天津大学《工厂供电》第2章电力负荷计算

1、第2章电力负荷计算，第2章电力负荷计算，2.1负荷计算的内容和目的2.2电力负荷和计算负荷2.3计算负荷的实用计算方法2.4单相负荷计算2.5峰值电流计算2.6功率损耗和能量损耗计算2.7全厂负荷计算，2.1负荷计算的内容和目的。其次，计算计算电压波动和电压损失的峰值电流，并选择保险丝和保护元件。3.计算平均负荷，计算全厂的功率需求和功率损耗，选择无功补偿装置。2.2电力负荷和计算负荷。1.电力负荷工厂的电气设备种类繁多，数量大，工作条件复杂。工厂常用设备，各种机械驱动电机：空气压缩机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、搅拌机、制氧机、润滑油泵、提升机、起重机等。工业电炉：电弧炉、电阻炉、感应炉等

2、。电解设备：电解槽等。如泵、通风机、压缩机、电炉、运输设备、照明设备等。(2)工作时间短、停机时间长的电气设备。如机床的横梁升降、刀架的快速移动电机、闸门电机等。(3)设备工作时间短，反复停止运行。例如，起重机、电梯、电焊机等。电气设备的分类是否可以通过电气负荷直接计算出来？在电力系统中，电气设备所需的电力称为电力负荷，简称负荷或电力。有三种类型：有功功率、无功功率和视在功率。工厂基本原始数据为：电气设备安装能力(由工艺部门提供)。回顾供电的基本要求(安全、可靠、高质量和经济)，在实践中，(1)安装的设备不同时运行；(2)运行设备的实际负荷是变化的结果，导致浪费。如何解决它？通过系统各部件的实

3、际负载电流产生的热量所引起的温升不得超过导体和电气设备在规定的服务期内长期运行的允许温升。事实上，情况就是如此。你能根据供暖条件选择一个“假设负荷”吗？定义：计算载荷是指当等效载荷通过导向体时，导体的最高温升与导体通过实际可变载荷时产生的最高温升完全相等。这种等效载荷称为“计算载荷”。规定将30分钟平均最大负荷作为用户的“计算负荷”。计算负荷分为有功计算负荷(30)、无功计算负荷(Q30)和视在计算负荷(S30)，2。最大换挡是指一年中最大负荷月至少发生2-3次的最大负荷换挡。(2)为什么要花“30分钟”？一些解释：(1)是“假设载荷”，如何计算计算载荷？负荷曲线是电力负荷随时间变化的曲线图，

4、反映了用户用电的特点和规律。(a)日负荷曲线负荷在昼夜(024小时)变化。(a)夏季日负荷曲线(b)冬季日负荷曲线(c)年负荷持续时间曲线，t1=200t165t2(b)年负荷曲线、年运行负荷曲线、年负荷持续时间曲线绘制；(c)同一类型工厂(或车间)的负荷曲线形状大致相同，可以直观地反映用户用电的特点和规律。从负荷曲线可以看出什么？4.负荷曲线的相关物理量，1。年最大负荷和年最大负荷利用小时数(1)年最大负荷Pmax (2)年最大负荷利用小时数Tmax，2。平均负载平均负载是指在一定时间内电力负载消耗的平均功率。如图所示，年平均负荷Pav，阴影部分表示全年实际消耗的电能Wa，然后：3。负荷系数

5、KL负荷系数是指平均负荷与最大负荷之比。有功负荷系数KaL和无功负荷系数KrL，即有时用来表示有功负荷系数和用来表示无功负荷系数。一般工厂=0.70.75，=0.760.82注：对于单个电气设备或一组电气设备，有：目前常用的负荷计算方法有需求系数法和二项式法。2.3计算负荷的实用计算方法，估算法实际上是指数法，在设计任务书或初步设计阶段，特别是方案比较时，按估算法计算更方便。回顾：在工厂的供电系统图中，负荷计算的步骤应从负荷端开始，逐步向上推至进电端。3.重复短时工作制的电气设备重复短时工作制的设备容量是指从一定负荷率下的额定功率转换为统一负荷率下的功率。1.设备容量的确定，即所有设备的铭牌额

6、定功率；2.具有短期工作系统的电气设备；1.具有长期工作系统的电气设备；2)电焊机和电焊机组需要统一转换为当前功率，即电焊机的额定有功功率；是额定视在功率；额定负载持续率；是额定功率因数。1)起重机(起重机电机)需要统一转换为当前功率，即：(1)电炉变压器组的设备容量是指额定功率下的有功功率，即：(2)无镇流器照明设备的设备容量是指灯头的额定功率，即：建筑单位面积的照明容量，s是建筑面积。照明设备的设备容量也可根据建筑物的单位面积容量法进行估算。使用镇流器的照明设备的设备容量应包括镇流器中的功率损耗。荧光灯、高压汞灯和金属卤化物灯，1。(单)电气设备组的计算负荷，2。计算负荷根据需要用系数法确

7、定，形成系数的原因是：电气设备的设备容量是指其输出容量，与其输入容量之间有一个平均效率；电气设备可能无法满负荷运行，因此引入了负荷系数；电气设备本身和配电线路都存在功率损耗，因此引入了线路的平均效率；电气设备组中的所有设备可能不会同时运行，因此引入了同时系数。需求系数，2，多个电气设备组的计算负荷，同步系数，无功计算负荷的视在计算负荷，3，示例(示例2-2 P23)，已知一个机修车间的380伏线路上连接了20台总功率为50kW的金属切削机床电机，其中2台容量较大的电机为7.5kW2，2台容量为4kW2，8台容量为2.2kW8此外，还连接了2台1.2千瓦的风扇；1台2kW电阻炉。(假设同时系数K

8、p和Kq都是0.9)。尝试计算负载，并查找表以获得冷工作电机：Kx1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 P1=kx 1 PE 1=0.250=10kw qc1=PC 1tg 1=101.73=17.3 kvr呼吸机：Kx2=0.8，cos2=0.8，Tg2=0.75 PC 2=kx 2 PE 2=0.82.4=1.92 kwq C2=PC 2tg 2=1.922车间计算负荷：需求系数法适用于设备数量多、总容量大、无特大型电气设备、设备数量少、容量差异大的支线干线。第三，计算负荷采用二项式方法确定，(1)基本负荷值：电气设备组平均最大负荷值，(2)附加功率值：考虑几个大容量电气设备对总

9、计算负荷的影响，二项式方法，(单)电气设备组在计算中，只将每组电气设备附加负荷的最大值计入总计算负荷，即每组有功平均负荷之和。 每组无功平均负荷、每组有功附加负荷的最大值和每组功率因数角的相应正切值之和。2。多个电气设备组的计算负荷，3。例(例2-3 P25)，已知20台金属切削电机试着计算一下负载。解决方案：计算每组的平均功率bPe和附加负载CPX，(1)金属切割机电机单元，(2)通风单元，(3)电阻炉，总计算负载，4。计算负荷的估算方法，1。单位产品耗电量法如果知道一个车间或企业的年产量M和每种产品的单位耗电量，企业的年电能W为：有功计算负荷为：如果车间生产面积和负荷密度指数已知，车间的平

10、均负荷为33，360磅/平方英尺。单位面积负荷密度法，2.4单相负荷计算。如果单相设备总容量小于三相设备总容量的15%，无论单相设备如何分布，都可以按三相平衡负荷计算。(1)单相设备接入相电压时的负荷计算；(2)单相设备接入同一线路电压时的负荷计算；(1)当只有一相时，(2)在每一行负荷中选择较大的两项；(3)单相设备同时接入线电压和相电压时的负荷计算；(1)将连接到线路电压的单相负载转换为连接到相电压的单相负载，将功率放大器、功率放大器和功率放大器转换为介于A、B和C之间的有功负载，而将质量保证、质量控制和质量控制转换为介于A、B和C之间的无功负载。例如(例2-4 P27)，在220伏/38

11、0伏三相四线制线路上，两组20千瓦2的电烤箱连接到a相，30千瓦1连接到b相，三组10千瓦3连接到c相：两个20千瓦2的电加热器分别连接到b相和c相；三个14 kW (=100%)对焊机连接到AB相，两个20 kW (=100%)对焊机连接到BC相，一个46 kW (=60%)对焊机连接到CA相。尝试计算线路的计算负荷。解决方案是：1.电烘炉和电加热器各相的计算负荷计算为Kx=0.7，cos=1，tg=0，因此，只要计算出有功计算负荷，a相pca1=kxpea=0.7202=28kw，b相pcb1=kxpeb=0.7 (301 201)=35kw，c相PcC1=KxPeC=0.7(103 20

12、1)=35kW，2。在表中查找对焊机各相的计算负载，得到Kx=0.35，cos Pab-a=PBC-b=PCA-c=0.8 PAB-b=PBC-c=PCA-a=0.2 qab-a=qbc-b=qca-c=0.22 qab-b=qbc-c=qca-a，当查找表的cos=0.7 (1)时，各相的设备容量为a相pea=PAB-apabpca-apca Peb相位=PBC-bpbcpab-bpab=0.8202 0.2143=40.4 kw qeb=qBC-bpbcqab-bpab=0.22202 0.8143=42.4 kvar c相位pec=PCA-cpcapbc-cpbc=0.835.63 0.

13、2202 CPCA Qbc-CPBC=0.2235.63 0.8202=39.84 kvar，(2) 各相的总计算负荷(让同时系数为0.95)。A相主成分分析=k(主成分分析1 PCA 2)=0.95(28 14.26)=40.15 KWQCA=k(qca 1 qca 2)=0.95(0 13.21)=12.55 kVAR。B相印刷电路板=K(PCB 1 PC 2 8KW QCb=K(QCb 1 QCb 2)=0.95(0 14.84)=14.10K var，c相的Pcc=K(Pcc 1 PC C2)=0.95(3512.78)=45.39 KW Qcc=K(Qcc 1 QCc 2)=0.95

14、(013.94)=13.24K var 4。由于b相的有功计算负载，总等效三相计算负载最大，因此，PCM=PCB=46.68 kw QCM=qcb=14.10 kvr PC=3pcm=346.68=140.04 kw QC=3qcm=314.10=42.3 kvr，2.5峰值电流计算，峰值电流Ijf指一个或多个电气设备在12秒内的短时最大负载电流。计算峰值电流的目的：选择熔断器、设置低压断路器和继电保护装置、计算电压波动和检查电机自启动条件。1。由单个电气设备供电的支线的峰值电流是电气设备的启动电流，即Ijf=Ist=KIN，其中Ist是电气设备的启动电流；IN是电气设备的额定电流；k是电气设

15、备的启动电流倍数。，2。计算由多台电气设备供电的干线的峰值电流，其中Ijf为电气设备组中启动电流与额定电流相差最大的设备的启动电流；k为n1个设备的同时系数，其值根据设备数量选择，一般为0.71；Ijs是设备投入运行时线路的计算电流。3。多个电气设备同时启动，其中n为参与启动的电气设备数量；Ki和Ijsi是ith设备的启动电流倍数和额定电流。例2-5有一条380伏的配电干线，为三个电动机供电。众所周知，IN1=5A，IN2=4A，IN3=10A，Ist1=35A，Ist2=16A，Kst3=3。找出配电线路的峰值电流。解决方案：ist 1 in 1=355=30 aist 2 in 2=164=12 ist 3 in 3=kst 3 in 3 in 3=31010=20a，(IstIN)max=30A，然后Is