工廠供電課件第二章負(fù)荷計算

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)計的基本內(nèi)容工廠供電一次系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容負(fù)荷計算短路計算無功補(bǔ)償計算變配電所位置和型式的選擇變壓器臺數(shù)容量選擇主接線方案設(shè)計一次設(shè)備的選擇與校驗導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線截面積計算一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.電力負(fù)荷的分級電力負(fù)荷的分級：工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-1995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造成的損失或影響的程度分為三級： (1) 一級負(fù)荷 (2) 二級負(fù)荷 (3) 三級負(fù)荷 一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（一

2、）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.電力負(fù)荷的分級電力負(fù)荷的分級：工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-1995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造成的損失或影響的程度分為三級： (1) 一級負(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) 三級負(fù)荷 MMM一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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、備容量的計算 (1) 連續(xù)工作制設(shè)備 (2) 短時工作制設(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）來表示其工作特征。負(fù)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0100%100%ttTtt一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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)備容量的計算 (1) 連續(xù)工作制設(shè)備 (2) 短時工作制設(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 吊車電動機(jī)組：取25%，即252NeNNNPPP

4、一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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)荷隨時間變動情況的一種圖形，它繪在直角坐標(biāo)紙上?？v坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功或無功功率），橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間（一般以小時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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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(fù)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）。 (2) 年負(fù)荷曲線 年負(fù)荷持續(xù)

5、時間曲線：反映負(fù)荷（功率）及其持續(xù)時間 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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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)時間曲線一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（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Tmax，平均負(fù)荷Pav，負(fù)荷系數(shù)KL一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.計算負(fù)荷：計算負(fù)荷： 通過負(fù)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(fù)荷值，稱為計算負(fù)荷（calculated load）。根據(jù)計算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計算負(fù)荷連續(xù)運行，其發(fā)熱溫度不會超過允許值。從此定義出發(fā)，顯然在上述幾個物從此定義出發(fā)，顯然在上述幾個物理量中，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)荷計算的最終輸出：一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.計算負(fù)荷：計算負(fù)荷： 用電設(shè)備組的計算負(fù)荷P30(6) 多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷P30(5) 低壓配電干線的計算負(fù)荷P30(4) 低壓母線的計算負(fù)荷P30(3) 高壓配電干線的計算負(fù)荷P30(2) 工廠的計算負(fù)荷P30(1)一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定負(fù)荷計算的方法：需要系數(shù)法和二項式法負(fù)荷計算的方法：需要系數(shù)法和二項式法 三相用電設(shè)備組的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定 三相用電設(shè)備組的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定 三相用電設(shè)備組的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定 三相用電設(shè)備組的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(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的三相電動機(jī)7.5kW 3臺，4kW 8臺，3kW 17臺，1.5kW

10、 10臺。試求其計算負(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有功計算負(fù)荷：無功計算負(fù)荷：3048.273.230.38kVAIAkV300.2 120.524.1PkWkW3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA視在計算負(fù)荷： 計算電流：一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)

11、荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定注意事項：注意事項：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，因此在計算時，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)，否則會造成錯誤。只有12臺設(shè)備時，可認(rèn)為Kd =1，即P30=Pe 。對于電動機(jī)，由于它本身功率損耗較大，因此當(dāng)只有一臺電動機(jī)時，其P30 =PN /，這里PN 為電動機(jī)額定容量，為電動機(jī)效率。應(yīng)用場合：應(yīng)用場合：需要系數(shù)法適用于確定車間的計算負(fù)荷，設(shè)備臺數(shù)較多的場合。一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電

12、力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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對車間干線，對車間干線，95. 085. 0pK0.90 0.97qK一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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對低壓母線，對低壓母線，（1）由用電設(shè)備組的計算負(fù)荷直接相加來計算時，取0.80 0.90pK0.85 0.95qK一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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對低壓母線，對低壓母線，（2）由車間干線的計算負(fù)荷直接相加

14、來計算時取，取95. 090. 0pK97. 093. 0qK一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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)床電動機(jī)20臺共50kW (其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風(fēng)機(jī)2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負(fù)荷。解：解：先按需要系數(shù)法求各組的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電

16、設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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)床電動機(jī)20臺共50kW (其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風(fēng)機(jī)2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負(fù)荷。解：解：先按需要系數(shù)法求各組的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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)床電動機(jī)20臺共50kW (其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風(fēng)機(jī)2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負(fù)荷

18、。 因此總的計算負(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)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定：多組用電設(shè)備計算負(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、電動機(jī)20臺共50kW (其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風(fēng)機(jī)2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負(fù)荷。34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計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 算 負(fù) 荷 需要系數(shù)容 量 臺數(shù)n設(shè)備名稱 序號kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI /300.95,0.97pqKK一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二

20、）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定基本公式：基本公式：2.2.二項式法：二項式法：30exPbPcP用電設(shè)備組的計算負(fù)荷為該設(shè)備組的平均功率bPe與 x臺容量最大的設(shè)備投入運行時對總計算負(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)法計算相同3030tanQP3030cosPS30303NSIU一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定（二）三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定注意事項：注意事項：2.2.二項式法：二項式法：30exPbPcP按二項式法確定計算負(fù)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

21、 的2倍，即nS30(2)，因此在未進(jìn)行無功補(bǔ)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)cos650/10310.63一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（四）工廠計算負(fù)荷的確定（四）工廠計算負(fù)荷的確定 4.工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償 （6 6）無功補(bǔ)償后的計算負(fù)荷）無功補(bǔ)償后的計算負(fù)荷解：解： (2) 無功補(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型低壓無功自動補(bǔ)償屏，可選用方案1：1#主屏1臺，3#輔屏6臺，共計84*7=588kvar方案2：2#主屏1臺，4#輔屏4臺，共計112*5=560kvar一、工廠的電力負(fù)荷計算一、工廠的電力負(fù)荷計算（四）工廠計算負(fù)荷的確定（四）工廠計算負(fù)荷的確定 4.工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償 （6 6）無功補(bǔ)償后的計算負(fù)荷）無功補(bǔ)償后的計算負(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)荷計算一、工廠的