第2章_電力負(fù)荷計(jì)算

1、第第2章章電力負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷計(jì)算 本章介紹中小型工廠電力負(fù)荷的運(yùn)用情況、負(fù)荷性本章介紹中小型工廠電力負(fù)荷的運(yùn)用情況、負(fù)荷性質(zhì)及其工作制，負(fù)荷曲線繪制，重點(diǎn)介紹了確定用電設(shè)質(zhì)及其工作制，負(fù)荷曲線繪制，重點(diǎn)介紹了確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的兩種常用方法備組計(jì)算負(fù)荷的兩種常用方法需要系數(shù)法和二項(xiàng)式需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。系數(shù)法。 講述了計(jì)算負(fù)荷的確定方法，采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)拇胧Ｖv述了計(jì)算負(fù)荷的確定方法，采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)拇胧?簡(jiǎn)要介紹了照明負(fù)荷的分析計(jì)算。簡(jiǎn)要介紹了照明負(fù)荷的分析計(jì)算。內(nèi)容提要內(nèi)容提要2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷預(yù)測(cè)電力負(fù)荷和負(fù)荷預(yù)測(cè)“電力負(fù)荷電力負(fù)荷”在不同的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可在不同的

2、場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。位的功率或電流的大小。 工廠常用用電設(shè)備工廠常用用電設(shè)備 生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備；生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備；電焊、電鍍?cè)O(shè)備；電焊、電鍍?cè)O(shè)備；電熱設(shè)備；電熱設(shè)備；照明設(shè)備。照明設(shè)備。 生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備 電焊和電鍍?cè)O(shè)備 電電焊焊設(shè)設(shè)備備電鍍電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或?qū)щ娦缘?，如鍍銅、鍍鉻。導(dǎo)電性等，如鍍銅、鍍鉻。 電電鍍鍍?cè)O(shè)設(shè)備備電焊和電鍍?cè)O(shè)備 電熱設(shè)備 電阻加熱爐電阻加熱爐電弧爐電弧爐

3、感應(yīng)爐感應(yīng)爐其它電熱設(shè)備其它電熱設(shè)備主要用于各種零件的熱處理主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理主要用于熔煉和金屬材料熱處理紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等表表 小型機(jī)械類(lèi)工廠中常用重要電力負(fù)荷的級(jí)別分類(lèi)小型機(jī)械類(lèi)工廠中常用重要電力負(fù)荷的級(jí)別分類(lèi) 電氣照明負(fù)荷電氣照明負(fù)荷照明設(shè)備類(lèi)型照明設(shè)備類(lèi)型: :白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。 照明的基本知識(shí)照明的基本知識(shí)電光源及常用燈具熱輻射光

4、源熱輻射光源:利用物體加熱時(shí)發(fā)光的原理所做成的光源，利用物體加熱時(shí)發(fā)光的原理所做成的光源，如白熾燈，鹵鎢燈。如白熾燈，鹵鎢燈。氣體放電光源氣體放電光源:利用氣體放電發(fā)光的原理所做成的光源，利用氣體放電發(fā)光的原理所做成的光源，如熒光燈、熒光高壓汞燈。如熒光燈、熒光高壓汞燈。（1）白熾燈）白熾燈 靠鎢絲通過(guò)電流產(chǎn)生高溫，從而引起熱輻靠鎢絲通過(guò)電流產(chǎn)生高溫，從而引起熱輻射發(fā)光射發(fā)光。（2）鹵鎢燈）鹵鎢燈 它的發(fā)光原理與白熾燈相同，但在白熾燈它的發(fā)光原理與白熾燈相同，但在白熾燈泡中充入了微量的鹵化物（如碘化物和溴化物），利泡中充入了微量的鹵化物（如碘化物和溴化物），利用鎢循環(huán)來(lái)提高發(fā)光效率。用鎢循環(huán)來(lái)

5、提高發(fā)光效率。（3）熒光燈）熒光燈 利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光放利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光放電，發(fā)出少許可見(jiàn)光和大量的紫外線，這些紫外線再電，發(fā)出少許可見(jiàn)光和大量的紫外線，這些紫外線再激勵(lì)燈管內(nèi)壁的熒光粉，產(chǎn)生大量的可見(jiàn)光。激勵(lì)燈管內(nèi)壁的熒光粉，產(chǎn)生大量的可見(jiàn)光。（4）高壓汞燈）高壓汞燈 是熒光燈的改進(jìn)產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞是熒光燈的改進(jìn)產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞蒸氣放電光源，發(fā)光原理與熒光燈相同。蒸氣放電光源，發(fā)光原理與熒光燈相同。 （5）高壓鈉燈）高壓鈉燈 它利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光它利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光（6）金屬鹵化物燈）金屬鹵化物燈 在高壓汞燈內(nèi)添加某些金屬鹵化物，在高壓汞

6、燈內(nèi)添加某些金屬鹵化物，靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應(yīng)的金靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應(yīng)的金屬蒸氣，金屬原子在電弧激發(fā)而輻射該金屬的特征光屬蒸氣，金屬原子在電弧激發(fā)而輻射該金屬的特征光譜線。譜線。（7）管形氙燈）管形氙燈 高壓氙氣放電時(shí)能產(chǎn)生很強(qiáng)的白光，接高壓氙氣放電時(shí)能產(chǎn)生很強(qiáng)的白光，接近連續(xù)光譜，和太陽(yáng)光十分相似，燈的功率大（可達(dá)近連續(xù)光譜，和太陽(yáng)光十分相似，燈的功率大（可達(dá)100kW），亮度高，俗稱(chēng)），亮度高，俗稱(chēng)“人造小太陽(yáng)人造小太陽(yáng)”。表表 常用照明電光源的主要特性常用照明電光源的主要特性 電力系統(tǒng)負(fù)荷主要由：城市民用負(fù)荷電力系統(tǒng)負(fù)荷主要由：城市民用負(fù)荷 、商

7、業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷、農(nóng)村負(fù)荷及其他負(fù)荷構(gòu)成，工業(yè)負(fù)荷、農(nóng)村負(fù)荷及其他負(fù)荷構(gòu)成，不同類(lèi)型的負(fù)荷具有不同的特點(diǎn)和規(guī)律，即具有不同的負(fù)荷曲線。城鄉(xiāng)居民負(fù)荷：主要是家用電器，有逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)、明顯的季節(jié)性波動(dòng)，與居民日常生活工作規(guī)律緊密相關(guān)；1.商業(yè)負(fù)荷：主要是商業(yè)部門(mén)的照明、空調(diào)、動(dòng)力等，覆蓋面大、用電增長(zhǎng)平穩(wěn)，具有季節(jié)性特點(diǎn)，在電力負(fù)荷中比重不如工業(yè)和居民用電，但照明和空調(diào)負(fù)荷占用電力系統(tǒng)高峰時(shí)段，另外，是節(jié)假日影響電力負(fù)荷的主因。3. 工業(yè)負(fù)荷：在用電構(gòu)成中占首位，與工業(yè)用戶的工作方式（如設(shè)備利用情況、企業(yè)的工作班制等）、和行業(yè)特點(diǎn)、季節(jié)因素都緊密相關(guān)，一般負(fù)荷比較恒定；4. 農(nóng)村負(fù)荷：農(nóng)

8、村居民用電和生產(chǎn)用電，受氣候、季節(jié)等自然條件影響大，受農(nóng)作物種類(lèi)和耕作習(xí)慣影響。其用電負(fù)荷集中時(shí)間與城市工業(yè)負(fù)荷高峰時(shí)間有差別，有利于提高電網(wǎng)負(fù)荷率。v電力負(fù)荷的特點(diǎn)：負(fù)荷變化是連續(xù)的過(guò)程，一般不會(huì)出現(xiàn)大的躍變，但對(duì)季節(jié)、溫度、天氣敏感。該特點(diǎn)決定了電力總負(fù)電力總負(fù)荷由四部分組成：荷由四部分組成：基本正常負(fù)荷分量基本正常負(fù)荷分量、天氣敏感負(fù)荷分量天氣敏感負(fù)荷分量、特特別事件負(fù)荷分量別事件負(fù)荷分量和和隨機(jī)負(fù)荷分量隨機(jī)負(fù)荷分量。金屬加工企業(yè)日的負(fù)荷曲線 酒店的日負(fù)荷曲線 金屬加工企業(yè)的日負(fù)荷曲線酒店的日負(fù)荷曲線 夏天的工作日 冬天的工作日 夏天的星期日 冬天的星期日家庭負(fù)荷的日負(fù)荷曲線負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷

9、預(yù)測(cè) 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)包括：最大負(fù)荷功率最大負(fù)荷功率、負(fù)荷電量負(fù)荷電量及負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)。最大負(fù)荷功率預(yù)測(cè)對(duì)于確定電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備及輸變電設(shè)備的容量非常重要。負(fù)荷電量預(yù)測(cè)用于選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)組類(lèi)型、合理的電源結(jié)構(gòu)、確定燃料計(jì)劃等。負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)為研究電力系統(tǒng)的峰值、抽水蓄能電站的容量、發(fā)輸電設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。 負(fù)荷預(yù)測(cè)的分類(lèi)：負(fù)荷預(yù)測(cè)的分類(lèi)： 負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)目的不同可以分為：超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)指未來(lái)1h以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。安全監(jiān)視狀態(tài)，需要510s或15min的預(yù)測(cè)值，預(yù)防性控制和緊急狀態(tài)處理需要10min至1h的預(yù)測(cè)值。短期負(fù)荷預(yù)測(cè)指日負(fù)荷預(yù)測(cè)和周負(fù)荷預(yù)測(cè)。分別用于安排日調(diào)度計(jì)劃和周調(diào)度計(jì)劃

10、，包括確定機(jī)組起停、水火電協(xié)調(diào)、聯(lián)絡(luò)線交換功率、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配、水庫(kù)調(diào)度和設(shè)備檢修等。中期負(fù)荷預(yù)測(cè)指月至年的負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是確定機(jī)組運(yùn)行方式和設(shè)備大修計(jì)劃等。長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)指未來(lái)35年甚至更長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是電網(wǎng)規(guī)劃部門(mén)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)電力負(fù)荷的需求，所作的電網(wǎng)改造和擴(kuò)建工作的遠(yuǎn)景規(guī)劃。負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本過(guò)程：負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本過(guò)程：調(diào)查和選擇歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)資料包括電力企業(yè)內(nèi)部資料和外部資料，把眾多資料濃縮到最小量。挑選標(biāo)準(zhǔn)是直接、可靠和最新。歷史資料的整理由于預(yù)測(cè)的質(zhì)量不會(huì)超過(guò)所用資料的質(zhì)量，所以要對(duì)所收集的與負(fù)荷有關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行審核和必要的加工整理，來(lái)保證資料的質(zhì)量，從而保證預(yù)測(cè)質(zhì)量。

11、對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)的預(yù)處理在經(jīng)過(guò)初步整理之后，還要對(duì)所用資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)處理，即對(duì)歷史資料中的異常值的平穩(wěn)化以及缺失數(shù)據(jù)的補(bǔ)遺，針對(duì)異常數(shù)據(jù)，主要采用水平處理、垂直處理方法。 建立負(fù)荷預(yù)測(cè)模型負(fù)荷預(yù)測(cè)模型是統(tǒng)計(jì)資料軌跡的概括，預(yù)測(cè)模型是多種多樣的，因此，對(duì)于具體資料要選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)模型。負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本方法：負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本方法：?jiǎn)魏姆ǎ喊凑疹A(yù)計(jì)的產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)值計(jì)劃和用電單耗確定需電量。方法簡(jiǎn)單，但難于反映經(jīng)濟(jì)、氣候等影響，適應(yīng)于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)；趨勢(shì)外推法：用合適的函數(shù)曲線反映負(fù)荷依時(shí)間變化呈現(xiàn)的上升或下降變化趨勢(shì)。預(yù)測(cè)只需要少量歷史數(shù)據(jù)，負(fù)荷變化時(shí)誤差大；彈性系數(shù)法：根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)速度和彈性系數(shù)，

12、得到規(guī)劃期末的總用電量。方法簡(jiǎn)單，需做大量的調(diào)研工作；回歸分析法：用統(tǒng)計(jì)學(xué)的回歸分析法對(duì)變量的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)精度較高，適用中短期負(fù)荷預(yù)測(cè)；時(shí)間序列法：根據(jù)歷史負(fù)荷進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。所需歷史數(shù)據(jù)少，但對(duì)負(fù)荷規(guī)律處理不足，適應(yīng)于負(fù)荷變化較均勻的短期預(yù)測(cè)；灰色模型法：以灰色系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的灰色預(yù)測(cè)技術(shù)，在數(shù)據(jù)不多的情況下找出規(guī)律，建立預(yù)測(cè)模型。數(shù)據(jù)離散程度越大，預(yù)測(cè)精度越差，適用短期預(yù)測(cè)；負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本方法：負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本方法：德?tīng)柗品ǎ簩?zhuān)家調(diào)查法，根據(jù)專(zhuān)家直接經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行判斷預(yù)測(cè)。在歷史資料不足或不可預(yù)測(cè)因素較多時(shí)適用，但對(duì)分地區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)可能不可靠，專(zhuān)家意見(jiàn)可能不完整，適

13、用于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)；專(zhuān)家系統(tǒng)法：建立大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，匯集專(zhuān)家預(yù)測(cè)知識(shí)，提取有關(guān)規(guī)則進(jìn)行預(yù)測(cè)?？紤]因素較全面，預(yù)測(cè)結(jié)果較正確，但受數(shù)據(jù)庫(kù)存放的知識(shí)總量限制，對(duì)突發(fā)事件和變化的條件適應(yīng)性差；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法：模仿人腦建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行智能化處理，對(duì)非結(jié)構(gòu)性、非確定性規(guī)律具有自適應(yīng)功能。學(xué)習(xí)過(guò)程較慢，對(duì)突發(fā)事件適應(yīng)性差，適用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)；其他預(yù)測(cè)方法如：優(yōu)選組合預(yù)測(cè)法；小波分析預(yù)測(cè)技術(shù)；負(fù)荷密度法；人均用電量指標(biāo)法等。2.22.2工廠電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線工廠電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的曲線。負(fù)荷曲線按負(fù)荷對(duì)象分，有工廠的、車(chē)間的或某臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷的功率性質(zhì)分，有有功和無(wú)功負(fù)

14、荷曲線；按表示的時(shí)間分，有年的、月的、日的和工作班的負(fù)荷曲線；按繪制方式分，有依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線(折線形負(fù)荷曲線)和梯形負(fù)荷曲線， 1負(fù)荷曲線的繪制負(fù)荷曲線通常都繪制在直角坐標(biāo)上，橫坐標(biāo)表示負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大小（功率kW、kVar）。日負(fù)荷曲線繪制日負(fù)荷曲線繪制 日負(fù)荷曲線是以一晝夜24h為時(shí)間范圍繪制的，日負(fù)荷曲線的繪制方法有：根據(jù)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)24h內(nèi)各個(gè)時(shí)刻的功率表中顯示的數(shù)據(jù)，逐點(diǎn)繪制而成的平滑曲線，這樣得到的負(fù)荷曲線最為準(zhǔn)確。工程上，為了表達(dá)和計(jì)算 簡(jiǎn)單起見(jiàn)，往往將負(fù)荷曲 線用等效的階梯形曲線來(lái) 代替，與精確的負(fù)荷曲線 之間會(huì)有一定的誤差，但 這種誤差是可以允許的。最為常見(jiàn)的

15、負(fù)荷曲線是以 半小時(shí)為時(shí)間間隔半小時(shí)為時(shí)間間隔所繪制的曲線。日負(fù)荷曲線的特征參數(shù)日負(fù)荷曲線的特征參數(shù)日電能耗量Wd(kWh)：最大功率Pmax(kW)平均功率Pav(kW)：P(kW)t(h)PmaxPavPav240( )dWP t dt24davWP日負(fù)荷曲線的特征參數(shù)同一負(fù)荷，其有功功率日負(fù)荷曲線一般均與無(wú)功功率日負(fù)荷曲線的變化規(guī)律不同，這是因?yàn)楫?dāng)有功功率增加或減少時(shí)，無(wú)功功率并不是呈比例地增加或減少，且無(wú)功功率曲線一般比相應(yīng)的有功功率曲線平緩。不同性質(zhì)用戶有不同的日負(fù)荷曲線，相同性質(zhì)用戶在不同時(shí)間和季節(jié)也有不同的日負(fù)荷曲線。其相應(yīng)特征參數(shù)有很大差異。負(fù)荷曲線:1) 日負(fù)荷曲線：負(fù)荷在一

16、晝夜間（024h）變化情況。2) 年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。 年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成。 年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的 冬季日負(fù)荷曲線和夏季日負(fù)荷曲線。 繪制方法如圖所示。下圖是南方某廠的年負(fù)荷曲線，圖中P1在年負(fù)荷曲線上所占的時(shí)間計(jì)算為 T1=200t1+165t2。其中夏季和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況核定。 說(shuō)明: 一般在北方，近似認(rèn)為冬季200天，夏季165天；在南方，近似認(rèn)為冬季165天，夏季200天。圖 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制（a）夏季日負(fù)荷曲線 （b）冬季日負(fù)荷曲線 （c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線年負(fù)荷曲線的特征參數(shù)

17、o年電能耗量Wa(kW h)：全年實(shí)際消耗的電能o最大負(fù)荷Pmax(kW)：年最大負(fù)荷是指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)30分鐘平均功率的最大值。o年平均負(fù)荷Pav(kW)：平均負(fù)荷就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。 Pav=Wa8760 0 1095 2190 3285 4380 5475 6570 7665 8760 t(h)P(kW)100806040200PmaxPavTmax87600( )aWP t dt年負(fù)荷曲線的特征參數(shù)o年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax(h)：若用戶以年最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行Tmax小時(shí)即可消耗掉全年實(shí)際消耗的電能，則Tmax稱(chēng)為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。 T

18、max=Wa/Pmax 0 1095 2190 3285 4380 5475 6570 7665 8760 t(h)P(kW)100806040200PmaxPavTmaxTmax的大小反映了變配電設(shè)備利用率的大小和用戶負(fù)荷平穩(wěn)的程度。對(duì)于同類(lèi)型的用戶盡管Pmax可能差別很大，但Tmax卻很接近；對(duì)于不同工作性質(zhì)的用戶，Tmax差別可能很大。負(fù)荷系數(shù) KL 負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，有功負(fù)荷系數(shù)KaL和無(wú)功負(fù)荷系數(shù)KrL，有時(shí)也用表示有功負(fù)荷系數(shù)，表示無(wú)功負(fù)荷系數(shù)。 一般工廠=0.70.75， =0.760.82 負(fù)荷系數(shù)的大小標(biāo)志著負(fù)荷曲線的陡緩程度，負(fù)荷系數(shù)越負(fù)荷系數(shù)的大小標(biāo)志

19、著負(fù)荷曲線的陡緩程度，負(fù)荷系數(shù)越接近于，說(shuō)明曲線的峰谷差異越小，即曲線越平緩。接近于，說(shuō)明曲線的峰谷差異越小，即曲線越平緩。負(fù)荷的工作制 電氣設(shè)備的老化和損壞速度與其所承受的負(fù)荷大小有關(guān)，在正常運(yùn)行情況下，要保證設(shè)備安全可靠地工作，必須使其工作時(shí)的發(fā)熱所引起的溫度升高在允許范圍內(nèi)（即處于允許的穩(wěn)定工作溫度）；電氣設(shè)備發(fā)熱量的大小與載流導(dǎo)體上通過(guò)的電流有關(guān)，而載流導(dǎo)體通過(guò)持續(xù)電流和通過(guò)非持續(xù)電流所導(dǎo)致的發(fā)熱量是不相同的，即用電設(shè)備的持續(xù)工作特性（工作制）直接影響電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。2.3工廠用電設(shè)備容量的確定2.32.3工廠用電設(shè)備容量的確定工廠用電設(shè)備容量的確定用電設(shè)備的銘牌上都有一個(gè)“額定功

20、率”，但是由于各用電設(shè)備的額定工作條件不同，如有的是長(zhǎng)期工作制，有的是短時(shí)工作制。因此這些銘牌上規(guī)定的額定功率不能直接相加來(lái)作為全廠的電力負(fù)荷，而必須首先換算成同一工作制下的額定功率，然后才能相加。 經(jīng)過(guò)換算至統(tǒng)一規(guī)定工作制下的“額定功率”稱(chēng)為設(shè)備容量，Pe用表示。 用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備的工作制1.長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過(guò)8h，而且運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定，在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，可直接查取其銘牌上的額定容量（額定功率），不用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換。 工廠中主要的生產(chǎn)車(chē)間大多為連續(xù)工作制:如通風(fēng)機(jī),水泵,空氣壓縮機(jī),電動(dòng)發(fā)電機(jī),電爐,照明燈等.2.短時(shí)工作制設(shè)備工作時(shí)間較短，而停歇時(shí)

21、間相對(duì)較長(zhǎng)，在工廠負(fù)荷中所占比例很小，在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，也是直接查取其銘牌上的額定容量（額定功率）。如機(jī)床上的輔助電機(jī):進(jìn)給電機(jī),升降電機(jī)等3.反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例，,工作周期一般不超過(guò)10min.用負(fù)荷持續(xù)率（或稱(chēng)暫載率）來(lái)表示工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與整個(gè)工作周期的百分比值.如電焊機(jī),電梯,起重機(jī)等.負(fù)荷的工作制連續(xù)運(yùn)行工作制（長(zhǎng)期工作制 ）即電氣設(shè)備投入工作的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，負(fù)荷穩(wěn)定，在工作時(shí)間內(nèi)，電氣設(shè)備載流導(dǎo)體可以達(dá)到穩(wěn)定的工作溫度。負(fù)荷的工作制斷續(xù)運(yùn)行工作制（反復(fù)短時(shí)工作制）即電氣設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)工作，其工作和停歇

22、相互交替。在工作時(shí)間 tw內(nèi)，電氣設(shè)備來(lái)不及達(dá)到該設(shè)備在相同環(huán)境條件下持續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定溫升S就停止運(yùn)行并開(kāi)始冷卻，并且其工作區(qū)間內(nèi)發(fā)熱產(chǎn)生的溫升(-0)不足以在停歇時(shí)間to內(nèi)冷卻到周?chē)慕橘|(zhì)溫度；負(fù)荷持續(xù)率：%100%wwottt設(shè)備容量的確定設(shè)備容量的確定1.長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率，即2.反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備的設(shè)備容量是將某負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一負(fù)荷持續(xù)率下的功率。負(fù)荷持續(xù)率可用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來(lái)表示：起重機(jī)（吊車(chē)電動(dòng)機(jī)）起重機(jī)（吊車(chē)電動(dòng)機(jī)）起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種 要求統(tǒng)一換算到25%時(shí)

23、的額定功率，即式中 PN （換算前）設(shè)備銘牌額定功率；Pe換算后設(shè)備容量；N設(shè)備銘牌暫載率；25值為25%的暫載率。電焊機(jī)設(shè)備電焊機(jī)設(shè)備電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。要求統(tǒng)一換算到100%，換算公式為： 式中 SN設(shè)備銘牌額定容量； cosjN設(shè)備銘牌功率因數(shù)。 電爐變壓器組電爐變壓器組設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即 式中 SN電爐變壓器的額定容量； cosjN電爐變壓器的功率因數(shù)。 照明設(shè)備 不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量指燈頭的額定功率，即： Pe= PN 用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。 熒光燈： Pe=1.2PN 高壓水銀燈、

24、金屬鹵化物燈： Pe= 1.1 PN （3 3）吊車(chē)的設(shè)備容量）吊車(chē)的設(shè)備容量 吊車(chē)屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到，吊車(chē)屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到， 所以所以1 1臺(tái)吊車(chē)的容量為：臺(tái)吊車(chē)的容量為： (4) (4) 車(chē)間的設(shè)備總?cè)萘繛椋很?chē)間的設(shè)備總?cè)萘繛椋簁W11253NNNePPPkW169111 .16142eP%25負(fù)荷計(jì)算的目的負(fù)荷計(jì)算的目的 對(duì)一個(gè)具體用戶來(lái)說(shuō)，通常在建設(shè)前就對(duì)其建筑物結(jié)構(gòu)形式、布置、功能以及將要使用的機(jī)電設(shè)備做了較詳盡的初步設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)中線路型號(hào)規(guī)格的確定，這些設(shè)備必須滿足在正常負(fù)荷電流作用

25、下長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行的要求。即除了通過(guò)負(fù)荷預(yù)測(cè)了解用戶對(duì)電源容量要求外，還必須知道供配電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，流過(guò)每個(gè)系統(tǒng)元件的功率（電流），這項(xiàng)工作就稱(chēng)為負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算。 負(fù)荷計(jì)算是選擇校驗(yàn)變壓器容量及開(kāi)關(guān)設(shè)備、連接該負(fù)荷的電力線路的負(fù)荷值。是選擇儀器儀表、整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。2.4工廠計(jì)算負(fù)荷的確定2.42.4工廠計(jì)算負(fù)荷的確定工廠計(jì)算負(fù)荷的確定只要設(shè)備滿足最大計(jì)算負(fù)荷的發(fā)熱效應(yīng)，便可在其余時(shí)段正常運(yùn)行，因此設(shè)備選型中，負(fù)荷計(jì)算的目的不是求變動(dòng)負(fù)荷在每個(gè)時(shí)間段的計(jì)算負(fù)荷，而是只需求的該負(fù)荷的最大計(jì)算負(fù)荷即可。在供配電系統(tǒng)中，以30分鐘內(nèi)的最大計(jì)算負(fù)荷Pmax作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷計(jì)

26、算負(fù)荷(Pc, Qc, Sc, Ic) :導(dǎo)體中通過(guò)一個(gè)等效負(fù)荷時(shí),導(dǎo)體最高溫升與同時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷時(shí)導(dǎo)體中產(chǎn)生的最高溫升相等（熱效應(yīng)等效）。該等效負(fù)荷稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷，是一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷。 導(dǎo)體通過(guò)電流達(dá)到穩(wěn)定溫升時(shí)間34, 為發(fā)熱時(shí)間參數(shù),對(duì)中小截面的導(dǎo)體其值10min,所以導(dǎo)體大約經(jīng)30min達(dá)到穩(wěn)定溫升.因此取因此取30min的平均最大負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷的平均最大負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷.常用P30、Q30、S30、I30分別表示負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。1 同一設(shè)備(線路),長(zhǎng)期通大電流,則溫升高.2 當(dāng)電流一定時(shí),小截面設(shè)備實(shí)際溫升會(huì)高于額定 溫升,大截面設(shè)備

27、溫升低于額定溫升.3 對(duì)于大截面導(dǎo)體,由于一般10min,導(dǎo)致按照 統(tǒng)計(jì)計(jì)算法得到的計(jì)算負(fù)荷大于實(shí)際的負(fù)荷,但 是仍然符合導(dǎo)體設(shè)計(jì)原則.4 計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使變壓器容量、電器設(shè) 備和導(dǎo)線截面選擇過(guò)大，造成投資浪費(fèi)；5 計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，則會(huì)引起所選變壓器容量 不足或電氣設(shè)備、電力線路運(yùn)行時(shí)電能損耗增 加，并產(chǎn)生過(guò)熱、絕緣加速老化等現(xiàn)象，甚至 發(fā)生事故.負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算目的：主要是確定“計(jì)算負(fù)荷”常用方法： 對(duì)待設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)，負(fù)荷曲線未知，但計(jì)算負(fù)荷可以根據(jù)已有的同類(lèi)型用戶的用電規(guī)律來(lái)估計(jì)。（1）若設(shè)備數(shù)量和容量不清楚情況下，要計(jì)算某種使用功能場(chǎng)所的負(fù)荷，可采用各種用電指標(biāo)法如：負(fù)荷密度

28、法，單位指標(biāo)法，住宅用電量指標(biāo)法等。 （2）某供電范圍的計(jì)算負(fù)荷K*Pc確定K值的方法：需要系數(shù)法，二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。這些方法都要基于大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 需要系數(shù)法較簡(jiǎn)便，使用廣泛，適用于變配電所和全廠負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)大功率設(shè)備對(duì)負(fù)荷影響，計(jì)算結(jié)果往往偏大，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。 利用系數(shù)法使用利用系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，比較復(fù)雜，目前使用不多。利用用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算利用用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算v負(fù)荷密度法負(fù)荷密度法常見(jiàn)的工業(yè)與民用電能用戶的負(fù)荷密度指標(biāo)cPS利用用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算利用用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算v單位指標(biāo)法單位指標(biāo)法單位用電指標(biāo)，單位為kW/人

29、、kW床、kW產(chǎn)品等。N為單位數(shù)量，單位為人數(shù)、床數(shù)、產(chǎn)品數(shù)量。v住宅用電量指標(biāo)法住宅用電量指標(biāo)法住宅用電量指標(biāo) 單位為kW/戶；N供電范圍內(nèi)的住宅戶數(shù)；K住宅用電同時(shí)系數(shù)。中國(guó)大陸和香港、美國(guó)的住宅用電量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)比較中國(guó)大陸和香港、美國(guó)的住宅用電量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)比較cPNcPKN利用用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算利用用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算v住宅用電量指標(biāo)法住宅用電量指標(biāo)法住宅用電量指標(biāo) 單位為kW/戶；N供電范圍內(nèi)的住宅戶數(shù)；K住宅用電同時(shí)系數(shù)。cPKN按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷已知工廠的年產(chǎn)量A或年產(chǎn)值B，根據(jù)工廠的單位產(chǎn)量耗電量a或單位產(chǎn)值耗電量b，工廠的全年耗電

30、量Wa全廠的有功計(jì)算負(fù)荷：需要系數(shù)法需要系數(shù)法(1) 一個(gè)用電設(shè)備組中的設(shè)備并不一定同時(shí)工作，因此引入一個(gè)同時(shí)系數(shù);(2) 工作的設(shè)備不一定都工作在額定狀態(tài)下，因此引入一個(gè)負(fù)荷系數(shù); (3) 用電設(shè)備的設(shè)備容量是指輸出容量,其與輸入容量間有個(gè)平均效率; (4) 考慮到線路的損耗、用電設(shè)備本身的損耗等，引入一個(gè)線路平均效率.因此,設(shè)備或設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷等于用電設(shè)備組的總?cè)萘砍艘砸粋€(gè)小于1的系數(shù)，叫做需要系數(shù)Kd 在所需計(jì)算的范圍內(nèi)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這種方法稱(chēng)為需要系數(shù)法。需要系數(shù)法一般

31、用來(lái)求多臺(tái)三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。需要系數(shù)法的基本公式： 需要系數(shù)是以電氣設(shè)備的性質(zhì)為分類(lèi)原則，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)需要系數(shù)是以電氣設(shè)備的性質(zhì)為分類(lèi)原則，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)得到，因此使用時(shí)應(yīng)首先對(duì)所要計(jì)算的設(shè)備進(jìn)行歸類(lèi)。驗(yàn)得到，因此使用時(shí)應(yīng)首先對(duì)所要計(jì)算的設(shè)備進(jìn)行歸類(lèi)。單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷確定單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷確定有功計(jì)算負(fù)荷 ：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： 視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流： 附加說(shuō)明附加說(shuō)明:單組設(shè)備數(shù)量3臺(tái)時(shí)考慮需要系數(shù)多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷總的有功計(jì)算負(fù)荷： 總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：總的視在計(jì)算負(fù)荷：總的計(jì)算電流：附加說(shuō)明附加說(shuō)明:一般情況下低壓側(cè)負(fù)荷計(jì)算時(shí),同時(shí)系數(shù)只在變壓器低壓側(cè)

32、考慮一次即可.支路數(shù)3時(shí)考慮.有功同時(shí)系數(shù)KP取值范圍：配電干線0.80.9；變電站總進(jìn)線0.851無(wú)功同時(shí)系數(shù)KQ取值范圍：配電干線0.930.97 ；變電站總進(jìn)線0.951同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù)K K 解 : (1) 冷加工機(jī)床：查附錄表1可得Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 Pc1= Kd1Pe1=0.250=10kW Qc1=Pc1tg1=101.73=17.3kVar(2)通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 (n=2臺(tái)) Pc2= Pe2=21.2=2.4kW Qc2=Pc2tg2=2.40.75=1.8kVar例1 一機(jī)修車(chē)間的380V線路上，接

33、有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，4kW2臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐1臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。(3)電阻爐：因n=1臺(tái)，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量, cos3=1 Pc3=Pe3=2kW Qc3=0 (4)車(chē)間計(jì)算負(fù)荷：二項(xiàng)式系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法在計(jì)算設(shè)備臺(tái)數(shù)不多，而且各臺(tái)設(shè)備容量相差較大的車(chē)間干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法?；竟綖椋?附加說(shuō)明：n 3臺(tái)時(shí)考慮其余的計(jì)算負(fù)荷Q30、S30和I30的計(jì)算公式與前述需要系數(shù)法相同。 對(duì)1或2臺(tái)用電設(shè)備可認(rèn)為P30=Pe，即b=1，c=0。

34、用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用上式，其余的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。確定多組用電設(shè)備的負(fù)荷確定多組用電設(shè)備的負(fù)荷多組用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。與需要系數(shù)法不同的是，這里不是計(jì)入一個(gè)小于1的綜合系數(shù)，而是在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷(cPx)max，再加上各組平均負(fù)荷bPe，由此求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。 先求出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷P30i、Q30i，則總的有功計(jì)算負(fù)荷為： 總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： 例2 試用二項(xiàng)式法來(lái)確定上例1中的計(jì)算負(fù)荷。解: 求出各組的平均功率bPe和附加負(fù)荷cPx （）金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 查附錄表1，取b1

35、=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1=1.73，x=5，則 (bPe)1=0.1450=7kW (cPx)1=0.4(7.52+42+2.21)=10.08kW （）通風(fēng)機(jī)組查附錄表1， n=2, cos2=0.8，tg2=0.75 (bPe)2=2Pe=2.4kW (cPx)2=0 （） 電阻爐( n=1): (bPe)3=Pe=2kW (cPx)3=0顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷(cPx)1最大，故總計(jì)算負(fù)荷為 ：Pc=（bPe）i+（cPx）1=(7+2.4+2)+10.08=21.48kW比較例1和例2的計(jì)算結(jié)果可知，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法

36、計(jì)算的結(jié)果大得多。 可見(jiàn)二項(xiàng)式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。Qc=（bPetg）i+（cPx） tg1 =(71.73+2.40.75+0)+10.081.73=31.35kvar單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能均衡分配，使三相負(fù)荷盡量平衡。如均衡分配后，三相線路中剩余的單相設(shè)備總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘?5%，可將單相設(shè)備總?cè)萘恳暈槿嘭?fù)荷平衡進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。如超過(guò)15%，則應(yīng)先將這部分單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:1單相設(shè)備接于相電壓時(shí) 等效三相設(shè)備容量Pe按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量Pe

37、mj 的3倍計(jì)算，即 2單相設(shè)備接于線電壓時(shí) 容量Pej為單相設(shè)備接于線電壓時(shí)，其等效三相設(shè)備容量Pe為 3.單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí) 先將接于線電壓的設(shè)備換算為接于相電壓的設(shè)備容量，再分相計(jì)算各相負(fù)荷，按最大有功負(fù)荷相的負(fù)荷3倍計(jì)算。照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)通常，車(chē)間的照明設(shè)備容量都不會(huì)超過(guò)車(chē)間三相設(shè)備容量的15%。因此，我們可在確定了車(chē)間照明設(shè)備總?cè)萘亢螅葱枰禂?shù)法單獨(dú)計(jì)算車(chē)間照明設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。其中: 單位面積容量指標(biāo),單位: w/m2 S 計(jì)算面積, 單位m2供配電系統(tǒng)的功率損耗供配電系統(tǒng)的功率損耗 供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時(shí)功率損

38、耗供配電系統(tǒng)的功率損耗是指最大功率時(shí)功率損耗 。1 線路的功率損耗：線路的功率損耗： 線路功率損耗線路功率損耗 PWL=3IC2RWL*10-3 QWL= = 3IC2XWL*10-3 式中，式中，Ic為線路的計(jì)算電流（為線路的計(jì)算電流（A）；）；RWL為線路每相的電阻（為線路每相的電阻（），），RWL=R0L，R0為線路單位長(zhǎng)度的電阻（為線路單位長(zhǎng)度的電阻（/km），），L為線路的計(jì)算長(zhǎng)為線路的計(jì)算長(zhǎng)度（度（km）；）；XWL為線路每相的電抗（為線路每相的電抗（），），XWL =X0L，X0為線路為線路單位長(zhǎng)度的電抗（單位長(zhǎng)度的電抗（/km）。說(shuō)明說(shuō)明: R0 X0的獲取方法的獲取方法(1)

39、 查表法查表法 (2) 計(jì)算法計(jì)算法 (3) 估算法估算法電力線路的阻抗電力線路的阻抗線路的電阻RWL線路的電抗XWLR0 和X0為導(dǎo)線電纜單位長(zhǎng)度的電阻電抗，可查有關(guān)手冊(cè)；l 為線路長(zhǎng)度。 X0要根據(jù)導(dǎo)線截面和線間幾何均距來(lái)查得。電力線路單位長(zhǎng)度電抗平均值 X0 (/km)估算值電力線路的阻抗電力線路的阻抗這里要說(shuō)明：設(shè)三相線路線間距離分別為a1、a2、a3，則線間幾何均距 。當(dāng)三相線路為等距水平排列，相鄰線距為 a （圖b），則 。當(dāng)三相線路為等邊三角形排列，每邊線距為 a（圖c），則 2 變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗 * 估算法估算法 PT=0.015Sc QT=0.06 Sc *

40、精確法精確法 有功功率損耗有功功率損耗 鐵損鐵損PFe 空載損耗空載損耗P0可認(rèn)為就是鐵損，所以鐵損又稱(chēng)可認(rèn)為就是鐵損，所以鐵損又稱(chēng)為空載損耗。為空載損耗。 銅損銅損PCu 負(fù)載損耗負(fù)載損耗Pk可認(rèn)為就是額定電流下的銅損可認(rèn)為就是額定電流下的銅損PCu 與變壓器二次負(fù)荷有關(guān)。當(dāng)變壓器滿載時(shí)，近似等于變。當(dāng)變壓器滿載時(shí)，近似等于變壓器短路損耗。壓器短路損耗。 變壓器的有功功率損耗為變壓器的有功功率損耗為或者: PT P0+Pk2 式中，式中，SN為變壓器的額定容量；為變壓器的額定容量；Sc為變壓器的計(jì)算負(fù)為變壓器的計(jì)算負(fù)荷；荷；為變壓器的負(fù)荷率（為變壓器的負(fù)荷率（= Sc/SN） 無(wú)功功率損耗無(wú)

41、功功率損耗 空載無(wú)功功率損耗空載無(wú)功功率損耗 Q0 :空載時(shí)由勵(lì)磁電流造成空載時(shí)由勵(lì)磁電流造成. 負(fù)載無(wú)功功率損耗負(fù)載無(wú)功功率損耗 QL :負(fù)荷電流在繞組電抗上的損耗，與負(fù)荷電流在繞組電抗上的損耗，與變壓器二次負(fù)荷大小有關(guān)。當(dāng)變壓器滿載時(shí)，近似等于變壓器短變壓器二次負(fù)荷大小有關(guān)。當(dāng)變壓器滿載時(shí)，近似等于變壓器短路時(shí)繞組上的無(wú)功損耗。路時(shí)繞組上的無(wú)功損耗。 變壓器的無(wú)功功功率損耗為：變壓器的無(wú)功功功率損耗為：式中，式中，I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值為變壓器空載電流占額定電流的百分值;Uk%為變?yōu)樽儔浩鞯亩搪冯妷喊俜种怠浩鞯亩搪冯妷喊俜种怠?以上參數(shù)可由變壓器產(chǎn)品目錄獲取以上參數(shù)可由

42、變壓器產(chǎn)品目錄獲取.工廠的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它反映了供用電系統(tǒng)中無(wú)功功率消耗量在系統(tǒng)總?cè)萘恐兴嫉谋戎兀从沉斯┯秒娤到y(tǒng)的供電能力。分類(lèi)：概念：瞬時(shí)功率因數(shù)運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值平均功率因數(shù)某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)自然功率因數(shù)用電設(shè)備或工廠在沒(méi)有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)總的功率因數(shù)用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)計(jì)算工廠的功率因數(shù)計(jì)算瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)供電部門(mén)對(duì)用戶功率因數(shù)的要求:高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電

43、裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其他用戶功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。380V 電能用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.85以上。 (供電部門(mén)考察用戶功率因數(shù)是使用月平均功率因數(shù)衡量。)功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響1、功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響 電能損耗增加 PwL和QwL 電壓損失增大 供電設(shè)備利用率降低在功率因數(shù)降低后，不得不降低輸送的有功功率P來(lái)控制電流I的值，這樣就降低了供電設(shè)備的供電能力。 提高功率因數(shù)的方法(1) 提高自然功率因數(shù) 采用科學(xué)措施減少用電設(shè)備無(wú)功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。 合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號(hào) 防止電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行 保

44、證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量 合理選擇變壓器的容量 交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行(2) 人工補(bǔ)償功率因數(shù) 并聯(lián)電容器 :工廠中常用的人工補(bǔ)償法(安裝移相電容器) 同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償 調(diào)相機(jī)(僅發(fā)無(wú)功功率的同步發(fā)電機(jī))補(bǔ)償 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率補(bǔ)償S30.1S30.2Q30.1P30Q30.21工廠中的用電設(shè)備多為感性負(fù)載，在運(yùn)行過(guò)程中，除了消耗有功功率外，還需要大量的無(wú)功功率在電源至負(fù)荷之間交換，導(dǎo)致功率因數(shù)降低，給工廠供配電系統(tǒng)造成不利影響。 左圖: 人工補(bǔ)償原理補(bǔ)償容量的計(jì)算補(bǔ)償容量的計(jì)算固定補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算固定補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算 由于電力部門(mén)考察用戶功率因數(shù)是使用的平均功率因數(shù)，固定補(bǔ)償容量就應(yīng)

45、達(dá)到補(bǔ)償后平均功率因數(shù)cos2滿足要求的條件。自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算 對(duì)于自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償，當(dāng)補(bǔ)償后的功率因數(shù)瞬時(shí)值滿足要求時(shí)，其平均功率因數(shù)自然滿足要求。所以，一般以有功計(jì)算負(fù)荷發(fā)生時(shí)所需的無(wú)功補(bǔ)償容量作為自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算的依據(jù)（常用常用）。1212()()ccavcccQPtgtgP tgtgq P1212()()CCCCCCQPtgtgPtgtgq P自動(dòng)補(bǔ)償和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算自動(dòng)補(bǔ)償和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償容量的計(jì)算補(bǔ)償器數(shù)量的計(jì)算 （三相電容器：額定容量應(yīng)不小于系統(tǒng)需要的補(bǔ)償容量；單相電容器：應(yīng)保證臺(tái)數(shù)為3的倍數(shù)。補(bǔ)償后的總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 補(bǔ)償后的視在計(jì)算

46、負(fù)荷 確定補(bǔ)償量后，因?qū)嶋H補(bǔ)償量與計(jì)算量不一致，應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)實(shí)際功率因數(shù)。避免由于功率因數(shù)過(guò)高，在負(fù)荷變化時(shí)，系統(tǒng)反復(fù)在容性和感性功率因數(shù)下轉(zhuǎn)換，造成系統(tǒng)振蕩。 并聯(lián)電容器的裝設(shè)與控制1. 并聯(lián)電容器的結(jié)線不同的接線方法其補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘坎煌?形結(jié)線時(shí)形結(jié)線時(shí) 形結(jié)線優(yōu)點(diǎn):任一項(xiàng)電容器短路,該相電流為正常電流3倍,缺點(diǎn):補(bǔ)償容量小,任一相斷開(kāi),該相無(wú)補(bǔ)償;形結(jié)線優(yōu)點(diǎn):補(bǔ)償容量大,任一相斷開(kāi),三相線路仍得到補(bǔ)償;缺點(diǎn):任一相短路,三相線路發(fā)生相間短路,易引起電容器爆炸. 我國(guó)中壓系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式， 形結(jié)線某相短路擊穿時(shí)發(fā)生相間短路，對(duì)系統(tǒng)危害很大，當(dāng)采用Y形接法只相當(dāng)于單相接地故障。因此，

47、一般中壓系統(tǒng)采用Y形接法，而低壓系統(tǒng)采用形結(jié)線。使用場(chǎng)合:中高壓電容器組接形；容量較小(450kVar)或低壓電容器組接形。 2. 并聯(lián)電容器的裝設(shè)地點(diǎn) (1) 高（中）壓集中補(bǔ)償 高（中）壓集中補(bǔ)償是指將高壓電容器組集中裝設(shè)在工廠變電所的610kV母線上。 裝設(shè)集中，管理維護(hù)方便，投資少，電容器的利用率高，但補(bǔ)償范圍小，不能提高用戶電氣設(shè)備的利用率，一般大中型企業(yè)中用，在中低壓供配電系統(tǒng)中使用較少。(2) 低壓集中補(bǔ)償 低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器集中裝設(shè)在車(chē)間變電所的低壓母線上。補(bǔ)償范圍中，經(jīng)濟(jì)，維護(hù)管理方便，用戶普遍應(yīng)用。(3) 單獨(dú)就地補(bǔ)償 單獨(dú)就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償或分組補(bǔ)償）是指在個(gè)別

48、功率因數(shù)較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組。補(bǔ)償范圍最大，效果最好，但電容器的利用率低。 小容量電容器單位價(jià)格高，維護(hù)管理不便，易受不良環(huán)境影響。一般只在補(bǔ)償需求量大，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，補(bǔ)償點(diǎn)距變電站較遠(yuǎn)的場(chǎng)合用。3.并聯(lián)電容器的控制方式 并聯(lián)電容器的投切是隨著負(fù)荷的變化，以某個(gè)參量進(jìn)行分組投切控制的，有：按功率因數(shù)進(jìn)行控制；按負(fù)荷電流進(jìn)行控制。例2-6 有一工廠修建10/0.4kV的車(chē)間變電所，已知車(chē)間變電所低壓側(cè)的視在功率Sc1為800kVA，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Qc1為540kvar，現(xiàn)要求車(chē)間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9，如果在低壓側(cè)裝設(shè)自動(dòng)補(bǔ)償電容器，問(wèn)補(bǔ)償容量需多少？補(bǔ)償后車(chē)間總的視在計(jì)算負(fù)荷（高壓側(cè)）降低了多少？解 （1）補(bǔ)償前低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷 低壓側(cè)的功率因數(shù) cos1=590.25/800=0.74 變壓器的功率損耗（設(shè)選低損耗變壓器） PT=0.015Sc=0.015800=12kW QT=0.06Sc=0.06800=48kvar 變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為 Pc2=Pc1+PT=590.25+12=602.25kW Qc2=Qc1+Q T=540+48=58