工廠供電課件第二章負(fù)荷計(jì)算

1、第二部分第二部分 工廠供電一次系統(tǒng)工廠供電一次系統(tǒng)工廠供電一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容工廠供電一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容負(fù)荷計(jì)算短路計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算變配電所位置和型式的選擇變壓器臺(tái)數(shù)容量選擇主接線方案設(shè)計(jì)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線截面積計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.電力負(fù)荷的分級(jí)電力負(fù)荷的分級(jí)：工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)： (1) 一級(jí)負(fù)荷 (2) 二級(jí)負(fù)荷 (3) 三級(jí)負(fù)荷 一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一

2、）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.電力負(fù)荷的分級(jí)電力負(fù)荷的分級(jí)：工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)： (1) 一級(jí)負(fù)荷：雙電源雙電源供電，特別重要負(fù)荷還需加備用電源一般選不同變電所的兩路出線或者一路公網(wǎng)電源一路自備電源 (2) 二級(jí)負(fù)荷：雙回路雙回路供電（高壓側(cè)雙回路）一般選同一變電所的兩路不同變壓器出線 或一路公網(wǎng)一路自備 (3) 三級(jí)負(fù)荷 MMM一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）2.2.用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備的工作制：關(guān)系到設(shè)

3、備容量的計(jì)算 (1) 連續(xù)工作制設(shè)備 (2) 短時(shí)工作制設(shè)備 (3) 斷續(xù)周期工作制設(shè)備 斷續(xù)周期工作制設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率”（又稱暫載率）來(lái)表示其工作特征。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用表示，即0100%100%ttTtt一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）2.2.用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備的工作制：關(guān)系到設(shè)備容量的計(jì)算 (1) 連續(xù)工作制設(shè)備 (2) 短時(shí)工作制設(shè)備 (3) 斷續(xù)周期工作制設(shè)備 Pe=PNNeNPP 電焊機(jī)組：取100%，即coseNNNNPPS 吊車電動(dòng)機(jī)組：取25%，即252NeNNNPPP

4、一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，它繪在直角坐標(biāo)紙上?？v坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功或無(wú)功功率），橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)h為單位）。圖2-1 日有功負(fù)荷曲線 (1) 日負(fù)荷曲線一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，它繪在直角坐標(biāo)紙上?？v坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功或無(wú)功功率），橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)h為單位）。 (2) 年負(fù)荷曲線 年負(fù)荷持續(xù)

5、時(shí)間曲線：反映負(fù)荷（功率）及其持續(xù)時(shí)間 年每日最大負(fù)荷曲線：反映一年中每日最大負(fù)荷的變化情況一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線： (2) 年負(fù)荷曲線圖2-2 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制a) 夏日負(fù)荷曲線 b) 冬日負(fù)荷曲線 c) 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線： (2) 年負(fù)荷曲線圖2-3 年每日最大負(fù)荷曲線一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負(fù)荷曲線：負(fù)荷

6、曲線： (3) 與負(fù)荷曲線相關(guān)的物理量年最大負(fù)荷Pmax，年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax，平均負(fù)荷Pav，負(fù)荷系數(shù)KL一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算負(fù)荷： 通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷（calculated load）。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)允許值。從此定義出發(fā)，顯然在上述幾個(gè)物從此定義出發(fā)，顯然在上述幾個(gè)物理量中，我們最應(yīng)關(guān)心的是理量中，我們最應(yīng)關(guān)心的是Pmax P3030 ，Q3030 ，S3030 和和

7、3030 負(fù)荷計(jì)算的最終輸出：一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算負(fù)荷： 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P30(6) 多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷P30(5) 低壓配電干線的計(jì)算負(fù)荷P30(4) 低壓母線的計(jì)算負(fù)荷P30(3) 高壓配電干線的計(jì)算負(fù)荷P30(2) 工廠的計(jì)算負(fù)荷P30(1)一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定負(fù)荷計(jì)算的方法：需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法負(fù)荷計(jì)算的方法：需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法 三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P301.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：30

8、LeeWLK KPP M1M2MnPN1PN2PNnK為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)KL為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)e為設(shè)備組的平均效率WL為配電線路的平均效率Pe用電設(shè)備組的設(shè)備容量一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P301.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：30LeeWLK KPP /()LeWLdK KK Kd為需要系數(shù)30dePK PKd查表求得一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P301.1.需要系數(shù)法：需要

9、系數(shù)法：30dePK PKd查表求得 設(shè)備組容量Pe：NePPNNePPNNePP 2一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P301.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIUcos,tan 查表求得一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定例例2-1 已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW 3臺(tái)，4kW 8臺(tái)，3kW 17臺(tái)，1.5kW

10、 10臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIU 解：解：此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?.53 48 317 1.510120.5ePkWkWkWkWkW 查附錄表1，Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73有功計(jì)算負(fù)荷：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：3048.273.230.38kVAIAkV300.2 120.524.1PkWkW3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA視在計(jì)算負(fù)荷： 計(jì)算電流：一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)

11、荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIU需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大，因此在計(jì)算時(shí)，首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。只有12臺(tái)設(shè)備時(shí)，可認(rèn)為Kd =1，即P30=Pe 。對(duì)于電動(dòng)機(jī)，由于它本身功率損耗較大，因此當(dāng)只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，其P30 =PN /，這里PN 為電動(dòng)機(jī)額定容量，為電動(dòng)機(jī)效率。應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合：需要系數(shù)法適用于確定車間的計(jì)算負(fù)荷，設(shè)備臺(tái)數(shù)較多的場(chǎng)合。一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電

12、力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030對(duì)車間干線，對(duì)車間干線，95. 085. 0pK0.90 0.97qK一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：M1M2MnPN1PN2PNnM1

13、M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030對(duì)低壓母線，對(duì)低壓母線，（1）由用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，取0.80 0.90pK0.85 0.95qK一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030對(duì)低壓母線，對(duì)低壓母線，（2）由車間干線的計(jì)算負(fù)荷直接相加

14、來(lái)計(jì)算時(shí)取，取95. 090. 0pK97. 093. 0qK一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU)1(30P)(30 iP?30P一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：

15、1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW， 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。解：解：先按需要系數(shù)法求各組的計(jì)算負(fù)荷 (1) 金屬切削機(jī)床組 查附錄表1，取 ,故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110) 1 (30kkWQ一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電

16、設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW， 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。解：解：先按需要系數(shù)法求各組的計(jì)算負(fù)荷 (2)通風(fēng)機(jī)組0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8

17、varQkWk (3)電阻爐0.7,cos1,tan0dK30(3)0.721.4PkWkW30(3)0Q一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW， 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷

18、。 因此總的計(jì)算負(fù)荷為 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定：1.1.需要系數(shù)法：需要系數(shù)法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床

19、電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW， 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計(jì)01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床1計(jì) 算 負(fù) 荷 需要系數(shù)容 量 臺(tái)數(shù)n設(shè)備名稱 序號(hào)kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI /300.95,0.97pqKK一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二

20、）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定基本公式：基本公式：2.2.二項(xiàng)式法：二項(xiàng)式法：30exPbPcP用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為該設(shè)備組的平均功率bPe與 x臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)對(duì)總計(jì)算負(fù)荷的額外影響cPx之和。其中的b，c，x均由附表1查得。其余Q30、S20、I30與需要系數(shù)法計(jì)算相同3030tanQP3030cosPS30303NSIU一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：2.2.二項(xiàng)式法：二項(xiàng)式法：30exPbPcP按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)備總臺(tái)數(shù)n 少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)x

21、 的2倍，即nS30(2)，因此在未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為(2)cos650/10310.63一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（四）工廠計(jì)算負(fù)荷的確定（四）工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 4.工廠的功率因數(shù)及無(wú)功補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)及無(wú)功補(bǔ)償 （6 6）無(wú)功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷）無(wú)功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷解：解： (2) 無(wú)功補(bǔ)償容量按規(guī)定變電所高壓側(cè)的 ，低壓側(cè)補(bǔ)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(2)cos0.92650 (tanarcco

22、s0.63tanarccos0.92) var525 varCQkk530 varCQk取若采用PGJ1型低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償屏，可選用方案1：1#主屏1臺(tái)，3#輔屏6臺(tái)，共計(jì)84*7=588kvar方案2：2#主屏1臺(tái)，4#輔屏4臺(tái)，共計(jì)112*5=560kvar一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算（四）工廠計(jì)算負(fù)荷的確定（四）工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 4.工廠的功率因數(shù)及無(wú)功補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)及無(wú)功補(bǔ)償 （6 6）無(wú)功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷）無(wú)功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷解：（解：（3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為因此補(bǔ)償后變壓器容量可改選為800kVA，比補(bǔ)償前容量減少450kVA。 變壓器的功率損耗為AkVAkVS693)560800(65022)2(30kWSPT769301. 001. 0)2(30var3569305. 005. 0)2(30kSQT一、工廠的電力負(fù)荷計(jì)算一、工廠的