工厂供电课件第二章负荷计算

1、第二部分第二部分 工厂供电一次系统工厂供电一次系统工厂供电一次系统设计的基本内容工厂供电一次系统设计的基本内容负荷计算短路计算无功补偿计算变配电所位置和型式的选择变压器台数容量选择主接线方案设计一次设备的选择与校验导线的选择导线截面积计算一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.电力负荷的分级电力负荷的分级：工厂的电力负荷，按GB50052-1995供配电系统设计规范规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级： (1) 一级负荷 (2) 二级负荷 (3) 三级负荷 一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一

2、）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.电力负荷的分级电力负荷的分级：工厂的电力负荷，按GB50052-1995供配电系统设计规范规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级： (1) 一级负荷：双电源双电源供电，特别重要负荷还需加备用电源一般选不同变电所的两路出线或者一路公网电源一路自备电源 (2) 二级负荷：双回路双回路供电（高压侧双回路）一般选同一变电所的两路不同变压器出线 或一路公网一路自备 (3) 三级负荷 MMM一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）2.2.用电设备的工作制用电设备的工作制：关系到设

3、备容量的计算 (1) 连续工作制设备 (2) 短时工作制设备 (3) 断续周期工作制设备 断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表示其工作特征。负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用表示，即0100%100%ttTtt一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）2.2.用电设备的工作制用电设备的工作制：关系到设备容量的计算 (1) 连续工作制设备 (2) 短时工作制设备 (3) 断续周期工作制设备 Pe=PNNeNPP 电焊机组：取100%，即coseNNNNPPS 吊车电动机组：取25%，即252NeNNNPPP

4、一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.负荷曲线：负荷曲线：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它绘在直角坐标纸上。纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以小时h为单位）。图2-1 日有功负荷曲线 (1) 日负荷曲线一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.负荷曲线：负荷曲线：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它绘在直角坐标纸上。纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以小时h为单位）。 (2) 年负荷曲线 年负荷持续

5、时间曲线：反映负荷（功率）及其持续时间 年每日最大负荷曲线：反映一年中每日最大负荷的变化情况一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.负荷曲线：负荷曲线： (2) 年负荷曲线图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制a) 夏日负荷曲线 b) 冬日负荷曲线 c) 年负荷持续时间曲线一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.负荷曲线：负荷曲线： (2) 年负荷曲线图2-3 年每日最大负荷曲线一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.负荷曲线：负荷

6、曲线： (3) 与负荷曲线相关的物理量年最大负荷Pmax，年最大负荷利用小时Tmax，平均负荷Pav，负荷系数KL一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.计算负荷：计算负荷： 通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷（calculated load）。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。从此定义出发，显然在上述几个物从此定义出发，显然在上述几个物理量中，我们最应关心的是理量中，我们最应关心的是Pmax P3030 ，Q3030 ，S3030 和和

7、3030 负荷计算的最终输出：一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.计算负荷：计算负荷： 用电设备组的计算负荷P30(6) 多组用电设备的计算负荷P30(5) 低压配电干线的计算负荷P30(4) 低压母线的计算负荷P30(3) 高压配电干线的计算负荷P30(2) 工厂的计算负荷P30(1)一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定负荷计算的方法：需要系数法和二项式法负荷计算的方法：需要系数法和二项式法 三相用电设备组的计算负荷P301.1.需要系数法：需要系数法：30

8、LeeWLK KPP M1M2MnPN1PN2PNnK为设备组的同时系数KL为设备组的负荷系数e为设备组的平均效率WL为配电线路的平均效率Pe用电设备组的设备容量一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定 三相用电设备组的计算负荷P301.1.需要系数法：需要系数法：30LeeWLK KPP /()LeWLdK KK Kd为需要系数30dePK PKd查表求得一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定 三相用电设备组的计算负荷P301.1.需要系数法：需要

9、系数法：30dePK PKd查表求得 设备组容量Pe：NePPNNePPNNePP 2一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定 三相用电设备组的计算负荷P301.1.需要系数法：需要系数法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIUcos,tan 查表求得一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定例例2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW 3台，4kW 8台，3kW 17台，1.5kW

10、 10台。试求其计算负荷。1.1.需要系数法：需要系数法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIU 解：解：此机床组电动机的总容量为7.5348317 1.510120.5ePkWkWkWkWkW 查附录表1，Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73有功计算负荷：无功计算负荷：3048.273.230.38kVAIAkV300.2 120.524.1PkWkW3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA视在计算负荷： 计算电流：一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的

11、确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定注意事项：注意事项：1.1.需要系数法：需要系数法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIU需要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大，因此在计算时，首先要正确判明用电设备的类别和工作状态正确判明用电设备的类别和工作状态，否则会造成错误。只有12台设备时，可认为Kd =1，即P30=Pe 。对于电动机，由于它本身功率损耗较大，因此当只有一台电动机时，其P30 =PN /，这里PN 为电动机额定容量，为电动机效率。应用场合：应用场合：需要系数法适用于确定车间的计算负荷，设备台数较多的场合。一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负

12、荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030对车间干线，对车间干线，95. 085. 0 pK0.90 0.97qK一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M

13、2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030对低压母线，对低压母线，（1）由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取0.80 0.90pK0.85 0.95qK一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030对低压母线，对低压母线，（2）由车间干线的计算负荷直接相加来

14、计算时取，取95. 090. 0pK97. 093. 0qK一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU)1(30P)(30 iP?30P一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1

15、.1.需要系数法：需要系数法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW (其中较大容量电动机有7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7台)， 通风机2台共3kW， 电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。解：解：先按需要系数法求各组的计算负荷 (1) 金属切削机床组 查附录表1，取 ,故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110) 1 (30kkWQ一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设

16、备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW (其中较大容量电动机有7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7台)， 通风机2台共3kW， 电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。解：解：先按需要系数法求各组的计算负荷 (2)通风机组0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8 v

17、arQkWk (3)电阻炉0.7,cos1,tan0dK30(3)0.721.4PkWkW30(3)0Q一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW (其中较大容量电动机有7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7台)， 通风机2台共3kW， 电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。

18、 因此总的计算负荷为 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定：多组用电设备计算负荷的确定：1.1.需要系数法：需要系数法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电

19、动机20台共50kW (其中较大容量电动机有7.5kW1台， 4kW3台，2.2 kW7台)， 通风机2台共3kW， 电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。34.522.718.513.1 取19.113.85523车间总计01.4010.721电阻炉31.82.40.750.80.832通风机217.3101.730.50.25020切削机床1计 算 负 荷 需要系数容 量 台数n设备名称 序号kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI /300.95,0.97pqKK一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）

20、三相用电设备组计算负荷的确定基本公式：基本公式：2.2.二项式法：二项式法：30exPbPcP用电设备组的计算负荷为该设备组的平均功率bPe与 x台容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响cPx之和。其中的b，c，x均由附表1查得。其余Q30、S20、I30与需要系数法计算相同3030tanQP3030cosPS30303NSIU一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（二）三相用电设备组计算负荷的确定（二）三相用电设备组计算负荷的确定注意事项：注意事项：2.2.二项式法：二项式法：30exPbPcP按二项式法确定计算负荷时，如果设备总台数n 少于附录表1中规定的最大容量设备台数x

21、的2倍，即nS30(2)，因此在未进行无功补偿时，主变压器容量应选为1250kVA（参看附录表5）。这时变电所低压侧的功率因数为(2)cos650/10310.63一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（四）工厂计算负荷的确定（四）工厂计算负荷的确定 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 （6 6）无功补偿后的计算负荷）无功补偿后的计算负荷解：解： (2) 无功补偿容量按规定变电所高压侧的 ，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取 。要使低压侧功率因数由0.63提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为cos0.9(2)cos0.92650(tanarccos0

22、.63tanarccos0.92) var525 varCQkk530 varCQk取若采用PGJ1型低压无功自动补偿屏，可选用方案1：1#主屏1台，3#辅屏6台，共计84*7=588kvar方案2：2#主屏1台，4#辅屏4台，共计112*5=560kvar一、工厂的电力负荷计算一、工厂的电力负荷计算（四）工厂计算负荷的确定（四）工厂计算负荷的确定 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 （6 6）无功补偿后的计算负荷）无功补偿后的计算负荷解：（解：（3）补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为因此补偿后变压器容量可改选为800kVA，比补偿前容量减少450kVA。 变压器的功率损耗为AkVAkVS693)560800(65022)2(30kWSPT769301. 001. 0)2(30var3569305. 005. 0)2(30kSQT一、工厂的电力负荷计算一、工厂的