工廠供電_第2章__工廠的電力負荷及計算

1、1 1 霍平霍平 工廠供電工廠供電 2 2 第二章 工廠的電力負荷及計算 本章首先簡介工廠用電設(shè)備的分級及有關(guān) 概念，然后著重講述用電設(shè)備組計算負荷 和工廠計算負荷的計算方法，最后講述尖 峰電流及其計算。本章內(nèi)容是工廠供電系 統(tǒng)運行分析和設(shè)計計算的基礎(chǔ)。 工廠供電 3 3 第二章 工廠的電力負荷及計算 第一節(jié) 工廠的電力負荷 與負荷曲線 工廠供電 4 4 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （一）工廠電力負荷的分級 工廠的電力負荷，按GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī) 范規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電在對人身 安全和經(jīng)濟損失上所造成的影

2、響程度分為三級： 一級負荷 二級負荷 三級負荷 5 5 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （一）工廠電力負荷的分級 （1）一級負荷 一級負荷為中斷供電將造成人身傷害者，或者中斷供電將在 經(jīng)濟上造成重大損失者，例如使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)裝備處于不 安全狀態(tài)、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢 、生產(chǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復(fù)等。 在一級負荷中，當(dāng)中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞 或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所 不允許中斷供電的負荷，應(yīng)視為特別重要的負荷。 6 6 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第

3、一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （一）工廠電力負荷的分級 （2）二級負荷 二級負荷為中斷供電將在經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設(shè) 備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才 能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （一）工廠電力負荷的分級 7 7 （3）三級負荷 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （一）工廠電力負荷的分級 三級負荷為一般電力負荷，所有不屬于上述一、二級 負荷者均屬三級負荷。 8 8 （1）一級負荷對供電電源的要求 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第

4、一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （二）各級電力負荷對供電電源的要求 由在安全供電方面互不影響的兩條電路即“雙重電源” 供電，當(dāng)其中一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同 時受到損壞。 一級負荷中特別重要的負荷，除由“雙重電源”供電 外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供 電系統(tǒng)。 9 9 常用的應(yīng)急電源： 1）獨立于正常電源的發(fā)電機組； 2）供電網(wǎng)絡(luò)中獨立于正常電源的專門供電線路； 3）蓄電池； 4）干電池。 （1）一級負荷對供電電源的要求 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （二）各級電力負荷對供電電源的要求 1010 （2）二級負荷對供

5、電電源的要求 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （二）各級電力負荷對供電電源的要求 二級負荷宜由兩回路供電。 當(dāng)負荷較小或當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時，二級負荷可由一回 路6kV及以上的專用架空線路供電。 當(dāng)采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根 電纜應(yīng)能承受全部二級負荷。 1111 （3）三級負荷對供電電源的要求 一 工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 （二）各級電力負荷對供電電源的要求 三級負荷為不重要的一般負荷，因此它對供電電源無 特殊要求。 1212 (1)連續(xù)工作制設(shè)備 這類工作制設(shè)備在恒定負荷下運行，且

6、運行時間長到 足以使之達到熱平衡狀態(tài)，如通風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機、 電動發(fā)電機組、電爐和照明燈等。機床電動機的負荷，一 般變動較大，但其主電動機一般也是連續(xù)運行的。 二. 工廠用電設(shè)備的工作制 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 工廠的用電設(shè)備其工作制分為三類： 1313 (2)短時工作制設(shè)備 這類工作制設(shè)備在恒定負荷下運行的時間短（短于達到 熱平衡所需的時間），而停歇時間長（長到足以使設(shè)備溫 度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度），如機床上的某些輔助電動機 （例如進給電動機）、控制閘門的電動機等。 二. 工廠用電設(shè)備的工作制 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 工廠的用電設(shè)備其工作制分為三類： 1414 二.

7、 工廠用電設(shè)備的工作制 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 工廠的用電設(shè)備其工作制分為三類： (3)斷續(xù)周期工作制設(shè)備 這類工作制設(shè)備周期性地時而工作，時而停歇，如此反 復(fù)運行，而工作周期一般不超過10min，無論工作或停歇， 均不足以使設(shè)備達到熱平衡，如電焊機和吊車電動機等。 1515 斷續(xù)周期工作制設(shè)備，可用“負荷持續(xù)率”（又稱暫載 率）來表示其工作特征。負荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工 作時間與工作周期的百分比值，用 表示，即 0 100%100% tt Ttt 式中T 為工作周期；t為工作周期內(nèi)的工作時間；t0為工作 周期內(nèi)的停歇時間。 二. 工廠用電設(shè)備的工作制 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負

8、荷曲線 1616 斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌容量）（銘牌容量） ，是對應(yīng)于某一標(biāo)稱負，是對應(yīng)于某一標(biāo)稱負 荷持續(xù)率荷持續(xù)率 的。如果實際運行的負荷持續(xù)率的。如果實際運行的負荷持續(xù)率 ，則實際容量，則實際容量Pe 應(yīng)按應(yīng)按 同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進行換算同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進行換算。由于電流。由于電流I 通過電阻為通過電阻為R 的設(shè)備在的設(shè)備在 時間時間t 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 I2Rt，因此在設(shè)備產(chǎn)生相同熱量的條件下，因此在設(shè)備產(chǎn)生相同熱量的條件下， ； 而在同一電壓下，設(shè)備容量而在同一電壓下，設(shè)備容量 ；又由式（；又由式（2-1）知，同一周期）知

9、，同一周期T 的負的負 荷持續(xù)率荷持續(xù)率 。因此。因此 ，即設(shè)備容量與負荷持續(xù)率的平方根值成反比。，即設(shè)備容量與負荷持續(xù)率的平方根值成反比。 由此可見，如果設(shè)備在由此可見，如果設(shè)備在 下的容量為下的容量為 ，則換算到實際，則換算到實際 下的容下的容 量量Pe 為為 N P N N tI/1 IP t /1P N N P N eN PP 二. 工廠用電設(shè)備的工作制 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 1717 負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，它 繪在直角坐標(biāo)紙上。 縱坐標(biāo)表示負荷（有功或無功功率），橫坐標(biāo)表示對應(yīng) 的時間（一般以小時h為單位）。 (一) 負荷曲線的概念 三. 負荷曲

10、線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 負荷曲線按負荷對象分，有工廠的、車間的或某類設(shè) 備的負荷曲線。按負荷性質(zhì)分，有有功和無功負荷曲線。 按所表示的負荷變動時間分，有年的、月的、日的或工作 班的負荷曲線。 1818 下圖是一班制工廠的日有功負荷曲線。 圖a是依點連成的負荷曲線， 圖b是依點繪成梯形的負荷曲線。為便于計算，負荷曲線多繪成梯形， 橫坐標(biāo)一般按半小時分格，以便確定“半小時最大負荷” 。 (一) 負荷曲線的概念 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 19 年負荷曲線，通常繪成負荷持續(xù)時間曲線，按負荷大小依 次排列，如圖所示 。全年按8760h計。 b

11、) 冬日負荷曲線a) 夏日負荷曲線 年負荷持續(xù)時間曲線的繪制 c) 年負荷持續(xù)時間曲線 (一) 負荷曲線的概念 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2020 上述年負荷曲線，根據(jù)其一年中具有代表性的夏日負荷曲 線（圖a）和冬日負荷曲線（圖b）來繪制。其夏日和冬日 在全年中所占的天數(shù)，應(yīng)視當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌鉁厍闆r而 定。例如在我國北方，可近似地取夏日165天，冬日200天； 而在我國南方，則可近似地取夏日200天，冬日165天。假 設(shè)繪制南方某廠的年負荷曲線（圖c），其中P1 在年負荷 曲線上所占的時間T 1=200（1+2） ，P2 在年負荷曲線 上所占的時間T 2=

12、200t1+165t2 ，其余類推。 (一) 負荷曲線的概念 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2121 年負荷曲線的另一形式，是按全年每 日的最大負荷（取每日的最大負荷半小 時平均值）繪制的，稱為年每日最大負 荷曲線，如圖。橫坐標(biāo)依次以全年十二 個月份的日期來分格。 年最大負荷曲線，可以用來確定擁有 多臺電力變壓器的工廠變電所在一年內(nèi) 的不同時期宜于投入幾臺運行，即所謂 經(jīng)濟運行方式，以降低電能損耗，提高 供電系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。 (一) 負荷曲線的概念 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2222 從各種負荷曲線，可以直觀地了解電力負荷變動

13、的情況。 通過對負荷曲線的分析，可以更深入地掌握負荷變動的規(guī) 律，并可以從中獲得一些對設(shè)計和運行有用的資料。因此 負荷曲線對于從事工廠供電設(shè)計和運行的人員來說，都是 很必要的。 (一) 負荷曲線的概念 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2323 1.年最大負荷和年最大負荷利用小時 (1) 年最大負荷 年最大負荷Pmax 就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)（這 一工作班的最大負荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn) 23次）消耗電能最大的半小時平均功率。因此年最大負 荷也稱為半小時最大負荷P30。 (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠

14、的電力負荷與負荷曲線 2424 (2) 年最大負荷利用小時 年最大負荷利用小時 Tmax 是一個假想時間，在此 時間內(nèi)，電力負荷按年最大負 荷Pmax（或P30）持續(xù)運行所 消耗的電能，恰好等于該電力 負荷全年實際消耗的電能，如 圖所示。 (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2525 (2) 年最大負荷利用小時 年最大負荷利用小時為 max max a W T P 式中式中WWa a 為年實際消耗的電能量。為年實際消耗的電能量。 (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線

15、 年最大負荷利用小時是反映電力負荷特征的一個重要參數(shù)，與工廠的生產(chǎn) 班制有明顯的關(guān)系。一班制工廠，Tmax18003000h；兩班制工廠， Tmax35004800h；三班制工廠，Tmax50007000h。 2626 2.平均負荷和負荷系數(shù) (1) 平均負荷 平均負荷Pav 就是電力負荷在一定時間t 內(nèi)平均消耗的 功率，就是電力負荷在該時間t 內(nèi)消耗的電能Wt 除以時 間t 的值，即 t av W P t (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2727 2.平均負荷和負荷系數(shù) (1) 平均負荷 年平均負荷Pav 的說明如圖。年

16、平均負荷Pav 的橫線與縱橫兩坐 標(biāo)軸所包圍的矩形面積恰好等于 年負荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的 面積Wa，年平均負荷為Pav 為 8760 a av W P h (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2828 2.平均負荷和負荷系數(shù) (1) 負荷系數(shù) 負荷系數(shù)又稱負荷率，它是用電負荷的平均負荷Pav 與其最大負荷Pmax 的比值，即 max av L P K P (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 2929 2.平均負荷和負荷系數(shù) (1) 負荷系數(shù) max av L

17、P K P 負荷系數(shù)亦稱負荷曲線填充系數(shù)，它表征負荷曲線不平坦的 程度，即表征負荷起伏變動的程度。 從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力、提高供電效率來說，希望 此系數(shù)越高越接近于1越好。從發(fā)揮整個電力系統(tǒng)的效能來 說，應(yīng)盡量使不平坦的負荷曲線“ 削峰填谷” 。 (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 3030 2.平均負荷和負荷系數(shù) (1) 負荷系數(shù) 對用電設(shè)備來說，負荷系數(shù)就是設(shè)備的輸出功率P 與設(shè) 備額定容量PN 的比值，即 L N P K P 負荷系數(shù)通常以百分值表示。負荷系數(shù)（負荷率）的符號有 時用，也有的有功負荷率用 ，無功負荷率用

18、表示。 (二)與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的物理量 三. 負荷曲線及有關(guān)物理量 第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線 3131 第二章 工廠的電力負荷及計算 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組 計算負荷的確定 工廠供電 3232 供電系統(tǒng)要安全可靠地正常運行，最重要的就是要滿足 負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電 力負荷進行統(tǒng)計計算。 通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件 選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值，稱為計算負荷。 一. 概述 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 根據(jù)計算負荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計算負 荷連續(xù)運行，其發(fā)熱溫度不會超過允許值。 3333 由于導(dǎo)體通過電流達到穩(wěn)定溫

19、升的時間大約需(34)， 為發(fā)熱時間常數(shù)。截面在16mm2 及以上的導(dǎo)體，其 10min，因此載流導(dǎo)體大約經(jīng)30min（半小時）后可達 到穩(wěn)定溫升值。 計算負荷實際上與從負荷曲線上查得的半小時最大負荷 P30（亦即年最大負荷Pmax）是基本相當(dāng)?shù)摹?計算負荷也可以認為就是半小時最大負荷。 一. 概述 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 3434 半小時最大負荷P30 來表示有功計算負荷，無功計算負荷、 視在計算負荷和計算電流則分別表示為Q30 、S30 和30 。 一. 概述 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 有功計算負荷:P30 無功計算負荷:Q30 視在計算負荷:S30 計算電流:

20、I30 3535 計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。 計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo) 線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。 如果計算負荷確定得過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得 過大，造成投資和有色金屬的浪費。 如果計算負荷確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處 于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過 早老化，甚至燃燒引起火災(zāi)，從而造成更大的損失。 一. 概述 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 3636 正確確定計算負荷非常重要。 確定用電設(shè)備組計算負荷的方法，有 一. 概述 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 需要系數(shù)法二項式法 3737 (一) 基本公式 用電設(shè)備組的計算負荷

21、，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng) 中取用的半小時最大負荷P30。 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 30 L e eWL K K PP 3838 用電設(shè)備組的設(shè)備容量pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不 含備用的設(shè)備）的額定容量PN 之和，即pe PN。而設(shè)備 的額定容量PN 是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率（出 力）。但用電設(shè)備組的設(shè)備實際上不一定都同時運行，運行 的設(shè)備也不太可能都滿負荷，同時設(shè)備本身和配電線路還有 功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計算負荷應(yīng)為 30 L e eWL K K PP (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計

22、算負荷的確定 3939 30 L e eWL K K PP K為設(shè)備組的同時系數(shù)，即設(shè)備組在最大負荷時運行的設(shè)備容量與全 部設(shè)備容量之比； KL為設(shè)備組的負荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負荷時輸出功率與運行的設(shè) 備容量之比； e為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負荷時輸出功率與取用功率 之比； WL為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率 （亦即設(shè)備組取用功率）與首端功率（亦即計算負荷）之比。 (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4040 30 L e eWL K K PP /() LeWLd K KK (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法

23、確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 Kd 稱為需要系數(shù)。需要系數(shù)的定義式為 3 0 d e P K P 即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，為用電設(shè)備組的半小時最大負 荷與其設(shè)備容量的比值。 4141 需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計算負荷的基本公式 為 30de PK P 需要系數(shù)值不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺數(shù)、設(shè) 備 效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和 生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此應(yīng)盡可能地通過實測分析 確定，使之盡量接近實際。 (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4242 在求出有功計算負荷P30 后，可按下列

24、各式分別求出其余 的計算負荷： 無功計算負荷為 3030 tanQP tan為對應(yīng)于用電設(shè)備組cos 的正切值。 (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4343 視在計算負荷為 3 0 3 0 c o s P S cos 為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。 (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4444 計算電流為 (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 3 0 3 0 3 N S I U UN 為用電設(shè)備組的額定電壓。 4545 只有一臺三相電動機，則電動機

25、的計算電流就取其額定電 流 cos3 30 N N N U P II (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4646 負荷計算中常用的單位： 有功功率為“千瓦”（kW） 無功功率為“千乏”（kvar） 視在功率為“千伏安”（kVA） 電流為“安” （A） 電壓為“千伏” （kV） (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4747 例例1 已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動 機7.5kW 3臺，4kW 8臺，3kW 17臺，1.5kW 10臺。試求其計算負荷。 解：解：此機床組

26、電動機的總?cè)萘繛?查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，得 (取0.2)， ， 因此可求得： 有功計算負荷 無功計算負荷 視在計算負荷 計算電流 7.5348317 1.510120.5 e PkWkWkWkWkW 0.16 0.2 d K tan1.73, 30 48.2 73.2 30.38 kVA IA kV 30 0.2 120.524.1PkWkW 30 24.11.7341.7 varQkWk 30 24.1 48.2 0.5 kW SkVA (一) 基本公式 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4848 需要系數(shù)法基本公式P30= Kd

27、Pe 中的設(shè)備容量Pe，不 含備用設(shè)備的容量，而且要注意，此容量的計算與用電設(shè)備 組的工作制有關(guān)。 1. 一般連續(xù)工作制和短時工作制的用電設(shè)備組容量計算 (二) 設(shè)備容量的計算 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 其設(shè)備容量是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。 4949 2. 斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量計算 其設(shè)備容量是將所有設(shè)備在不同負荷持續(xù)率下的銘牌額 定容量換算到一個規(guī)定的負荷持續(xù)率下的容量之和。容量換 算的公式如式所示。 1 0 01 0 0 co s NN eNN PPS 電焊機組 要求容量統(tǒng)一換算到=100% 吊車電動機組 要求容量統(tǒng)一換算到=25% (二)

28、 設(shè)備容量的計算 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 50 擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的 計算負荷，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因 素。 確定多組用電設(shè)備的計算負荷時，應(yīng)結(jié)合具體情況對其 有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)（又稱參差系數(shù) 或綜合系數(shù)） KP 和： Kq 對車間干線，取 KP =0.850.95 ， Kq =0.900.97 (三) 多組用電設(shè)備容量的計算 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 5151 對低壓母線，分兩種情況 （1）由用電設(shè)備組的計算負荷直接相加來計算時，取 0.8

29、0 0.90 p K 0.85 0.95 q K (三) 多組用電設(shè)備容量的計算 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 （2） 由車間干線的計算負荷直接相加來計算時，取 95. 090. 0 p K 97. 093. 0 q K 5252 總的有功計算負荷為 ip PKP 3030 總的無功計算負荷為 iq QKQ 3030 總的視在計算負荷為 22 303030 SPQ 總的計算電流為 3 0 3 0 3 N S I U (三) 多組用電設(shè)備容量的計算 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 53 例例2 某機修車間380V線路上，接

30、有金屬切削機床電動機20臺共50kW (其中較大容量電動機有7.5kW1臺， 4kW3臺， 2.2 kW7臺)， 通風(fēng)機2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。 解：解：先求各組的計算負荷 (1) 金屬切削機床組 查附錄表1，取 故 (2) 通風(fēng)機組 查附錄表1，取 故 0.2,cos0.5,tan1.73 d K 30(1) 0.2 5010PkWkW var3 .1773. 110 ) 1 (30 kkWQ 0.8,cos0.8,tan0.75 d K 30(2) 0.8 32.4PkWkW 30(2) 2.40.751.8 varQkWk (3) 電阻爐 查附錄表1，

31、取 0.7,cos1,tan0 d K 30(3) 0.7 21.4PkWkW 30(3) 0Q 故 因此總的計算負荷為 （取 ） 0.95,0.97 pq KK 30 0.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW 30 0.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk 22 30 13.118.522.7SkVAkVA 30 22.7 34.5 30.38 kVA IA kV 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 5454 在實際工程設(shè)計說明書中，常采用計算表格的形式。 34.522.718.513.1 取 19.113.85523 車間總計 01.401 0.7 21電阻

32、爐3 1.82.40.750.8 0.8 32通風(fēng)機2 17.3101.730.5 0.2 5020切削機床1 計 算 負 荷 需要系數(shù)容 量 臺數(shù) n 設(shè)備名稱 序號 kWP e/d K costan kWP / 30 var/ 30 kQkVAS / 30 AI/ 30 0.95,0.97 pq KK 表 的電力負荷計算表（按需要系數(shù)法） (三) 多組用電設(shè)備容量的計算 二.按需要系數(shù)法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 5555 二項式法的基本公式 30ex PbPcP bPe(二項式第一項)表示設(shè)備組的平均功率 Pe 是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，其計算方法如前需要系?shù) 法

33、所述； cPx (二項式第二項)表示設(shè)備組中x 臺容量最大的設(shè)備投入 運行時增加的附加負荷， Px 是x 臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚?b、c 是二項式系數(shù)。 (一) 基本公式 三.按二項式法確定計算負荷 第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 5656 但必須注意：按二項式法確定計算負荷時，如果設(shè)備總 臺數(shù)n 少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺數(shù)x 的2倍，即 nS30(2)，因此在未進行無功補償時，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。 這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為 (2) 無功補償容量 按規(guī)定變電所高壓側(cè)的 ，考慮到變壓器的無功功率損耗QT 遠大于其有功損耗PT ，一般 ， 因此在

34、變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9，這里取 。 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.63提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 cos0.9 (4 5) TT QP (2) cos0.92 650 (tanarccos0.63tanarccos0.92) var525 var C Qkk (2) cos650/10310.63 530 var C Qk取 kVAkVAS1031800650 22 230 ）（ 一.工廠計算負荷的確定 第四節(jié) 工廠計算負荷及年耗電量的計算 97 (3) 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為 因此補償后變壓器容

35、量可改選為800kVA，比補償前容量減少450kVA。 變壓器的功率損耗為 變電所高壓側(cè)的計算負荷為 補償后工廠的功率因數(shù)為 ，滿足要求。 由此例可以看出，采用無功補償來提高功率因數(shù)能使工廠取得可觀的經(jīng)濟效果。 22 30(2) 650(800530)704SkVAkVA 22 30(1) 657305724SkVAkVA 30(1)30(1) cos/657/7240.907PS kWkVASPT770401. 001. 0 )2(30 var3570405. 005. 0 )2(30 kkVASQT kWkWkWP6577650 )1(30 var305var35var)530800( )

36、1(30 kkkQ 一.工廠計算負荷的確定 第四節(jié) 工廠計算負荷及年耗電量的計算 98 (一) 負荷指示圖 負荷指示圖是將電力負荷 按一定比例（例如以1mm2面積 代表kW）用負荷圖的形式標(biāo) 示在工廠或車間的平面圖上，如 圖所示。各車間（建筑）的負荷 圓的圓心應(yīng)與車間（建筑）的負 荷“重心”（負荷中心）大致相 符。在負荷大體均勻分布的車間 （建筑）內(nèi)，這一重心就是車間 （建筑）的中心。在負荷分布不 均勻的車間（建筑）內(nèi)，這一重 心應(yīng)偏向負荷集中的一側(cè)。 二.工廠負荷中心的確定 第四節(jié) 工廠計算負荷及年耗電量的計算 99 (一) 負荷指示圖 負荷圓的半徑r ，由車 間（建筑）的計算負荷P30 = Kr 2（kW）得 30 P r K K為負荷圓的比例（kw / mm2） 由圖所示的工廠負荷指示圖可以直觀 地大致確定工廠的負荷中心；但還必 須結(jié)合其他條件。綜合分析比較幾個 方案，最后擇其最佳方案來確定變配 電所的所址。 二.工廠負荷中心的確定 第四節(jié) 工廠計算負荷及年耗電量的計算 100 按負荷功率矩法確定負荷中心 (二)按負荷功率矩法確定負荷中心 設(shè)有負荷P1 、P2 和P3（均表示有功計 算負荷），分布如圖所示。它們在任意 選定的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為 P1(x1,y1)、P2 (x2,y2)、P3 (x3,y3)。現(xiàn) 假設(shè)總負荷 的負荷 中心