工业企业电力负荷计算PPT课件

1、第二章工业企业电力负荷计算 1计算流过总降压变电站的变压器和车间变压器的负荷电流及视在功率，作为选择这两级变压器容量的依据。2计算流过变电站主要电器设备（如断路器、隔离开关、母线、熔断器）的负荷电流作为选择这些设备的依据。3计算流过各条线路（电源进线和高、低压配电线路）的负荷电流，作为选择这些的导线和电缆截面的依据。35110KV电源进线企业总降压变电站610KV高压配电线车间配电站车间电压母线NO.1用电设备组610/0.4第1页/共101页某钢厂电渣车间 第2页/共101页第二章工业企业电力负荷计算问题：怎样确定该车间的负荷电流？电渣车间低压电力线路如左图所示。一 回 路 电 压为380V

2、低压线路为10台额定容量为10KW电动机供电。已 知 每 台 电机参数：求 ： 干 线 电流I的大小方法一：简单的求和计算I=1020.4204A（实 际 输 入 有 功 功 率） P = 1 0 = 1 0 11.36=113.6KW 10,380 ,20.4 ,cos0.85,0.88NNNPKW UVIA一回路进线电源I I380V1010台10KW10KW电动机100.88KW第3页/共101页第二章工业企业电力负荷计算 根据实际经验，实际的干线负荷（电流，功率）比此计算值小，分析表明： 第一：这些设备可能不会同时运行； 第二：这些电动机不可能都同时满载运行； 第三：额定容量相同，但性

3、质不同的用电设备，其运行特征各不相同，实际负荷大小也各不相同。 因此，不能采用此种方法的负荷值选择设备与电缆，否则将增加投资。 方法二：本节所讲的方法计算负荷法 在讨论电力负荷的计算方法之前，有必要先介绍一下有关电力负荷的一些基本概念。第4页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线是用来表示一组用电设备的用电功率随时间变化的关系的图形。它反映了用电的特点和规律，该曲线绘制在直角坐标轴内，纵坐标表示电力负荷，横坐标表示时间。根据纵坐标标示的不同，可分有功负荷曲线和无功负荷曲线。根据横坐标表示的持续时间的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线。 日负荷曲线代表一昼夜（2424小时）实际用电

4、负荷的变化情况。第5页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念 图210企业日有功负荷曲线4268101214161820221020304050024P30PavP第6页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念 日负荷曲线可用测量的方法来绘制，先将横坐标按一定时间间隔（一般为30min，半小时）分格，根据功率表读数，将每一时间间隔内功率的平均值，对应于横坐标相应的时间间隔绘在图上，即得阶梯形日负荷曲线。 日负荷曲线与坐标所包围的面积代表全日所消费的电能数。 最大负荷日负荷曲线中各个30min负荷中的最大值称为最大负荷记作最大有功负荷最大无功负荷最大负荷电流30P30Q30I第

5、7页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念 平均负荷把负荷曲线的平均值称为“平均负荷” 记作 平均有功负荷（average） 平均无功负荷 平均负荷电流 尖峰负荷最大负荷平均负荷avPavQavIP第8页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念年负荷曲线 把工厂在一年（8760h8760h）内的用电负荷按数值大小排对，最大负荷排在左侧，根据负荷大小依次向右排列，并按照各负荷持续时间绘出梯形年负荷曲线。坐标线所包围的面积，表示用户全年消耗电能，曲线表示用户用电的规律；即看出一个企业在一年内负荷值所持续的时间，但不能看出相应负荷而出现在什么时间。100030008 7 600P（

6、KW）h第9页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念企业年电能需年消耗的电能 电能功率* *时间 （常说的电度表读数） 此项计算的目的： 衡量企业供电系统设计方案是否符合技术经济要求， 估算企业每年应交付的电费 计算方法：负荷曲线下面的面积 有功电能 = =矩形面积OABMOABM的面积 无功电能 AM t8760=36524B0maxaT8760300maxaWPdtPTa876030max0rWrQdt QT第10页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念由表2 21 1得 企业“有功年最大负荷利用小时”（矩形的宽） 企业“无功年最大负荷利用小时”（矩形的宽） a-act

7、ivea-active有功 r-reativer-reative无功 计算负荷的定义 由于干线的负荷确定是非常复杂，因此工程上一般采用经验方法来计算干线上的负荷，即通过的长期观察和分析各用电设备组 （各企业、车间）的负荷曲线，把根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线中的最大值 等取出来代表该干线的实际负荷，这个负荷叫做“计算负荷”。max aTmax rT303030,PQS和第11页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念 实际上，“计算负荷”是按发热条件选择导体和电器设备时所使用的一个假想负荷，其物理意义是：按这个“计算负荷”持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热

8、效应相等。换句话说，当导体持续流过 “计算负荷”时所产生的导体恒定温升，恰好等于导体流过实际变动负荷时所产生的平均最高温升，从发热的结果来看，二者是等效的。 为什么取用“半小时的平均负荷的最大值”作为“计算负荷”而不选用最大负荷？ 第12页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念这是因为： 对于中、小截面的导体，其表示发热过程进行快慢的发热时间常数约为1010分钟左右，时间很短暂的尖峰负荷通过导体时，导体温度来不及升高到相应值而尖峰负荷就消失了，所以尖峰负荷虽比 大，但它不是造成导体达到最高温升的主要原因。实验表明，导体达到稳定温升的时间可近似为3 344，所以对中、小截面的导体达到稳

9、定温升的时间可近似为333310103030分钟。 对于较大截面导体，发热时间常数多大于1010，因而在3030分钟时间内，一般达不到稳定温升，取3030分钟平均最大负荷为计算负荷偏于保守，但为选择计算的方便和一致性，如上规定还是合理的。 303030,PQS和第13页/共101页2.12.1负荷曲线及计算负荷的概念 因此，计算负荷作为我们选择变压器容量，按发热条件选择导线、电缆的截面（第四章）和按正常运行情况选择电气设备（第四章）的依据。 第14页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 我国设计部门在进行工业企业供电设计时，经常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法应用最广泛的方法

10、 特点：计算简便，结果基本符合实际， 对任何性质的工业企业均适用。二项式法主要使用于机械加工企业的电力负荷计算 特点：考虑大用电负荷对计算负荷的影响。利用系数法逐渐不被采用 特点：利用平均负荷作为计算的依据，利 用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，计算繁琐，精确度并不比前两种高。 本节重点介绍前两种方法。第15页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定按需要系数法确定计算负荷基本公式法 设一组用电设备，共有n n台电动机，其额定容量的总和为 , ,现在我们考虑这n n台电动机运行时可能的各种情况，从而确定有功负荷。 考虑用电设备在运行时要产生功率损耗， 用电设备的效率 = = 此

11、时：满载和全部输入容量()NPKWNKWP用电设备输出的功率实际输入的功率1 12 21NNNn nnNiiPPPP( 平均加权效应）第16页/共101页 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 考虑不可能同时运行，采用一个修正系数同时使用系数. . 考虑投入运行的这些不可能都满载运行。采用一个修正系数，设备组的负荷系数（平均加权）最大负荷时运行设备容量设备组总额定容量K30()NKPPKWLK()LNKKPPKWLL o a d设备组最大负荷时输出功率运行的设备容量 基本公式法第17页/共101页 考虑用电设备组的在运行时，在线路内也会引起一些 功率损耗，这个网络功率消耗也得由电网供给，采用

12、一个修正系数： - -网络供电效率，此值一般为0.950.950.980.98WL30LWLKKNdNPPK PWw ir e 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 基本公式法第18页/共101页 需用系数 的基本含义： d-demandd-demand 标志着用电设备组在投入电网运行时，需从电网实际取用功率所必须考虑的一个综合系数。与下列参数有关： 设备组同时运行系数 设备组负荷系数 设备组平均加权效率 网络供电效率 除单台设备外，需用系数 恒小于1 1。 30LNWLKKPdPK dKLKKWLdK 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 基本公式法第19页/共101页 我国相关部门通过

13、长期的调查研究，并参考国外资料，统计出一些用电设备组各种车间，各种工厂的典型 供计算工业的负荷时考虑， 见表2 22 2，2 23 3，2 24 4。 求出 后，可按下式分别计算其余的计算负荷： dK30PtanconNU3030tanQP3022303030PconSPQ30303NSUI-功率因数正切值-功率因数,-用电设备组的额定电压 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 基本公式法第20页/共101页按需要系数法确定计算负荷计算负荷的确定 图2-122-12供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算图* * * * * * * *A AC CB BD DE E* *F F分干线F FG

14、 G* * * * *NO.2NO.2NO.1NO.1NO.3NO.3企压业变总电降站车间变电站支线* *干线G GG GD DD DD DD DD D* *D DF F 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定第21页/共101页按需要系数法确定计算负荷 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 某企业设备组配电箱 第22页/共101页 （1 1）对单台设备供电支线G G点的计算负荷的确定（用途：根据选择该支线的导线或电缆截面及开关设备）特点： 总会有满载的时候 ( (负荷系数) ) 只有一台设备的时候 ( (同时运行系数) ) 长度均很短 ( (网路供电效率) ) 因此，计算负荷为：1LK1K

15、1WL30()30()30()tan (var)NLWLPK KGNGPPKWQPKQPS 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第23页/共101页设备在额定负载下的效率。对持续运行的电动机， tan设备铭牌上给定的功率因数角的正切值NP 单台用电设备的额定容量，根据设备的运行方式不同分别为：PN电炉，电解,如 拖动电机铭牌上规定的额定功率 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第24页/共101页 对反复短时工作制的电动机（如吊车） 铭牌上给出这样两个参数：额定暂载率 额定功率 为了考虑整个系统计算负荷的统一性，必须将换算到同一暂载率下。对反复短时工作制的电

16、动机。5050（例 )(NP在暂载率为 下的功率）100工作时间工作时间间歇时间注：（暂载率 ）2525NP换算到暂载率 工作条件下的功率（也叫“计算用额定功率”） 25251002NNPPNNP P 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第25页/共101页电焊机及电焊装置（间歇运行工作制） 铭牌给定：额定暂载率 额定容量 （暂载率为 时的容量） 换算到暂载率为100100时额定容量( (考虑其连续工作时的负荷) ) ()KVASNP 100NPSconScon 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第26页/共101页电炉变压器（持续运行工作制）铭牌只给出：

17、电炉变压器的额定容量 视在功率（ ） -额定功率因数 （KWKW）（为什么变压器只给视在功率容量？因为负荷的不同其功率因数不同。） 照明设备 设备上标定的额定功率 例如100KW100KW的白炽灯，其 NSKV ANNPSconNP100NPWcon 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第27页/共101页（2 2）对用电设备组F F点的计算负荷的确定 ( (用途：计算负荷用以选择引到设备组的分干线的导线或电缆截面以及改分干线路的开关设备) ) 用电设备组的计算负荷： 30()FdNPK PKW（）30()30tan(var)FQPK2230()3030FSPQ （KV A）

18、30()30()3FNSFUIA （ ） 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第28页/共101页 该组用电设备的额定容量总和（KWKW） 功率因数角的正切值， F F点额定电压（干线额定电压，低压为0.38KV0.38KV） Kd- Kd- 该用电设备组的需用系数, , 查表2 22 2得出，其中： 该组用电设备性质相同（如均为机床），直接查得出。 该组用电设备性质不相同，分别查表后，取其均权值。 30NPdPKNPtgNU 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定d1 N1d1 N112KKNNPPdPPKQtanNNP1N12N112tantantanNN

19、PPPP第29页/共101页 （3 3）对低压干线E E点的计算负荷的确定 用途：选择电压干线的导线（或电缆）的截面以及干线的开关设备。 低压干线一般多对几个性质不同的用电设备组供电，负荷计算时，应先分别算出各F F点的计算负荷，然后再相加即可. . 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第30页/共101页计算公式： 也是干线额定电压（0.38KV0.38KV）30()30()30(1)30(2)30( )1()nEF iniPPKWPPP30()30()30(1)30(2)30( )1()nEF iniQQKVarQQQ2230()30()30()()EEESPQKV A3

20、0()30()3ENSEUINU 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第31页/共101页(4)(4)车间电压母线D D点的计算负荷的确定 用途：选取车间变电站变压器的容量考虑到车间低压母线所连接的各路配出干线的最大负荷（ ）不可能同时出现，亦即其最大负荷出现的时间可能是参差不齐的，故计算车间低压母线（由D D点送到母线上）的计算负荷时，尚应考虑一个同时系数（或叫参差系数）即：计算公式：30()EP 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第32页/共101页 0.850.850.950.95 的取值： 0.9 0.9 0.970.97 配出干线数量多，同时系数

21、取低值。 配出干线数量少，同时系数取高值。30()30()1 KWnDPE iiPKP（）30()30()1nDQE iiQKQKVar （）2230()30()30()DDDSPQ （KV A）30()30()3DNSDUIA （ ）PKQKPKQK 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第33页/共101页例2-1: 2-1: 已知图2-122-12中各用电设备组的技术数据如下, , NO.1 NO.1组: : 一般轻负荷, ,冷加工机床用电动机: : 7.5KW,1 7.5KW,1台; 5KW,2; 5KW,2台; 3.5KW,7; 3.5KW,7台; ; NO.2 NO

22、.2组: : 机修车间和动力设施中的水泵和通风机 ( (长期持续工作);); 7.5KW,2 7.5KW,2台; 5KW,7; 5KW,7台; ; NO.3 NO.3组: : 不带连锁的连续运输机: : 5KW 5KW电动机2 2台, 3.5KW, 3.5KW电动机4 4台. . 试用需用系数法求各用电设备组( (各F F点) )和低压干线(E(E点) )的计算负荷. . 解: :根据表2-22-2查得各组用电设备的数据为: : 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第34页/共101页NO.1NO.1组: : NO.2NO.2组: : NO.3NO.3组: : 第一步: :求

23、各用电设备组的计算负荷: : NO.1 NO.1组: : 10.2dK1cos0.61tan1.3320.75dK2cos0.82tan0.7530.6dK3cos0.753tan0.8811 7.5 2 5 7 3.542NPKW 30(1)110.2 428.4dNPK PKW30(1)30(1)1tan8.4 1.3311.2varQPK30(1)1430(1)33 0.38()21.3NSUKVIA 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第35页/共101页NO.2组:22 7.57 550NPKW 30(2)220.75 5037.5dNPKPKW30(2)30(2)

24、2tan37.5 0.7528.2varQPK222230(2)30(2)30(2)37.728.247.SPQKV A30(2)4730(2)33 0.3871.4NSUIA 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第36页/共101页NO.3组30(3)30(3)3tan14.4 0.88 12.7varQPK222230(3)30(3)30(3)14.412.719.2.SPQKVA30(3)19.230(3)33 0.3829.2NSUIA32 54 3.524NPKW 30(3)230.62414.4dNPKPKW 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定

25、第37页/共101页第二步,干线上E点的计算负荷为:30( )330( )30( )30(1)30(2)30(3)1330( )30( )30(1)30(2)30(3)1222230( )30( )30( )72.430( )330.388.4 37.5 14.4 50.311.2 28.2 12.7 52.1 var50.352,172,4.110ENEiiEiiEEESEUPPPPPKWQQQQQKSPQKVAIA 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第38页/共101页(3)对需用系数法的评价优点:1)公式简单,计算方便.只用一个原始公式计算方法2)对于不同性质的用电设

26、备,不同的车间或工厂的需用系数,已经过几十年的统计和积累,数值比较完整和准确。缺点:没有考虑大容量电动机运行特性(如启动和过载等)对整个计算负荷，的影响,当总用电设备台数少时,可能使计算负荷的准确度稍差。30P30Q 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 计算负荷的确定第39页/共101页课堂作业d1k0.21cos0.6 1tan1.33 d2k0.62cos0.75 2tan0.88 某车间一段低压（380V）干线有如下用电设备组：（1）轻负荷机床用电动机，容量为2.8kW电机5台，容量为1.7kW电机4台，容量为1.5kW电机3台；（2）不连锁运输电动机，容量为3.0kW电机3台，容量

27、为2.0kW电机3台已知各设备组数据如下，试用需用系数法确定车间内的该段低压干线计算负荷。，30()30()30(1)30(2)30( )1()nEF iniPPKWPPP30()30()30(1)30(2)30( )1()nEF iniQQKVarQQQ2230()30()30()()EEESPQKV A30()30()3ENSEUI第40页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定二项式法 针对需用系数法的缺点, ,我们又提出二项式法。即将用电设备组的计算负荷分为两项： 第一项：用电设备组的平均最大负荷，为基本负荷； 第二项：考虑数台大容量用电设备对总计算负荷的影响而计入的附加功率

28、值。基本公式 从企业日负荷曲线（图2 21010）看出，最大负荷可以表示成： (KW)(KW)30avPPP第41页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 : : 企业日负荷曲线的平均负荷，其值为： b-b-利用系数 : : 日负荷曲线的尖峰部分即尖峰负荷。由于“尖峰负荷”产生的主要原因是企业生产期间，X X台最大容量的电动机的满载或频繁起动引起的，所以设定： 台大容量电动机的总和。 对于不同的工作制、不同类型的用电设备，x x取值不同，见表2 25 5，最大取值为5 5台。 台大容量电动机的综合影响系数。 avPavNPbPP()KWxPcPxPxcx第42页/共101页2.2

29、2.2 用电设备计算负荷的确定于是，计算负荷可以表示为：这就是二项式法的计算公式。表2 25 5给出各种用电设备组二项式系数。30NxPbPcP平均负荷附加负荷尖峰负荷第43页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定计算负荷的确定1 1）对性质相同的用电设备组计算负荷的确定（ 参见图2-122-12的F F点）注：D D点和G G点应要采用需用系数法计算负荷它的计算负荷公式： 2-172-17 查表2 25 5得 30()30()30()30()2230()30()30()30()3tanFNFNxFFFFFSFUPbPcPQPSPQI, ,tanc b第44页/共101页2.2 2

30、.2 用电设备计算负荷的确定2) 2) 对低压干线的计算负荷的确定参见图2-122-12的E E点。计算方法： 采用2 21717式分别计算各F F点（用电负荷组）计算负荷。 再计算E E点计算负荷： n n组用电设备中最大者（这是因为各组大容量电动机引起的“尖峰负荷”不可能同时出现） 对应最大正切 n n组用电设备有功平均负荷的和30()max130()max()max1()()()tan(tan )nExNiinExcpxNiiPcPbPQcPbPmax()xcP()maxtanxcp()NibP第45页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定例2 22 2： 试用二项式法计算下

31、中各用电设备组（各F F点）和低压干线（E E）点的计算负荷。* * *D DE E* *分干线F FG G* * * *NO.1NO.1NO.3NO.3支线* *干线NO.1组: 一般轻负荷,冷加工机床用电动机: 7.5KW,1台; 5KW,2台; 3.5KW,7台;NO.2组: 机修车间和动力设施中的水泵和通风机(长期持续工作); 7.5KW,2台; 5KW,7台; NO.3组: 不带连锁的连续运输机: 5KW电动机2台, 3.5KW电动机4台.* *F FG G * * *NO.2NO.2G G第46页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 解 根据表2 25 5查得各组设备

32、的数据为：NO.1NO.1组：小批量生产金属冷加工机床: :计算公式：NO.2 NO.2 组：水泵，通风机 NO.3NO.3组：不带连锁的连续运输机50.40.14NPP10.4C 10.14b 15x 1tan1.7320.25C 20.65b 25x 2tan0.7530.4C 30.4b 25x 3tan0.88第47页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定第一步，分别计算各用电设备组的负荷NO.1NO.1组：11 7.52 57 3.542NPKW 11 7.52 52 3.524.5xPKW 30(1)11110.4 24.5 0.14 495.88215.68.8xNP

33、cPbPKW222230(1)30(1)30(1)15.6827.231.4.SPQKV A3031.430(1)33 0.3847.8NSUIA30(1)111111tantan9.8 1.735.88 1.710.1327.2v r27axNQC Pb PK第48页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定NO.2NO.2组：22 7.57 550NPKW 22 7.53 530 xPKW 30(2)22220.32.5257.530 0.65 5040 xNPc Pb PKW30(2)222222tantan7.5 0.7532.5 0.7254.530.v64r2axNQC P

34、b PK30(2)50.SKV A30(2)76IA第49页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定NO.3NO.3组：32 54 3.524NPKW 32 53 3.520.5xPKW 30(3)33330.4 20.50.4 29.6882417.xNPc Pb PKW30(3)333333tantan8.2 0.889.6 0.8815.67v7.ar228.45xNQC Pb PK30(3)23.72.SKV A30(3)36IA第50页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定第二步：干线E点的总计算负荷：330()max1122331()()()ma5.8832.

35、59.69.8x57.78ExNixNNNiPcPbPcPb Pb Pb PKW330()max()max11()tan(tan)xExcpNiiQcPb Pmax()max111222333()tan(tantantan)xxcPNNNcPb Pb Pb P60var751K222230()30()30()57.786083.3.EEESPQKV A30()83.330()33 0.38126.6ENSEUIA第51页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定(3) (3) 对二项式法的评价适用于：机械加工车间，机修加工车间，热处理车间的负荷计算。（这类车间电机

36、数量多，且容量大小相差很大，考虑大电机对计算负荷的可能影响合理的）优点：考虑了电动机台数和大容量电动机对计算负荷的影响。缺点：1 1）X X值的选取仍缺乏足够的理论根据。 2 2）除机械加工等少数工业外，其他行业的x x，c c，b b的数据目前较少，使其应用受到限制。第52页/共101页负荷计算的目的及意义负荷计算的目的及意义 表2-12-1中也列有部分用电设备组的二项式系数b b、c c和最大容量的设备台数x x值，供参考。 但必须注意：按二项式法确定计算负荷时，如果设备总台数少于表2-12-1中规定的最大容量设备台数x x的2 2倍，即n n2x2x时，其最大容量设备台数x x宜适当取小

37、，建议取为n=2xn=2x，且按“四舍五入”修约规则取整数。例如某机床电动机组只有7 7台时，则其=7/24=7/24。 如果用电设备组只有1 1台2 2台设备时，则可认为 = = 。对于单台电动机，则 = = ，其中 为电动机额定容量， 为其额定效率。在设备台数较少时， 也宜适当取大。 由于二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平均负荷，而且考虑了少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，所以二项式法比较适于确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷。但是二项式计算系数b b、c c和x x的值，缺乏充分的理论根据，且只有机械工业方面的部分数据，从而使其应用受到一

38、定局限。30PePN/P30PNPcos第53页/共101页2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 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。 单相设备应尽可能地均匀分布在三相上，以使三相负荷保持平衡。 单相用电设备组计算负荷的确定第54页/共101页（1 1）单相负荷的计算原则 当三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的1515时，单相设备可按三相负荷平衡计算，不考虑其分配方式。 当三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的1515时，应把单相设备容量换算为等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 单相

39、用电设备组计算负荷的确定AN220V380VACBNPfNPf/3第55页/共101页（2 2）单相设备组等效三相设备容量的计算方法如下：单相设备接于相电压时 最大负荷相所接的单相设备容量 等效三相设备容量AN220V.max3NNPPf.maxNPfNP380V.maxNPfACNPB 2.2 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.BNPf.ANPfBC第56页/共101页（2 2）单相设备组等效三相设备容量的计算方法如下： 单相设备接于同一线电压时 采用电流等效方法，即等效三相设备容量产生的电流与单相设备容量产生的电流相等： - -单项设备容量 cos3cosNNP

40、PUUf3NNPPfNPfAB380VNPfACNPB 2.2 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第57页/共101页（2 2）单相设备组等效三相设备容量的计算方法 单相设备分别接线电压和相电压时方法： 将接于线电压的单相设备容量换算成接于相电压的设备容量。 分别计算各相设备容量和计算负荷。线电压的单相设备容量换算为相电压的设备容量公式为：A A相：NAAB AABCA ACAPpPpPNAAB AABCA ACAQqPqP注意：三相线电压符号表示顺序本负荷计算也采用这种顺序ABUBCUCAUABCNAABPCAPAP 2.2 2.2 用电设备计算负荷的确定 单相用电

41、设备组计算负荷的确定第58页/共101页 B B相: :C C相: :p p、q q 为有功和无功换算系数，见表2 26 6（ ） ABCNBABPBCPBPNBAB BABBC BBCPpPpPNBAB BABBC BBCQqPqPABCNCCAPBCPCPNCBC CBCCA CCAPpPpPNCBC CBCCA CCAQqPqP24P 2.2 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第59页/共101页(3) (3) 单相等效三相计算负荷的计算 下列情况可直接用需用系数法算出 单相设备接于相电压（第（2 2）项） 单相设备接于同一线电压（第（2 2）项） 单相设备分别

42、接线电压和相电压（第（2 2）项种情况） 先按设备分相计算各相容量 ，再分相计算其计算负荷 ，取其最大相的3 3倍为等效三相计算负荷。 30dd.maxPK3KNNPPf3030 .max3PPf30ddPK3KNNPPf 2.2 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30()PfN()Pf第60页/共101页例：某220/380V220/380V三相四线制线路上，设备分配如下 。试求该线路的计算负荷。电热干燥 箱电热干燥 箱电热干燥 箱电加热器电加热器电焊机电焊机电焊机2台20KW1台20KW3台14KW1台30KW3台10KW1台20KW2台20KW1台46KWABC

43、N100%100%60% 2.2 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第61页/共101页（1 1）电热干燥箱及电加热器的各相计算负荷（接于相电压）查表得 ， ， ，因此只要计算有功计算负荷。0.7dK cos1tan030 10.7 20 228()AdNAPK PKW30 10.7 (30 120 1)35()BdNBPK PKW 30 10.7 (10 320 1)35()CdNCPK PKW 2.2 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第62页/共101页(2) (2) 电焊机的各相计算负荷（接于线电压上，因此需换算到三相上）。查表得：

44、查表（2 26 6）得有功、无功换算系数：先将接于CACA相的46KW 46KW 换算至 的设备容量，即0.35dK cos0.7tan1.020.8AB ABC BCA Cppp0.2AB BBC CCA Appp0.22AB ABC BCA Cqqq0.8AB BBC CCA Aqqq460.635.63()CANNPPKW(60%)100% 2.2 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第63页/共101页 各相的设备容量为：A A相： B B相：C C相：0.8 14 3 0.2 35.63 40.73()NAAB A ABCA A CAPpPppKW 0.22

45、14 30.8 35.6337.74()NAAB AABCA ACAQqPqpKvar 0.82020.214340.4()NBPKW0.222020.8 14342.4(var)NBQK0.8 35.630.2 20 236.5()NCPKW0.22 35.630.8 20 239.84(var)NCQK 2.2 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第64页/共101页 各相的计算负荷为：A A相： B B相： C C相：3020.35 40.7314.26()AdNAPk PKW3020.35 37.7413.21(var)AdNAQk QK3020.35 40.4

46、14.14()BdNBPk PKW3020.35 42.414.84(var)BdNBQk QK3020.35 36.512.78()CdNCPk PKW3020.35 39.8413.94(var)CdNCQk QK 2.2 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第65页/共101页(3)(3)各相总的计算负荷为： A A相：B B相：C C相： 0.85-0.950.85-0.95 3030 1302()0.95 (28 14.26)40.15AAAPKPP3030 1302()0.95 (0 13.21)12.55AAAQKQQ300.95 (35 14.14)46

47、.68BP300.95 (0 14.84)14.10BQ300.95 (35 12.78)45.39CP300.95 (0 13.94)13.24CQK同时系数 2.2 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第66页/共101页(4)(4)总的等效三相计算负荷 因为B B相的有功计算负荷最大，所以：30 .max3046.68BPPKWf30 .max3014.10varBQQKf3030 .max33 46.68140.04()PPKWf 3030 .max33 14.1042.3(var)QQKf 22303030146.3SPQ30146.33033 0.38222

48、( )NSUIA 2.2 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第67页/共101页2.3 2.3 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算 本节讨论的问题：地区变电站向企业总变电站供电时计算负荷的确定。用途：选择高压送电线路导线截面 由于地区变电站向企业总降压变电 站供电的线路较长，因此应该考虑导 线的有功和无功损耗。 此外，根据上节计算选择的企业总 降压变电站的容量可精确计算变压器 的有功和无功损耗。 地 区变电站企业总降压变电站35KW10.5KV第68页/共101页供电线路的功率损耗对于三相供电线路，其有功和无功功率损耗为： 线路每相电阻 线路单位长度电阻（ ） 线路

49、计算长度（ ） 线路每相电抗 线路单位长度电抗（ ） ， 根据所选导线查有关手册得到。 线路的计算电流（A A） 2330310 ()WLWLPI RKW2330310 (var)WLWLQI XK0WLRr l()0rkml0WLXx l0 xkm()km0r0 x30I 供电系统的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第69页/共101页如果计算负荷用 表示，则上式可改写为：式中： 线路的计算负荷（KW,Kvar,KV.AKW,Kvar,KV.A）三相供电系统的额定供电压（KVKV）303030,PQS222303030222223030302233331010 (

50、)1010 (var)NNNNSPQWLWLWLUUSPQWLWLWLUUPRRKWQXXK303030,PQSNU供电线路的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第70页/共101页电力变压器的功率损耗重温电机中变压器部分内容：变压器的功率损耗分为：（1 1）“磁的损耗”由变压器中的主磁通引起的损耗 “空载损耗”由于主磁通 只与变压器外加电 压有关，而与负荷电流无关，即变 压器空载或满载时其值保持不变。 通常用空载确定“磁的损耗”，所以 也称为空载损耗。 “铁损” 由于该损耗是主磁通在变压器铁心 中产生的。mfeFP 供电系统的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功

51、率损耗与电能需要量计算第71页/共101页（1 1）“空载损耗”空载损耗分为有功和无功：有功功率损耗表为 变压器铭牌给出 由于磁滞与涡流产生的损耗（发热）无功功率损耗表为 产生主磁通的激磁电流 变压器激磁电流（A A） 变压器激磁电抗 ( (变压器感应电势) ) 0P0Q2300310 (var)mQI XK0ImX()03mNI XE0232300033103() 10NEmIQI XI00100%3100100310(. )IININNNI ESKV A 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第72页/共101页（1 1）“空载损耗”即：空载电流百分值，

52、变压器铭牌给出（空载电流与额定电流的百分值） 变压器的额定容量（KV.AKV.A），变压器铭牌给出。 0%0100INQS0%INS 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算0I0I(I %100)N第73页/共101页（1 1）“空载损耗”变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来测定变压器的空载电流和空载损耗。一般说来，空载试验可以在变压器的任何一侧进行。通常将额定频率的正弦额定电压加在低压线圈上而高压侧开路。 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算AVW1X2X0IN2U第74页/共101页（2 2）“电的损耗”变压

53、器负荷电流在一次，二次绕组的 电阻和电抗中的损耗。 铜损 短路损耗利用变压器二次侧短路测得的额定电流负荷下的损耗，用以标识变压器的铜损耗，即： 有功短路损耗，变压器铭牌上给出。KP 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第75页/共101页（2 2）“短路损耗”测量方法： 二次短路，一次加可变电压，使一次电流达到 , ,功率表的读数为 ，由于 很低，故“磁的损耗”可略去，所以认为短路损耗全是“电的损耗”。 KP1UAVW1X2XNI1UNI 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第76页/共101页（2 2）“短路损耗”

54、额定负荷下的无功损耗。变压器铭牌没直接给出，需要计算。既： 上述短路实验中变压器短路电压占额定电压的百分值，铭牌上标出。 变压器铭牌上的额定容牌。 NQ2333103310NNKNKNQIXI XI3%31100100100310NKkNI XuNNNEI ES122(KXXXX为二次绕组电抗归算到一次侧的等效电抗)%100KuNNQS%kuNS1(%100)NUkUu 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第77页/共101页（2 2）“短路损耗”变压器的短路损耗 只是表示变压器在额定负载电流下的铜损，而实际负荷有可能小于额定值，所以变压器的负荷电流在绕组

55、中产生的损耗为： 变压器的负荷率 2%22100KKuNNPPQQS3030NNISIS变压器实际额定容量变压器额定容量NS 变压器铭牌额定容量30S 变压器一次的计算负荷 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第78页/共101页变压器总的功率损耗： -空载损耗 -短路损耗 -短路电压百分值（变压器短路电压占额定 电压的百分值）。 空载电流百分值（空载电流与额定电流 的百分值） -变压器的负荷率 020%22200100100100()()KKTKIuuTNNNPPP KWQQQQSS %ku0%I3030NNISIS0PKP 电力变压器的功率损耗 2.2

56、 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第79页/共101页（例2-72-7）, ,试计算某车间变压器的有功损耗和无功损耗。已知： 变压器的型号为 : :技术数据：空载损耗 短路损耗 短路电压百分值 空载电流百分值 该变压器的计算负荷：解：负荷率： 11000/10SJL ，10/0.4KW02.0PKW13.7KPKW%4.5Ku0%1.7I30596PKW30530varQK30800SKV A2202.0(0.8)13.710.8TKPPPKW 3080010000.80NSS0%22010010021.74.51001001000(0.8)100045.8varKIuTNNNQQ

57、QSSK 电力变压器的功率损耗 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算第80页/共101页企业一年内所消耗的电能： -用于生产 -供电系统元件（线路、变压器）供电线路的电能损耗变压器的电能损耗8760WL0WdtP 2.2 2.2 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算 供电系统的电能损耗（略）2TT1T20kWWWP8760P 第81页/共101页2.4 2.4 工业企业计算负荷的确定2.4 2.4 工业企业计算负荷的确定逐级计算法、需用系数法、估算法；按逐级计算法确定企业计算负荷如图2 21212在逐级向上（G-F-E-DG-F-E-D）求得车间电压母线D D点的计算负荷后，加

58、上车间变压器和高压配电线上的功率损耗，即得到企业总降压变电站二次高压配电线路（C C点）的计算负荷，即：30()30()(T)()CDWLPPPPKW30()30()(var)CDTWLQQQQK 第82页/共101页2.4 2.4 工业企业计算负荷的确定企业总降压变电站高压母线（B B点）的计算负荷： 为同时系数，取值范围同D D点计算企业总降压变电站高压进线（A A点）的计算负荷：或 安装有并联移相电容器的场所，应计入电容器的无功功率。其他计算负荷 计算同前。 30()30( )1()nBPc iiPKPKW30()30( )1(var)nBQc iiQKQKPQKK，0.8 0.950.

59、85 0.97PQKK30()30()ABTPPP30()30()ABTQQQ30()30()ABTCQQQQCQ3030SI和第83页/共101页2.4 2.4 工业企业计算负荷的确定按需用系数法确定企业计算负荷利用公式：其中： 将企业用电设备容量（不含备用设备容量） 相加得到的总容量。 企业的总需用系数，查表2-32-3和表2-42-4得. . 企业的功率因数，及功率因数角的正切。 303030303022303030cos303tanNdNPSUPK PQPSPQINPdKcos，tan第84页/共101页2.4 2.4 工业企业计算负荷的确定按估算法确定企业计算负荷 在进行初步设计或方

60、案比较时，企业的计算负荷可用下述方法估算。单位产品耗电量法 企业年电能需求量 w w单位产品耗电量，可根据实测统计确定，或查手册. . N N企业年产量n n（单位：t t，台，辆，套等）. .根据企业年电能需要量) )所述公式 有功年最大负荷利用小时 NaWwmaxmax30maxaaaWPTPTmax30maxaaWTPPmax aT第85页/共101页2.4 2.4 工业企业计算负荷的确定单位产值耗电量法企业年电能需要量： B B企业年产值 b b单位产值耗电量，可实测或查设计手册 b BWa maxmax30maxaaaWPTPTmax30maxaaWTPP第86页/共101页本章小结