工厂的电力负荷及计算课件.pptx

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1、1第第2 2章章 工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算2.1 工厂的电力负荷与负荷曲线2.3 单相用电设备组计算负荷的确定2.2 三相用电设备组计算负荷的确定2.4 工厂的计算负荷及年耗电量的计算2.5 尖峰电流及其计算第1页/共80页22.1 工厂的电力负荷与负荷曲线工厂的电力负荷与负荷曲线工厂电力负荷的分级及其对供电的要求电力负荷（electric power load）：电力负载含义用电设备或用电单位（用户）用电设备或用户所耗用的电功率或电流 工厂电力负荷的分级:按GB50052-1995规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级第2页/共80页3一级

2、负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。二级负荷：双电源供电，必要时增设应急电源。中断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双回路供电，当负荷较小时可以专线供电。三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。第3页/共80页4工厂用电设备的工作制用电设备按其工作制（用电设备按其工作制（duty-typeduty-type）可分为三种：）可分为三种：（1 1）连续运行工作制连续运行工作制（长期工作制）（长期工作制）（2 2）短时运行工作制短时运行工作制（短暂工作制）（短暂工作制）（3 3）断续运行工作制断续运行工作制（重复短暂工作制）（重复短暂工作制

3、）第4页/共80页5用电设备额定容量的计算用电设备额定容量的计算 在每台用电设备的铭牌上都有在每台用电设备的铭牌上都有“额定功率额定功率”P PN N，但由于各用电设备的额定工作方式不同，不能简，但由于各用电设备的额定工作方式不同，不能简单地将铭牌上规定的额定功率直接相加，必须先将单地将铭牌上规定的额定功率直接相加，必须先将其其换算为同一工作制下的额定功率换算为同一工作制下的额定功率，然后才能相加。，然后才能相加。经过换算至统一规定的工作制下的经过换算至统一规定的工作制下的“额定功率额定功率”称称为为“设备额定容量设备额定容量”，用，用P Pe e表示。表示。第5页/共80页6（1 1）长期工

4、作制和短时工作制的设备容量）长期工作制和短时工作制的设备容量 P Pe e=P=PN N（2 2）重复短暂工作制的设备容量）重复短暂工作制的设备容量 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行车等车等 ）的设备容量统一换算到）的设备容量统一换算到=25%=25%时的额定功率时的额定功率（kWkW），若其），若其N N不等于不等于25%25%时应进行换算，公式为时应进行换算，公式为:电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到100%100%时的额定功率（时的额定功率（kWkW）。若其铭牌暂载率）。若其铭牌暂载率N N不不等于

5、等于100%100%时，应进行换算，公式为时，应进行换算，公式为:第6页/共80页7（3 3）电炉变压器的设备容量）电炉变压器的设备容量 电炉变压器的设备容量是指在额定功率因数下的额定电炉变压器的设备容量是指在额定功率因数下的额定功率（功率（kWkW），即：），即：P Pe e=P=PN N=S=SN Ncoscos（4 4）照明设备的设备容量）照明设备的设备容量 白炽灯、碘钨灯设备容量就等于灯泡上标注的额定功率白炽灯、碘钨灯设备容量就等于灯泡上标注的额定功率（kWkW）；）；荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失（约为灯管功率的荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失（约为灯管功率的20%20%），其设备

6、容量应为灯管额定功率的），其设备容量应为灯管额定功率的1.21.2倍（倍（kWkW）；）；高压水银荧光灯亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡高压水银荧光灯亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的功率的10%10%），其设备容量应为灯泡额定功率的），其设备容量应为灯泡额定功率的1.11.1倍（倍（kWkW）；）；金属卤化物灯：采用镇流器时亦要考虑镇流器中的功率损金属卤化物灯：采用镇流器时亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的失（约为灯泡功率的10%10%），故其设备容量应为灯泡额定功率），故其设备容量应为灯泡额定功率的的1.11.1倍（倍（kWkW）。）。第7页/共80页8（5 5）不对称

7、单相负荷的设备容量）不对称单相负荷的设备容量 当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接到三相上，力求减少三相负载不对称情况。设计规程到三相上，力求减少三相负载不对称情况。设计规程规定，在计算范围内，单相用电设备的总容量如不超规定，在计算范围内，单相用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的过三相用电设备总容量的15%15%时，可按三相对称分配时，可按三相对称分配考虑，如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备考虑，如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的总容量的15%15%时，则设备容量时，则设备容量P Pe e 应按三倍最大相负荷应按三倍最

8、大相负荷的原则进行换算。的原则进行换算。第8页/共80页9设备接于相电压或线电压时，设备容量设备接于相电压或线电压时，设备容量PePe的计算如下：的计算如下：单相设备接于相电压时单相设备接于相电压时PePe3P3Pemem 式中式中 P Pe e等效三相设备容量；等效三相设备容量；P Pe e m m 最大负荷所接的单相设备容量。最大负荷所接的单相设备容量。单相设备接于线电压时单相设备接于线电压时式中式中 接于同一线电压的单相设备容量。接于同一线电压的单相设备容量。第9页/共80页10负荷曲线定义：是表征电力负荷随时间变动情况的图形表示一组用电设备的功率随时间变化关系的图形。可直观地反映出用户

9、用电特点，对于同类型的用户，其负荷曲线形状大致相同分类：负荷的功率性质：有功无功负荷变动的时间：年的 月的 日的 工作班的负荷对象：工厂的 车间的 某类设备的 绘制方式:依点连成的 梯形的 第10页/共80页11与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 年最大负荷和年最大负荷利用小时数 年最大负荷Pmax 年最大负荷年最大负荷P Pmaxmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷半小时最大负荷P P3030。年最大负荷利用小时数Tmax 年最大负荷利用小时数又称为年

10、最大负荷使用时间年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间T Tmaxmax，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷大负荷P Pmaxmax(或或P P3030)持续运行所消耗的电能，恰好等于该持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。电力负荷全年实际消耗的电能。第11页/共80页12平均负荷和负荷系数平均负荷平均负荷P Pavav年平均负荷年平均负荷：P Pavav=W=Wa a/8760/8760电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t t内平均消耗的功率，也就是内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间内消耗的电能

11、电力负荷在该时间内消耗的电能W Wt t除以时间除以时间t t的值，的值，即即P Pavav=W=Wt t/t/t负荷系数负荷系数负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav,与其最大负荷Pmax的比值，即对用电设备来说，就是设备的输出功率P与设备额定容量PN的比值，即返回目录第12页/共80页132.2 三相用电设备组计算负荷的确定 是一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。通常将以通常将以半小半小时最大负荷时最大负荷为依据所绘制的负荷曲线上的为依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的称为计算负荷，

12、并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用依据，用P P3030(Q(Q3030、S S3030、I I3030)或或P Pcaca(Q(Qcaca、S Scaca、I Icaca)表示。表示。计算负荷 第13页/共80页14一般中小截面导体的发热时间常数一般中小截面导体的发热时间常数为为10min10min以上，根据经验表明，中以上，根据经验表明，中小截面导线达到稳定温升所需时间约为小截面导线达到稳定温升所需时间约为 3=3103=3103030（minmin），如果导线负载为短暂），如果导线负载为短暂尖峰负荷，显然不可能使导线温升达到最高值，只有持续时间在尖峰负荷，显然不可能使导线温升达到

13、最高值，只有持续时间在30min30min以上的负荷时，以上的负荷时，才有可能构成导线的最高温升。才有可能构成导线的最高温升。规定取规定取“半小时最大负荷半小时最大负荷”的原因：的原因：第14页/共80页15负荷计算的意义和目的负荷计算的意义和目的 负荷计算主要是确定计算负荷，若根据计算负荷选负荷计算主要是确定计算负荷，若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温升择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过允许值。不会超过允许值。计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供电线计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的

14、额路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。定参数的依据。正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。第15页/共80页16按需要系数法确定计算负荷 负荷计算的方法有：负荷计算的方法有：FF 需需 要要 系系 数数 法法FF 二二 项项 式式 法法FF利用系数法利用系数法FF形状系数法形状系数法FF附加系数法附加系数法需要系数法需要系数法最为简便因而广泛使用最为简便因而广泛使用我国普遍采用第16页/共80页17需要系数考虑了以下的主要因素：需要系数

15、考虑了以下的主要因素：需要系数需要系数K K 同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比；容量之比；K KL L负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；比；wlwl线路供电效率；线路供电效率；e e用电设备组在实际运行功率时的平均效率。用电设备组在实际运行功率时的平均效率。第17页/共80页18 实际上，上述系数对于成组

16、用电设备是很难确定的，而且对一个生产企业或车实际上，上述系数对于成组用电设备是很难确定的，而且对一个生产企业或车间来说，生产性质间来说，生产性质,工艺特点，加工条件，技术管理和劳动组织以及工人操作水平等因工艺特点，加工条件，技术管理和劳动组织以及工人操作水平等因素，都对素，都对K Kd d有影响。所以有影响。所以K Kd d只能靠测量统计确定只能靠测量统计确定,见附录表见附录表1 1。上述各种因素可供设计人。上述各种因素可供设计人员在变动的系数范围内选用时参考。员在变动的系数范围内选用时参考。第18页/共80页19需要系数法 由负荷端逐级向电源端进行计算由负荷端逐级向电源端进行计算有功计算负荷

17、有功计算负荷P P3030无功计算负荷无功计算负荷QQ3030视在计算负荷视在计算负荷S S3030单台用电设备用电设用电设备组备组车间配电干线车间配电干线或车间变电所或车间变电所低压母线低压母线车间变电车间变电所中变压所中变压器高压侧器高压侧全车间变全车间变电所中高电所中高压母线压母线总降压总降压变电所变电所出线出线总降压变总降压变电所低压电所低压侧母线侧母线全厂总全厂总计算负计算负荷荷第19页/共80页201单台用电设备的计算负荷（1）有功计算负荷：考虑到单台用电设备总会有满载运行的时候，其计算负荷考虑到单台用电设备总会有满载运行的时候，其计算负荷P301为为式中式中 Pe换算到统一暂载率

18、下的电动机的额定容量；换算到统一暂载率下的电动机的额定容量；用电设备在额定负载下的的效率。用电设备在额定负载下的的效率。（2）无功计算负荷：Q301=P301tan 式中 用电设备功率因数角。用电设备功率因数角。计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。第20页/共80页212.用电设备组的计算负荷（1 1）有功计算负荷有功计算负荷：P P30302 2=K=Kd dPPe e K Kd d用电设备组的需要系数用电设备组的需要系数，见附录表，见附录表1 1；P Pe e用电设备组的设备额定容量之和，但不包括备用设用电设备组的设备额定容量之和，但

19、不包括备用设备容量。备容量。（2 2）无功计算负荷无功计算负荷：Q Q30302 2=P=P30302 2tantan（3 3）视在计算负荷视在计算负荷：计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。第21页/共80页22当当K Kd d值有一定变动范围时，取值要作具体分析。如值有一定变动范围时，取值要作具体分析。如台数多时，一般取用较小值，台数少时取用较大值；台数多时，一般取用较小值，台数少时取用较大值；设备使用率高时，取用较大值，使用率低时取用较设备使用率高时，取用较大值，使用率低时取用较小值。当一条线路内的用电设备的台数较小（小值。当一条线

20、路内的用电设备的台数较小（n3n3台）时，一般是将用电设备额定容量的总和作为计台）时，一般是将用电设备额定容量的总和作为计算负荷，或者采用较大的算负荷，或者采用较大的KdKd值值(0.85-1)(0.85-1)。第22页/共80页23计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。变电所电力变压器容量的选择。3 3确定车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算确定车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算 负荷负荷（1 1）总有功计算负荷总有功计算负荷：P P3030

21、 3 3PP3030 2 2（2 2）总无功计算负荷总无功计算负荷：Q Q3030 3 3QQ3030 2 2（3 3）总视在计算负荷总视在计算负荷：P P3030 3 3、Q Q3030 3 3、S S3030 3 3车间变电所低压母线上的有功、车间变电所低压母线上的有功、无功及视在计算负荷；无功及视在计算负荷；PP302302、QQ302302各用电设备组的有功、无功各用电设备组的有功、无功计算负荷的总和计算负荷的总和 最大负荷时的同时系数。考虑各用电设备组的最大负荷时的同时系数。考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时出现而引入的系数。最大计算负荷不会同时出现而引入的系数。注意：注意：当变

22、电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电当变电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组，其容量为容器组，其容量为Q Qc3c3,则当计算则当计算Q Q3030 3 3时，要减去无功补时，要减去无功补偿容量偿容量，即，即Q Q3030 3 3 QQ3030 2 2Q Qc3c3 第23页/共80页244.确定车间变电所中变压器高压侧的计算负荷P P30304 4P P30303 3+P+PT TQ Q30304 4Q Q30303 3+Q+QT T P P3030、Q Q3030、S S3030车车间间变变电电所所中中变变压压器器高高压压侧侧的有功、无功及视在计算负荷（的有功、无功及视在计算负荷

23、（kWkW、kvarkvar及及kVAkVA）；）；PPT T、QQT T变变压压器器的的有有功功损损耗耗与与无无功功损损耗耗（kWkW、kvarkvar）。）。计算目的：用于选择车间变电所高压配电线及其上的计算目的：用于选择车间变电所高压配电线及其上的开关设备开关设备 第24页/共80页25在在计计算算负负荷荷时时，车车间间变变压压器器尚尚未未选选出出，无无法法根根据据变变压压器器的的有有功功损损耗耗与与无无功功损损耗耗的的理论公式进行计算，因此一般按下列经验公式估算：理论公式进行计算，因此一般按下列经验公式估算：对对SJL1等型电力变压器：等型电力变压器：PT0.02S303 （kW）QT

24、0.08S303 （kvar）对对SL7、S7、S9、S10等低损耗型电力变压器：等低损耗型电力变压器：PT0.015S303 （kW）QT0.06S303 （kvar）式中式中 S303变压器低压母线上的计算负荷（变压器低压母线上的计算负荷（kVA）。）。第25页/共80页265.确定全车间变电所中高压母线上的计算负荷P P30.530.5PP30304 4+P+P4m4mQ Q30305 5QQ30304 4+Q+Q4m4m P P4m4m、Q Q4m4m车间高压用电设备的有功及无功计算负荷。车间高压用电设备的有功及无功计算负荷。计算目的：用于车间变电所高压母线的选择。计算目的：用于车间变

25、电所高压母线的选择。第26页/共80页276.确定总降压变电所出线上的计算负荷P306=P305+PLP305 Q306=Q305+QL Q305S306S305PL、QL高压线路功率损耗，由于一般工厂范围不大，线路功率损耗高压线路功率损耗，由于一般工厂范围不大，线路功率损耗小，故可忽略不计。小，故可忽略不计。计算目的：用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。计算目的：用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。第27页/共80页287.确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷P307P30Q307Q30 注意注意：如果在总降压变电所：如果在总降压变电所10kV二次母线侧采用高二次母线侧采用高压电

26、容器进行无功功率补偿，则在计算总无功功率压电容器进行无功功率补偿，则在计算总无功功率Q307时，应减去补偿设备的容量时，应减去补偿设备的容量Qc7，即，即Q307Q30-Qc7计算目的：用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变电所主变压器容计算目的：用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变电所主变压器容量。量。第28页/共80页298确定全厂总计算负荷P308P307+PTQ308Q307+QT 计算目的：全厂总计算负荷的数值可作为向供电部门申请全厂用电的依据，并计算目的：全厂总计算负荷的数值可作为向供电部门申请全厂用电的依据，并作为原始资料进行高压供电线路的电气计算，选择高压进线导线

27、及进线开关设备。作为原始资料进行高压供电线路的电气计算，选择高压进线导线及进线开关设备。第29页/共80页30例一机修车间的例一机修车间的380V380V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2020台共台共50kW50kW；另接通风机；另接通风机3 3台共台共5kW5kW；电葫芦；电葫芦1 1个个3kW3kW（N N=40%=40%）试求计算负荷。）试求计算负荷。冷加工电动机组：冷加工电动机组：查查附附录录表表1 1可可得得K Kd d=0.16-0.2=0.16-0.2（取取0.20.2），coscos=0.5=0.5，tantan=1.73=1.73，因此，因此 P

28、 P30(1)30(1)=K=Kd dPPe e=0.2=0.250KW=10 kW50KW=10 kW Q Q30(1)30(1)=P=P 30(1)30(1)tantan=10KW1.73=17.3 kvar10KW1.73=17.3 kvar S S30(1)30(1)=P=P 30(1)30(1)/cos/cos=10KW/0.5=20 kV10KW/0.5=20 kV A A解：解：通风机组：通风机组：查查附附录录表表1 1可可得得K Kd d=0.7-0.8=0.7-0.8（取取0.80.8），coscos=0.8=0.8，tantan=0.75=0.75，因此，因此P P30(2

29、)30(2)=K=Kd dPPe e=0.8=0.85 KW=4 kW5 KW=4 kWQ Q30(2)30(2)=P=P 30(2)30(2)tantan=4KW0.75=3 kvar4KW0.75=3 kvarS S30(2)30(2)=P=P 30(2)30(2)/cos/cos=4KW/0.8=5 kV4KW/0.8=5 kV A A电葫芦：电葫芦：由于是单台设备，可取由于是单台设备，可取K Kd d=1=1，查附录表，查附录表1 1可得可得coscos=0.5=0.5，tantan=1.73=1.73，因此，因此P P30(3)30(3)=P=Pe e=3.79KW=3.79 kW3

30、.79KW=3.79 kWQ Q30(3)30(3)=P=P30(3)30(3)tantan=3.79KW1.73=6.56 kvar3.79KW1.73=6.56 kvarS S30(3)30(3)=P=P30(3)30(3)/cos/cos=3.79KW/0.5=7.58 kV3.79KW/0.5=7.58 kV A A第30页/共80页31取同时系数取同时系数 p p和和 q q均均为为0.90.9，因此总计算负荷为，因此总计算负荷为 P30()pP30=0.9（10+4+3.79）KW=16.01kWQ30()qQ30=0.9（17.3+3+6.56）kvar=24.17kvar第31

31、页/共80页32为了使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格形式，如下表所示。28.9924.1716.01取p=0.9,q=0.926.8617.7924负荷总计7.586.563.791.730.513.79（=25%）1电葫芦35340.750.80.853通风机组22017.3101.730.50.25020机床组1S30(kVA)Q30(kVar)P30(kW)计算负荷tancosKd设备容量（kW）台数用电设备组名称序号返回目录第32页/共80页332.2.按二项式法确定计算负荷 二项式系数法的基本公式为:P30=bPe+cPx bPe-用电设备组的平均负荷，式中：cP

32、x-用电设备组中X台容量最大的设备投入运行时增加 的附加负荷，其中Px是X台最大容量设备的设备容量；b、c-二项式系数。注意：按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备总台数n2x时，则x宜相应取小一些，建议取为x=n/2，且按“四舍五入”的修约规则取为整数。例如某机床电动机组地电动机只有7台，而附录表1规定 X=5,但是这里n=72x=10，因此，可取x=7/24来计算。第33页/共80页34多组用电设备计算负荷的确定 总的有功计算负荷：总的无功计算负荷：P30=(bPe)i+(cPx)max Q30=(bPetan)i+(cPx)maxtan max(bPe)i-各组有功平均负荷之和；式中(b

33、Petan)i-各组无功平均负荷之和；(cPx)max-各组中最大的一个有功附加负荷；tan max-(cPx)max的那一组设备的正切值。B、c、x和cos等均按教材附录中表1所列数值 注意：第34页/共80页35例一机修车间的例一机修车间的380V380V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2020台共台共50kW50kW（其中较大容量电（其中较大容量电动机动机7.5KW17.5KW1台，台，4KW34KW3台，台，2.2KW72.2KW7台）；另接通风机台）；另接通风机3 3台共台共5kW5kW；电葫芦；电葫芦1 1个个3kW3kW（FCN FCN=40%=40%

34、）试用二项式法求计算负荷。）试用二项式法求计算负荷。解：（1）金属切削机床组：b=0.14，c=0.4，x=5，cos=0.5，tan=1.73，故：查附录表1得：bPe(1)=0.1450KW=7KWcPx(1)=0.4(7.5KW1+4KW3+2.2KW1)=8.68KW(2)通风机组查附录表1得：b=0.65，c=0.25，x=5，cos=0.8，tan=0.75，故bPe(2)=0.655kW=3.25kWcPx(2)=0.255KW2=2.5KW(3)电葫芦查附录表1得：b=0.06，c=0.2，x=3，cos=0.5，tan=1.73，故bPe(3)=0.063.79kW=0.23

35、kWcPx(3)=0.23.79KW=0.76KW第35页/共80页36以上各组设备中，附加负荷以cPx(1)最大，因此总计算负荷为：P30=(7+3.25+0.23)KW+8.68KW=19.16KWQ30=(71.73+3.250.75+0.231.73)kvar +8.681.73kvar=29.96kvar第36页/共80页37为了使人一目了然，便于审核，实际工程设计中为了使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格形式，如下表所示。常采用计算表格形式，如下表所示。序号用电设备组名称设备台数容量二项式系数costan计算负荷总台数最大容量台数bc1切削机床205505021.7

36、21.70.140.14 0.40.40.50.51.731.737+8.687+8.6812.1+15.012.1+15.02通风机355 510100.650.65 0.250.250.80.80.750.753.25+2.53.25+2.5 2.44+1.882.44+1.883电葫芦133.793.793.793.790.060.06 0.20.20.50.51.731.730.23+0.23+0.760.760.4+1.310.4+1.31负荷总计24585819.1619.1629.9629.9635.5635.5654.0354.03返回目录第37页/共80页382.3 单相用电

37、设备组计算负荷的确定 概述现代建筑中的用电设备从供电的形式上可分为现代建筑中的用电设备从供电的形式上可分为单相单相和和三相三相两大类。两大类。单相单相：单相电动机、电热设备、电焊机和各种单相电动机、电热设备、电焊机和各种形式的家用电器设备。形式的家用电器设备。三相三相：电动机为动力的各种设备例如给水泵、电动机为动力的各种设备例如给水泵、集中式空调机、电梯等。集中式空调机、电梯等。当供电形式为三相供电系统时，根据设计规范中有关当供电形式为三相供电系统时，根据设计规范中有关条款的规定条款的规定必须将单相用电设备平均地分配到各个单必须将单相用电设备平均地分配到各个单相中。然后才能进行对连接有单相用电

38、设备的三相供相中。然后才能进行对连接有单相用电设备的三相供电系统负荷计算。电系统负荷计算。第38页/共80页39 按在三相供电系统中连接按在三相供电系统中连接单相设备功率和三相单相设备功率和三相设备功率的比例设备功率的比例来制定。来制定。在某个计算范围内，当单相设备功率的总容量在某个计算范围内，当单相设备功率的总容量小于三相设备功率总容量的小于三相设备功率总容量的1515时时，认为单相，认为单相设备功率就相当于三相设备功率。设备功率就相当于三相设备功率。单相设备功率的总容量单相设备功率的总容量大于三相设备功率总容大于三相设备功率总容量的量的1515时时。这时三相供电系统处于非平衡状。这时三相供

39、电系统处于非平衡状态，必须将单相用电设备功率换算成等效的三态，必须将单相用电设备功率换算成等效的三相设备功率，然后进行三相计算负荷的确定。相设备功率，然后进行三相计算负荷的确定。第39页/共80页40p民用建筑电气设计规范中规定：单相负荷应均匀分配到三相上。单相负荷应均匀分配到三相上。当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的1515时，全时，全部按三相对称负荷计算；部按三相对称负荷计算；当超过当超过1515时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相对称负荷时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相对称负荷相加。相加。第40页/

40、共80页41单相用电设备接于相电压时的三相等效负荷单相用电设备接于相电压时的三相等效负荷单相用电设备接于线电压时的三相等效负荷单相用电设备接于线电压时的三相等效负荷单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算第41页/共80页42线间负荷换算为相间负荷的功率换算系数线间负荷换算为相间负荷的功率换算系数换算系数法换算系数法接于AB、BC、CA相间的有功 负 荷(kw)换算为A、B、C相 的 有功负荷(kw)换 算 系数换算为A、B、C相 的 无功负荷(kvar)第42页/共80页43相间负荷换算为相负荷的功率换算系数相间负荷换算为相负荷的功率换算系数第43页/共80页44例2.5 如下图所

41、示220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台10kW接于A 相，1台30kW接于B相，1台20kW接于C相。另有380V单相对焊机4 台，其中2 台14kW(=100%)接于AB相间，1台20kW(=100%)接于BC相间，1台30kW(=60%)接于CA相间。试求此线路的计算负荷。解：(1)电热干燥箱的各相计算负荷。查附录表1 得Kd=0.7，cos=1，tan=0。因此只需计算其有功计算负荷。第44页/共80页45(2)对焊机的各相计算负荷。先将接于CA 相间的30kW(=60%)换算至=100%的容量，即查附录表1得：得Kd=0.35，cos=0.7，ta

42、n=1.02；再由表2-3查得cos=0.7时的功率换算系数pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8，pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2，qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22，qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8。因此对焊机换算到各相的有功和无功设备容量为第45页/共80页46第46页/共80页47各相的有功和无功计算负荷为第47页/共80页48(3)各相总的有功和无功计算负荷第48页/共80页49(4)总的等效三相计算负荷。因B相的有功计算负荷最大，故取B相计算等效三相计算负荷，由此可得第49页/共80页502.4 工厂的计算负荷及年耗电量的计算 工厂计算负荷的确定p

43、1用需要系数法计算全厂计算负荷 在已知全厂用电设备总容量的条件下，乘以一个工厂的需要系数即可求得全厂的有功计算负荷，即 全厂的需要系数值，查附录表2选取。第50页/共80页51p2用逐级推算法计算全厂的计算负荷 由用电设备组开始，逐级向电源方向推算的方法，在经过变压器和较长的线路时，应加上变压器和线路的损耗。第51页/共80页52n企业负荷确定的步骤企业负荷确定的步骤从从负负荷荷端端开开始始，逐逐级级上上推推到到电电源源进进线线端。端。用电设备组用电设备组车车间间低低压压变变压压器器出线出线车车间间低低压压变变压压器器高压侧高压侧企业变压器出线企业变压器出线企业进线企业进线第52页/共80页5

44、3P30.5=K5 P30.6iP30.4=P30.5+PwL2P30.3=K3 P30.4iP30.2=P30.3+PT+PwL1P30.1=K1 P30.2i图3.4 逐级推算法示意图 第53页/共80页54p3按年产量和年产值估算全厂的计算负荷 单位数量，单位为人数、床数、产品数量等单位用电指标，单位为kW人kW床、kw产品等负荷密度指标计算范围的使用面积，单位为m2工厂的年最大负荷利用小时第54页/共80页55瞬时功率因数平均功率因数最大负荷时功率因数自然功率因数总功率因数指运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值 P 功率表测出的三相有功功率读数；U电压表测出的线电压读数；I 电

45、流表测出的线电流读数。指某一规定时间段内功率因数的平均值 指配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数 WP有功电度表读数；Wq无功电度表读数。P30工厂的有功计算负荷；S30工厂的视在计算负荷。指用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数 指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数 p4工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷 工厂的功率因数第55页/共80页56瞬时功率因数指运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值 P 功率表测出的三相有功功率读数；U电压表测出的线电压读数；I 电流表测出的线电流读数。第56页/共80页57平均功率因数指某一规定时间段内功率因数的平均

46、值 WP有功电度表读数；Wq无功电度表读数。第57页/共80页58最大负荷时功率因数指配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数 P30工厂的有功计算负荷；S30工厂的视在计算负荷。第58页/共80页59自然功率因数总功率因数指用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数 指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数 第59页/共80页60功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响 一般交流供电线路中，大多数为电感性负载，一般交流供电线路中，大多数为电感性负载，致使功率因数偏低。当有功功率为一定值时，致使功率因数偏低。当有功功率为一定值时，coscos 愈小（愈小（角愈大），其视

47、在功率就愈大，因而供电角愈大），其视在功率就愈大，因而供电线路中的电流大，线路的损失（电压和有效功率损线路中的电流大，线路的损失（电压和有效功率损耗）随之增大，不经济。耗）随之增大，不经济。第60页/共80页61人工补偿无功功率提高自然功率因数提高功率因数功率因数的改善措施第61页/共80页62p 提高自然功率因数的方法（1 1）合理选择电动机的容量，使其接近满载运转。）合理选择电动机的容量，使其接近满载运转。（2 2）对实际负载不超过额定容量）对实际负载不超过额定容量4040的电动机，应更换为小容量的电动机。的电动机，应更换为小容量的电动机。（3 3）合理安排和调整工艺流程，改善用电设备的运

48、转方式，限制感应电动机）合理安排和调整工艺流程，改善用电设备的运转方式，限制感应电动机空载运转。空载运转。第62页/共80页63（4 4）正确选择变压器容量，提高变压器的负载率）正确选择变压器容量，提高变压器的负载率（一般为（一般为75758080比较合适）。对于负载率低比较合适）。对于负载率低于于3030变压器，应予以更换。变压器，应予以更换。（5 5）对于负荷率在）对于负荷率在0.60.60.90.9的绕线式电动机，必的绕线式电动机，必要时可以使其同步化，这时电动机可以向电力系统要时可以使其同步化，这时电动机可以向电力系统输送出无功功率输送出无功功率(在过励磁的情况下，电动机可向在过励磁的

49、情况下，电动机可向电力网送出无功功率，从而达到改善功率因数的目电力网送出无功功率，从而达到改善功率因数的目的的)。第63页/共80页64p人工补偿改善功率因数功率因数提高与无功功率和视在功率的变化第64页/共80页65要使功率因数提高，必须装设无功功率补偿装置（并联电容器），其容量为：式中：为无功补偿率表示要使1KW的有功功率由 提高到 所需要的无功补偿容量kvar值第65页/共80页66 在确定了总的补偿容量后，就可以根据所选并联电容器的单个容量qc来确定电容器的个数，即：由上式计算所得的电容器个数n，对单相电容器（其全型号后标“1”者）来说，应取3的倍数，以便三相均衡分配。第66页/共80

50、页67例：某用户拟建一10/0.4kV 的降压变电所，装设一台主变压器。已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW，无功计算负荷为800kvar。为了使用户(变电所高压侧)的功率因数不低于0.9，如在低压侧装设并联电容器进行无功补偿时，需装设多少补偿容量？并问补偿前后企业变电所所选主变压器容量有什么变化？第67页/共80页68主变压器容量的选择条件为S NT S 30(2)，因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为1250 kVA。这时变电所低压侧的功率因数为解：(1)补偿前的变压器容量和功率因数。变电所低压侧的视在计算负荷为第68页/共80页69 要使低压侧功率因数由0.63 提高到0.92，