企業(yè)供電技術(shù)-第二章

第二章工業(yè)企業(yè)電力

負荷計算

第二章工業(yè)企業(yè)電力

負荷計算§2-1電力負荷與負荷曲線基本概念§2-2用電設(shè)備的設(shè)備容量§2-3用電設(shè)備計算負荷的確定§2-4工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗§2-5工業(yè)企業(yè)計算負荷的確定§2-6尖峰電流及其計算第二章工業(yè)企業(yè)電力

負荷計算求總線上的電流、電壓為多大，才能保證給N臺設(shè)備供電PA=∑PNi考慮的問題：①各負荷不一定同時運行②負荷是變化的③最大負荷不同時出現(xiàn)所以實際上PA

<∑PNi電力負荷（電力負載）有兩種含義：⑴指耗用電能的用電設(shè)備或用戶，如重要負荷、一般負荷、動力負荷、照明負荷等；⑵指用電設(shè)備或用戶耗用的功率或線路中流過的電流，如輕負荷（輕載）、重負荷（重載）、空負荷（空載）、滿負荷（滿載）等。2.1電力負荷與負荷曲線電力負荷的分級：⑴一級負荷：要求由兩個獨立電源供電。而對特別重要的一級負荷例如保安負荷（負責(zé)事故處理），還需增設(shè)應(yīng)急電源。常用的應(yīng)急電源有：獨立于正常電源的發(fā)電機組，干電池，蓄電池，供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路。⑵二級負荷：工業(yè)企業(yè)大多屬于此類(60%-80%)，應(yīng)由兩回線路供電，應(yīng)有兩臺供電變壓器。⑶三級負荷：居民用電多為此類，一般由單回線路供電。2.1電力負荷與負荷曲線用電設(shè)備分類：按照電流：直流和交流按照電壓：低壓和高壓（以1kv為分界）按照頻率：低頻、工頻、中頻和高頻（10000Hz以上）2.1電力負荷與負荷曲線2.1電力負荷與負荷曲線工廠的用電設(shè)備，按其工作制分以下三類：1、連續(xù)運行工作制：如通風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機、電動發(fā)動機、電爐、運輸設(shè)備、電解設(shè)備、照明設(shè)備等。2、短時工作制：

這類設(shè)備的工作時間較短，而停歇時間相對較長。此類設(shè)備占比例較小。3、反復(fù)短時工作制：如軋鋼機、各類吊車、電焊機等，屬于供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定負荷。反復(fù)短時工作制設(shè)備的負荷持續(xù)率：負荷持續(xù)率，又稱暫載率或相對工作時間。ε=t/T×100%，T=t+t0T——工作周期，t——工作周期內(nèi)的工作時間，t0——工作周期內(nèi)的停歇時間。同一設(shè)備,在不同的負荷持續(xù)率下工作時,其輸出功率是不同的。2.1電力負荷與負荷曲線2.1電力負荷與負荷曲線負荷曲線是表示電力負荷隨時間變化情況的一種圖形，它繪制在直角坐標系中，縱坐標表示負荷（有功或無功功率），橫坐標表示對應(yīng)于負荷變動的時間（一般以小時為單位）。

負荷曲線按負荷對象分，有工廠的、車間的或某類設(shè)備的負荷曲線。按負荷的功率性質(zhì)分，有有功和無功負荷曲線。按所表示負荷變動的時間分，有年的、月的、日的或工作的負荷曲線。年負荷曲線通常是根據(jù)典型的冬日和夏日負荷曲線來繪制。這種曲線的負荷從大到小依次排列，反映了全年負荷變動與負荷持續(xù)時間的關(guān)系，因此稱為負荷持續(xù)時間曲線，一般簡稱年負荷曲線。年每日最大負荷曲線按全年每日的最大半小時平均負荷來繪制的，專用來確定經(jīng)濟運行方式用的。2.1電力負荷與負荷曲線2.1電力負荷與負荷曲線S1=S2橫坐標：日(24h)、月、季、年縱坐標：P、Q、SPmax/PN∑≈恒=Kd(需用系數(shù))Pav/PN∑≈恒=Ku(利用系數(shù))2.1電力負荷與負荷曲線最大負荷

Pmax(一天中最高)平均負荷Pav尖峰負荷P△=Pmax-Pav曲線與橫軸所圍面積與平均負荷與橫軸所圍面積相等。2.1電力負荷與負荷曲線S3=S4T=t1×夏日天數(shù)Ti=(t2+t2′)×夏日天數(shù)+(t3+t3′)×冬日天數(shù)2.1電力負荷與負荷曲線企業(yè)年電能需求量指企業(yè)一年內(nèi)消耗的電能，它是企業(yè)供電設(shè)計的重要指標。已知企業(yè)的年負荷曲線，則負荷曲線下面的面積即為企業(yè)的有功年電量需要量Wa。2.1電力負荷與負荷曲線

Wa=∫08760p×dt將負荷曲線下面的面積用一個等值的矩形面積OABM代替，則Wa=Pmax×Tmax.aPmax：年最大負荷

Tmax.a：企業(yè)有功年最大負荷利用小時2.1電力負荷與負荷曲線計算負荷通過負荷經(jīng)驗統(tǒng)計求出的，用來代替實際負荷作為負荷計算和按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)各元件的負荷值。其物理意義是指由這個計算負荷所產(chǎn)生的恒定溫升等于實際變化負荷所產(chǎn)生的最大溫升。2.1電力負荷與負荷曲線由于一般16mm2以上的導(dǎo)線的發(fā)熱時間常數(shù)均在10min以上，而導(dǎo)線達到穩(wěn)定溫升的時間約為30min，所以只有持續(xù)時間在半小時以上的負荷值，才有可能造成導(dǎo)體的最大溫升，因此計算負荷一般取負荷曲線上的半小時最大負荷P30(年最大負荷Pmax)。相應(yīng)其他計算負荷可分別表示為Q30、S30、I30。2.2用電設(shè)備的設(shè)備容量設(shè)備容量銘牌——額定功率；設(shè)備容量——換算至同一工作制后的“額定功率”，用Pe表示。設(shè)備容量的確定：⑴連續(xù)運行工作制和短時工作制：Pe=PN2.2用電設(shè)備的設(shè)備容量照明設(shè)備⑴白熾燈Pe=PN⑵熒光燈Pe=1.2PN電爐變壓器(一般單獨供電)包括電阻爐、電磁爐、電弧爐三種

2.2用電設(shè)備的設(shè)備容量⑵反復(fù)短時工作制：需要進行“等效”換算,即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進行換算,把某負荷持續(xù)率的銘牌額定功率換算成統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率。設(shè)備容量與負荷持續(xù)率的平方根值成反比關(guān)系，即起重機電焊機2.3用電設(shè)備計算負荷的確定需用系數(shù)法基本公式PA=PN∑/ηPN∑：該組內(nèi)各設(shè)備額定功率之和η：設(shè)備組的平均加權(quán)效率2.3用電設(shè)備計算負荷的確定考慮因素：⑴不同時運行，定義K∑為同時運行系數(shù)

P30′=(K∑×PN∑)/η⑵不滿負荷運行，定義KL為平均加權(quán)負荷系數(shù)P30″=(K∑×KL×PN∑)/η

⑶網(wǎng)絡(luò)效率，定義ηWL為配電線路的平均效率

P30=(K∑×KL×PN∑)/(η×ηWL)=Kd×PN∑Kd：需用系數(shù)2.3用電設(shè)備計算負荷的確定若每臺設(shè)備的效率并不相同，加權(quán)平均值

η=(η1×PN1+…+ηn×PNn)/PN∑

權(quán)重為該設(shè)備所用電能在總消耗中的比重

PNi/PN∑(i=1，2，3……n)2.3用電設(shè)備計算負荷的確定

⒈單臺設(shè)備支線(G點)⑴對于D總有滿負荷⑵運行的情況→KL=1⑶一臺設(shè)備，K∑=1

P30=(K∑×KL×PN∑)/(η×ηWL)=PN∑/η=Kd×PN∑2.3用電設(shè)備計算負荷的確定其余計算負荷為：

2.3用電設(shè)備計算負荷的確定某車間有吊車一臺，其基本參數(shù)如下：ε=40%，PN=39.6kw，η=0.8=0.5，求供電支線負荷。

解：2.3用電設(shè)備計算負荷的確定2.3用電設(shè)備計算負荷的確定⒉設(shè)備組供電支線(F點)PN∑：該用電設(shè)備組內(nèi)各設(shè)備額定容量總和，但不包括備用設(shè)備容量；Kd：該用電設(shè)備組需用系數(shù)。

用途：選擇設(shè)備組供電支線導(dǎo)線截面及開關(guān)設(shè)備2.3用電設(shè)備計算負荷的確定2.3用電設(shè)備計算負荷的確定例：某車間有生產(chǎn)用5kw通風(fēng)機一臺，5kw機械加工機床一臺，試求該設(shè)備組計算負荷(UN=380V)。解：查表得通風(fēng)機Kd1=0.75，tanφ1=0.75

機械加工機床Kd2=0.2tanφ2=1.33設(shè)備組Kd=(Kd1×PN1+Kd2×PN2)/PN=0.475tanφ=(tanφ1×PN1+tanφ2×PN2)/PN∑=1.042.3用電設(shè)備計算負荷的確定2.3用電設(shè)備計算負荷的確定⒊車間低壓干線(E點)對于幾個性質(zhì)不同的用電設(shè)備組供電⑴性質(zhì)相同的設(shè)備組，同F(xiàn)點計算；⑵性質(zhì)不同的設(shè)備組用下面的公式計算。用途：選擇分干線導(dǎo)線截面及開關(guān)設(shè)備。2.3用電設(shè)備計算負荷的確定2.3用電設(shè)備計算負荷的確定⒋車間低壓母線計算負荷(D點)在車間變電站低壓母線上接有多組用電設(shè)備，這時應(yīng)考慮各組用電設(shè)備最大負荷不同時出現(xiàn)的因素，在計算公式中加入同時系數(shù)(又稱參差系數(shù))K∑P

和K∑Q。K∑P=投運設(shè)備運行合成有功功率最大值/投運設(shè)備額定容量總和

K∑P∈[0.9，0.95]K∑Q=投運設(shè)備運行合成無功功率最大值/投運設(shè)備額定容量總和

K∑Q∈[0.93，0.97]2.3用電設(shè)備計算負荷的確定2.3用電設(shè)備計算負荷的確定⒌企業(yè)高壓配電線(C點)P30(C)=P30(D)+△PWL+△PTQ30(C)=Q30(D)+△QWL+△QT△PWL：線上有功損耗△PT：變壓器有功損耗△QWL：線上無功損耗△QT：變壓器無功損耗2.3用電設(shè)備計算負荷的確定⒍企業(yè)高壓母線(B點)計算公式中K∑P∈[0.8，0.95]K∑Q∈[0.85，0.97]2.3用電設(shè)備計算負荷的確定2.3用電設(shè)備計算負荷的確定⒎企業(yè)高壓進線(A點)P30(A)=P30(B)+△PTQ30(A)=Q30(B)+△QT2.3用電設(shè)備計算負荷的確定需用系數(shù)法評價：適用于用電設(shè)備、低壓干線；適用負荷平均設(shè)備容量差異不大，設(shè)備臺數(shù)較多的場合；公式簡單、統(tǒng)計數(shù)據(jù)完善。2.3用電設(shè)備計算負荷的確定二項式法基本公式：P30=Pmax=Pav+P△