工业企业供电-第二章

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 SPmax 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 S4T 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 08760p 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 Pmax Tmax aPmax 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 1 PN1 n PNn PN 权重为该设备所用电能在总消耗中的比重PNi PN i 1 2 3 n 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 1P30 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 1P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 8cos 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 75tan 1 0 75机械加工机床Kd2 0 2tan 2 1 33设备组Kd Kd1 PN1 Kd2 PN2 PN 0 475tan tan 1 PN1 tan 2 PN2 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 K P和K Q K P 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K P 0 9 0 95 K Q 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K Q 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 PTQ30 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K P 0 8 0 95 K Q 0 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 PTQ30 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 Ku PN c Px c Px b PN b PN 用电设备组的平均负荷c Px 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 c PX b PN 0 4 20 2 14 1 10 2 0 14 10 10 7 8 14 1 20 2 4 5 10 65 3 kw Q30 A P30 A tan 65 3 1 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10kw 3台5kw 4台NO 2 通风机10kw 5台NO 3 非联锁运输机7kw 4台 2 2用电设备计算负荷的确定 c1 0 4x1 5b1 0 14tan 1 1 73P30 1 c1 PX1 b1 PN 1 0 4 10 3 5 2 0 14 10 3 5 4 16 7 23 kw Q30 1 P30 1 tan 1 c1 PX1 tan 1 b1 PN 1 tan 1 27 7 12 1 39 8 kvar 2 2用电设备计算负荷的确定 c2 0 25x2 5b2 0 65tan 2 0 75P30 2 c2 PX2 b2 PN 2 0 25 10 5 0 65 10 5 12 5 32 5 45 kw Q30 2 P30 2 tan 2 c2 PX2 tan 2 b2 PN 2 tan 2 9 4 22 4 31 8 kvar 2 2用电设备计算负荷的确定 c3 0 4x3 5b3 0 4tan 3 0 88P30 3 c3 PX3 b3 PN 3 0 4 7 4 0 4 7 4 112 11 2 22 4 kw Q30 1 P30 3 tan 3 c3 PX3 tan 3 b3 PN 3 tan 3 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 3P max3P max 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供