新編工業(yè)與民用供電課件

1、第二章 工廠(chǎng)的電力負(fù)荷及計(jì)算第一節(jié) 工廠(chǎng)的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線(xiàn)第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié) 工廠(chǎng)供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗第五節(jié) 工廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量第六節(jié) 尖峰電流的計(jì)算NEXT8/7/20221工業(yè)與民用供電 第一節(jié)工廠(chǎng)的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線(xiàn) 1、工廠(chǎng)電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求電力負(fù)荷: 電力負(fù)荷又稱(chēng)電力負(fù)載。工廠(chǎng)電力負(fù)荷的分級(jí): 工廠(chǎng)的電力負(fù)荷，按GB50052-95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) 。HOMEBACKNEXT8/7/20222工業(yè)與民用供電2、工廠(chǎng)用電設(shè)備的工作制連續(xù)工作制

2、短時(shí)工作制斷續(xù)周期工作制 斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率（又 稱(chēng)暫載率）來(lái)表征其工作特征。 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，即 式中：T為工作周期；t為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間； t。為工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。 HOMEBACKNEXT8/7/20223工業(yè)與民用供電斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌功率）PN，是對(duì)應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。 HOMEBACKNEXT8/7/20224工業(yè)與民用供電3、工廠(chǎng)的負(fù)荷曲線(xiàn)負(fù)荷曲線(xiàn)： 表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)系的圖形。 可直觀(guān)地反映出用戶(hù)用電特點(diǎn)，對(duì)于同類(lèi)型的用戶(hù)，其負(fù)荷曲線(xiàn)形狀大致相同。（1）按負(fù)荷性質(zhì)分HOME

3、BACKNEXT8/7/20225工業(yè)與民用供電有功負(fù)荷曲線(xiàn)無(wú)功負(fù)荷曲線(xiàn)（2)按持續(xù)工作時(shí)間分日負(fù)荷曲線(xiàn)(24h)日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線(xiàn)（運(yùn)行年負(fù)荷曲線(xiàn)年負(fù)荷曲線(xiàn)（8760h HOMEBACKNEXT8/7/20226工業(yè)與民用供電四、與負(fù)荷曲線(xiàn)和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量 （一）年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷 Pmax ： 全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱(chēng)為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。 HOMEBACKNEXT8/7/20227工業(yè)與民用供電2.年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最天負(fù)荷利用小時(shí) Tmax： 一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pm

4、ax（或P30）持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，如圖所示。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) HOMEBACKNEXT8/7/20228工業(yè)與民用供電（二）平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) 平均負(fù)荷Pav: 電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值，即 HOMEBACKNEXT8/7/20229工業(yè)與民用供電負(fù)荷系數(shù): 負(fù)荷系數(shù)又稱(chēng)負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷Pav,與其最大負(fù)荷Pmax的比值，即 對(duì)用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，就是設(shè)備的輸出功率P與設(shè)備額定容量PN的比值，即 HOMEBACKNEXT8/7/202210工業(yè)與民用供電第二節(jié) 三

5、相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 1、概述 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(chēng)為計(jì)算負(fù)荷。HOMEBACKNEXT8/7/202211工業(yè)與民用供電2、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷（一）基本公式 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷: 是用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30，如圖所示。 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷HOMEBACKNEXT8/7/202212工業(yè)與民用供電用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe： 是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量PN之和，即Pe =PN。設(shè)備的額定容量： 是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。 HOMEBACKNEXT8/7/202213

6、工業(yè)與民用供電用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷： 式中： P30計(jì)算有功功率(kw)； Kd 需要系數(shù)(三臺(tái)以下時(shí)Kd 1)； Pe用電設(shè)備組的設(shè)備容量(kw)。 式中，Kd為需要系數(shù)。無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： 式中，tan為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組cos中的正切值。 HOMEBACKNEXT8/7/202214工業(yè)與民用供電視在計(jì)算負(fù)荷： 式中，cos為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計(jì)算電流： 式中，UN為用電設(shè)備組的額定電壓。HOMEBACKNEXT8/7/202215工業(yè)與民用供電例：已知機(jī)修車(chē)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. 5kW3臺(tái)；4kW8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1. 5kW10 臺(tái)。試求其

7、計(jì)算負(fù)荷。 解 此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?Pe=7.5kW 3+4 kW 8+3 kW17+1.5 10 +120.5kW 查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)， 得Kd=16-0.2(取0.2), cos=0. 5,tan =1. 73。因此求得: 有功計(jì)算負(fù)荷 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算 計(jì)算電流HOMEBACKNEXT8/7/202216工業(yè)與民用供電 （二）設(shè)備容量的計(jì)算 需要系數(shù)法基本公式中的設(shè)備容量Pe計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān):一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組: 設(shè)備容量就是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。 HOMEBACKNEXT8/7/202217工業(yè)與民用供電對(duì)

8、斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組設(shè)備容量換算的公式如式(2-2)所示。（1）電焊機(jī)組要求統(tǒng)一換算到=100%的設(shè)備功率。（2）吊車(chē)電動(dòng)機(jī)組要求統(tǒng)一換算到f= 25的設(shè)備功率。HOMEBACKNEXT8/7/202218工業(yè)與民用供電2.多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 （ 配電干線(xiàn)和 變電所低壓母線(xiàn)） K p 同時(shí)系數(shù)注：（1）配電干線(xiàn)和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組 的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)Kp，一般取為0.80.9。 （2）當(dāng)不同類(lèi)別的建筑(如辦公樓和宿舍樓)共用一臺(tái)變壓 器時(shí)，其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減小。HOMEBACKNEXT8/7/202219工業(yè)與民用供電 3、按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)確定的用電

9、設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線(xiàn)和干線(xiàn)的 計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用。（略HOMEBACKNEXT8/7/202220工業(yè)與民用供電第三節(jié)單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定1、概述單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康?5時(shí)，全部按三相對(duì)稱(chēng)負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱(chēng)容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5時(shí)，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。HOMEBACKNEXT8/7/202221工業(yè)與民用供電2、單相設(shè)備組等效三項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算 單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線(xiàn)路上。（單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備的15否則：（一） 單相用電設(shè)備僅接于相電壓 等效三相負(fù)荷 取最大相

10、負(fù)荷的三倍 Pe=3 Pe.maxHOMEBACKNEXT8/7/202222工業(yè)與民用供電（二）單相用電設(shè)備僅接于線(xiàn)電壓 如 PabPbc Pca 當(dāng) Pbc 0.15 Pab時(shí) Peq=1.5(Pab+ Pbc)當(dāng) Pbc 0.15 Pab時(shí) HOMEBACKNEXT8/7/202223工業(yè)與民用供電（三）用電設(shè)備分別接于線(xiàn)電壓和相電壓先將接于的線(xiàn)電壓的單相用電設(shè)備換算為接于相電壓的單相負(fù)荷。再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其3倍即為等效三相負(fù)荷 。HOMEBACKNEXT8/7/202224工業(yè)與民用供電第四節(jié)工廠(chǎng)供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗1、供電線(xiàn)路的功率損耗 式中 R 線(xiàn)路每相電阻

11、 X 線(xiàn)路每相電抗HOMEBACKNEXT8/7/202225工業(yè)與民用供電2、變壓器的功率損耗式中 鐵心損耗(鐵耗)； 繞組損耗(銅耗)； 空載損耗； 短路損耗。HOMEBACKNEXT8/7/202226工業(yè)與民用供電HOMEBACKNEXT8/7/202227工業(yè)與民用供電式中: 變壓器空載無(wú)功損耗 變壓器在額定負(fù)荷下,消耗在 一、二次繞組電抗上的無(wú)功 損耗。 變壓器空載電流占額定電 流的百分比。 變壓器短路電壓占額定電 壓的百分比。 變壓器負(fù)荷率HOMEBACKNEXT8/7/202228工業(yè)與民用供電 在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗可按下式近似計(jì)算： HOMEBACKNEX

12、T8/7/202229工業(yè)與民用供電3、 供配電系統(tǒng)年電能損耗假設(shè) ，線(xiàn)路電壓不變，則 HOMEBACKNEXT8/7/202230工業(yè)與民用供電在 時(shí)HOMEBACKNEXT8/7/202231工業(yè)與民用供電 線(xiàn)路年平均損耗變壓器年平均損耗HOMEBACKNEXT8/7/202232工業(yè)與民用供電 最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)。 其物理意義為：當(dāng)線(xiàn)路和變壓器中以最大負(fù)荷電流 流過(guò) 小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于實(shí)際變化電流時(shí)的電能損耗， 與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 和負(fù)荷功率因數(shù) 有關(guān)。 HOMEBACKNEXT8/7/202233工業(yè)與民用供電第六節(jié) 尖峰電流的計(jì)算 尖峰電流是持續(xù)12s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，它用來(lái)計(jì)算電壓波動(dòng)，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。1、單臺(tái)用電設(shè)備HOMEBACKNEXT8/7/202234工業(yè)與民用供電 用電設(shè)備的額定電流； 用電設(shè)備的起動(dòng)電流； 用電設(shè)備的