第二章电力负荷及其计算

工厂供电山西大同大学王官升2023/2/4

第二章电力负荷及其计算第一节工厂的电力负荷与负荷曲线第二节三相用电设备组计算负荷的确定第三节单相用电设备组计算负荷的确定第四节工厂的计算负荷及年耗电量的计算第五节尖峰电流及其计算2023/2/42第一节工厂电力负荷与负荷曲线一、电力负荷分级及其对供电的要求二、用电设备的工作制三、负荷曲线的概念四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量2023/2/43一、电力负荷分级及其对供电的要求电力负荷又称电力负载1)指耗用电能的用电设备或用户。2)指用电设备或用户所耗用的电功率或电流的大小。电力负荷的分级及其对供电的要求）一级负荷（一类负荷）应有两个独立电源。特别重要的增设应急电源。2）二级负荷（二类负荷）应有两个电源。负荷小或有困难时可一个电源，电缆线路需两个电源。3）三级负荷（三类负荷）不考虑备用电源2023/2/44三、负荷曲线的概念负荷曲线电力负荷随时间变动的曲线。对象，时间。图2-1为一班制工厂的日有功负荷曲线。2-1a，依点成；2-1b，梯形负荷曲线。半小时分格。图2-2为年负荷曲线。通常绘成负荷持续时间曲线，如图2-2c。P1所占时间P2所占时间图2-3为年每日最大负荷曲线。按全年每日最大负荷绘制。取30min平均最大负荷。可用来确定变压器的经济运行方式。2023/2/45

四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量2023/2/461.年最大负荷和年最大负荷利用小时⑴年最大负荷Pmax负荷最大的工作班内，消耗电能最大的半小时的平均功率。也称：半小时最大负荷P30。⑵年最大负荷利用小时Tmax全年的耗电量，按年最大负荷输送，所需的小时数（图2-4）。即一班制为1800～3000h，两班制为3500～4800h，三班制为5000～7000h。2023/2/472.平均负荷和平均负荷系数⑴平均负荷在一定时间内平均消耗的功率。即年平均负荷，图2-5。⑵平均负荷系数又称负荷率，为用电负荷平均负荷与最大负荷的比值，即也称负荷填充系数，表征负荷曲线不平坦的程度。用电设备负荷系数2023/2/48第二节三相用电设备组计算负荷的确定一、概述计算负荷是按发热条件选择导体和电器时所使用的一个假想负荷。导体达到稳定温升的时间约为30min。通常取30min平均最大负荷作为计算负荷。需要系数法、二项式法2023/2/49二、按需要系数法确定计算负荷（一）基本公式用电设备组的计算负荷（图2-6)（附表1，P347)例2-12023/2/410（二）设备容量的计算负荷计算时先换算成统一工作制下的额定功率，然后再进行负荷的统计计算。用电设备的工作制长时工作制、短时工作制、断续周期工作制。2023/2/4111.长时工作制用电设备特点长时连续运行，且负荷比较稳定。如通风机、压风机、水泵、电炉、照明灯等。换算等于其铭牌上额定功率。2023/2/4122．短时工作制用电设备特点运行时间短，停歇时间长。如车床上的进给电机、小绞车、电动闸门等。换算一般按铭牌上的额定功率确定。正常时不使用，只在事故或检修时使用的支线按额定功率确定；干线不考虑。若功率较大，应适当考虑。2023/2/4133．断续周期工作制用电设备特点周期性地时而运行、时而停歇，周期一般不超过10min，如电焊机、起重吊车等。换算按“热量等效”的原则，换算成规定负荷持续率下的额定功率。2023/2/414功率换算公式起重运输类设备，换算到暂载率下的额定功率对于电焊类设备，换算到暂载率下的额定功率

2023/2/415（三）多组用电设备计算负荷的确定总有功计算负荷总无功计算负荷总视在计算负荷总计算电流同时系数（又称参差系数或综合系数）见P36。例2-22023/2/416三、按二项式法确定计算负荷(一）基本公式bPe：用电设备组的平均功率cPx：x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷。设备台数n<2x时，最大设备台数取x=n/2，并四舍五入。只有1～2台设备时，P30=Pe。单台电动机P30=PN/η。适用于台数少、容量差别大的低压干线和分支线。例2-32023/2/417（二）多组用电设备计算负荷的确定总有功功率总无功功率例2-4。2023/2/418第三节单相用电设备组计算负荷的确定一、概述单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15％，按三相平衡负荷计算。否则需换算。三相负荷不平衡时，应以最大负荷相负荷的三倍作为等效的三相负荷。2023/2/419二、单相设备组等效三相负荷的计算1.单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算等效三相计算负荷按需要系数法计算2.单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算2023/2/4203.单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算步骤将接于线电压的单相设备换算为接于相电压的设备容量；计算各相的设备容量和计算负荷；总等效三相计算负荷为线电压的单相设备换算为接于相电压的设备容量表2-3。例2-52023/2/421第四节工厂的计算负荷及年耗电量的计算一、工厂计算负荷的确定（一）需要系数法（二）单位产品电耗法（三）逐级计算法变压器损耗估算有功损耗无功损耗2023/2/422（四）功率因数的提高1.工厂的功率因数⑴瞬时功率因数由功率因数表测出。或用右式计算⑵平均功率因数⑶最大负荷时功率因数2023/2/4232.无功功率补偿提高功率因数的意义提高电力系统的供电能力。减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。减少供电网络的电能损耗。提高负荷的自然功率因数正确选择并合理使用电动机，尽量选用笼型异步电动机；合理选择变压器容量；容量大，不需调速的尽量选用同步电动机。人工补偿法提高功率因数装设并联电容器2023/2/424电容器的选择电容器补偿容量的计算无功补偿率，可查附表3。电容器台（柜）数的确定电容器台数应取3的倍数

2023/2/4253.无功补偿后的工厂计算负荷补偿后的无功计算负荷补偿后的视在计算负荷电费基本电费，电能电费，功率因数奖惩电费。例2-6。2023/2/426二、工厂年耗电量的计算用年产量和单位产品耗电量估算。精确计算年有功电能消耗量年无功电能消耗量年平均有功负荷系数年平均无功负荷系数Ta年工作时数：一班制2000h，两班制4000h，三班制6000h。例2-7。2023/2/427第五节尖峰电流及其计算尖峰电流持续时间1～2s的短时负荷电流。单台用电设备尖峰电流的计算Kst笼型电机取5～7