電力負(fù)荷及計(jì)算

第二章工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線第二節(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)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗第五節(jié)工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量第六節(jié)尖峰電流的計(jì)算NEXT4/12/20241工業(yè)與民用供電

第一節(jié)工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線

1、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電的要求電力負(fù)荷:電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。工廠電力負(fù)荷的分級(jí):工廠的電力負(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)。HOMEBACKNEXT4/12/20242工業(yè)與民用供電2、工廠用電設(shè)備的工作制連續(xù)工作制短時(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。

HOMEBACKNEXT4/12/20243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。

HOMEBACKNEXT4/12/20244工業(yè)與民用供電3、工廠的負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線：表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)系的圖形。可直觀地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)于同類型的用戶，其負(fù)荷曲線形狀大致相同。（1）按負(fù)荷性質(zhì)分HOMEBACKNEXT4/12/20245工業(yè)與民用供電有功負(fù)荷曲線無(wú)功負(fù)荷曲線（2)按持續(xù)工作時(shí)間分日負(fù)荷曲線(24h)日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線（運(yùn)行年負(fù)荷曲線〕年負(fù)荷曲線（8760h〕HOMEBACKNEXT4/12/20246工業(yè)與民用供電四、與負(fù)荷曲線和負(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)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。HOMEBACKNEXT4/12/20247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Pmax（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)HOMEBACKNEXT4/12/20248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

HOMEBACKNEXT4/12/20249工業(yè)與民用供電負(fù)荷系數(shù):負(fù)荷系數(shù)又稱負(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

HOMEBACKNEXT4/12/202410工業(yè)與民用供電第二節(jié)三相用電設(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，稱為計(jì)算負(fù)荷。HOMEBACKNEXT4/12/202411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HOMEBACKNEXT4/12/202412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=ΣPN。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。

HOMEBACKNEXT4/12/202413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，tanΦ為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組cosΦ中的正切值。

HOMEBACKNEXT4/12/202414工業(yè)與民用供電視在計(jì)算負(fù)荷：式中，cosΦ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。HOMEBACKNEXT4/12/202415工業(yè)與民用供電例：已知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW3臺(tái)；4kW8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1.5kW10臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。解此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?/p>

Pe=7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+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),cosΦ=0.5,tanΦ=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HOMEBACKNEXT4/12/202416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。HOMEBACKNEXT4/12/202417工業(yè)與民用供電對(duì)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ε=100%的設(shè)備功率。（2）吊車電動(dòng)機(jī)組要求統(tǒng)一換算到f=25％的設(shè)備功率。HOMEBACKNEXT4/12/202418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（配電干線和變電所低壓母線）

K∑p－－同時(shí)系數(shù)注：（1）配電干線和變電所的計(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)K∑p，一般取為0.8~0.9。（2）當(dāng)不同類別的建筑(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。HOMEBACKNEXT4/12/202419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)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用。（略〕HOMEBACKNEXT4/12/202420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)稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱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。HOMEBACKNEXT4/12/202421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)荷取最大相負(fù)荷的三倍Pe=3Pe.maxHOMEBACKNEXT4/12/202422工業(yè)與民用供電（二）單相用電設(shè)備僅接于線電壓如Pab≥Pbc≥Pca

當(dāng)Pbc＞0.15Pab時(shí)Peq=1.5(Pab+

Pbc)當(dāng)Pbc≤0.15Pab時(shí)

HOMEBACKNEXT4/12/202423工業(yè)與民用供電（三）用電設(shè)備分別接于線電壓和相電壓先將接于的線電壓的單相用電設(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。HOMEBACKNEXT4/12/202424工業(yè)與民用供電第四節(jié)工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗1、供電線路的功率損耗

式中R線路每相電阻X線路每相電抗HOMEBACKNEXT4/12/202425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。HOMEBACKNEXT4/12/202426工業(yè)與民用供電HOMEBACKNEXT4/12/202427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HOMEBACKNEXT4/12/202428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：

HOMEBACKNEXT4/12/202429工業(yè)與民用供電3、供配電系統(tǒng)年電能損耗假設(shè)，線路電壓不變，則

HOMEBACKNEXT4/12/202430工業(yè)與民用供電在時(shí)HOMEBACKNEXT4/12/202431工業(yè)與民用供電線路年平均損耗變壓器年平均損耗HOMEBACKNEXT4/12/202432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)。

HOMEBACKNEXT4/12/202433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)1～2s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HOMEBACKNEXT4/12/202434工業(yè)與民用供電

－－用電設(shè)備的