负荷计算1.doc

发布时间：2009年5月22日 22时54分配电5：计算负荷1 学过（配电：2），知道了单负荷计算，怎么这里又来了个计算负荷？是不是搞错了？先看一台车床。因为车床加工有粗车、半精车、精车，有时大刀阔斧的切削、有时精雕细琢地精车，有时又频繁停下来测量，所以转速、进给量等，都在变化，电流也时大时小；再看一台电烘箱，升温的时候，是持续的额定电流，到设定温度后，就自动切换一个较小功率或干脆断开加热，当温度低于设定，又自动再次加温；我们对单台设备，不得不考虑它持续满负荷工作的情况，因为几十分钟，就意味着热稳定，电气工程上定义为30分钟。P30就表示“半小时最大负荷”的有功功率。用这个方法表示的电流、功率等，就表示了热稳定的概念，它们已经不是额定值的简单叠加，而是代表一种等效，即热稳定的等效。而热稳定的等效，是真正工程上所关注的，这样表征的负荷，工程上称为“计算负荷”。当多台机床构成一个群组，它们的负荷大小因为此起彼伏的交替，它们的总负荷就肯定不会持续地等于每个单台机床满负荷的总和，它肯定要小。实际上，当有较多数量的冷加工机床在一起时，它们的需要系数大约在0.2以内。只有0.2!？是的。比如有几台机床，车、铣、刨、磨、钻在一起工作，它们的额定有功功率之和为100KW，则此时该机床组的有功计算负荷就是：P30= PeKd=100KW0.2=20KW，这就是机床组的计算负荷。P30计算负荷；Kd需要系数；Pe每台机床的额定功率；该机床组从100KW，突然变成了20KW! 而且是工程意义的，是要用它来决定总导线粗细的! 最终用它来决定电力变压器大小的! 岂能不越小越好？你一定看出来了，需要系数其实就是打个折扣，肯定是小于一的折扣，机床是0.2，那么其它设备呢？前辈专家们通过大量的统计计算，把各类设备的需要系数都给我们订好了，我们只需要查一下就行了。（Kd）的汇总表，可在工厂供用电实用手册（2001年3月版）P366查阅。（若手头没有手册，且工程不大，可上网，下载本人摘录的用电设备组的需要系数和功率因数简表）计算负荷的公式很简单：P30= PeKd； Q30= P30 tan； S30= P30 cos； I30= S30 （3UN）以下给出一个计算负荷的实例，如果你能看明白，就初步掌握啦。柳州市某科技园区某厂计算负荷书一、焊接车间设备名称装机容量Se（KVA）持续率%功率因数COS需要系数Kd有功计负荷量P30（KW）tg无功计算负荷Q30（kvar）悬挂式点焊机585600.60.35951.33126固定点焊机525600.60.35851.33113CO2焊机176900.350.35202.6854普通焊机50500.350.3542.6811储气罐设备50.840.753热水槽440.8350.3312空压机300.8240.7518合计1415267337注：1、 焊机设备P e=PN()1/2=SNCOS()1/2，负荷持续率；（见工厂供用电实用手册P365）2、表中悬挂式点焊机装机容量实际已为多台容量之和（其他设备的装机容量也同此）；例：悬挂式点焊机P e=SNCOS()1/2=5850.6(0.6)1/2=272（KW）； P30=PeKd=2720.35=95（KW）； Q30= P30 tan=951.33=126（kvar）3、车间同时系数不同设备组在一个车间，其最大负荷一般不同时出现，所以在汇总车间的总负荷时，也要乘一个小于一的系数；此取K=0.9；4、若对无功功率进行补偿，此例补偿250（kvar）负荷的计算情况为：设备名称装机容量Se（KVA）需要系数K有功计算容量P30（KW）无功计算容量Q30（kvar）视在功率S30（KVA）功率因数COS原合计14152673374300.62引入车间同时系数14150.92403033870.62补偿-250补偿后合计1415240532460.97焊接车间计算负荷：无就地补偿：计算视在功率：S30=（P30 2Q30 2）1 / 2=（240 2303 2）1 / 2387（KVA） 计算电流I30= S30（3801.732）=588A COS=240387=0.62尖峰电流：588A+2250A=1088A （设两台大点焊机同时点焊各增加250A尖峰电流）设备选择：该厂房总电电缆不小于：铝芯电缆，VLV22-1000 2（3240+2120）； 或铝母排截面不小于：（3（636.3）+2（405）总断路器不小于：DW17-1600；有就地补偿：计算视在功率：S30=（P30 2Q30 2）1 / 2=（240 253 2）1 / 2246（KVA） 计算电流I30= S30（3801.732）=374A COS=240246=0.97尖峰电流：374A+2250A=874A （设两台大点焊机同时点焊各增加250A尖峰电流）设备选择：该厂房总电电缆不小于：铝芯电缆，VLV22-1000 2（3120+270）； 或铝母排截面不小于：（3（405）+2（304）总断路器不小于：DW17-1250；配电5：负荷计算2二、冲压车间：设备名称装机容量Pe（KW）需要系数计算容量Pjs（KW）tg计算容量Qjs（kvar）200t冲床410.2510.31.3313.6160t冲床340.258.51.3311.3100t冲床1100.2527.51.3336.680t冲床33.363t冲床380.259.51.3312.6630t油压机750.322.51.3330600t油压机600.3181.3324500t油压机2140.364.21.3385.3315t油压机370.311.11.3314.8剪板机33.3空压机300.8240.751816t+5t行车37.8合计6772052614、若对无功功率进行补偿，此例补偿200（kvar）负荷的计算情况为：设备名称装机容量Se（KVA）需要系数K有功计算容量P30（KW）无功计算容量Q30（kvar）视在功率S30（KVA）功率因数COS原合计6772052613320.62引入车间同时系数6770.91852352990.62就地补偿-180补偿后合计677185551930.95行车本来应类似于焊机，有一个换算方法（见手册P365），但占比例小，就简化啦。冲压车间计算负荷：无就地补偿：计算视在功率：S30=（P30 2Q30 2）1 / 2=（185 2235 2）1 / 2299（KVA） 计算电流I30= S30（3801.732）=455A COS=185299=0.62尖峰电流：455A+400A=855A （设大冲床或大油压机起动增加400A尖峰电流） 设备选择：该厂房总电电缆不小于：铝芯电缆，VLV22-1000 2（3150+270）； 或铝母排截面不小于：（3（505）+2（404）总断路器不小于：DW17-1250；有就地补偿：计算视在功率：S30=（P30 2Q30 2）1 / 2=（185 255 2）1 / 2193（KVA） 计算电流I30= S30（3801.732）=294A COS=185193=0.95尖峰电流：294A+400A=694A （设大冲床或大油压机起动增加400A尖峰电流） 设备选择：该厂房总电电缆不小于：铝芯塑线，VLV22-1000 2（370+235）； 或铝母排截面不小于：（3（404）+2（304）总断路器不小于：DW17-1000；配电5：负荷计算3三、模具车间设备名称装机容量Pe（KW）需要系数计算容量Pjs（KW）tg计算容量Qjs（kvar）龙门数控铣1480.21.73立式数控铣150.21.73平面磨床280.21.73立铣+卧铣280.21.7350摇臂钻350.21.7332摇臂钻325摇臂钻3万能工具铣3车床80.21.73台钻316t+5t行车180.21.73合计2940.2591.73102负荷的计算情况为：设备名称装机容量Se（KVA）需要系数K有功计算容量P30（KW）无功计算容量Q30（kvar）视在功率S30（KVA）功率因数COS原合计294591021180.5引入车间同时系数2940.953921060.5就地补偿-80补偿后合计2945312540.98行车本来应类似于焊机，有一个换算方法（见手册P365），但占比例小，就简化啦。模具车间计算负荷：无就地补偿：计算视在功率：S30=（P30 2Q30 2）1 / 2=（53 292 2）1 / 2106（KVA） 计算电流I30= S30（3801.732）=161A COS=53106=0.5尖峰电流：161A+300A=461A （设龙门铣起动增加300A尖峰电流）设备选择：该厂房总电电缆不小于：铝芯电缆，VLV22-1000 2（395+250）； 或铝母排截面不小于：（3（404）+2（253）总断路器不小于：DZ20Y-630/3300 630A有就地补偿：计算视在功率：S30=（P30 2Q30 2）1 / 2=（53 212 2）1 / 254（KVA） 计算电流I30= S30（3801.732）=82A COS=5354=0.98尖峰电流：82A+300A=382A（设龙门铣起动增加300A尖峰电流）设备选择：该厂房总电电缆不小于：铝芯塑线，VLV22-1000 2（350+225）； 或铝母排截面不小于：（3（304）+2（253）总断路器不小于：D20Y-630/3300 500A；配电5：计算负荷4四、照明及风扇总估算：设备名称装机容量Pe（KW）需要系数计算容量Pjs（KW）tg计算容量Qjs（kvar）照明900.9811.98160风扇400.8320.7524合计113184车间同时系数有功K=0.9102166照明及风扇计算负荷：计算视在功率：S30=（1022166 2）1 / 2195（KVA） 计算电流I30=S30（3801.732）=296A建议： 采用常规照明灯具如白炽灯、日光灯，其功率因数很低。应尽量采用新型节能灯具，并自带补偿电容，可使照明能耗大大降低，并使功率因数大大提高，还可缩减照明主干导线截面甚至减小主变压器容量。五、总计算容量：取全厂同时系数：K=0.9（计算到配电所，再乘一个小于一的系数）方案一，无补偿（不推荐）：P30（240+185+53+102）0.9522（KW）Q30（303+235+92+166）0.9717（Kvar）S30（522 2717 2）1 / 2887（KVA）cosP / S 522/ 887 0.6I30= S30（4001.732）=1280A（在变压器一侧，电压取400V）选配变压器方案：1000KVA电力变压器； 选择总断路器：DW17-2000 2000A优点：投资和运行方案简单。缺点：因功率因数低导致：1、变电所往车间的线路直径大，增加导线投资；2、电损增加，增加运行费用；3、供电公司罚款，增加运行费用；4、电压及尖峰电流波动大，供用电质量差。方案二（建议1）：各车间投入就地自动无功补偿（自动），分别是250、180、80（Kvar）P30（240+185+53+102）0.9522（KW）Q30（53+55+12+166）0.9257（Kvar）S30（522 2257 2）1 / 2582（KVA）cosP / S 522/ 582 0.89I30= S30（4001.732）=840A（在变压器一侧，电压取400V）选配变压器方案：630KVA电力变压器； 选择总断路器：DW17-1600 1600A优点：因功率因数高导致：1、变压器投资降低；2、变压器到车间的线路直径减小，节省导线投资；3、电损减少，降低运行费用；4、供电公司不罚款，避免不必要的支出；5、电压及电流相对稳定。缺点：总投资增加（可能）；运行维护增加（主要指各车间配置了一台自动补偿的电力电容器柜）。综合评价：此方案可大大减小变压器到车间的导线截面，但各车间补偿电容柜要有独立的自动装置；适用与变电所到车间较远的布局。方案三（建议2）：P30（240+185+53+102）0.9522（KW）Q30（303+235+92+166）0.9717（Kvar）在变电所集中设置自动无功补偿，共计570（Kvar）Q301717570=147（Kvar）S30（522 2147 2）1 / 2542（KVA）cosP / S 522/ 542 0.96I30= S30（4001.732）=782A（在变压器一侧，电压取400V）选配变压器