工业企业电力负荷及其计算

1、第二章，工业企业电力负荷及其核算，1，主要内容： 2.1，工业电力负荷和负荷曲线*2.2，三相用电气设备群计算负荷确定*2.3，单相用电气设备群计算负荷确定2.4，工业企业计算载荷和系统的电力损失和电力损失2.5，尖峰电流计算2.5，学习目的：对供电工作实现安全、可靠、经济、合理的要求2.1、工业企业的电力负荷和负荷曲线、2.1.1工业企业的电力负荷等级1、电力负荷：电气设备消耗的电力或流过线路的电流或电力(反映数值KA/KVA )消耗的电气设备和用户。 (反映性质) 2、根据电力负荷对其供电的可靠性和中断供电给政治、经济造成的损失或影响程度，工业企业的电力负荷为三级：一级负载二级负载三级负载

2、，1 )、一级负载：重要负载，即使发生正常运行和事故，也必须维持连续供电。 解决方案：由两个独立的电源供应器供电。 特别重要的是保安负荷(应急电源)。 2 )、二级负荷：重要负荷，占很大比例。 确保供电不中断，或者中断后立即恢复供电。 解决办法： 2次线路供电，供电电压互感器也必须为2台。 例：3)、3级负荷：不属于1级和2级负荷的所有电力用户。 允许长时间的供电中断，一般有单环路的供电。 在工业企业中，一级二级负荷所占的比例很大(60%-80% )，但短时间供电中断造成的损失一般相当大。 掌握工业企业的负荷等级及其对供电的要求后，在设计新企业的供电系统时，可以根据情况进行计划的制定和分析比较

3、，确定供电计划是技术经济最合理的。 2.1.2工业企业用电气设备的工作制是工业企业，电能广泛应用于各种机械、电解、电热、电焊等，其工作制不同。 为了取得更正确的电力负荷数据，正确选择电力供给系统的线路和电力供给要素，必须按工作制分类电力设备。 根据发热状况，分为1、连续工作制2 .短时间工作制3 .重复短时间工作制。 1、连续工作制：在规定的环境温度下长期连续运行的电气设备，其特征是负荷比较稳定。 连续工作的发热使其温度达到稳定的温度，在哪个部分发生的温度和温度上升不能超过最高允许值。 例：通风机、泵、压缩空气机、电动发动机、电炉、输送设备、照明设备等。 2、短时工作制：工作时间短，休息时间相

4、当长的电气设备。 工作温度不能达到稳定的温度是其特征，休息时间的温度会下降到环境温度。 例如：工作母机的进给马达、闸门马达、脉冲阀等，重复3、短时间的工作制：工作、休息、运转的设备，工作周期一般不超过10min。 其特征是工作中温度没有达到稳定的温度，休息中温度也没有达到环境温度。 负载继续率/过渡率： t为作业周期，t为作业周期内的作业时间，t0为作业周期内的非作业时间。 国标规定电气设备的额定周期为10min。 例如：曳引机、高炉曳引机、各种类型的电动葫芦起重机、电焊机、电动葫芦起重机。 (一般是系统不良的使用者)。 2.1.3工业企业的负荷曲线和计算负荷1，负荷曲线是指一段时间内负荷随时

5、间变化的规律，反映了用户的电功耗特点和功率大小。 负荷曲线的名称和特征由三组词定义： a、功率性质：有效和无效b、时间段：年、月、日、上班c、计量地/设备名：发电站、变电所、电力线、工业企业、工厂、某类设备。 负荷曲线的功能：直观地把握适应变动的情况。、峰值负载、最大负载谷、最小负载半小时最大负载P30 Q30，S30 Pav，Qav，Iav、年负荷曲线1、年负荷曲线2，2、与负荷曲线相关的物理量(1)、年最大负载(P30 Pmax ) :在年负载最大的工作日电功耗最大的半小时平均功率。 (2)、年最大负荷利用时间： Tmax=Wa/Pmax=Wa/P30 Wa为年耗电量，反映负荷的稳定性，与

6、工厂的生产班制明显相关。 如果增大则原来如此变得平稳，(3)，平均负载：电力负荷在一定时间t内消耗的电力的平均值Pav=Wt/t年平均负载： Pav=Wa/8760，(4)，负载系数：的平均负载与最大负载之比，也称为负载率，表示负荷曲线不是平平整整的程度，即负载变动。 KL=Pav/Pmax反映了负荷变动的程度。 设备的负荷系数：设备的输出功率Pout和设备额定容量PN之比。 KL=Pout/PN，3，计算负荷的概念：负荷的统计计算求出的、用于在发热条件下选择供电系统的各元件的负荷值热惯量和发热3原则计算负荷的表示： P30，Q30，S30，I30计算负荷是供电设计计算的基本依据，与电气设备的

7、选择和导线的选择有关。 目标：选择合适的构件，以满足电力线路可靠运行的要求。 决定计算负荷的方法需要系数法、尺二项式。2.2、三相用电气设备组的设备容量、2.2.1、设备容量的不同“额定功率”，在确定电气设备组的额定容量时，各设备的额定容量不能简单地相加，必须换算为相同工作制下的额定功率后相加。 统一规定的工作制下的“额定功率”为设备容量，用Pe表示。 换算的根据是等价的发热条件，也就是将一个工作制下的发热转换为其他工作制下的发热时的电功耗。 2.2.2设备容量的确定(单一三相设备) (根据工作制的不同而确定) 1、连续工作制和短时间工作制的设备容量：p0是比功率，即建筑物的每单位面积的照明光

8、源的设置功率a是建筑物的面积，2、反复短时间工作制的设备容量反复短时间工作控制的设备容量是某负载继续率的标牌根据、发热条件的等价推导：1)电焊机和电焊装置：=100=100%，例如：电焊机电压互感器： SN=42kVA，N=60%，求出：该电压互感器的Pe，解：2 )电动葫芦起重机(电动葫芦起重机电动机):=25=25%，例如：某10t的一台桥式起重机， PN=39.6kW N=40%，求：该电动葫芦起重机的Pe，解：2.3，电力负荷的实用计算方法，2.3.1需要系数法的概念：在进行电力负荷的计算时，一般将工厂内的多个电气设备按其工作特征分组，即把负荷曲线的特征相近的组合成一个设备组， 为各组

9、设备选择合适的需要系数，计算各组设备电气设备的计算负荷，然后根据各组计算负荷求出总计算负荷。1、电气设备组的计算负荷、需要系数：用需要系数法决定三相电气设备组的计算负荷的基本式、2、电气设备单体的计算负荷、Kd一般由工厂范围内的设备台数多的状况决定。 但是，干线或者支线铁路中使用的电气设备只有12台时，例如，有1台桥电动葫芦起重机，在负载继续率为40%的条件下，额定功率为39.6kW，额定负载下的效率为0.8，功率因数为0.5，尝试求出该电滚子的供电线的支线铁路的计算负载，解：PE=p30=q30=， 多组电气设备的最大负荷不一定出现在云同步上，因此根据实际情况，有效负荷和无效负荷分别由一个云

10、同步系数(综合系数) Kp和Kq计入现场干线： Kp=0.85-0.95，Kq=0.9-0.97。 低压母线：1)，直接加在各组计算负荷上： Kp=0.8-0.9； Kq=0.85-0.95。2 )、所有现场干线计算负荷直接加算： Kp=0.9-0.95； Kq=0.93-0.97。 3、用多组电气设备计算，注意：计算负载和电流，是将各组负载和电流直接相加的使不得。 2.3.2项式系数法，略(P38 )，不平衡判定界限：单相设备总容量是否超过三相设备总容量的15%。 计算：计算目标：等效三相设备负荷。 在三相负载非对称中，将最大负载相的有效3倍作为等效三相有效负载来计算。 a、单相机器的接相电

11、压： Pe=3MaxPe、mph、x、x=A、b、c。 单相设备接线电压： Pe=MaxPe，ph，x，x=A，b，c。/Pe=Pe、ph、2.3.3、非对称单相负载的设备容量、c、单相设备各自的布线电压和相电压：将所有设备统一换算为电压下的设备容量，将各相的设备容量和计算负载换算为最大相的3倍，将P42表2-3相间负载换算为相负载的电力换算系数，P42例2-5、2.4， 供电系统的电力损失和电力损失a，电力损失示意图3360，2.4.1供电系统的电力损失，b，电力损失计算：B1.1，线路的有功功率损失：线路电阻引起的损失。B1.2、线路无功功率损耗：线路电抗引起的损耗。 提示： a、线路线路

12、和电抗的残奥仪表可以参考表，b、计算单位要特别注意。 常用单位： kW，kVAr，kva .线路损耗计算例：计算从供电系统某地区变电站到企业总降压变电所35kV送电线路的有功功率损耗和无功功率损耗。 已知该线路的长度为12km，采用钢芯铝线LGJ-70，导线的几何距离为2.5m，运算负荷S30=4917kVA。 解：问题单的： LGJ-70的R0=0.46/km几何距离为2.5m时，X0=0.397/km。 其线路的有功功率损耗为：其线路的无功功率损耗为：B2.1，电压互感器的有功功率损耗为：B2.2，电压互感器的无功功率损耗为：铁损耗PFe :电压互感器刺痛铁元素心所产生的有功功率与无负载实

13、验测得的外加电压和频率无关。 铜损PCu :信号电压器的负载电流在一次、二次线圈的电阻中产生的有效损耗与短路实验中测定的负载电流的平方成正比。=S30/SN电压互感器的负荷率。 无负载无功功率损失Q0 :电压互感器为无负载时，取决于产生主磁通的励磁电流。 只关于在无负荷实验中测量的绕组电压，与负荷无关。 负载无效功率损失：电压互感器为无负载时，根据产生主磁通的励磁电流。 只关于在无负荷实验中测量的绕组电压，与负荷无关。 B2.2、电压互感器无功功率损失：无功功率损失Q0 :电压互感器为无负载时，由产生主磁通的励磁电流引起。 只关于在无负荷实验中测量的绕组电压，与负荷无关。 负载无功功率损耗：负

14、载电流为电压互感器的一次、二次绕组组的电抗所产生的无功功率。 关于短路实验中测量的绕组。 电压互感器的无功功率损耗：和电压互感器功率损耗的计算例子已知在某工厂选择电压互感器的形式是sj1-1000/10、10/0.4kv。 其技术数据为，无负载损耗为2.0kW，短路电压%为4.5，空载电流%为1.7。 已知该电压互感器的计算负荷为P30=596kW、Q30=530kvar、S30800kVA。 试着计算了这个工厂电压互感器的有效损失和无效损失。解：电压互感器的负载率=S30/SN=800/1000=0.8； 关于电压互感器的有效损失，PTP0 Pk2=2.0 13.70.82=10.8(kW

15、)关于电压互感器的无效损失，qtsn (I0%/100 u k %/1002 )=10001.7/100.5/100 (0.8)2=45.8 (kvar )，2.4.1供电系统的电力电压互感器的电力损失：铜耗：其中：2.5，工业企业的计算载荷，一，目的： 1，给当地供电部门电力2，企业变电所(车站)的电气设备和导线的选定二，计算载荷的方法： 1，逐次算法2，需要系数法3，估计法，2.5.1用逐次算法确定企业的计算负荷，1，定义：基于企业的电力供给系统图2、现场总计算负荷的计算步骤：计算各电气设备的计算负荷P30(7)按工作制的类似电气设备分组，求出计算负荷P30(6)在低压母线上的所有低压配电

16、线计算负荷之和，再乘以一个云同步系数，求出计算负荷P30(5) 将工厂变电所低压侧计算负荷P30(5)和低压配电线的电力损失相加，求出工厂变电所低压侧计算负荷p30 (4)5)汇总工厂降压变电所的各线的计算负荷，乘以一个云同步系数，得到变电所低压母线上的计算负荷P30(3)，将现场降压变电所低压母线上的计算负荷乘以现场降压变电所电压互感器的损失、P30(7)或计算每台的计算负荷p30 (1)2)按工作制的类似的电气设备分组，求出计算负荷p30 (2)3)低压母线上的所有低压配电线计算负荷之和，再乘以一个云同步系数，求出计算负荷P30(3) 对工厂变电所低压侧计算负荷P30(3)加上工厂电压互感

17、器的电力损失，对工厂变电所高压侧计算负荷P30(4)求出5) P30(4)加上高压供电线的损失，对总降压变压所的各线的计算负荷P30(5)求出6 )总降压变电所的各线的计算负荷归纳为一个得到变电所低压母线上的计算负荷p30 (6)7)在总降压变电所低压母线上的计算负荷上，加上总降压变电所电压互感器的损耗，求出企业的总计算负荷P30(7)。 2.5.2用需要系数法决定企业的计算负荷，首先在企业的电气设备容量Pe上乘以需要系数Kd，得到学习计算负荷P30。 然后根据企业的功率因数，分别求出无效计算负荷Q30、计算负荷S30、计算电流i30、2.5.3，将企业计算负荷Wa作为企业的年电力需求量。 单位产品功耗： Wa=Aa A是年产量a是每个产品的功耗。 单位产值消耗功率法： Wa=Bb B是企业的年产值，b是单位产值消耗功率量。 2.6、尖峰电流计算、2.6.1尖峰电流用电气设备持续1-2秒的短时间最大负