工廠供電2ppt課件

1、第二章負(fù) 荷 計(jì) 算目錄計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的 確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù) 求計(jì)算負(fù)荷的方法 單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定供電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗 全廠功率因數(shù)確實(shí)定 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 附：負(fù)荷計(jì)算例題 附:課后例題2.1 計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的一、什么是負(fù)荷計(jì)算： 負(fù)荷計(jì)算：求計(jì)算負(fù)荷的這項(xiàng)任務(wù)，稱為負(fù)荷計(jì)算。 是根據(jù)知工廠的用電設(shè)備安裝容量求 取確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。二、計(jì)算負(fù)荷的意義：三、計(jì)算負(fù)荷目的： 作為選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面，變 壓器容量、開(kāi)關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的根據(jù)。四、與負(fù)荷計(jì)算相關(guān)的一些概念：1任務(wù)制的分類： a.延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)制：指任務(wù)時(shí)間

2、較長(zhǎng)，延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的用電設(shè)備的 任務(wù)制。 b.短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)制：指任務(wù)時(shí)間很短，停歇時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的用電 設(shè)備的任務(wù)制。 如起重類： c.斷續(xù)周期任務(wù)制：指有規(guī)律的，時(shí)而任務(wù)，時(shí)而停歇，反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的用電設(shè)備的任務(wù)制。如電焊機(jī)：繼續(xù)率FC%： 為表征斷續(xù)周期的特點(diǎn)，用 整個(gè)任務(wù)周期里的任務(wù)時(shí)間與全周期時(shí)間之比，即用負(fù)荷繼續(xù)率表示。 任務(wù)時(shí)間 停歇時(shí)間。 與 之和為整個(gè)周期時(shí)間，不應(yīng)超越min。2負(fù)荷系數(shù)： 利用已有消費(fèi)工廠用電設(shè)備的安裝容量和實(shí)踐用電的大量資料進(jìn)展統(tǒng)計(jì)、整理及分析，求出有關(guān)系數(shù)，以便在設(shè)計(jì)同類型的工廠時(shí)參考利用。3負(fù)荷曲線： a.含義：表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形稱為負(fù)荷曲線，也就是縱 坐標(biāo)

3、為有功負(fù)荷P或無(wú)功負(fù)荷Q，橫坐標(biāo)為時(shí)間t，每 隔一定時(shí)間間隔t 繪制的負(fù)荷變化曲線。 負(fù)荷曲線所包絡(luò)的面積，就是工廠在消費(fèi)期間耗用的電能。 b.負(fù)荷曲線的繪制： 見(jiàn)圖2.2 確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù) 一、需求系數(shù)：表2-2，2-3定義：二、利用系數(shù)：表2-4定義：負(fù)荷曲線平均有功負(fù)荷該用電設(shè)備組的總額定容量 為 時(shí)間內(nèi)的電能耗費(fèi)量。三、外形系數(shù)：定義： 負(fù)荷有效值P1P2P3PntP普通在.之間 例：11111222233(a)1111222334(b)(a)(b)四、附加系數(shù)：1定義： 附加系數(shù)思索了總?cè)萘恳粯印⒂秒娫O(shè)備組一樣，但其組成容量不同臺(tái)數(shù)不同，Pm超越Pav的倍數(shù)。 2等效臺(tái)數(shù)： 為了進(jìn)

4、展分析比較，從導(dǎo)體發(fā)熱的角度出發(fā)，不同容量的用電設(shè)備需歸算為同一容量的用電設(shè)備，可得等效臺(tái)數(shù)PfPavPmtP右圖的負(fù)荷曲線表示了最大負(fù)荷任務(wù)班平均負(fù)荷Pav，附加負(fù)荷Pf及Pm之間的關(guān)系。負(fù)荷曲線上出現(xiàn)的、以 作為時(shí)間間隔的最大平均負(fù)荷用電設(shè)備組中每臺(tái)用電設(shè)備的額定功率。以下圖為 的 曲線，橫坐標(biāo)為neq ，根據(jù)不同類型用電設(shè)備的Kx可以查出Kf。 例：兩組用電設(shè)備均為普通任務(wù)制小批量消費(fèi)金屬切削機(jī)床，總額 定功率為180Kw，第一組單臺(tái)額定功率相等，每臺(tái)為4.5kw 。 第二組為 試求 。解：對(duì)于小批量金屬切削機(jī)床 , 取 于是 對(duì)于第一組 根據(jù)Kx查曲線圖2-5得 對(duì)于第二組： 取 估算

5、法 計(jì)算法一、計(jì)算負(fù)荷的估算法 運(yùn)用范圍：在制定建廠規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，尚無(wú)詳細(xì)設(shè)備參數(shù) 和工藝加工流程時(shí)，采用估算法。2.3 求計(jì)算負(fù)荷的方法 1. 單位產(chǎn)品耗電量法： 知企業(yè)的消費(fèi)量n及每一單位產(chǎn)品電能耗費(fèi)量w表2-5， 可先求企業(yè)年電能需求量 求計(jì)算負(fù)荷的方法 于是可求得最大有功功率為： 最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)表2-6。該小時(shí)數(shù)是 根據(jù)現(xiàn)有同類企業(yè)年耗費(fèi)電能除以年最大負(fù)荷所得到 的假想時(shí)間統(tǒng)計(jì)得出的。 2. 車間消費(fèi)面積負(fù)荷密度法：知車間消費(fèi)面積負(fù)荷密度目的 單位 時(shí)，車間的平均負(fù)荷按下式求得：二、計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法：1 對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)： 供電線路在min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即為計(jì)算負(fù)荷

6、電動(dòng)機(jī)額定功率。 電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。 注：對(duì)單個(gè)單相設(shè)備如白熾燈、電熱設(shè)備、電爐變壓器等 和對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)任務(wù)制的設(shè)備，其設(shè)備容量均作為計(jì) 算負(fù)荷。對(duì)吊車 、電焊機(jī) ，那么應(yīng)相應(yīng)換算為25%、100%時(shí)的設(shè)備容量： 吊車 2. 多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算： 需求系數(shù)法 外形系數(shù)法 常用方法： 附加系數(shù)法 二項(xiàng)式系數(shù)法 利用系數(shù)法電焊機(jī)即A.需求系數(shù)法： 在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)多，容量差別不大時(shí)，采用此方法。步驟如下： a. 將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量。 b. 查出各組用電設(shè)備相應(yīng)的需求系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。 那么有 ， 于是 c.求車間或全廠計(jì)算負(fù)荷時(shí)，需求在各級(jí)配電

7、點(diǎn)乘以同期系數(shù) 低壓母線： a處： b處： c處： d處：BaaabbcdB.外形系數(shù)法：假設(shè)消費(fèi)工藝穩(wěn)定，可采用此方法. 步驟： a. 將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總額定容量。 b. 查出各組用電設(shè)備的利用系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。 那么： c. 求負(fù)荷的有效值 c.附加系數(shù)法 思索了設(shè)備不同容量不同臺(tái)數(shù)，以及投入任務(wù)隨機(jī)性要素，對(duì)計(jì) 算負(fù)荷結(jié)果產(chǎn)生影響。步驟：a同外形系數(shù)法1、2； b求出上述用電設(shè)備組的加權(quán)益用系數(shù) c求出上述用電設(shè)備組的等效臺(tái)數(shù) d查曲線 e利用 ，求出計(jì)算負(fù) 荷的有功功率和無(wú)功功率。 例：按Kf法求車間總計(jì)算負(fù)荷并選擇變壓器容量。用電設(shè)備組別neq.iPN.iKx.

8、icosiPav.iQav.ineq/KfPcQcSc金屬切削機(jī)床一般281790.20.6535.842較重1151.60.250.6513152起重運(yùn)輸機(jī)械10450.180.458.116電阻爐2350.70.9524.881感應(yīng)爐1480.80.8738.5219小型通風(fēng)機(jī)15520.750.839292電焊變壓器3360.350.512.6219小計(jì)70446.60.74171.51543用電設(shè)備組別neq.iPN.iKx.icosiPav.iQav.ineg /KfPcQcSc照明4.20.834低壓側(cè)無(wú)補(bǔ)償450.80.390.751749154339/1。2210185280補(bǔ)

9、償0.92-86232變壓器損耗有功2%5無(wú)功10%25高壓側(cè)無(wú)補(bǔ)償0.72215210300補(bǔ)償0.92-105239-單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定 一、歸算原那么： 單相用電設(shè)備容量，其額定容量歸算至各相時(shí)，其不平衡度如不超越時(shí)PNdPNs)，那么可以將其總?cè)萘康刃槿鄬?duì)稱條件進(jìn)展負(fù)荷計(jì)算。假設(shè)超越，那么應(yīng)將負(fù)荷最大相的歸算容量乘以作為總?cè)萘窟M(jìn)展負(fù)荷計(jì)算。二、給出三臺(tái)以下的單相用電設(shè)備歸算方法： A.當(dāng)用電設(shè)備接于相電壓時(shí) 歸算后的用電設(shè)備額定容量 用電設(shè)備的銘牌容量 接于相電壓上的負(fù)荷最大相的單極用電設(shè)備額定容量 B. 當(dāng)用電設(shè)備接于線電壓時(shí)： 單 臺(tái)： 23臺(tái)： C. 接于相電壓或線電

10、壓間的單相用電設(shè)備，當(dāng)臺(tái)數(shù)雖超越三臺(tái)， 但 一樣，那么計(jì)算負(fù)荷為： 例：電焊變壓器臺(tái)，電壓v， 求計(jì)算負(fù)荷。解： 1將電焊機(jī)的FC值歸算至，那么2計(jì)算各相平均擔(dān)負(fù)的負(fù)荷S3S1S2abc負(fù)荷最大相為a相，故計(jì)算負(fù)荷為：供電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗 一、供電系統(tǒng)的功率損耗： 1特點(diǎn)：工廠供電系統(tǒng)的線路不長(zhǎng)，且多采用電纜供電，阻抗較 小，固而線路上的功率損耗可忽略不計(jì)算，只計(jì)算變壓 器的功率損耗。 2變壓器功率損耗： 有功功率損耗： 無(wú)功功率損耗：式中： 變壓器的有功、無(wú)功功率損失 kw, kvar； 變壓器的空載有功、無(wú)功功率損失kw, kvar； 變壓器在額定負(fù)載下的銅損 kw； 變壓器在額定

11、負(fù)載下無(wú)功功率損失的增量 kvar； 計(jì)算負(fù)荷的視在容量kVA； 變壓器的額定容量 kVA；由于查表又 變壓器空載電流占額定電流百分?jǐn)?shù); 變壓器短路電壓占額定電壓百分?jǐn)?shù)。3變壓器功率損失的估算 查表二、供電系統(tǒng)能量損耗的估算一利用最大負(fù)荷損耗時(shí)間近似地決議電能損耗。 1線路全年實(shí)踐電能損耗： 式中： 計(jì)算電流A 導(dǎo)線電阻 最大負(fù)荷損耗時(shí)數(shù)h 2與年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)的關(guān)系： 見(jiàn)P.圖 3變壓器的年電能損耗： 式中：變壓器年投入任務(wù)時(shí)數(shù)。二在設(shè)計(jì)時(shí)采用利用系數(shù)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)根據(jù)負(fù)荷曲線求出最大負(fù)荷任務(wù)班的 年電能損耗估算： 對(duì)變壓器： 式中： 對(duì)工廠進(jìn)戶線取. Kz負(fù)荷曲線的外形系數(shù)： 配電線路取.

12、一班制 年任務(wù)時(shí)數(shù)二班制 三班制全廠功率因數(shù)確實(shí)定 一、全廠功率因數(shù)確實(shí)定： 某組用電設(shè)備在最大負(fù)荷班內(nèi)的有功電能耗費(fèi)量； 某組用電設(shè)備在最大負(fù)荷班內(nèi)的無(wú)功電能耗費(fèi)量。 多組用電設(shè)備或全廠自然功率因數(shù)正切的均權(quán)平均值：二、補(bǔ)償容量： 求得的全廠最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷。2.8 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 一、建立電網(wǎng)的投資費(fèi)： 包含：1線路的設(shè)計(jì)堪測(cè)，桿塔、絕緣子、開(kāi)關(guān)設(shè)備等與導(dǎo)線截 面無(wú)關(guān)的費(fèi)用(Z0)。 2與導(dǎo)線截面有關(guān)的費(fèi)用，截面越大，那么投資費(fèi)用越大。 投資費(fèi)用： 單位長(zhǎng)度的第一項(xiàng)費(fèi)用，元/km; b 線路造價(jià)與導(dǎo)線截面的關(guān)系系數(shù); A 導(dǎo)線截面mm2; 線路長(zhǎng)度，km。二、電網(wǎng)的年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)

13、用F： 包含工程： 1為了更新設(shè)備，每年需提取的設(shè)備折舊費(fèi) ，元/年 2網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)修繕費(fèi) ，元/年 3管理費(fèi) ，元/年 設(shè) a 為反映以上三項(xiàng)費(fèi)用的系數(shù)，查手冊(cè) 4電網(wǎng)中由于電能損耗每年應(yīng)付出的電能損耗費(fèi) 設(shè)計(jì)階段： 測(cè)得的導(dǎo)線平均電流；A 外形系數(shù)； 導(dǎo)線電阻； 全年任務(wù)時(shí)數(shù)；h 電價(jià)，元/(kmh) 設(shè)計(jì)時(shí)求得的最大電流 ，即A 最大負(fù)荷損耗時(shí)數(shù)，h三、經(jīng)濟(jì)電流密度 ： 根據(jù)年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用最小的原那么 求最小值 (常數(shù))查表2-9 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積負(fù)荷計(jì)算例題 例：某分支線供應(yīng)一臺(tái)由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)機(jī)用電，該電 動(dòng)機(jī)的額定功率 ，額定電壓 ，功率因數(shù) ，效率 試求其計(jì)算電流

14、。解：任務(wù)制為延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)制，例：有一臺(tái)吊車用三相異步電動(dòng)機(jī)，額定負(fù)載繼續(xù)率FD%=40%時(shí) 的銘牌功率為kw，額定電壓為380V，試求其計(jì)算電流。 解：任務(wù)制為短續(xù)周期任務(wù)制，起重類FC=40%。 取例：某玻璃纖維廠紡織車間的動(dòng)力配電箱引出一條干線，配電給 48臺(tái)織布機(jī)用電，每臺(tái)織布機(jī)裝有一臺(tái)額定電壓為380V，額 定功率為0.75kw的三相異步電動(dòng)機(jī)，試求該干線上的計(jì)算電 流。 解：查手冊(cè)得 任務(wù)制：延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)制例：某機(jī)械修繕車間220/380V低壓進(jìn)線配電給以下用電設(shè)備用電： 1小批消費(fèi)金屬冷加工機(jī)床臺(tái)，共178kw，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有kw臺(tái)，kw臺(tái)，.kw臺(tái)。 2衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)臺(tái)，每

15、臺(tái)為0.75kw 35t行車臺(tái)，每臺(tái)行車裝有kw電動(dòng)機(jī)臺(tái)，kw電動(dòng)機(jī)臺(tái)和.kw電動(dòng)機(jī)臺(tái)，F(xiàn)C%=25% 4實(shí)驗(yàn)室用單相電烘箱臺(tái)，每臺(tái)容量為kw 5白熾燈照明設(shè)備14.76kw 試確定該車間低壓進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷。 解： 用電設(shè)備分組，確定各用電設(shè)備有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷。 a.小批消費(fèi)金屬冷加工機(jī)床組，查表 取 b.衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)，查表 取 c. 起重機(jī)組，任務(wù)制為斷續(xù)周期任務(wù)制,FC=25%,故不用換算。 查表 取 d. 電烘箱組，照明組，屬單相用電設(shè)備 電烘箱 取最大相負(fù)荷 照明器確定車間低壓進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷，取同期系數(shù) 視在功率例：某水泥廠磨機(jī)車間變電所設(shè)有一臺(tái)SL7-630/6 型變壓器，其低 壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為Pc=420Kw,Qc=310KVar ，試求該變壓器的有 功功率損耗和無(wú)功功率損耗。 解：查表得SL7-630/6型變壓器參數(shù)為 變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為： 變壓器的有功損耗和無(wú)功功率損耗為：例：某廠10/0.4KV變電所，其二次側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷Pc=610Kw ，無(wú) 功計(jì)算負(fù)荷Qc=485KVa