第2章 电力负荷计算

1、第2章电力负荷计算，电力工程基础，河北科技大学电气工程系，2020/7/11，第2章电力负荷计算，2.1电力负荷及负荷曲线2.2计算负荷及相关系数2.3确定计算负荷的方法2.4计算峰值电流2.5计算功率损耗及电能损耗2.6确定企业计算负荷2.7无功补偿，河北科技大学电气工程系，3，2020/7/11，1。电力负荷分类及其对电源的要求，电源模式：由两个独立的电源供电。一级负荷：供电中断会造成人身伤害、重大设备损坏、重大产品报废或重大政治经济损失。二次负荷：供电中断会造成重大设备损坏，大量产品会报废，大量重点企业会减产，或造成巨大的政治和经济损失。电源模式：由双电路供电。3三级负荷：不属于一级和二

2、级负荷的所有电气负荷。电源模式：对电源没有特殊要求。2.1电力负荷及负荷曲线，河北科技大学电气工程系，4，2020/7/11，2。电气设备工作系统，1连续运行工作系统(长期工作系统)，2短期运行工作系统(短期工作系统)，3间歇循环工作系统(重复短期工作系统)，临时负荷率(负荷持续率):指设备工作时间和起重机：标准临时负荷率分别为15%、25%、40%和60%，电焊机：标准临时负荷率分别为50%、65%、75%和100%，2.1电力负荷和负荷曲线，河北科技大学电气工程系，5，220负荷曲线按性质划分：有功负荷曲线和无功负荷曲线按负荷持续时间划分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线；2荷载曲线的绘

3、制；2.1电力负荷及负荷曲线、日负荷曲线(图2-1):逐点作图法、梯形曲线法、年负荷曲线：年最大负荷曲线(图2-2):或运行年负荷曲线。图2-2河北科技大学电机工程系最大负荷曲线，2020年6月/7月11日，图2-1有功负荷曲线A)线图B)梯形图，2.1功率负荷及负荷曲线，河北科技大学电机工程系，2020年7月11日，冬季213天，夏季152天。图2-3年时间负荷曲线的绘制a)夏季典型日负荷曲线b)冬季典型日负荷曲线c)年时间负荷曲线，2.1电力负荷和负荷曲线，年时间负荷曲线(图2-3):或年负荷延续曲线。河北科技大学电气工程系，8，2020/7/11，4。与负荷曲线、年最大负荷和年最大负荷利

4、用小时数、年最大负荷Pmax相关的物理量：指全年消耗电能最多的半小时平均功率，即年最大负荷利用小时数Tmax:在此期间，用户在年最大负荷下连续运行所消耗的电能正好等于实际年功率，可见年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。图2-4最大负荷和年最大负荷利用小时数，2.1电力负荷和负荷曲线，河北科技大学电气工程系，9，2020/7/11，2平均负荷和负荷系数，平均负荷Pav:某一时间t内电力负荷消耗的平均功率，即负荷系数KL:平均负荷与最大负荷之比，即年平均负荷为(图2-5-年平均负荷，河北科技大学电气工程系，2.1电力负荷和负荷曲线通过根据加热条件选择导体和电气设备的负荷的

5、统计计算获得的假想连续负荷值，称为计算负荷，用Pc(或Qc、Sc、Ic)表示。1.计算负荷的含义，根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线上的“最大负荷”通常称为计算负荷，它被用作根据加热条件选择电气设备的依据。因此，2.1对于电力负荷和负荷曲线，中小截面导体的加热时间常数一般大于10分钟，而导体通过电流达到稳定温升的时间约为34分钟。也就是说，载流导体在大约半小时(30分钟)后可以达到稳定的温升，河北科技大学电气工程系，11，2020/7/11，2.1电力负荷和负荷曲线，2。确定计算负荷系数，3个二项式系数b和c。1需要系数Kd:负荷曲线中最大有功计算负荷Pmax与所有电气设备额定功率之比，即2利用

6、系数Ku:负荷曲线中平均计算负荷Pav与所有电气设备额定功率之比，即河北科技大学电气工程系，12，2020/7/11。一、概述，计算负荷的方法有：需要系数法，2 2。根据需求系数确定计算负荷；1.确定设备容量Pe。对于长期工作制的电气设备，对于重复短期工作制的电气设备，设备容量是指换算成统一临时负荷率的额定功率。2.3确定计算负荷的方法，换算方法：根据同一循环的等效加热条件换算。河北科技大学电气工程系，13，2020/7/11，起重机电气单元(包括电动葫芦、起重机、行车等)的设备容量。):指统一换算为=25%时的额定功率(千瓦)，即：2.3，计算负荷确定方法，河北科技大学电机工程系，2020年

7、第14期/。荧光灯应考虑镇流器中的功率损耗(约为灯泡功率的20%)，其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；高压汞荧光灯和金属卤化物灯还应考虑镇流器的功率损耗(约为灯泡功率的10%)，其设备容量应为灯额定功率的1.1倍。2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，2020年7月11日15，单相负荷的设备容量：当单相电气设备的总容量不超过三相电气设备总容量的15%时，其设备容量可直接视为三相平衡负荷；当超过15%时，应换算成等效的三相设备容量，然后与三相电气设备一起进行三相负荷计算。转换方法如下：当单相设备接入相电压时：当单相设备接入同一线电压时：其中为等效三相设备容量(千瓦)；最大负载相连

8、接的单相设备的容量(千瓦)。其中是连接到同一线路电压的单相设备的容量(千瓦)。2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电机工程系，2020年7月11日、16日。一般情况下，连接到线路电压的单相设备的容量应转换为连接到相电压的设备的容量，转换公式如下：a相：b相：c相：然后按相计算各相的设备容量。2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，17，2020/7/11，2单个电气设备的计算负荷，对于长时间连续工作的单个电气设备，对于需要考虑效率的单个电气设备(如电机)，3电气设备组的计算负荷，其中P30、Q30和S30的单位分别为Kd，是需要系数，见本书表2-3。2.3计算负荷的确定方法，河北科

9、技大学电机工程系，2020年7月11日。在确定电气设备组的计算负荷时，应考虑以下因素：1、由于工作条件不同，电气设备可能无法同时工作，因此应考虑同时使用因素；所有电气设备因此，电气设备组的计算负荷为：2.3。计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，19，2020/7/11，两个以上电气设备组的计算负荷，其中为同期系数，见本书表2-5。当车间配电干线上有多组电气设备时，每组电气设备的最大负荷不会同时出现，此时应包含一个同步系数。2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，2020年7月20日，电力负荷计算表，例2-1(P35)，2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，2020

10、年7月21日，2.3最大容量的x台电气设备投入运行时，附加负荷(kw)是否增加；是电气设备组的平均负载(千瓦)。河北科技大学电气工程系，2020年7月22日，2对多组不同工作系统的电气设备，、其中每组电气设备的最大附加负荷；是每个电气设备组的平均负荷之和；是相应功率因数角的正切值；是每个电气设备组对应的功率因数的正切值。2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，2020年7月23日，例2-2(P37)，电力负荷计算表，与例2-1(S30=29.67kVA，I30=45.1A)相比，可以看出二项式计算的结果优于需要系数法，2.3计算负荷的确定方法，河北科技大学电气工程系，2020年7月1

11、1日也就是说，两个或多个电气设备的峰值电流，或、和是启动电流和额定电流之间差异最大的设备。 2.4峰值电流计算，河北科技大学电气工程系，2020年7月25日，3。电气设备同时自启动的峰值电流。如果一组电气设备需要同时参与自启动，则其峰值电流等于所有电气设备的启动电流之和，即n为参与自启动的电气设备数量；并且是分别对应于第I个电气设备的启动电流倍数和额定电流。2.4峰值电流的计算是除启动电流和额定电流之间差值最大的装置之外的其他n-1个装置的额定电流之和；是n-1设备的同时系数，一般为0.71，I30是所有设备投入运行时线路的计算电流。河北科技大学电气工程系，26，2020/7/11，1。功率损

12、失，1。变压器的功率损耗，即铁芯中的有功功率损耗，即铁损：在施加的电压和频率恒定时是固定的，与负载无关。变压器空载损耗可视为铁损，即变压器有功功率损耗：2.5功率损耗和电能损耗计算，河北科技大学电气工程系，27，2020/7/11，变压器短路损耗可视为额定负载下的铜损，因此任何负载下的铜损为：因此，在公式中，它是变压器的负载率；S30为变压器的计算负荷(千伏安)；SN是变压器的额定容量(千伏安)。2.5功率损耗和电能损耗的计算，初级和次级线圈电阻消耗的有功功率损耗，即铜损耗：与负载电流(或功率)的平方成正比。可变损耗，河北科技大学电气工程系，28，2020/7/11，2.5功率损耗和电能损耗的

13、计算，用于产生主磁通(即励磁电流)的无功功率损耗：它仅与电网电压相关，与负载大小无关，可用于表征。因此，变压器的无功功率损耗与负载电流(或功率)的平方成正比，可以用来表征。，河北科技大学电机工程系，2020年7月29日，2.5功率损耗和电能损耗的计算，因此额定负载下的损耗和任意负载下的损耗分别为：以下近似公式可用于负载估算：河北科技大学电机工程系，2020年7月30日，11月2.5功率损耗和电能损耗的计算。含义：年最大负荷损耗小时数实际上是一个假想时间，在此期间线路通过计算电流(I30)造成的功率损耗正好等于全年实际负荷电流造成的功率损耗。图2-6，与天猫的关系曲线，河北科技大学电气工程系，3

14、1，2020/7/11，2变压器功率损耗，2.5功率损耗和功率损耗的计算，变压器铁损引起的功率损耗：变压器铜损引起的功率损耗：因此，变压器的年功率损耗为，河北科技大学，32，200功率损耗和电能损耗的2.5计算；3.线损率的计算；1.线损：发电厂的电能在电网的传输、转换和分配中所造成的损耗称为电网电能损耗，简称线损。包括理论线损和管理线损。2.线损率：指电网供电中线损电量的百分比，即：实际线损率、理论线损率、河北科技大学电机工程系，33，2020/7/11，2.6企业计算负荷的确定，1。按照分步计算的方法确定企业计算负荷，即从企业用电端开始。一般工业企业供电系统图见图2-7:图2-7负荷计算供

15、电系统，河北科技大学电气工程系，34，2020/7/11，2.6企业计算负荷的确定，1。电气设备组的计算负荷(图2-7中的1点)，2。车间变压器低压母线计算负荷(图2-7注：当变电站低压母线装有用于无功补偿的静电电容器组，其容量为时，河北科技大学电气工程系，35，2020/7/11，2.6企业计算负荷的确定，3。车间变压器高压侧计算负荷(图2-7中3点)，注：如果计算负荷时未确定车间变压器的容量和型号，变压器的功率损耗可为SL7、S9、SC9等低损耗变压器：SJL1等变压器：河北科技大学电气工程系，36，2020/7/11，2.6，企业计算负荷的确定，4，车间变电所高压母线上的计算负荷(图2-7中4点)，5。 主降压变电站出线计算负荷(图2-7高压线路功率损耗小，在负荷计算中可以忽略不计，故有河北科技大学电机工程系，37，2020/7/11，2.6企业计算负荷的确定，6。 主降压变电站低压母线计算负荷(图2-7中6点)，注：如果主降压变电站610千伏二次母线侧用于无功补偿，7。企业总计算负荷(图2-7 7分)，河北科技大学电机工程系，38，2020/7/11，2.6企业计算负