電力負荷及其計算1

工廠供電2電力負荷及其計算1、電力負荷與負荷曲線的有關(guān)概念第二章電力負荷及其計算2、工廠的計算負荷和年耗電量第一節(jié)電力負荷與負荷曲線的有關(guān)概念電力負荷的分級及其對供電的要求用電設(shè)備的工作制負荷曲線及有關(guān)的物理量一.電力負荷的分級及其對供電電源的要求1、電力負荷的概念電力負荷（electricpowerload）又稱電力負載，有兩種含義：(1).電力負荷指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位（用戶），如說重要負荷、動力負荷、照明負荷等。(2).電力負荷指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說輕負荷（輕載）、重負荷（重載）、空負荷（空載、無載）、滿負荷（滿載）等。2、電力負荷的分級及其對供電的要求

電力負荷根據(jù)其對供電可靠性的要求及其中斷供電造成的損失或影響分為三級：

1．一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡，重大設(shè)備損壞，重大產(chǎn)品報廢，或在政治、經(jīng)濟上造成重大損失。供電方式:由兩個獨立電源供電。2．二級負荷：中斷供電將造成主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報廢，重點企業(yè)大量減產(chǎn)，或在政治、經(jīng)濟上造成較大損失。供電方式:由雙回路供電。

3．三級負荷：所有不屬于一、二級負荷的電力負荷。供電方式:對供電電源無特殊要求。

二、用電設(shè)備的工作制

1．連續(xù)運行工作制（長期工作制）2．短時運行工作制（短時工作制）3．?dāng)嗬m(xù)周期工作制（反復(fù)短時工作制）暫載率（負荷持續(xù)率）：指設(shè)備工作時間與工作周期的百分比值，即吊車：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%和60%四種電焊機：標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%和100%四種吊車電動機組（包括電葫蘆、起重機、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=25%時的額定功率（kW），即∴電焊機及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時的額定功率（kW），即 上節(jié)小結(jié)1、電力負荷按重要性分哪幾級?各級電力負荷對供電電源有什么要求?

2、什么叫負荷持續(xù)率?怎樣換算；負荷曲線（loadcurve）是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形。1．負荷曲線的分類按性質(zhì)分：有功負荷曲線和無功負荷曲線

按負荷持續(xù)時間分：日負荷曲線、月負荷曲線和年負荷曲線按計量地點可分個別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠以至整個系統(tǒng)的負荷曲線。將上述三種特征相結(jié)合，就確定了某一種特定的負荷曲線。三、負荷曲線年負荷曲線：年最大負荷曲線：或稱運行年負荷曲線。圖2-2年最大負荷曲線2．負荷曲線的繪制日負荷曲線：逐點描繪法、梯形曲線法

四、與負荷曲線有關(guān)的物理量1．年最大負荷和年最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷Pmax

：指全年中消耗電能最多的半小時的平均功率，即年最大負荷利用小時數(shù)Tmax：在此時間內(nèi)，用戶以年最大負荷持續(xù)運行所消耗的電能恰好等于全年實際消耗的電能，如圖2-4所示?？梢姡耗曦摵汕€越平坦，Tmax越大；年負荷曲線越陡，Tmax越小。圖2-4年最大負荷與年最大負荷利用小時數(shù)2．平均負荷與負荷系數(shù)平均負荷Pav：電力負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，即負荷系數(shù)

KL：平均負荷與最大負荷的比值，即年平均負荷為（圖2-5）:KL越大，負荷曲線越平坦，負荷波動越小。圖2-5年平均負荷第二節(jié)三相用電設(shè)備組計算負荷的確定概述按需要系數(shù)法確定計算負荷按二項式法確定計算負荷通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一個假想的持續(xù)負荷值，稱為計算負荷，用Pc（或Qc

、Sc

、Ic

）表示。

1、計算負荷的意義通常把根據(jù)半小時平均負荷所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，并作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，因此計算負荷：一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)τ為10min以上，而導(dǎo)體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間大約為3τ～4τ，即載流導(dǎo)體大約經(jīng)半小時（30min）后可達到穩(wěn)定溫升值一、

概述

2、確定計算負荷的系數(shù)3．二項式系數(shù)b、c。1．需要系數(shù)Kd：負荷曲線中的最大有功計算負荷Pmax與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即2．利用系數(shù)Ku：負荷曲線中的平均計算負荷Pav與全部用電設(shè)備額定功率之比值，即

1、概述求計算負荷的方法有：需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電量法等。

2、按需要系數(shù)確定計算負荷1．設(shè)備容量Pe的確定對長期工作制的用電設(shè)備：對反復(fù)短時工作制的用電設(shè)備：其設(shè)備容量是指換算到統(tǒng)一暫載率下的額定功率。二、

按需要系數(shù)法確定計算負荷折算方法：按同一周期等效發(fā)熱條件進行換算。吊車電動機組（包括電葫蘆、起重機、行車等）的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=25%時的額定功率（kW），即∴電焊機及電焊變壓器的設(shè)備容量：指統(tǒng)一換算到ε=100%時的額定功率（kW），即 照明設(shè)備的設(shè)備容量：白熾燈、碘鎢燈的設(shè)備容量：等于燈泡上標(biāo)注的額定功率；熒光燈應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍；高壓水銀熒光燈和金屬鹵化物燈也應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量可取燈管額定功率的1.1倍。1．單臺用電設(shè)備的計算負荷對長期連續(xù)工作的單臺用電設(shè)備：

對需要計及效率的單臺用電設(shè)備（如電動機）：

2．用電設(shè)備組的計算負荷式中，P30、Q30、S30的單位分別為kW、kvar、kVA；Kd為需要系數(shù)，查書中附錄表3-2

。例2-1已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機7.5kW3臺,4kW8臺,3kW17臺,1.5kW10臺。試求其計算負荷。

解：此機床組電動機的總?cè)萘繛椴楦戒洷?中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，得（取0.2）,,

因此可求得:

有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷計算電流

練習(xí)：p913-6確定用電設(shè)備組的計算負荷時，應(yīng)考慮以下幾種因素：各用電設(shè)備因工作情況不同，可能不同時工作，因此應(yīng)考慮一個同時使用系數(shù)

;各用電設(shè)備在工作時，不一定全部在滿負荷下運行，因此應(yīng)考慮一個負荷系數(shù)

;各用電設(shè)備的平均效率;

線路的供電效率。

因此，用電設(shè)備組的計算負荷為:二、

按需要系數(shù)法確定計算負荷3．多個用電設(shè)備組的計算負荷式中，為同時系數(shù)，查書中表3-3。當(dāng)車間配電干線上有多組用電設(shè)備時，各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)，此時應(yīng)計入一個同時系數(shù)。對車間干線取例2-2某小批生產(chǎn)車間380V線路上有金屬切削機床30臺,其總?cè)萘繛?02.5kW；電焊機2臺共16.1KW；吊車1臺共11KW。試求其計算負荷。

解：

例2-3

某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW(其中較大容量電動機有7.5kW1臺,4kW3臺,2.2kW7臺),通風(fēng)機2臺共3kW,電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。

解：先求各組的計算負荷

(1).金屬切削機床組查附錄表3-2，取故

(2).通風(fēng)機組查附錄表3-2，取

故

因此380V線路上的總計算負荷為（?。?/p>

在供電工程設(shè)計說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計算表格的形式，如表2-1所示。(3).電阻爐：查附錄表3-2，取故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217.3101.730.50.25020切削機床1計算負荷需要系數(shù)容量臺數(shù)n設(shè)備名稱序號表2-1例2-2的電力負荷計算表（按需要系數(shù)法）作業(yè)P91：3-7

三、按二項式法確定計算負荷

1、二項式法的基本公式

b、c為二項式系數(shù)，查書中附錄表3-4

；為由x臺容量最大用電設(shè)備投入運行時增加的附加負荷（kW）；為該用電設(shè)備組的平均負荷（kW）。比較例2-1和例2-4的計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果稍大，特別是在設(shè)備臺數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計的經(jīng)驗說明，選擇低壓分支干線時，按需要系數(shù)法計算的結(jié)果往往偏小，以采用二項式法計算為宜。我國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》也規(guī)定：“用電設(shè)備臺數(shù)較少、各臺設(shè)備容量相差懸殊時，宜采用二項式法?！崩?-4試用二項式法來確定例2-1所示機床組的計算負荷。解：由附錄表3-2查得。而設(shè)備總?cè)萘繛?/p>

X臺最大容量的設(shè)備容量為可求得其有功計算負荷為

可求得其無功計算負荷為可求得其視在計算負荷為可求得其計算電流為2、對不同工作制的多組用電設(shè)備式中，為各用電設(shè)備組附加負荷中的最大值；為各用電設(shè)備組平均負荷的總和；為與對應(yīng)的功率因數(shù)角的正切值；為各用電設(shè)備組對應(yīng)的功率因數(shù)的正切值。例2-5試用二項式法確定例2-3所述機修車間380V線路的計算負荷。解：先求各組的bPe

和cPx(1)金屬切削機床組:查附錄表3-2，取

故

(2)通風(fēng)機組:查附錄表3-2，取故

(3)電阻爐：查附錄表3-2，取故

以上各組設(shè)備中，附加負荷以cPx(1)為最大，因此總計算負荷為在供電工程設(shè)計說明書中，以上計算可列成表2-2所示電力負荷計算表。00.250.4cb231220大容量數(shù)總臺數(shù)

52.134.328.61955總計01.4+0010.72電阻爐31.46+0.561.95+0.750.750.80.653通風(fēng)機212.1+157+8.681.730.50.1421.750切削機床1計算負荷二項式系數(shù)設(shè)備容量設(shè)備組名稱序號表2-2例2-4的電力負荷計算表(按二項式法)四、尖峰電流及其計算(P72)

一.概述

尖峰電流（peakcurrent）是指持續(xù)時間1~2s的短時最大負荷電流。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護裝置及檢驗電動機自啟動條件等。二.用電設(shè)備尖峰電流的計算(一)單臺設(shè)備尖峰電流的計算

單臺設(shè)備的尖峰電流就是其啟動電流（startingcurrent），因此尖峰電流為

式中IN為設(shè)備額定電流；Ist為設(shè)備啟動電流；Kst

為設(shè)備的啟動電流倍數(shù)，籠型電動機為5~7，繞線型電動機為2~3，直流電動機約為1.7，電焊變壓器為3或稍大。

(二)多臺設(shè)備尖峰電流的計算

引至多臺設(shè)備的線路上的尖峰電流按下式計算：

或式中

和(Ist-IN)max分別為用電設(shè)備中啟動電流與額定電流之差為最大的那臺設(shè)備的啟動電流及其啟動電流與額定電流之差；為除啟動電流與額定電流之差為最大的那臺設(shè)備之外的其他n-1臺設(shè)備的額定電流之和；KΣ為上述n-1臺的同時系數(shù)，按臺數(shù)多少選取，一般為0.7~1；I30

為全部設(shè)備投入運行時線路的計算電流。

例2-8