第二章供配电负荷计算

内容本章是分析工厂供配电系统和进行供电设计计算的基础电力负荷的基本概负荷计算的内容及目负荷曲线的基本概负荷曲线的绘与负荷计算相关的几个物设备容量的计算方估算需要系数法求解计算负二项式法求解计算负单相负荷的计线路的功率损耗计变压器损耗计电能损耗计逐级计算方尖峰电流的基本概尖峰电流的计算方—、电力负荷与电电力负

（无功负荷）Q 电功电KW·h。读数方法单位：无功电KVar·h负荷计算的目。工厂用电设备工作时的实际负荷不等于设备额定负（安装容量负荷计算的主要内①求计算负荷（需要负荷，假想负荷）：即正常工作负荷表征1日有功负荷曲折线形和阶梯形绘制负荷在一昼夜间的变化情2年持续负荷曲 夏季165天 冬季165天年持续负荷曲线的绘制方A夏季代表日负荷曲线B冬季代表日负荷曲 C年持续负荷曲南方某用年持续负荷曲线的意3负荷曲线作负荷曲线能够直观的对于设计人荷4特负荷曲线是有规律1年最大负荷和最大负荷利用小负荷最大工作班：一年中最大负荷月份内最少出2~3次的最大负荷工作班（去掉了偶然性 或者30,30S30年最大负荷利用小时物理意义：用户以全年最大负荷持续工作运行小时所消耗的电能等有功无功

用电负荷均衡性的标志，越大越均衡2平均负荷和负荷PavWtt：Pav,QavSavPavWa

nn

0avKaLPavKrL

一般：0.7~0.75;0.76~0.823需要系数和利用系需要系Kd 利用系数Kxav 算负荷表示为：PC,QC,SC2计计算负荷与实际上与30min最大负荷基本相 P30Pmax Q30QmaxSC S30 SmaxIC I30 Imax过大会造成投资变大以及有色金属的浪本章主要介绍两用电设备的额定容铭牌上标出的功率（或容量）——设备容量的意。（）3设备容量的计e PN反复短时工作电焊机组100标准负荷持续率为：100100设备功率：e

SNcos

PN,SN,cosN,

吊车电动机2525设备功率

Pn

Pn

Sncos

Pn,Sn,cosn,n

二、估算单位产品耗电量负荷密度

Pc

已知车间生产面积S(m2)，负荷密度指标ρ(KW/m2)功负荷系数KaL，则车间平均负荷Pav和车间计算负荷 P

KaL用电设备组KPCKLK K wl需要系数法的适用情况：设备组台数多，容量差别单个用电设备组的计算负PCPeKdQCPCtanPC2PC22CSCSC

三相平衡负其中

——该用电设备组的设备容量之Kd——用电设备组的需要系数，可查380V的电动机W解：查表得Kd0.18tan1.73PCPeKd0.1812021.6KWQCPCtan21.61.7337.37KVarPC2PC22CSC3UI3U

43.2KVA65.6多个用电设备组的计算负考虑各用电设备组的入同时系PCPC,QC,IC

Kp,KPCKpi1m KqQcimi1PC2PC22CSCI例 15kW1台，11kW3台，7.5kW2台，4kW2台，2.2kW8台；解:冷加工机床：查附录表1可通风Pc2=Kd2Pe2=0.8×3=2.4kW电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备mPCKpi1m KqQcimi1

0.9(17.722.42)19.9KW0.9(30.661.80)29.21KVarPC2PC22CSC3UI3U

19.91219.91229.21230.38

53.71A

35.35KVA注意几点

1单个用电设备组PCbPebPe——设备组平均负Pe——该用电设备组的设备功率之和；设备功率计算方cPx——附加负荷，为x当设备总台数n<2x时，取x=n/2，按四舍五入取当只有一台设备由计算得到的PcQCPCP2P22CCCIC 多个用电设备组的计算mPCbim

(cPxQCbiPeitani

(cPx)maxtanmaxPC2PC22CCICSC 3UN例 解:求出各组的平均功率bPe和附加负荷（２）通风机查附录表1，取tgφ2=0.75，n=2＜2x，取x2=n/2=1（３）(cPx)1：mQCbiPeitani (cPx)maxtanmaxm(71.731.560.750)10.81.7330.72KVarPC2PC22CIC

20.64230.7223UN20.64230.722

37.01KVA30.38)56.23A3计算原则三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量15%时，单相设备可按照三三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量15%时，需要把单相设备等效成三相设备容功负荷的等效方法与之相同。Pe

Pem——为最大负荷相的单相设备功率之PemmaxPea,eb,ecPe 其中，Pe为单相设备容设接于三个线电压的设备容量分别为且cos1cos2 cos3 1，当P1>P2>P3时，则Pe 3P1(3 3) 3 3 1

AB30)SCA30)

30CA30CA3 CA CA33 13

cos(

30)SCA

cos(CA

30 1

3QeA3

SABsin(

30

SCAsin( CA

30 1 30)

303 3B 1

3 3

SBCsin(BC30)S

sin(

30 1 30) 303 CA3 1

CA 3 3

SCAsin( CA

30

S

sin(

BC30PeQe本节讲解线路和变压RRP

103(KW2Q3ICXWL Ic—2

变压器的功率损耗可分为铁损和铜损铁损为主磁通在铁芯中产生的损耗（P0, 铜损为负荷电流在一、二次绕组中产生的损耗（PL, 空载损短路损铁铜铁铜主磁通在铁芯中的低压侧绕组高压侧电压负荷电流在一二次耗（磁滞、涡流损）——P0。主磁由电压、频率决主磁通也小铁芯产生的组的电阻中产生的功损耗——与负荷电流的平方耗可忽正比 PPPPP(C)2PPKS SNP0：空载有功功率损

PK：额定负载下的铜损；PL：计算负荷下的变压器无功功率空载损短路损形成主磁通的励磁电流I0产生的损耗一二次绕组中产生的无功损 Q QQ(SC

(I0

UK%K2S SNI0%UK

PT0.015SCQT0.06SC以精确计算，通常采用最大负荷损耗时间进行描述的物理意义：当线路或变压器中流过计算电流

f(WaIC1 3I2R 与Tmax大时，越小，即电能损耗22cos

时，有：222

8760PKKL

N确定用户的计算负荷是选择电源进线和一、二次设备本依据，是供配电设计的逐级计算法原则和 NQC1PC1tanNtanN

PeKdQC2PC2tan 2 22CCIC

SC车间干线或多组用电设备的计算负荷确定（如图中3点处PC3KpPc2QC3KqQc2 2 22CCIC3

SC3UPc2：各组有功计算负3UQ：各组无功计算负荷之Qc变电所低压母线计算负荷的确定（如图中4点处PC KpPcQC KqQc 2 22CC3UIC3U

SCPc3：各干线有功计算负荷之Qc3：各干线无功计算负荷之五车间变电所高压母线计算负荷的确定（如图中5点处

QC Qc

QTPT0.015ScQT0.06ScSc4：变压器低压侧视在计算负六总降压变电所低压侧计算负荷的确定（如图中6点处 Kp(PcQC Kq(Qc

PWLQWL七总降压变电所高压侧计算负荷的确定（如图中7点处用户总QC

c6Qc6QTSC IC

22CC3US3U12k与计算电流的尖峰电流的计算）—单台用电设备尖峰电流的计=Ipk Ist KstIN对于电焊变压器一般二多台用电设备尖峰电流的计实质求多台用电设备供电的干线尖峰电该设备启动电流的增IpkIC(Ist

IN)max(Ist

IC IN)max ——用电设备组启动电流与额定电差中的最大电有一380V配电干线，给三台电动机供电，已知IN1=5A，IN2=4A，IN3=10AKst1=7，Kst2=4，Kst3=3，求该配电线解：计算启动电流与额定电流之差Ist1–IN1=Kst1INIst2–IN2=Kst2INIst3–IN3=Kst3IN可见，（Ist–IN）max=30A，因此该线路的尖峰电流Ipk=Ic+（Ist-IN瞬时功率因 平均功率因数：某段时间内的功率W由消耗的电能计WP2P22(Wat(WrtW22ar1(Wrcosav

由计算负荷计P2P22avav

(KaLPC)2(K(KaLPC)2(KrLQC1(KrLQC)=基本电价+电度电+功率因数调整电最大负荷功率因数：计算负荷时的

C— 二、功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数1、功率因数对供电系统的影P电能损耗增 电压损失增 供电设备的利用率降 2.提高功率因数的提高自然功率系数：0.6~0.8，避免 合理选择变压器的容量：负荷率大于0人工补偿功率并联电容器——应用最广 方同步电动机动态无功补1、并联电2.补偿容量和电容器台数的采用固定补固定补偿——610KV采用自动补自动补偿——根据 n式中，QcN为单个电容器的额定容量如果是三相电容器，取相近偏大的整3例：tanav1tan(arccos0.67)1.1080tanav2tan(arccos0.9)0.4843avKaLC0.7524001800KWQavPCtanav118001.1080QCCav(tanav1tanav21800(1.10800.4843)nQNC

1122.66的实际值为30×40=1200kvar，此时的实际平均功率因数为P2QP2Qavav

P2P2 av

满足要求接成△接成Y 方便。负荷计P

Q ccP'P QQ'

P'2Q'ccP'2Q'cccS c功率因数计固定

P2P2Qav P)2 Q)Q CTP2QCCcosP2QCC

例题电容器BW0.4–14–1，问补偿容量需多少？补偿后车间总的视在解 22 228002

cos1

590.25800变压器的功率损耗PT0.015SC10.015800QT0.06SC10.06800PC2C1PT590.2512QC2QC1QT54048 2 22CC602.252C

变压器容量选cos