工业企业供电-第二章.ppt

第二章 工业企业电力 负荷计算,第二章 工业企业电力 负荷计算,2-1 负荷曲线与计算负荷基本概念 2-2 用电设备计算负荷的确定 2-3 工业企业供电系统的功率损耗和电 能损耗 2-4 工业企业计算负荷的确定,第二章 工业企业电力 负荷计算,求总线上的 电流、电压为多大，才能保证给N台设备供电 PA= PNi 考虑的问题： 各负荷不一定同时运行 负荷是变化的 最大负荷不同时出现 所以实际上PA PNi,2.1负荷曲线与计算负荷,负荷曲线 是表示电力负荷随时间变化情况的一种图形，它绘制在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应于负荷变动的时间（一般以小时为单位）。,2.1负荷曲线与计算负荷,S1=S2 横坐标：日(24h)、月、季、年 纵坐标：P、Q、S Pmax/PN恒=Kd(需用系数) Pav/PN恒=Ku(利用系数),2.1负荷曲线与计算负荷,最大负荷 Pmax(一天中最高) 平均负荷 Pav 尖峰负荷 P=Pmax-Pav 曲线与横轴所围面积与平均负荷与横轴所围面积相等。,2.1负荷曲线与计算负荷,S3=S4 T=t1夏日天数 Ti=(t2+t2) 夏日天数+(t3+t3) 冬日天数,2.1负荷曲线与计算负荷,企业年电能需求量 指企业一年内消耗的电能，它是企业供电设计的重要指标。 已知企业的年负荷曲线，则负荷曲线下面的面积即为企业的有功年电量需要量Wa。,2.1负荷曲线与计算负荷,Wa= 08760 p dt 将负荷曲线下面的面 积用一个等值的矩形面积OABM代替，则 Wa=PmaxTmax.a Pmax： 年最大负荷 Tmax.a：企业有功年最大负荷利用小时,2.1负荷曲线与计算负荷,计算负荷 通过负荷经验统计求出的，用来代替实际负荷作为负荷计算和按发热条件选择供电系统各元件的负荷值。其物理意义是指由这个计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最大温升。,2.1负荷曲线与计算负荷,由于一般16mm2以上的导线的发热时间常数均在10min以上，而导线达到稳定温升的时间约为30min，所以只有持续时间在半小时以上的负荷值，才有可能造成导体的最大温升，因此计算负荷一般取负荷曲线上的半小时最大负荷P30(年最大负荷Pmax)。相应其他计算负荷可分别表示为Q30、S30、I30。,2.2用电设备计算负荷的确定,需用系数法 基本公式 Pjy=PN/ PN：该组内各设备额定功率之和 ：设备组的平均加权效率,2.2用电设备计算负荷的确定,考虑因素： 不同时运行，定义K为同时运行系数 P30= (K PN)/ 不满负荷运行，定义KL为平均加权负荷系数 P30= (K KL PN)/ 网络效率，定义WL为配电线路的平均效率 P30= (K KL PN)/ (WL) =Kd PN Kd：需用系数,2.2用电设备计算负荷的确定,若每台设备的效率并不相同， 加权平均值 =(1PN1+ nPNn)/ PN 权重为该设备所用电能在总消耗中的比重 PNi/ PN (i=1，2，3n),2.2用电设备计算负荷的确定,单台设备支线(G点) 对于D总有满负荷 运行的情况 KL=1 一台设备， K=1 P30= (K KL PN)/ (WL) =PN/ = Kd PN,2.2用电设备计算负荷的确定,其余计算负荷为：,2.2用电设备计算负荷的确定,额定容量的计算 长时工作制设备 PN=P标 没有导线加热再冷却的问题。 反复短时工作制 暂载率 =t1/(t1+t2) 电焊机,2.2用电设备计算负荷的确定,照明设备 白炽灯 PN=P标 白光灯 PN=1.1 P标 电炉变压器(一般单独供电) 包括电阻炉、电磁炉、电弧炉三种,2.2用电设备计算负荷的确定,某车间有吊车一台，其基本参数 如下：%=40，P标=39.6kw， = 0.8 cos =0.5，求供电支线负荷。 解：,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,设备组供电支线(F点) PN ：该用电设备组内各设备额定容量总和，但不包括备用设备容量； Kd ：该用电设备组需用系数。 用途 ：选择设备组供电支线导线截面及开关设备,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,例：某车间有生产用5kw通风机一台，5kw机械加工机床一台，试求该设备组计算负荷(UN=380V)。 解：查表得 通风机 Kd1=0.75 tan1=0.75 机械加工机床 Kd2=0.2 tan2 =1.33 设备组 Kd=(Kd1PN1+Kd2PN2)/ PN =0.475 tan=(tan1PN1+tan2PN2)/ PN=1.04,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,车间低压干线(E点) 对于几个性质不同的用电设备组供电 性质相同的设备组，同F点计算 性质不同的设备组用下面的公式计算 用途：选择分干线导线截面及开关设备,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,车间低压母线计算负荷(D点) 在车间变电站低压母线上接有多组用电设备，这时应考虑各组用电设备最大负荷不同时出现的因素，在计算公式中加入同时系数(又称参差系数)KP 和KQ。 KP=投运设备运行合成有功功率最大值/投运设备额定容量总和 KP 0.9，0.95 KQ=投运设备运行合成无功功率最大值/投运设备额定容量总和 KQ 0.93，0.97,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,企业高压配电线(C点) P30(C)=P30(D)+PWL+ PT Q30(C)=Q30(D)+QWL+ QT PWL：线上有功损耗 PT：变压器有功损耗 QWL：线上无功损耗 QT：变压器无功损耗,2.2用电设备计算负荷的确定,企业高压母线(B点) 计算公式中 KP0.8，0.95 KQ0.85，0.97,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,企业高压进线(A点) P30(A)=P30(B)+PT Q30(A)=Q30(B)+QT,2.2用电设备计算负荷的确定,需用系数法评价： 适用于用电设备、低压干线； 适用负荷平均失败容量差异不大，设备台数较多的场合； 公式简单、统计数据完善。,2.2用电设备计算负荷的确定,基本公式 P30=Pmax=Pav+P =KuPN+cPx =cPx+bPN bPN：用电设备组的平均负荷 cPx：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,2.2用电设备计算负荷的确定,提示： 用需用系数法可以计算的，用二项式法也可算；不能用需用系数法计算的，也不能用二项式法计算。 计算步骤,2.2用电设备计算负荷的确定,计算G点负荷 (需用系数法) 计算F点负荷,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,计算E点负荷 计算S30(E)、I30(E)的方法与前述需用系数法相同。,2.2用电设备计算负荷的确定,二项式法评价： 适用于设备台数相对较少、容量差别较大的场合。 适用范围小、使用受限、统计数据不全。 公式相对复杂，是学习的重点、难点。,2.2用电设备计算负荷的确定,例：已知车间供电系统及有关参数如下，表中均为小批量生产、冷加工、金属切削机床、其计算系数为0.4PX+0.14PN ，cos =0.5，试用二项式法求点A的计算负荷(线路功率损耗不计),2.2用电设备计算负荷的确定,P30(A)=cPX+bPN =0.4(202+141+102)+0.14 (1010+78+141+202+4.510) =65.3(kw) Q30(A)= P30(A)tan=65.31.73=112.97(kvar),2.2用电设备计算负荷的确定,某车间供电线路如图所示，求图中A点的计算负荷(需用二项式法)，图中各设备组设备如下： NO.1：小批金属冷加工机床 10kw3台 5kw4台 NO.2：通风机 10kw5台 NO.3：非联锁运输机 7kw4台,2.2用电设备计算负荷的确定, c1=0.4 x1=5 b1=0.14 tan1=1.73 P30(1)=c1PX1+b1PN1 =0.4(103+52)+0.14(103+54) =16+7=23(kw) Q30(1)= P30(1)tan1 = c1PX1 tan1 +b1PN1 tan1 =27.7+12.1=39.8(kvar),2.2用电设备计算负荷的确定, c2=0.25 x2=5 b2=0.65 tan2=0.75 P30(2)=c2PX2+b2PN2 =0.25(105)+0.65 (105) =12.5+32.5=45(kw) Q30(2)=P30(2)tan2 =c2PX2tan2+b2PN2tan2 =9.4+22.4=31.8(kvar),2.2用电设备计算负荷的确定,c3=0.4 x3=5 b3=0.4 tan3=0.88 P30(3)=c3PX3+b3PN3 =0.4(74)+ 0.4(74) =112.+11.2=22.4(kw) Q30(1)= P30(3)tan3=c3PX3tan3+b3PN3 tan3=9.86+9.86=19.72(kvar) 确定A点计算负荷，设备组中最大尖峰充当 E点尖峰(cPX)max,2.2用电设备计算负荷的确定,2.2用电设备计算负荷的确定,单相用电设备组计算负荷的确定 在工业企业中，除了广泛应用的三相设备外，还有各种单相设备，如电焊机，电炉，照明灯具等。单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，以使三相负荷尽可能地平衡。如果单相设备总容量小于三相设备总容量的15%，则无论单相设备如何分配，均可按三相平衡负荷计算。,2.2用电设备计算负荷的确定,单相设备接于相电压时的负荷计算 单相设备接相电压，PN=3Pmax 3Pmax：最大负荷所接的单相设备容量 单相设备接于同一个线电压，采用电流相等的方法,2.2用电设备计算负荷的确定,首先应将接于线电压的单相设备 容量换算为接于相电压的设备容量，然后分相计算各相设备容量和计算负荷。而总的等效三相有功计算负荷就是最大有功负荷相的有功计算负荷的3倍，同理总的等效三相无功计算负荷为最大有功负荷相的无功计算负荷的3倍，即：,2.3供电系统中的功率损耗与电能损耗计算,线路功率损耗的计算 线路功率损耗包括有功功率损耗 和无功功率损耗两部分，其计算公式为： 式中：I30 线路的计算电流； RWL 线路每相的电阻。 XWL 线路每相的电抗。 l 线路长度。,2.3供电系统中的功率损耗与电能损耗计算,变压器功率损耗 变压器的功率损耗也包括有功和无功两部分。 （1）变压器的有功功率损耗 （2）变压器无功功率损耗,2.3供电系统中的功率损耗与电能损耗计算,供电线路的损耗 企业一年内所耗用的电能，一部分用于生产，还有一部分在供电系统元件（主要是线路及变压器）中损耗掉。掌握这部分损耗的计算，并设法降低它们，便可节约电能，提高电能的利用率。 一年内线路的电能损耗为：,PWL即按计算负荷求得的线路最大功率损耗；, 线路的最大负荷损耗小时,它是一个假想的时间,2.3