负荷计算与负荷分级.ppt

3 负荷计算与负荷分级 3.1 负荷计算,3.1.1 概述 311.1 依据 国内至今无负荷计算的规范标准！ 设计手册依据前苏联的确定工业企业电气负荷暂行导则。 311.2 基本概念 -1 目的求得设计所需的各项负荷数据计算负荷，用以选择和校验网络及其元件。 -2 实际负荷接在电网上随机变动的负荷。 -3 计算负荷假想的持续性负荷，它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际负荷相等。 -4 按用途分类按不同的用途，取不同的负荷效应和时间间隔，得出各类不同的计算负荷。 例如：按发热条件选择网络元件用的计算负荷，其最大热效应（温升和/或 绝缘热老化）应与实际负荷相同；所取的时间间隔应为元件达到稳定温升所 需的时间，即其发热时间常数的3至4倍。,3.1.2 负荷计算的内容,-1 需要负荷或最大负荷 a. 用于: 按发热条件选择电器和导体；计算电压偏差及电网损耗。 b. 通常取“半小时最大负荷”（10min, 330min)。 适用于选择中小截面导线；对干线尤其是变压器，则不合理。 -2 平均负荷 年平均负荷用于计算电能年消耗量； 最大负荷班平均负荷用于计算最大负荷（见利用系数法）。 -3 尖峰电流 a. 用于计算电压波动变动； 选择和整定保护器件；校验电动机起动条件。 b. 通常取持续1s左右的最大负荷电流，即起动电流的周期分量。在校验瞬动元件时，还应考虑其非周期分量。 注：1.“计算负荷”的广义是上述各项的统称，狭义是指需要负荷/最大负荷。 2.负荷计算的内容还包括：电能消耗量计算、网络损耗（功率损耗和电能损耗）计算，以至无功补偿计算。 3.计算电压损失用的负荷，视情况而定。计算长期电压水平时，用需要负荷或最大负荷，计算短时电压变动时，用尖峰电流。,3.1.3 负荷计算方法,要求： 可信的理论基础；可靠的实用数据；可接受的计算误差；计算简便。 313.1 需要系数法 -1 简介 a. 基础：负荷曲线。b. 特点：逐级打系数。c.步骤：设备功率乘需要系 数，再逐级乘同时系数。 -2 评价 计算过程较简便。计算精度一般；用电设备台数少时，误差较大。 -3 适用范围 适用于设备功率已知的各类项目，尤其是照明、高压系统和初步设计的负荷计算。,负荷计算的方法（续）,313.2 利用系数法 -1 简介 a. 基础：概率论与数理统计。 b.特点：先求平均负荷，再求最大负荷；不逐级打系数。 c.步骤：设备功率乘利用系数得平均负荷；求平均利用系数和用电设备有效台数；平均功率乘最大系数得结果。 -2评价 计算精度高，与设备台数关系不大。计算过程较繁，特别是有效台数之演算，但可改进。 -3 适用范围 适用于设备功率已知的各类项目，尤其是工业企业电力负荷计算。,负荷计算方法（续）,313.3 单位指标法 （包括：单位面积功率、综合单位指标、单位产品耗电量） -1 简介 a.基础：实用数据的归纳。 b.特点和步骤：用相应的指标直接求出结果。 -2 评价 计算过程简便。计算精度低。 -3 适用范围 适用于设备功率不明确的各类项目，如民用建筑中的分布负荷；尤其适用于设计前期的负荷框算和对计算结果的校核。,3.1.4 设备功率的计取,314.1 单台设备 a. 电力：应把额定值换算为负载持续率100 的有功功率，只有一个例外：需要系数法中的周期工作制电动机取25。 b. 照明：气体放电灯应计入镇流器的功率损耗。 314.2 用电设备组 不含备用设备。 314.3 变电所或建筑物 不同时出现者不叠加，如： 季节性负荷取较大者； 消防负荷一般不计入，但平时运行者仍应计入（如消防电梯、正常点燃的应急照明等）。,3.1.5 需要系数法的常见问题,-1 相关专业的负荷数据 -我们要核对：相数、电压、计量单位、功率因数、负载持续率。 -2 设备功率未换算 -按3.1.4牢记三句半话。 -3 需要系数偏大 -深入分析负荷特性，了解相关专业知识，做到心中有数。 -4 设备台数少时不敢取系数 -按其理念，与其他负荷相加时也应该先取需要系数。 -5 4台及以下设备均应按实际负荷率打系数。 当负荷率不知时，3台及以下设备取1，4台连续工作制设备取0.9 ，4台短时或周期工作制设备取0.75。 这种方法仅用于求一组设备的计算负荷。两组及以上负荷相加时，仍应按原定方法计算。 -6 漏打同时系数-要逐级打。,3.1.6 利用系数法的难点突破,-1 改进有效台数算法 设备台数很多时，适当分档，以平均设备功率代替多台实际功率，大大减少数据量，即可直接按精确式nyx= (Pe)2 / Pe2计算。 * 略去最小一档设备（ Pmin 5%Pe ）； * 最大一档数台设备，直接进入计算； * 其余设备按功率大小分档（m=Pmax/Pmin3 ），以每档设备功率平均值和实际台数进入计算。 -2 最大系数 Km 分为三档 0.5 h 最大负荷（=10min）用于较小截面导线/电缆（35mm2 ）; 1h 最大负荷（=20min）用于中等截面导线/电缆（50150/120mm2 ） 2h 最大负荷（=40min）用于大截面导线/电缆（185/150mm2 ）和变压器。 -3 澄清：有效台数小于4时，按实际负荷率打系数；当负荷率不知时，3台及以下连续工作制设备取1，3台及以下短时或周期工作制设备取1.15，4台连续工作制设备取0.9，4台短时或周期工作制设备取1。 与其他组负荷相加时，仍应按原定方法计算。 -4 照明负荷仍用需要系数法计算，与电力负荷的计算结果相加。,3.1.7 单位指标法的运用要点,-1 难点 有的指标含义不明（如住宅的“kW/户”是什么指标？）。 多数指标变化范围很大。（如住宅负荷密度 2060W/m2 ，上下限相差3倍！） -2 对策 a. 指标数据要不断积累、深化、细化。（如旅馆的 4070W/m2 是压缩式制冷者，吸收式制冷为2540W/m2 ,其他公建可类推。又如高层建筑的地库、裙房、主体，可分列指标。） b. 分析各种因素的影响，如地理位置、气候条件、地区发展水平、居民生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、用电负荷特点、节能措施力度等。 c.多种指标互相印证。,3.1.8 单相负荷计算,318.1 计算原则 -1 判断条件： 按设备功率，单相负荷Pe三相负荷1 5%Pe 。 -2 换算数据： 取计算功率（需要功率或平均功率）；功率因数相近时可用设备功率。 318.2 简化换算法（首选） -1 只有线间负荷： Pd 3 P 最高+（33 ）P次高 -2 只有相负荷： Pd 3 P最高 318.3 精确换算法 既有线间负荷又有相负荷时，应采用精确计算法。 详见式3-1-2530及表3-1-13（其中第三列-1.07应为-0.17！）。 例题及格式见配电手册表1-15。（注意：P14计算Pe时，P次高也应取97！可见采用利用系数法容易出错。钢铁手册p134 采用需要系数法，比较简易，但 1 5%判断条件应按设备功率！） 【澄清】 数量多而单个功率小的用电器具，易于均衡地分配到三相上，可视同三相负荷。 通常，照明与电力分开配线；电力配线上只有线间负荷，适用简化法。二者在变电所相加时，照明视同三相负荷，则单相负荷一般不超过三相负荷的15%，可不换算。（仅焊接车间需换算。）,3.1.9 电能消耗量计算,319.1 年平均负荷法 （误差大，不推荐） Wy=PcTn 319.2 年最大负荷利用小时法 （推荐） Wy=PcTmax （Tmax数据见表3-1-12。） 【要点】电能消耗量是负荷曲线下面的面积，等于平均负荷乘实际工作时间，或计算负荷乘最大负荷利用小时数。两组数据不能交叉！ 319.3 单位产品耗电量法 Wy=w m 3.1.10 电网损耗计算（见P132139） 3110.1 功率损耗计算 -1 线路（略） -2 变压器（略） -3 电容器 P=Qctg -4 电抗器 P=3Pk( Ic/Ir )2 3110.2 电能损耗计算（略） 最大负荷年损耗小时数详见表3-1-16、表3-1-17。,3.2 负荷分级及供电要求 3.2.1 现行负荷分级原则,关键词：供电可靠性；中断供电后果。 321.1 一级负荷 -1 人身伤亡。 -2 重大损失。 -3 重大意义单位；大量人员集中。 特别重要负荷：灾难性后果。（IEC称安全电源，NEC称应急电源。） 321.2 二级负荷 -1 较大损失。 -2 重要单位；较多人员集中 。 321.3 三级负荷 不属于一级和二级的负荷。 3.2.2 负荷分级示例 见表3-2-1和新版民规（消防负荷见强制性条款）,3.2.3 各级负荷的供电要求,323.1 一级负荷 不能同时损坏的两个电源；必要时设自备电源。 323.2 特别重要负荷 两个电源，