工厂供配电技术(02)

1、第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第1页EXIT2022年年3月月22日日 内容提要内容提要: : 本章介绍中小型工厂的电力负荷、本章介绍中小型工厂的电力负荷、负荷性质及其工作制，重点介绍确定用电设备组计负荷性质及其工作制，重点介绍确定用电设备组计算负荷的两种常用方法算负荷的两种常用方法需要系数法和二项式系需要系数法和二项式系数法。讲述工厂计算负荷的确定方法，采用无功补数法。讲述工厂计算负荷的确定方法，采用无功补偿的措施；简要介绍照明负荷的分析计算。最后对偿的措施；简要介绍照明负荷的分析计算。最后对工厂供电系统中的短路现象和短路的效应进

2、行系统工厂供电系统中的短路现象和短路的效应进行系统的分析和计算。的分析和计算。 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第2页EXIT2022年年3月月22日日2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷2.4 短路故障的原因、种类和危害短路故障的原因、种类和危害 小小 结结退退 出出第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第3页EXIT2022年年3月月22日日2.1工厂的电力负荷和负荷曲线

3、工厂的电力负荷和负荷曲线2.1.1 工厂常用的用电设备工厂常用的用电设备2.1.2 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制2.1.3 负荷曲线负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第4页EXIT2022年年3月月22日日2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线“电力负荷电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，它可以在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设指用电设备备或或用电单位用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。 第第2 2章章 工厂的电力负荷及

4、计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第5页EXIT2022年年3月月22日日2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 生产加工机械的拖动设备；生产加工机械的拖动设备； 电焊、电镀设备；电焊、电镀设备； 电热设备；电热设备； 照明设备。照明设备。 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第6页EXIT2022年年3月月22日日1. 生产机械的拖动设备 机床设备机床设备起重运输设备起重运输设备功能功能金属切削金属切削金属压力加工金属压力加工功能功能起吊搬运物料起吊搬

5、运物料运输客货运输客货车床车床铣床铣床刨床刨床钻床钻床磨床磨床组合机床组合机床镗床镗床冲床冲床锯床锯床剪床剪床砂轮机砂轮机吊车吊车行车行车输送机输送机电梯电梯自动扶梯自动扶梯生产机械的生产机械的拖动设备拖动设备2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第7页EXIT2022年年3月月22日日2电焊和电镀设备 电焊机的电焊机的工作特点工作特点是：是：（1 1）工作方式呈一定的同期性，）工作方式呈一定的同期性，工作时间和停歇时间相互交替。工作时间和停

6、歇时间相互交替。（2 2）功率较大。）功率较大。（3 3）功率因数很低。）功率因数很低。（4 4）一般电焊机的配置不稳定，）一般电焊机的配置不稳定， 经常移动。经常移动。2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第8页EXIT2022年年3月月22日日电镀设备的电镀设备的工作特点工作特点是：是：（1 1）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。（2 2）供电采用直流电源，需要晶）供电采用直流电源，需要晶闸管整流设备。闸管整流设备。（

7、3 3）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。 电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。镀铜、镀铬。 2电焊和电镀设备 2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第9页EXIT2022年年3月月22日日3电热设备 电热设备的电热设备的工作特点工作特点是：是：（1 1）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。（2 2）电力装

8、置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。（3 3）功率因数都较高，小型的电热设备可达到）功率因数都较高，小型的电热设备可达到1 1。电阻加热炉电阻加热炉电弧炉电弧炉感应炉感应炉其它电热设备其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理主要用于熔炼和金属材料热处理红外线加热、微波加热和等离子加热等红外线加热、微波加热和等离子加热等2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工

9、厂供配电技术工厂供配电技术第2章第10页EXIT2022年年3月月22日日4照明设备 白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物灯白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。和单灯混光灯等。 照明设备的照明设备的工作特点工作特点：（1 1）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。（2 2）除白炽灯、卤钨灯的功率因数为）除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1 1外，其它类型的灯具功外，其它类型的灯具功率因数均较低。率因数均较低。（3 3）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。（4 4）照明负荷在工厂总负

10、荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在10%10%左右。左右。2.1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第11页EXIT2022年年3月月22日日5工厂用电负荷的分类工厂用电负荷的分类 2.1工厂的电力负荷和负荷曲线工厂的电力负荷和负荷曲线序序 号号 车车 间间 用用 电电 设设 备备 负荷级别负荷级别 1 1金属加工车间金属加工车间 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床一级一级价格贵，作

11、用大，数量多的数控机床价格贵，作用大，数量多的数控机床 二级二级2 2铸造车间铸造车间冲天炉、鼓风机、冲天炉、鼓风机、30t30t及以上的浇铸起重机及以上的浇铸起重机 三级三级3 3热处理车间热处理车间井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵 二级二级4 4锻压车间锻压车间锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机 二级二级5 5电镀车间电镀车间大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线 二级二级6 6模具成型车间模具成型车间隧道窑鼓风机、卷扬机隧道窑鼓风机、卷扬机二级二级7 7层压制品

12、车间层压制品车间压塑机及供热锅炉压塑机及供热锅炉 二级二级8 8线缆车间线缆车间冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、真空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备 二级二级9 9空压站空压站单台单台60m60m3 3/min/min以上空压机以上空压机 二级二级有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵 二级二级离心式压缩机润滑油泵离心式压缩机润滑油泵 一级一级表表21 小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类 第第2 2章章 工厂

13、的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第12页EXIT2022年年3月月22日日2.1.2 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 长期连续工作制设备长期连续工作制设备短时工作制设备短时工作制设备反复短时工作制设备反复短时工作制设备能长期连续运行，每次连续工作时间超过能长期连续运行，每次连续工作时间超过8 8小时，小时，运行时负荷比较稳定。在计算其设备容量时，直运行时负荷比较稳定。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量接查取其铭牌上的额定容量 这类设备的工作时间较短，停歇时间较长。在计这类设备的工作时间较短，停歇时间较长。在计算其设备容量时，直接查取

14、其铭牌上的额定容量算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量这类设备的工作呈周期性，时而工作时而停歇，这类设备的工作呈周期性，时而工作时而停歇，如此反复，如此反复，其运行特点为工作时温度达不到稳定其运行特点为工作时温度达不到稳定温度，停歇时也达不到环境温度。温度，停歇时也达不到环境温度。且工作时间与且工作时间与停歇时间有一定比例停歇时间有一定比例第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第13页EXIT2022年年3月月22日日起重设备电动机的额定暂载率起重设备电动机的额定暂载率 有有15%15%、25%25%、40%40%、60%60%四种。

15、四种。电焊设备的额定暂载率电焊设备的额定暂载率 有有50%50%、65%65%、75%75%、100%100%四种。四种。 通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示负荷持续率负荷持续率（或称（或称暂载率暂载率）。 式中式中 工作时间；工作时间； 停歇时间。停歇时间。t0t2.1.2 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第14页EXIT2022年年3月月22日日对电焊设备，其功率应统一换算到对电焊设备，其功率应统一换算到=100%=10

16、0%，换算公式为：，换算公式为： NNNNeSPPcos（2-2） 式中：式中： 设备铬牌额定容量；设备铬牌额定容量； 设备铬牌功率因数；设备铬牌功率因数； NSNcos2.1.2 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 对吊车电动机组，其功率应统一换算到对吊车电动机组，其功率应统一换算到=25%=25%，换算公式为：，换算公式为： （2-3） 式中：式中：PN 吊车电动机的铬牌额定容量。吊车电动机的铬牌额定容量。 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第15页EXIT2022年年3月月22日日 （2 2）电焊机的设备容量）电焊机的设备容

17、量 电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，所以所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量： %100 解：解：（1 1）金属切削机床的设备容量）金属切削机床的设备容量 金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以2020台金属切削机床的台金属切削机床的总容量为：总容量为： 例例2.1 某小批量生产车间某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共20台（其中台（其中10.5kW-4台，台，7.5kW-8台，台，5kW-8台），车间有台），车间有380V电

18、焊机电焊机2台（每台容量台（每台容量20kVA， , ），车间有吊车），车间有吊车1台台11kW， ），试），试计算此车间的设备容量。计算此车间的设备容量。 %65N5 . 0cosN%25NeiePP1kW142585 . 785 .104NNNeSPcos22kW1 .165 . 065. 0202第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第16页EXIT2022年年3月月22日日 （3）吊车的设备容量）吊车的设备容量 吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，所以所以1台吊

19、车的容量为：台吊车的容量为： (4) 车间的设备总容量为：车间的设备总容量为：%25kW11253NNNePPPkW169111 .16142eP第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第17页EXIT2022年年3月月22日日2.1.3 负荷曲线负荷曲线 负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。按负荷对象分按负荷对象分: :工厂的的负荷曲线工厂的的负荷曲线车间的的负荷曲线车间的的负荷曲线某台设备的负荷曲线某台设备的负荷曲线按负荷的功率性质分按负荷的功率性质分: :有功负荷曲线有功负荷曲线无功负

20、荷曲线无功负荷曲线按表示的时间分按表示的时间分: :年的负荷曲线年的负荷曲线月的负荷曲线月的负荷曲线日的负荷曲线日的负荷曲线工作班的负荷曲线工作班的负荷曲线按绘制方式分按绘制方式分: :依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形的负荷曲线梯形的负荷曲线负负 荷荷 曲曲 线线 分分 类类第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第18页EXIT2022年年3月月22日日图图2.1 2.1 日有功负荷曲线日有功负荷曲线a)a)依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线 b)b)梯形负荷曲线梯形负荷曲线2.1.3 负荷曲线负荷曲线 第第2 2章章 工厂的电力

21、负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第19页EXIT2022年年3月月22日日1负荷曲线的绘制 负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动时间，纵坐标表示负荷负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动时间，纵坐标表示负荷大小（有功功率大小（有功功率kW、无功功率、无功功率kvar）。）。年负荷持续时间曲线如图年负荷持续时间曲线如图2.2a，反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间（全年，反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间（全年按按8760 h 计）的关系。这种曲线的负荷从大到小依次排列，反映了全年负荷变动与对计）的关系。这种曲线的负荷从大到小依次

22、排列，反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间（全年按应的负荷持续时间（全年按8760h计）的关系。计）的关系。年每日最大负荷曲线如图年每日最大负荷曲线如图2.2b，反映了全年当中不同时段的电能消耗水平，是按全，反映了全年当中不同时段的电能消耗水平，是按全年每日最大半小时平均负荷来绘制的。年每日最大半小时平均负荷来绘制的。 2.1.3 负荷曲线负荷曲线 图图 2.2 2.2 年负荷曲线年负荷曲线 a) a) 年负荷持续时间曲线年负荷持续时间曲线 b) b) 年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第20页E

23、XIT2022年年3月月22日日2与负荷曲线有关的参数与负荷曲线有关的参数 (1) 年最大负荷年最大负荷 和年最大负荷利用小时和年最大负荷利用小时图图2.3 2.3 年最大负荷和年平均负荷年最大负荷和年平均负荷a)a)年最大负荷和年最大负荷利用小时年最大负荷和年最大负荷利用小时 b)b)年平均负荷年平均负荷2.1.3 负荷曲线负荷曲线 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第21页EXIT2022年年3月月22日日 年负荷持续时间曲线上的最大负荷就是年负荷持续时间曲线上的最大负荷就是年最大负荷年最大负荷Pmax ， 它是全年中负荷最大的它是

24、全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。 年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时Tmax，是一个假想时间，在此时间内，电力负荷假设按年最大是一个假想时间，在此时间内，电力负荷假设按年最大负荷负荷Pmax持续运行所耗用的电能恰好与实际负荷全年耗用的电能相同，如图持续运行所耗用的电能恰好与实际负荷全年耗用的电能相同，如图2.3a所示。所示。因此因此 maxmaxPWTa （2-4） 式中式中 电力负荷全年实际耗用的电能电力负荷全年实际耗用的电能 是反映工厂负荷特征的参数是反映工厂负荷特征的参数一班制工厂一班制工厂 ： =18003000 h两班制工

25、厂两班制工厂 ： =35004800 h三班制工厂：三班制工厂： =50007000 h2与负荷曲线有关的参数与负荷曲线有关的参数 (1) 年最大负荷年最大负荷 和年最大负荷利用小时和年最大负荷利用小时2.1.3 负荷曲线负荷曲线 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第22页EXIT2022年年3月月22日日(2)(2)平均负荷平均负荷PavPav和年平均负荷和年平均负荷 平均负荷平均负荷就是负荷在一定时间就是负荷在一定时间t t内平均消耗的功率，即：内平均消耗的功率，即： tWPtav（2-5） 式中式中 Wtt 时间内耗用的电能。时间

26、内耗用的电能。 年平均负荷年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功率除以全年总小时数，如图就是全年工厂负荷消耗的总功率除以全年总小时数，如图2.3b 所示。所示。 8760aavWP（2-6） 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第23页EXIT2022年年3月月22日日2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 2.2.1 概述概述 2.2.2 用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定2.2.3 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定2.2.4 工厂的功率因数及无功补偿工厂的功率因数及无功补偿 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工

27、厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第24页EXIT2022年年3月月22日日2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 2.2.1 概述概述 1 1计算负荷计算负荷是负荷曲线上持续了是负荷曲线上持续了半小时的最大负荷半小时的最大负荷P P3030（亦即年最大（亦即年最大负荷负荷 ），是用统计方法计算求出的。），是用统计方法计算求出的。计算负荷是供电系统设计计计算负荷是供电系统设计计算的基本依据。算的基本依据。P P3030-负荷的有功计算负荷负荷的有功计算负荷Q Q3030-负荷的无功计算负荷负荷的无功计算负荷S S3030-负荷的视在计算负荷负荷的视在计算负荷I I30

28、30-负荷的计算电流负荷的计算电流第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第25页EXIT2022年年3月月22日日2 2负荷计算负荷计算2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 2.2.1 概述概述 需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷情况需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电所的负荷来确定的，适用于变、配电所的负荷计算计算二项式系数法考虑了用电设备中几台二项式系数法考虑了用电设备中几台功率较大的设备工作时对负荷影响的功率较大的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干附

29、加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算线和配电箱的负荷计算负荷计算负荷计算方法方法第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第26页EXIT2022年年3月月22日日表表2.2 各用电设备组的需要系数各用电设备组的需要系数Kd及功率因数及功率因数 用电设备组名称用电设备组名称 需要系数需要系数Kd 二项式系数二项式系数 最大容量最大容量设备台数设备台数 功率因数功率因数bc小批量生产金属冷加工机床小批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床小批量生产金属热加工机床小批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加

30、工机床大批量生产金属热加工机床 0.30.35 40.26 0.5 5555 0.65 1.731.731.331.17 通风机、水泵、空压机通风机、水泵、空压机 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非联锁的连续运输机械非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械50.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车铸造车间吊车铸造车间吊车0.10.1

31、50.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 自动装料电阻炉自动装料电阻炉非自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻炉、干燥箱小型电阻炉、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高频感应电炉（不带补偿）高频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉电弧熔炉 0.60.350.87 1.332.680.57 点焊机、缝焊机点焊机、缝焊机对焊机对焊机0.350.35 31.02 自动弧焊变压器自动弧焊

32、变压器单头手动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 生产厂房、办公室、实验室照明生产厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明变配电室、仓库照明生活照明生活照明室外照明室外照明0.80.81 1.01.01.01.0 0000 costan第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第27页EXIT2022年年3月月22日日2.2.2 用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定 1需要系数法 需要系数法的基本公式：需要系数法

33、的基本公式： edPKP30（2-7） eiePP（2-8） 式中式中 需要系数；需要系数； 设备容量，为用电设备组所有设备容量之和；设备容量，为用电设备组所有设备容量之和； 每组用电设备的设备容量。每组用电设备的设备容量。dKePeiP 由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工作的设备也不一定由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素，都工作在额定状态下，另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素，设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量乘以一个小于设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量

34、乘以一个小于1 1的系数，的系数，叫做叫做需要系数需要系数，用，用 表示。表示。 设备容量设备容量dK2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 eP第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第28页EXIT2022年年3月月22日日（1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取 (2) 用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷 有功计算负荷：有功计算负荷： （2-9）无功计算负荷：无功计算负荷： （2-10）视在计算负荷：视在计算负荷： （2-11）计算电流：计算电流： （2-12） (3) 多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷 总的

35、有功计算负荷：总的有功计算负荷： （2-13） 总的无功计算负荷：总的无功计算负荷： （2-14）总的视在计算负荷：总的视在计算负荷： （2-15）总的计算电流：总的计算电流： （2-16）1dKedPKP30tan3030PQ23023030QPSNUSI33030iPKP3030iQKQ303023023030QPSNUSI330302.2.2 用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第29页EXIT2022年年3月月22日日 在确定多组用电设

36、备的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数同时出现的因素，计入一个同时系数K K，该系数取值见表，该系数取值见表2.32.3。 应用范围应用范围 K 确定车间变电所低压线路最大负荷确定车间变电所低压线路最大负荷 冷加工车间冷加工车间 热加工车间热加工车间 动力站动力站 确定配电所母线的最大负荷确定配电所母线的最大负荷 负荷小于负荷小于5000kW 计算负荷小于计算负荷小于500010000kW 计算负荷大于计算负荷大于10000kW 0.91.00.850

37、.8 表表2.3 同时系数同时系数K 2.2.2 用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第30页EXIT2022年年3月月22日日例例2.2 2.2 用需要系数法计算例用需要系数法计算例2.12.1车间的计算负荷。车间的计算负荷。解：（解：（1 1）金属切削机床组的计算负荷）金属切削机床组的计算负荷 查表查表2.22.2取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：根据公式（根据公式（2-92-9）（）（2-102-10）（）（2-112-11

38、）（）（2-122-12）有：）有： 73. 1tan 5 . 0cos 2 . 0，dKkW4 .281422 . 0)1(30Pvark1 .494 .2873. 1)1(30QkVA8 .561 .494 .2822)1(30SA3 .8638. 038 .56)1(30I（2）电焊机组的计算负荷）电焊机组的计算负荷查表查表2.2 取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：根据公式（根据公式（2-9）（）（2-10）（）（2-11）（）（2-12）有：）有： 68. 2tan 35. 0cos 35. 0，dKkW6 . 51 .1635. 0)2(30Pkvar0 .1568.

39、26 . 5)2(30QkVA0 .160 .156 . 522)2(30SA3 .2438. 0316)2(30I第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第31页EXIT2022年年3月月22日日第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第32页EXIT2022年年3月月22日日2. 二项式系数法 在计算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车间干线和在计算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法，计算公式为：配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数

40、法，计算公式为：XecPbPP30（2-17） 式中式中 b 、c二项式系数二项式系数，根据设备名称、类型、台数查表，根据设备名称、类型、台数查表2.2选取；选取； 用电设备组的用电设备组的平均负荷平均负荷，其中，其中 为用电设备组的设备总容量；为用电设备组的设备总容量； 指用电设备中指用电设备中x台容量最大的设备容量之和。台容量最大的设备容量之和。 指用电设备中指用电设备中 x台容量最大的设备投入运行时增加的台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷附加负荷。 的计算公式与前述需要系数法相同。的计算公式与前述需要系数法相同。ebPePxPxcP303030ISQ，2.2.2 用电设备组计算负荷

41、的确定用电设备组计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第33页EXIT2022年年3月月22日日用用二二项项式式法法求求解解计计算算负负荷荷的的几几个个问问题：题：（1）对）对12台用电设备可认为台用电设备可认为 ，即，即（2）用电设备组的有功计算负荷的求取直接应用式（）用电设备组的有功计算负荷的求取直接应用式（2-17），其余的计算负），其余的计算负荷与需要系数法相同。荷与需要系数法相同。（3）采用二项式系数法确定多组用电设备的总计算负荷时，要考虑各组用）采用二项式系数法确定多

42、组用电设备的总计算负荷时，要考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。在各组用电设备中取其中一组最大的电设备的最大负荷不同时出现的因素。在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷附加负荷 ，再加上各组平均负荷，再加上各组平均负荷 ，求出设备组的总计算负荷。，求出设备组的总计算负荷。ePP300 1cb，max)(xcPebP总的有功计算负荷为：总的有功计算负荷为： （2-18）总的无功计算负荷为：总的无功计算负荷为： （2-19）式中：式中： 各组中最大的一组附加负荷；各组中最大的一组附加负荷； 最大附加负荷最大附加负荷 的设备组的的设备组的 。求出求出 、 后，可根据公式（后，可根据公式（2

43、-11）、（）、（2-12）得出）得出 和和 。 max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQmax)(xcPmaxtanmax)(xcPtan30P30Q30S30I2.2.2 用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第34页EXIT2022年年3月月22日日例2.3 用二项式法计算例用二项式法计算例2.1车间的金属切削机床组的计算负荷。车间的金属切削机床组的计算负荷。解：查表查表2.2取二项式系数取二项

44、式系数73. 1tan 5 . 0cos 5 4 . 0 14. 0，xcbkW5 .4915 . 745 .105 PPx根据公式（根据公式（2-17）、（）、（2-10）、（）、（2-11）、（）、（2-12）有）有 kW7 .395 .494 . 014214. 030 xecPbPPvark7 .6873. 17 .3930QkVA4 .797 .687 .39230SA6 .12038. 034 .7930I第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第35页EXIT2022年年3月月22日日2.2.3 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的

45、确定 1用需要系数法计算全厂计算负荷 在已知全厂用电设备总容量的条件下，乘以一个工厂的需要系在已知全厂用电设备总容量的条件下，乘以一个工厂的需要系数即可求得全厂的有功计算负荷，即数即可求得全厂的有功计算负荷，即 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第36页EXIT2022年年3月月22日日表表2.4 2.4 全厂负荷的需要系数及功率因数全厂负荷的需要系数及功率因数工厂类别工厂类别 需要系数需要系数 功率因数功率因数 汽轮机制造厂汽轮机制造厂0.38 0.88 锅炉制造厂锅炉制造厂 0.27 0

46、.73 柴油机制造厂柴油机制造厂 0.32 0.74 重型机床制造厂重型机床制造厂 0.32 0.71 仪器仪表制造厂仪器仪表制造厂 0.37 0.81 电机制造厂电机制造厂 0.33 0.81 石油机械制造厂石油机械制造厂 0.45 0.78 电线电缆制造厂电线电缆制造厂0.35 0.73 电器开关制造厂电器开关制造厂 0.35 0.75 橡胶厂橡胶厂 0.5 0.72 通用机械厂通用机械厂0.4 0.72 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第37页EXIT2022年年3月月22日日2用逐级推算法计算全厂的计算负荷 由用电设备组开始，

47、逐级向电源方向推算的方法，在经过变压器由用电设备组开始，逐级向电源方向推算的方法，在经过变压器和较长的线路时，应加上变压器和线路的损耗。和较长的线路时，应加上变压器和线路的损耗。有功功率损耗：有功功率损耗： （2-212-21）无功功率损耗：无功功率损耗： （2-222-22）30015. 0SPT3006. 0SQT2.2.3 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 变压器损耗可按下式估算：变压器损耗可按下式估算：第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第38页EXIT2022年年3月月22日日

48、P30.5= K5 P30.6i P304= +PwL2 P30.3= K3 P304i P302= +PT+PwL1 P301= K1 P302i2用逐级推算法计算全厂的计算负荷 2.2.3 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 图图2.4 2.4 逐级推算法示意图逐级推算法示意图 305Pi 3 .30p第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第39页EXIT2022年年3月月22日日3按年产量和年产值估算全厂的计算负荷 Tmax为工厂的年最大负荷利用小时为工厂的年最大负荷利用小时;A、B分别

49、为工厂的年产量及年产值分别为工厂的年产量及年产值;a 、b分别为工厂的单位产量耗电量及单位产值耗电量分别为工厂的单位产量耗电量及单位产值耗电量bBaAWa（2-23） max30TWPa（2-24） 2.2.3 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第40页EXIT2022年年3月月22日日2.2.4 工厂的功率因数及无功补偿工厂的功率因数及无功补偿 1工厂的功率因数分类和计算 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 瞬时功率因数瞬时功率因数最大负荷时

50、功率因数最大负荷时功率因数自然功率因数自然功率因数总功率因数总功率因数指运行中的工厂供用电系指运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值统在某一时刻的功率因数值 UIP3cos P 功率表测出的三相有功功率读功率表测出的三相有功功率读数；数；U电压表测出的线电压读数；电压表测出的线电压读数；I 电流表测出的线电流读数。电流表测出的线电流读数。 指某一规定时间段内指某一规定时间段内功率因数的平均值功率因数的平均值 指配电系统运行在年最大负荷指配电系统运行在年最大负荷（计算负荷）时的功率因数（计算负荷）时的功率因数 22cosqPPWWWWP有功电度表读数；有功电度表读数；W Wq q 无功电度

51、表读数。无功电度表读数。 3030cosSP P30工厂的有功计算负荷；工厂的有功计算负荷；S30工厂的视在计算负荷。工厂的视在计算负荷。 指用电设备或工厂在没有安指用电设备或工厂在没有安装人工补偿设备时的功率因数装人工补偿设备时的功率因数 指用电设备或工厂设置了人工指用电设备或工厂设置了人工补偿设备后的功率因数补偿设备后的功率因数 平均功率因数平均功率因数 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第41页EXIT2022年年3月月22日日2无功功率补偿 高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调压装置的电力用户，高压供电的工业用户和高压供电装

52、有带负荷调压装置的电力用户，功率因数应达到功率因数应达到0.90.9以上，其他用户功率因数应在以上，其他用户功率因数应在0.850.85以上。以上。 2.2.4 工厂的功率因数及无功补偿工厂的功率因数及无功补偿 2.2 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷的确定 人工补偿无功功率人工补偿无功功率提高自然功率因数提高自然功率因数提高功率因数提高功率因数第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第42页EXIT2022年年3月月22日日3补偿容量和补偿后计算负荷的计算 2.2.4 工厂的功率因数及无功补偿工厂的功率因数及无功补偿 2.2 工厂计算负荷的确

53、定工厂计算负荷的确定 （1 1）补偿容量的计算）补偿容量的计算 (2) (2) 补偿后计算负荷的计算补偿后计算负荷的计算 )tantan2130（PQC （2-28） cCqQn 确定电容器的个数确定电容器的个数 (2-29) CQQQ30/30补偿后总的无功计算负荷补偿后总的无功计算负荷 (2-30) 2302302/30230/30)(CQQPQPS补偿后的视在计算负荷补偿后的视在计算负荷 (2-31) 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第43页EXIT2022年年3月月22日日无功功率补偿的意义无功功率补偿的意义右图表示功率因数提

54、高与无功功率和视在功率变化的关系。假设功率因数由 提高到 ，这时在用户需用的有功功率 不变的条件下，无功功率将由 减小到 ，视在功率将由 减小到 。相应的负荷电流 也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，即节约了电能，又提高了电压质量，而且可选用较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第44页EXIT2022年年3月月22日日2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明的基本知识2.3.2 照明设备容量及照明计算负荷的确定照明设备容

55、量及照明计算负荷的确定第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第45页EXIT2022年年3月月22日日2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明的基本知识 1电光源及常用灯具 热辐射光源热辐射光源: :利用物体加热时发光的原理所做成的光源，如白炽灯，卤钨灯。利用物体加热时发光的原理所做成的光源，如白炽灯，卤钨灯。气体放电光源气体放电光源: :利用气体放电发光的原理所做成的光源，如荧光灯、荧光高压汞灯。利用气体放电发光的原理所做成的光源，如荧光灯、荧光高压汞灯。第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负

56、荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第46页EXIT2022年年3月月22日日（1 1）白炽灯）白炽灯 靠钨丝通过电流产靠钨丝通过电流产生高温，从而引起热辐射发光生高温，从而引起热辐射发光。 2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明的基本知识 1电光源及常用灯具 图图2.5 2.5 白炽灯白炽灯1-1-玻壳玻壳 2-2-灯丝灯丝 3-3-支架支架 4-4-电极电极 5-5-芯柱芯柱 6-6-杜美丝杜美丝 7-7-引入线引入线 8-8-抽气管抽气管 9-9-灯头灯头 10-10-封端胶泥封端胶泥 11-11-焊锡接触端焊锡接触端第第2 2章章 工厂的电

57、力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第47页EXIT2022年年3月月22日日（2 2）卤钨灯卤钨灯 它的发光原理与白它的发光原理与白炽灯相同，但在白炽灯泡中充入了炽灯相同，但在白炽灯泡中充入了微量的卤化物（如碘化物和溴化微量的卤化物（如碘化物和溴化物），利用钨循环来提高发光效率。物），利用钨循环来提高发光效率。 2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明的基本知识 图图2.6 卤钨灯卤钨灯1-石英玻璃泡石英玻璃泡 2-金属支架金属支架 3-灯丝灯丝 4-散热罩散热罩 5-电极电极第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负

58、荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第48页EXIT2022年年3月月22日日（3 3）荧光灯荧光灯 利用汞蒸气利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许可见光和大放电，发出少许可见光和大量的紫外线，这些紫外线再量的紫外线，这些紫外线再激励灯管内壁的荧光粉，产激励灯管内壁的荧光粉，产生大量的可见光。生大量的可见光。（4 4）高压汞灯高压汞灯 是荧光灯是荧光灯的改进产品，属于高气压的的改进产品，属于高气压的汞蒸气放电光源，发光原理汞蒸气放电光源，发光原理与荧光灯相同。与荧光灯相同。 2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明

59、的基本知识 图图2.7 2.7 荧光高压汞灯（荧光高压汞灯（GGYGGY型）型）1-1-主电极主电极1 2-1 2-主电极主电极2 3-2 3-支架支架 4-4-内层石英玻壳内层石英玻壳 5-5-外外层石英玻壳层石英玻壳 6-6-触发极触发极 7-7-限流电阻限流电阻 8-8-灯头灯头 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第49页EXIT2022年年3月月22日日2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明的基本知识 （4 4）高压汞灯）高压汞灯第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂

60、供配电技术工厂供配电技术第2章第50页EXIT2022年年3月月22日日（5 5）高压钠灯高压钠灯 它利用它利用高压的钠蒸气放电发光。高压的钠蒸气放电发光。 2.3 工厂的电气照明负荷工厂的电气照明负荷 2.3.1 照明的基本知识照明的基本知识 图图2.8 2.8 高压钠灯高压钠灯1-1-主电极主电极 2-2-陶瓷放电管理陶瓷放电管理 3-3-外玻壳外玻壳 4-4-消气剂消气剂 5-5-灯头灯头 第第2 2章章 工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算 工厂供配电技术工厂供配电技术第2章第51页EXIT2022年年3月月22日日（6 6）金属卤化物灯金属卤化物灯 在高压汞灯内在高压汞灯内添加某