《电力负荷计算》PPT课件.ppt

1、第三章，电力负荷计算，常用的计算方法之一，提出问题：图中各设备的名称和功能，电力系统对电气设备的基本要求，安全可靠的绝缘，能够承受工频最高工作电压的长期影响和内外过电压的短期影响；有一定的过载能力；正常加热不超过正常加热的允许温度；在短路条件下，它具有足够的热稳定性和动态稳定性；工作性能可靠，结构简单，成本低廉。本章主要介绍一种常用的计算负荷的计算方法。本文介绍了电力负荷在中小型工厂中的应用，负荷的性质及其工作系统，负荷曲线的绘制，负荷计算的主要参数。摘要：分析了载流导体工作温度的计算，阐述了计算负荷的确定方法，介绍了确定电气设备组计算负荷的常用方法，如需要系数法和二项式系数法。简要介绍了照明

2、负荷的分析和计算。电力系统供电技术中的无功补偿措施。本章概述，3.1电力负荷和负荷预测，“电力负荷”在不同的场合有不同的含义。它可以指电气设备或单元，也可以指电气设备或单元的功率或电流。工厂常用的电气设备、生产加工机械的拖动设备；电焊和电镀设备；电加热设备；照明设备。生产机械的拖动设备、电焊电镀设备、电焊设备和电焊机的工作特点如下：(1)工作方式有一定的同步性，工作时间和停止时间交替。(2)高功率。(3)功率因数非常低。(4)一般焊机结构不稳定，经常移动。电镀设备的工作特点如下：(1)工作模式为长期连续工作。(2)电源采用DC电源，需要晶闸管整流设备。(3)大容量、低功率因数。电镀的作用：防止

3、腐蚀，增加外观，提高零件的耐磨性或导电性，如镀铜和镀铬。电镀设备、电焊电镀设备、电加热设备和电加热设备具有以下工作特点：(1)工作模式为长期连续工作模式。(2)动力装置一般属于二级或三级负荷。(3)功率因数高，小型电加热设备可达1。表中分类了小型机械厂常用的重要电力负荷、电气照明负荷、照明设备：型白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、卤化钨灯和单灯混合灯等。照明设备的工作特点：(1)工作模式属于长期连续工作模式。(2)除白炽灯和卤钨灯外，功率因数为1，其他类型的灯功率因数较低。(3)照明负荷为单相负荷，单台照明设备容量小。(4)照明负荷占工厂总负荷的比例通常约为10%。普通灯具的照明、电

4、光源和热辐射光源的基本知识：光源是利用物体受热发光的原理制成的，如白炽灯和卤钨灯。气体放电光源：是利用气体放电发光原理制成的光源，如荧光灯和荧光高压汞灯。(1)白炽灯依靠钨丝通过电流产生高温，这导致热辐射和发光。(2)卤钨灯的发光原理与白炽灯相同，但白炽灯泡中充满了少量的卤化物(如碘化物和溴化物)，采用钨循环来提高发光效率。(3)荧光灯利用汞蒸气在外加电压的作用下产生电弧放电，发出少量的可见光和大量的紫外光，进而激发灯管内壁上的荧光粉产生大量的可见光。(4)高压汞灯是日光灯的改进产品，属于常用照明电光源的主要特性表、电力负荷的分类、各种负荷的运行特性和重要性不同，对供电可靠性和电能质量的要求也

5、不同。在我国，电力负荷根据其对供电可靠性的不同要求分为：一次负荷、二次负荷和三次负荷。具体划分标准由国家电力管理部门制定的规章规定。电力负荷的分类主要从安全和经济损失两个方面来确定，反映了其对供电可靠性的要求。例如，工厂中一次和二次负荷点的比例较大(占60%)，因此短期停电造成的经济损失相当大。在掌握了负荷分类及其对供电可靠性的要求后，在设计新建或改建工厂的供电系统时，可以根据实际情况进行方案的拟定、分析和比较，使供电方案在技术上和经济上合理，确保安全。一级负荷，当电源突然中断时，一级负荷会造成人身伤害或死亡的危险，或造成难以修复的重大设备损坏，或给国民经济带来重大损失。主负载应由两个独立的电

6、源(双电源)供电。一级负荷中的重要负荷应由两个独立的电源点供电(强调几个独立的电源来自不同的地方)。一类负载通常称为安全负载。为安全负载提供可靠的应急电源，以保证工作电源突然中断时工厂的安全关闭。这种用于安全关机的应急电源称为安全电源。双电源：负载的电源由两个独立的电路提供。也就是说，当一个电源出现故障时，不应同时损坏另一个电源。同时，具有以下两种情况的发电厂和变电站的不同母线属于独立电源：每条母线的电源来自不同的发电机；母线段之间没有连接，或者虽然有连接，但当其中一个母线段出现故障时，连接可以自动断开，而不会影响其他母线段的供电。一类负荷中特别重要负荷的供电要求是，除双电源供电外，还应增加应

7、急电源，严禁将其他负荷接入应急电源系统。同时，设备电源的切换时间应满足设备允许中断供电的要求。一级负荷示例： 1)供电中断将导致人身伤害或死亡。例如，医院手术室、婴儿保育箱、起搏器和其他单元或设备的照明和电力负荷。2)停电会造成巨大的政治和经济损失。例如，国宾馆、国家级大厅和从事重大国家活动的场所；供电中断会造成重大设备损坏、重大产品报废、连续生产过程中断、需要较长时间恢复的重点企业、一类高层建筑的消防设备以及其他用电单位或设备。3)停电将影响电力用户的正常工作，具有重大的政治和经济意义。例如：重要的交通枢纽、重要的交通枢纽、不低于四星级标准的酒店、大型体育场馆、大型商场、对外开放的大型餐饮单

8、位、经常有大量人员参加国际活动的公共场所等。4)供电中断将导致特别重要的公共场所出现严重的公共秩序混乱。例如，大型剧院、大型购物中心、重要的交通枢纽等。一级负荷中特别重要的负荷是重要的交通枢纽、通信枢纽、国宾馆、承办重大国家活动的国家级大厅、国家级大型体育中心、经常有大量人员用于重要国际活动的公共场所等。供电中断会影响实时处理计算机和计算机网络的正常运行，或在供电中断时会发生爆炸、火灾和严重中毒，尤其是一级负荷会影响实时处理计算机和计算机网络的正常运行例如，当生产装置的工作电源突然中断时，必须保证安全停机和避免爆炸、火灾、中毒和人员伤亡的负荷是一个特别重要的负荷；如中压及以上锅炉给水泵、大型压

9、缩机润滑油泵等。民用建筑大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场馆的计分系统和监控系统等。或者一旦发生事故，可以及时处理，防止事故扩大，保证人员的救援和疏散，必须保证的电力负荷尤为重要。满足下列条件之一的是二次负荷：1)切断电源，这将造成巨大的经济损失。例如，由于停电，主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程中断，需要很长时间才能恢复，大量重点企业减产。2)供电中断将影响更重要用电单位的正常工作负荷。例如，交通枢纽、通信枢纽等用电单位的重要负荷，以及大型影剧院、商场等人员较多的重要公共场所停电会造成秩序混乱的负荷。二级负荷，二级负荷对供电的要求二级负荷供电系统应由两路供电

10、。当负荷小或区域供电条件困难时，二次负荷可由6kV及以上的专用架空线路供电。二次负载的“双回线电源”要求不同于一次负载的“双电源”，它强调电源的相对独立性。当使用架空线时，可以为一条架空线供电。这主要是由于架空线常见故障维修周期短，而不是电缆故障率高。事实上，电缆的故障率低于架空线。二次负荷的例子1)电力供应的中断将引起巨大的政治影响。例如，省部级办公楼、民用机场尤为重要，电力负荷不同于普通一级负荷等。2)供电中断会造成巨大的经济损失。例如，供电中断会造成重大设备损坏，大量产品会报废。企业、中型百货商店、二类高层建筑消防设备、四星级酒店及客房照明等。3)供电中断会影响重要用电单位或正常工作的设

11、备。例如，小银行(储蓄所)、通信枢纽、电视台的电视演播室等。4)电力供应中断将导致更多人集中的公共场所出现公共秩序混乱。例如丙类电影院和剧院、中型百货商店、交通枢纽等。三级负荷，所有不属于一级和二级负荷的电能用户都属于三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许长期停电，可采用单回路供电。供电无特殊要求，允许长期停电，可采用单回路供电。发电厂辅助负荷分类，一级辅助负荷，二级辅助负荷，三级辅助负荷，事故安全负荷DC安全负荷0二级负荷交流安全负荷0三级负荷，不间断供电负荷(0I级负荷)，短期停电会造成主辅设备损坏，危及人身安全，停机主机，影响大量出力。允许短期停电(几秒到几分钟)，恢复供电后不会造成生

12、产混乱。长时间停电不会直接影响生产，只会给生产带来不便。在200兆瓦及以上的大容量电厂中，要求在紧急停机期间和停机后一段时间内必须保证供电，否则可能会造成主设备损坏、重要自动控制失灵或危及人身安全。在机组运行过程中，正常或紧急停机，甚至停机后，需要连续供电的恒频恒压负载。根据厂用电负荷在电厂运行中的作用以及供电中断对pe的影响程度2)一级厂用负荷：如火力发电厂的工业泵、排水泵、灰浆泵、输煤设备和化学水处理设备；水电厂大多数辅助电机的负荷。3)一级厂用负荷：如实验室、中心修理厂和油处理室的负荷。4)0级负载(不间断负载)。例如，计算机实时监控系统要求停电时间不得超过5毫秒，否则会造成数据丢失或生

13、产设备失控。电源采用专用不间断电源。电厂的辅助电力负荷类型示例，5)0级负荷(DC安全负荷)。例如，继电保护和自动装置、信号设备、控制设备、汽轮机和给水泵的DC润滑油泵、发电机的DC氢密封油泵都是DC系统供电的DC负荷，称为DC安全负荷或0级负荷。这种负载需要由独立、稳定、可靠的电池组或整流装置供电。6)0级负载(交流安全负载)。如盘车电机、交流润滑油泵、交流氢密封油泵、消防水泵等。柴油发电机、燃气轮机组或可靠的外部独立电源通常用作电源。电力系统负荷按使用区域类型划分，主要包括城市民用负荷、商业负荷、工业负荷、农村负荷和其他负荷。不同类型的载荷有不同的特点和规律，即它们有不同的载荷曲线。1)城

14、乡居民负荷：以家用电器为主，呈逐年上升趋势，季节性波动明显，与居民的日常生活和工作规律密切相关；2)商业负荷：主要是照明、空调、电力等。在商业领域，由于覆盖面大、用电量稳定增长和季节性特点，其在电力负荷中的比重不如工业和居民高，但照明和空调负荷占用了电力系统的高峰时段，是节假日影响电力负荷的主要原因。3)工业负荷：在用电量构成中占第一位，与工业用户的工作方式(如设备利用、企业轮班制等)密切相关。)，行业特点和季节因素，且一般负荷相对恒定；4)农村负荷：农村居民的用电量和生产量受气候、季节等自然条件的影响很大，并受作物种类和耕作习惯的影响。电力负荷集中时间与城市工业负荷高峰时间存在差异，有利于提

15、高电网负荷率。电力负荷的特点：负荷变化是一个连续的过程，一般没有大的跳跃，但对季节、温度和天气很敏感。这一特性决定了总电力负荷由四部分组成：基本正常负荷分量、天气敏感负荷分量、特殊事件负荷分量和随机负荷分量。金属加工企业日负荷曲线、酒店日负荷曲线、夏季工作日和冬季周日日家庭负荷日负荷曲线、3.2电力负荷和工厂负荷曲线，负荷曲线是表示电力负荷随时间变化的曲线。负荷曲线按负荷对象划分，包括工厂、车间或某些设备的负荷曲线；根据负载的功率特性，有有功和无功负载曲线；根据表示的时间点，有年、月、日和工作班次负荷曲线；根据绘图方法，有由点连接的载荷曲线(虚线载荷曲线)和梯形载荷曲线。负荷曲线通常绘制在直角

16、坐标上，横坐标代表负荷变化时间，纵坐标代表负荷大小(功率千瓦，千伏安)。日负荷曲线是在昼夜24小时的时间范围内绘制的。日负荷曲线的绘制方法是：根据监测点24小时内每次电能表显示的数据，逐点绘制平滑曲线，使得到的负荷曲线最准确。在工程中，为了简化表达和计算，荷载曲线往往被等效阶跃曲线代替，这与精确的荷载曲线会有一定的误差，但这种误差是允许的。最常见的负荷曲线是每隔半小时画一次。负荷曲线： 1)日负荷曲线：负荷在一昼夜(024小时)内变化。2)年负荷曲线分为年运行负荷曲线和年连续负荷曲线。年运行负荷曲线可以根据年日负荷曲线间接制作。年连续负荷曲线应借助冬季和夏季有代表性的日负荷曲线来绘制。绘图方法如图所示。下图为华南某工厂年负荷曲线，图中P1在年负荷曲线中所占时间计算为t1=200t165t2。一年中夏季和冬季的天数是根据地理位置和温度确定的。它表明：一般在北方，冬季约200天，夏季约165天；在南方，冬天大约165天，夏天大约200天。绘制年负荷持续时间曲线(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。