1）补偿前的变压器容量和功率因数）补偿前的变压器容量和功率因数 变压器低压侧的视在计算负荷为：变压器低压侧的视在计算负荷为：例例例例262642第二章第二章上一页上一页下一页下一页返返 回回单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级银银川川能能源源学学院院电电力力工工程程教教研研室室变电所低压侧功率因数：变电所低压侧功率因数：主变压器容量选择应满足的条件：主变压器容量选择应满足的条件：SNTS30（2）查附录表查附录表5，变压器容量应选为，变压器