3_第二章 负荷计算与无功补偿.pptx

电力工程基础 毛玲Email maudymao Mobile京航空航天大学自动化学院电气工程系 南京航空航天大学 电力工程基础 第二章负荷计算与无功补偿 第二章负荷计算与无功补偿 一 电力负荷的分级及其对供电的要求 供电方式 两个独立电源 1 一级负荷 中断供电将造成人身伤亡 重大设备损坏 重大产品报废 或在政治 经济上造成重大损失 2 二级负荷 中断供电将造成主要设备损坏 大量产品报废 重点企业大量减产 或在政治 经济上造成较大损失 供电方式 双回路 3 三级负荷 所有不属于一 二级负荷的电力负荷 供电方式 无特殊要求 2 1电力负荷与负荷曲线 负荷 负载 阻抗 图2 2年最大负荷曲线 三 负荷曲线 1 负荷曲线的分类 按性质分 有功负荷曲线和无功负荷曲线按负荷持续时间分 日负荷曲线 月负荷曲线和年负荷曲线 2 负荷曲线的绘制 2 1电力负荷与负荷曲线 日负荷曲线 图2 1 逐点描绘法 梯形曲线法 年负荷曲线 年最大负荷曲线 或称运行年负荷曲线 图2 1日有功负荷曲线a 折线图b 梯形图 2 1电力负荷与负荷曲线 两种曲线积分面积 即消耗的电能 相等 取冬季为213天 夏季为152天 则图中功率P1所占时间为 图2 3全年时间负荷曲线的绘制a 夏季典型日负荷曲线b 冬季典型日负荷曲线c 全年时间负荷曲线 2 1电力负荷与负荷曲线 全年时间负荷曲线 或称年负荷持续曲线 年负荷曲线 四 与负荷曲线有关的物理量 1 年最大负荷和年最大负荷利用小时数 年最大负荷Pmax 指全年中消耗电能最多的半小时的平均功率 即 可见 年负荷曲线越平坦 Tmax越大 年负荷曲线越陡 Tmax越小 Tmax反映用电规律 表2 1 2 1电力负荷与负荷曲线 2 平均负荷与负荷系数 平均负荷Pav 电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率 即 负荷系数 负荷率 KL 平均负荷与最大负荷的比值 即 年平均负荷为 KL越大 负荷曲线越平坦 负荷波动越小 图2 5年平均负荷 2 1电力负荷与负荷曲线 3 需要系数和利用系数 2 1电力负荷与负荷曲线 1 需要系数Kd 负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部用电设备额定功率之比值 即 2 利用系数Ku 负荷曲线中的平均负荷Pav与全部用电设备额定功率之比值 即 第二章负荷计算与无功补偿 一 负荷计算的意义 2 2计算负荷的确定 供配电设计的基本依据 用电设备的安装容量 用电设备电力负荷一般不会超过其额定容量 不同用电设备的最大负荷一般不会同时出现 一般中小截面导体的发热时间常数 为10min以上 而导体通过电流达到稳定温升的时间大约为3 4 即载流导体大约经半小时 30min 后可达到稳定温升值 通过负荷的统计计算求出的 用以按发热条件选择导体和电气设备的一个假想的持续负荷值 称为计算负荷 用Pc 或Qc Sc Ic 表示 一 负荷计算的意义 通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 最大负荷 称为计算负荷 并作为按发热条件选择电气设备的依据 因此 2 2计算负荷的确定 二 用电设备的工作制 1 连续运行工作制 长期工作制 2 短时运行工作制 短时工作制 3 断续周期工作制 反复短时工作制 暂载率 负荷持续率 指设备工作时间与工作周期的百分比值 即 吊车 标准暂载率有15 25 40 和60 四种 电焊机 标准暂载率有50 65 75 和100 四种 2 2计算负荷的确定 对长期工作制的用电设备 对反复短时工作制的用电设备 其设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率 折算方法 按同一周期等效发热条件进行换算 经过换算至统一规定的工作制下的额定功率 设备容量Pe 三 设备容量Pe的确定 2 2计算负荷的确定 吊车电动机组 包括电葫芦 起重机 行车等 的设备容量 指统一换算到 25 时的额定功率 kW 即 折算方法 按同一周期等效发热条件进行换算 2 2计算负荷的确定 电焊机及电焊变压器的设备容量 指统一换算到 100 时的额定功率 kW 即 照明设备的设备容量 白炽灯 碘钨灯的设备容量 等于灯泡上标注的额定功率 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失 约为灯泡功率的20 其设备容量应为灯管额定功率的1 2倍 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损失 约为灯泡功率的10 其设备容量可取灯管额定功率的1 1倍 2 2计算负荷的确定 单相负荷的设备容量 当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的15 时 其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑 当超过15 时 应将其换算为等效的三相设备容量 再同三相用电设备一起进行三相负荷计算 换算方法如下 2 3确定计算负荷的方法 一般情况 应先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 换算公式如下 A相 B相 C相 然后分相计算各相的设备容量 则最大负荷相的3倍即为总的等效三相设备容量 2 3确定计算负荷的方法 四 负荷计算 2 2计算负荷的确定 1 单台用电设备的计算负荷 对长期连续工作的单台用电设备 对需要计及效率的单台用电设备 如电动机 多台设备的负荷计算方法 需要系数法 二项式系数法 利用系数法和单位产品耗电量法等 需要系数法 需要系数 2 2计算负荷的确定 各用电设备因工作情况不同 可能不同时工作 因此应考虑一个同时使用系数 各用电设备在工作时 不一定全部在满负荷下运行 因此应考虑一个负荷系数 各用电设备的平均效率 线路的供电效率 因此 用电设备组的计算负荷为 式中 P30 Q30 S30的单位分别为kW kvar kVA Kd为需要系数 查书中表2 3 p 29 3 单组用电设备的计算负荷 2 2计算负荷的确定 4 多个用电设备组的计算负荷 式中 为同时系数 一般为0 85 0 95 当车间配电干线上有多组用电设备时 各组用电设备的最大负荷不同时出现 此时应再计入一个同时系数 2 2计算负荷的确定 机械加工车间 电力负荷计算表 例2 1 P31 同时使用系数 需要系数 2 2计算负荷的确定 1 对同一工作制的单组用电设备 式中 b c为二项式系数 查表2 5 为由x台容量最大用电设备投入运行时增加的附加负荷 kW b 为该用电设备组的平均负荷 kW 2 2计算负荷的确定 二项式系数法 2 对不同工作制的多组用电设备 为各用电设备组附加负荷 中的最大值 为各用电设备组平均负荷的总和tan 为与 对应的功率因数角的正切值tan 为各用电设备组对应的功率因数的正切值 2 2计算负荷的确定 电力负荷计算表 与例2 1 S30 29 67kVA I30 45 1A 比较 按二项式计算的结果比按需要系数法计算的结果要大 目前限于机械加工行业 例2 2 P33 2 2计算负荷的确定 第二章负荷计算与无功补偿 一 功率损耗 2 3功率损耗与电能计算 1 线路的功率损耗 2 变压器的功率损耗 0 2 0 2 低损耗变压器 0 015 30 0 06 30 二 电能