电力负荷及其计算.ppt

1、EXIT 第二章第二章 电力负荷及其计算电力负荷及其计算 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线 2.2 负荷统计、计算的方法负荷统计、计算的方法 2.3 企业负荷的确定与变压器的选择企业负荷的确定与变压器的选择 2.4 功率补偿技术功率补偿技术 EXIT 2.1 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线 2.1.1 2.1.1 负荷的基本概念负荷的基本概念 2.1.2 2.1.2 用电设备的额定容量用电设备的额定容量 2.1.3 2.1.3 负荷曲线的绘制和用途负荷曲线的绘制和用途 EXIT 2.1.1 负荷的基本概念负荷的基本概念 学习内容：学习内容： 1. 什么是负荷？什么是负

2、荷？ 2. 为什么负荷计算？为什么负荷计算？ 3. 电力负荷的类型电力负荷的类型 4. 负荷等级及供电要求负荷等级及供电要求 EXIT “电力负荷电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，在不同的场合可以有不同的含义， 它可以指用电设备或用电单位，也可以指用它可以指用电设备或用电单位，也可以指用 电设备或用电单位的功率或电流的大小。电设备或用电单位的功率或电流的大小。 1. 什么是负荷？什么是负荷？ EXIT 供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等）供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等） 继电保护整定继电保护整定 选择仪表量程选择仪表量程 安排供电方案及系统运行方式安排供电方案及系统运

3、行方式 2. 为什么要进行负荷计算？为什么要进行负荷计算？ EXIT 按用途可分为：照明负荷和动力负荷按用途可分为：照明负荷和动力负荷 按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷 （民用电）（民用电） 电力负荷（设备）按工作制的分类电力负荷（设备）按工作制的分类 长期连续工作制长期连续工作制 短时工作制短时工作制 这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。 断续周期工作制断续周期工作制 3. 电力负荷的类型电力负荷的类型 动力设备就是那些为其他设备提供动力的设备动力设备就是那些为其他设备提供动力的设备

4、EXIT 工厂的电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及工厂的电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及 中断供电造成的损失或影响的程度分为三级中断供电造成的损失或影响的程度分为三级 。 1）一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者；或政治、经济上将 造成重大损失者。在一级负荷中，特别重要的负在一级负荷中，特别重要的负 荷是指在中断供电时荷是指在中断供电时 将发生中毒、爆炸和火灾等将发生中毒、爆炸和火灾等 情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供 电的负荷。电的负荷。 4. 负荷等级及供电要求负荷等级及供电要求 EXIT 2 2）二级负荷）二级负荷 二级负荷为中断供

5、电将在政治、经济二级负荷为中断供电将在政治、经济 上造成较大损失者，上造成较大损失者， 3 3）三级负荷）三级负荷 三级负荷为一般的电力负荷三级负荷为一般的电力负荷. . 负荷供电要求负荷供电要求 1 1）一级负荷对供电电源的要求）一级负荷对供电电源的要求 要求应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一要求应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一 个电源应不致同时受到损坏。个电源应不致同时受到损坏。 对一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两对一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两 个电源外，还要求增设应急电源。个电源外，还要求增设应急电源。 EXIT 常用的应急电源有：常用的应急电源

6、有： 独立于正常电源的发电机组，干电池，蓄电独立于正常电源的发电机组，干电池，蓄电 池，供电系统中有效地独立于正常电源的专池，供电系统中有效地独立于正常电源的专 门供电线路。门供电线路。 2）二级负荷对供电电源的要求）二级负荷对供电电源的要求 要求做到当发生电力变压要求做到当发生电力变压 器故障时不致中断器故障时不致中断 供电，或中断后能迅速恢复供电。通常要求供电，或中断后能迅速恢复供电。通常要求 两回路供电，供电变压器也应有两台。两回路供电，供电变压器也应有两台。 3）三级负荷对供电电源的要求）三级负荷对供电电源的要求 对供电电源无特殊要求对供电电源无特殊要求 EXIT 学习内容：学习内容：

7、 1.1.设备容量的定义设备容量的定义 2.为什么要换算设备容量？为什么要换算设备容量？ 3.设备容量换算方法设备容量换算方法 2.1.2 2.1.2 用电设备的额定容量用电设备的额定容量 EXIT 设备的銘牌额定功率设备的銘牌额定功率P PN N经过换算至统一规经过换算至统一规 定的工作制下的“额定功率”称为设备容量，定的工作制下的“额定功率”称为设备容量， 用用PePe来表示。来表示。 注意：注意：设备容量与设备额定功率的概念及设备容量与设备额定功率的概念及 不同点不同点 1 1 设备容量的定义设备容量的定义 EXIT 目的：目的： 负荷统计计算；负荷统计计算； 困难：困难： 设备种类不同

8、；设备种类不同； 设备工作制不同；设备工作制不同； 2 为什么要换算设备容量？为什么要换算设备容量？ EXIT 生产加工机械的拖动设备；生产加工机械的拖动设备； 电焊、电镀设备；电焊、电镀设备； 电热设备；电热设备； 照明设备。照明设备。 3 工厂常用用电设备类型工厂常用用电设备类型 EXIT 生产机械的拖动设备生产机械的拖动设备 机床设备机床设备 起重运输设备起重运输设备 功能功能 金属切削金属切削 金属压力加工金属压力加工 功能功能 起吊搬运物料起吊搬运物料 运输客货运输客货 车床车床 铣床铣床 刨床刨床 钻床钻床 磨床磨床 组合机床组合机床 镗床镗床 冲床冲床 锯床锯床 剪床剪床 砂轮机

9、砂轮机 吊车吊车 行车行车 输送机输送机 电梯电梯 自动扶梯自动扶梯 生产机械的生产机械的 拖动设备拖动设备 EXIT 电焊和电镀设备电焊和电镀设备 电电 焊焊 设设 备备 电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是： （1）工作方式呈一定的周期性工作方式呈一定的周期性，工作工作 时间和停歇时间相互交替时间和停歇时间相互交替。 （2）功率较大功率较大。 （3）功率因数很低功率因数很低。 （4）一般电焊机的配置不稳定一般电焊机的配置不稳定，经常经常 移动移动。 EXIT 电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是： （1）工作方式是长期连续工作的工作方式是长期连续工作的。 （2）供电采用直流电源供电

10、采用直流电源，需要晶闸需要晶闸 管整流设备管整流设备。 （3）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。 电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，电镀的作用：防止腐蚀，增加美观， 提高零件的耐磨性或导电性等，提高零件的耐磨性或导电性等， 如镀铜、镀铬。如镀铜、镀铬。 电电 镀镀 设设 备备 EXIT 电热设备电热设备 电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是： （1）工作方式为长期连续工作方式工作方式为长期连续工作方式。 （2）电力装置一般属二级或三级负荷电力装置一般属二级或三级负荷。 （3）功率因数都较高功率因数都较高，小型的电热设备小型的电热设备 可达到可达到1。 电阻加热炉电阻加热炉

11、电弧炉电弧炉 感应炉感应炉 其它电热设备其它电热设备 主要用于各种零件的热处理主要用于各种零件的热处理 主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼 主要用于熔炼和金属材料热处理主要用于熔炼和金属材料热处理 红外线加热、微波加热和等离子加热等红外线加热、微波加热和等离子加热等 EXIT 照明设备照明设备 常用照明设备常用照明设备 白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠 灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。 照明设备的工作特点：照明设备的工作特点： （1）工作方式属长期连续工作方式工作方式属长期连续工作方式。 （2）除白炽

12、灯除白炽灯、卤钨灯的功率因数为卤钨灯的功率因数为1外外，其它类其它类 型的灯具功率因数均较低型的灯具功率因数均较低。 （3）照明负荷为单相负荷照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小单个照明设备容量较小。 EXIT 4 4 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 长期连续工作制设备长期连续工作制设备 短时工作制设备短时工作制设备 反复短时工作制设备反复短时工作制设备 能长期连续运行能长期连续运行，每次连续工作时每次连续工作时 间超过间超过8 8小时小时，运行时负荷比较稳定运行时负荷比较稳定。 如：照明设备如：照明设备、电动扶梯电动扶梯、空调风空调风 机机、电炉等电炉等。 这类设备的工作时间较

13、短这类设备的工作时间较短，停歇时间较停歇时间较 长长。导体还未达到其稳定温升就开始冷却导体还未达到其稳定温升就开始冷却， 在停歇时间内足以将温度降至通电前的温在停歇时间内足以将温度降至通电前的温 度度，如：金属切削用的辅助机械如：金属切削用的辅助机械(龙门龙门 刨横梁升降电动机刨横梁升降电动机、刀架快速移动装刀架快速移动装 置置)、水闸用电动机等水闸用电动机等。 这类设备的工作呈周期性这类设备的工作呈周期性，时而工作时而工作 时而停歇时而停歇，如此反复如此反复，且工作时间与且工作时间与 停歇时间有一定比例停歇时间有一定比例。如起重机如起重机、电电 焊机焊机、电梯等电梯等 EXIT %100 0

14、 tt t N （21） 起重电动机的标准暂载率有起重电动机的标准暂载率有15%、25%、40%、60%四种四种。 电焊设备的标准暂载率有电焊设备的标准暂载率有50%、65%、75%、100%四种四种。 通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的 百分比来表示百分比来表示负荷持续率负荷持续率（或称（或称暂载率暂载率） 负荷持续率负荷持续率 工作时间工作时间 停歇时间停歇时间 EXIT 同一设备在不同的暂载率下工作时同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功其输出功 率是不同的率是不同的。在计算其设备容量时在计算其设备容量时，必须先转必须先转 换到一个统一的换

15、到一个统一的 下下。 2 1 2 1 PP 率的换算公式为不同负荷持续率下，功 断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系 EXIT 5 5 设备容量的确定设备容量的确定 1.1.长期工作制和短期工作制的用电设备长期工作制和短期工作制的用电设备 长期工作制和短时工作制的设备容量就是长期工作制和短时工作制的设备容量就是 所有设备的銘牌额定功率，所有设备的銘牌额定功率， 即即 Pe=PPe=PN N 2.2.反复短时工作制的用电设备反复短时工作制的用电设备 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持反复短时工作制的设备容量是指某负荷持 续率的额定功率换算到统一的

16、负荷持续率下续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下 的功率。的功率。 EXIT 对起重电动机应统一换算到对起重电动机应统一换算到 =25%=25%，换算公式，换算公式 NN N Ne PPP 2 25 （32） 起重电动机起重电动机 换算后设换算后设 备容量备容量 （换算前换算前）设设 备铬牌额定功备铬牌额定功 率率 设备铬牌暂载设备铬牌暂载 率率 EXIT 对电焊机设备，应统一换算到对电焊机设备，应统一换算到 =100%=100%，换算公式为：，换算公式为： NNNNe SPPcos（3-3） 电焊机设备电焊机设备 设备铬牌额定容量设备铬牌额定容量 设备铬牌功率因数设备铬牌功率因数 EXIT

17、 (3) 照明设备的设备容量照明设备的设备容量 白炽灯、卤钨灯设备容量就是灯泡上标出的额白炽灯、卤钨灯设备容量就是灯泡上标出的额 定功率。定功率。 荧光灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯荧光灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯 泡额定功率的泡额定功率的1.21.3倍。倍。 高压汞灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为高压汞灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为 灯泡额定功率的灯泡额定功率的1.1倍；自镇式高压汞灯设备容量与倍；自镇式高压汞灯设备容量与 灯泡额定功率相等。灯泡额定功率相等。 EXIT 高压钠灯考虑镇流器的功耗，其设备容高压钠灯考虑镇流器的功耗，其设备容 量应为灯泡额定功率的量应为灯泡额

18、定功率的1.1倍。倍。 金属卤化物灯考虑镇流器的功耗，其设金属卤化物灯考虑镇流器的功耗，其设 备容量应为灯泡额定功率的备容量应为灯泡额定功率的1.1倍。倍。 EXIT 2.1.3 2.1.3 负荷曲线绘制与用途负荷曲线绘制与用途 1 1 什么是负荷曲线？什么是负荷曲线？ 电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用 电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学 手段：可用来预测负荷变化趋势。手段：可用来预测负荷变化趋势。 2 2 负荷曲线用途负荷曲线用途 确定系统运行方式确定系统运行方式 安排供电计划安排供电计划 安排设备检修计划

19、安排设备检修计划 EXIT （1 1）按负荷性质分）按负荷性质分 有功负荷曲线有功负荷曲线 无功负荷曲线无功负荷曲线 （2)2)按负荷变动的时间分按负荷变动的时间分 日负荷曲线日负荷曲线(24h)(24h) 年负荷曲线（年负荷曲线（8760h8760h 3 3 负荷分类负荷分类 EXIT 4 4、日负荷曲线、日负荷曲线 的绘制的绘制 2424小时内负荷随时间的变化，随季节、小时内负荷随时间的变化，随季节、 地区不同而变。地区不同而变。 绘制的方法绘制的方法 （1 1）以某个监测点为参考点，在）以某个监测点为参考点，在24h24h中各中各 个时刻记录个时刻记录有功功率表的读数有功功率表的读数，逐

20、点绘制而，逐点绘制而 成折线形状，称成折线形状，称折线形负荷曲线折线形负荷曲线。 EXIT （2）通过接在供电线路上的电度表，）通过接在供电线路上的电度表， 每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将 其读数记录下来，其读数记录下来， 求出求出0.5h的平均功率，的平均功率， 再依次将这些点画在坐标上，把这些点连再依次将这些点画在坐标上，把这些点连 成阶梯状的是成阶梯状的是阶梯形负荷曲线。阶梯形负荷曲线。 EXIT 日负荷曲线的绘制日负荷曲线的绘制 负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷 变动时间，纵坐标表示负

21、荷大小（功率变动时间，纵坐标表示负荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。 日有功负荷曲线日有功负荷曲线 依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线 梯形负荷曲线梯形负荷曲线 EXIT 年负荷曲线又分为年负荷曲线又分为年运行负荷曲线年运行负荷曲线和和年持续负荷年持续负荷 曲线。曲线。 年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制成。年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制成。 反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。 年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅按年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅按 全年的负荷变化，全年的负荷变化，按不同负荷

22、值在年内累计持续时间按不同负荷值在年内累计持续时间 重新排列组成。重新排列组成。 5 年负荷曲线年负荷曲线 EXIT 年负荷曲线年负荷曲线 年负荷持续时间曲年负荷持续时间曲 线线，反映了全年负反映了全年负 荷变动与对应的负荷变动与对应的负 荷持续时间荷持续时间（全年全年 按按8760h计计）的关系的关系。 年每日最大负荷曲年每日最大负荷曲 线线，反映了全年当反映了全年当 中不同时段的电能中不同时段的电能 消耗水平消耗水平，是按全是按全 年每日的最大半小年每日的最大半小 时平均负荷来绘制时平均负荷来绘制 的的。 EXIT 年最大负荷年最大负荷P Pmax max 年负荷持续时间曲线上的最大负荷年

23、负荷持续时间曲线上的最大负荷， 它是全年中负它是全年中负 荷最大的工作班消耗电能最多的半小时荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷平均负荷P P30 30。 。 通常用Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和 视在最大功率，因此，年最大负荷也就是半小时最大 负荷P30 年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时T Tmax max 假设负荷按最大负荷假设负荷按最大负荷P Pmax max持续运行时 持续运行时，在此时间内电在此时间内电 力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗用的电能力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗用的电能 相同相同。 6 负荷曲线特征量负荷曲线特征量 EXIT 最

24、大负荷利用小时为最大负荷利用小时为 Tmax的大小表明了工厂消耗电能是否均匀。最的大小表明了工厂消耗电能是否均匀。最 大负荷利用小时越大，则负荷越平稳。大负荷利用小时越大，则负荷越平稳。Tmax一般一般 与工厂类型及生产班制有较大的关系，例如，一与工厂类型及生产班制有较大的关系，例如，一 班制工厂班制工厂Tmax=18002500 h,两班制工厂两班制工厂 Tmax=35004500 h,三班制工厂三班制工厂Tmax=50007000 h。 Pmax Wa Tmax EXIT 平均负荷平均负荷P Pav av和年平均负荷 和年平均负荷 平均负荷平均负荷就是负荷在一定时间就是负荷在一定时间t t

25、内平均消耗内平均消耗 的功率的功率 t W P t av 年平均负荷年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功就是全年工厂负荷消耗的总功 率除全年总小时数率除全年总小时数。 8760 a av W P EXIT EXIT 负荷系数负荷系数: : 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平 均负荷均负荷Pav,Pav,与其最大负荷与其最大负荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 EXIT 2.2 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定 2.2.1 2.2.1 概述概述 计算负荷，是通过统计计算求出的，用计算负荷，是通过统计计算求出的，用 来按发热

26、条件选择供电系统中各元件的负来按发热条件选择供电系统中各元件的负 荷值。荷值。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷是供电设计计算的基本依据。 工程上常取半小时平均最大负荷工程上常取半小时平均最大负荷P P30 30（亦即 （亦即 年最大负荷）作为计算负荷。年最大负荷）作为计算负荷。 EXIT 在工厂供电系统设计过程中必须找出这些用电在工厂供电系统设计过程中必须找出这些用电 设备的等效负荷。所谓等效，设备的等效负荷。所谓等效，是指这些用电设备在是指这些用电设备在 实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的 热效应相等，产生的最大温升与等效负荷

27、产生的最热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最 高温升相等。高温升相等。 按照等效负荷，从满足发热的条件来选择用电按照等效负荷，从满足发热的条件来选择用电 设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算 负荷”。负荷”。 EXIT 在设计计算中，通常将“半小时最大负荷”在设计计算中，通常将“半小时最大负荷” 作为计算负荷，用作为计算负荷，用Pc(Qc、Sc或或Ic)表示。表示。 计算负荷、年最大负荷、计算负荷、年最大负荷、30 min平均最大平均最大 负荷三者之间的关系为负荷三者之间的关系为 Pc=P30=Pmax Qc=Q30=Qmax Sc=

28、S30=Smax EXIT 2.2.1 2.2.1 概述概述 负荷计算负荷计算: :是指对某一线路中的实际用电负荷是指对某一线路中的实际用电负荷 的运行规律进行分析的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算从而求出该线路的计算 负荷的过程负荷的过程。 PC-负荷的有功计算负荷负荷的有功计算负荷 QC-负荷的无功计算负荷负荷的无功计算负荷 SC-负荷的视在计算负荷负荷的视在计算负荷 IC-负荷的计算电流负荷的计算电流 EXIT 需要系数法需要系数法 二项式系数法二项式系数法 需要系数是按照车间以上的负荷需要系数是按照车间以上的负荷 情况来确定的，适用于变、配电情况来确定的，适用于变、配电 所的负荷

29、计算。所的负荷计算。 二项式系数法考虑了用电设备中二项式系数法考虑了用电设备中 几台功率较大的设备工作时对负几台功率较大的设备工作时对负 荷影响的附加功率，一般适用于荷影响的附加功率，一般适用于 低压配电支干线和配电箱的负荷低压配电支干线和配电箱的负荷 计算。计算。 负荷计负荷计 算方法算方法 负荷计算统计方法负荷计算统计方法 EXIT 按需要系数法进行负荷计算的基本过程是按需要系数法进行负荷计算的基本过程是： 1、先确定计算范围先确定计算范围(如某低压干线上的所有设备如某低压干线上的所有设备)， 2、然后将不同工作制下的用电设备的额定功率然后将不同工作制下的用电设备的额定功率P PN N换换

30、 算到同一工作制下，算到同一工作制下，经换算后的额定功率也称为设经换算后的额定功率也称为设 备容量备容量Pe。 3、再将工艺性质相同的并有相近需要系数的用电设、再将工艺性质相同的并有相近需要系数的用电设 备合并成组，备合并成组，考虑到需要系数，算出每一组用电设考虑到需要系数，算出每一组用电设 备的计算负荷，备的计算负荷， 4、最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。、最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。 EXIT 由于一个用电设备组中的设备并不一定同由于一个用电设备组中的设备并不一定同 时工作时工作，工作的设备也不一定都工作在额定状工作的设备也不一定都工作在额定状 态下态下，另外考虑到线路的损

31、耗另外考虑到线路的损耗、用电设备本身用电设备本身 的损耗等因素的损耗等因素，设备或设备组的计算负荷等于设备或设备组的计算负荷等于 用电设备组的总容量乘以一个小于用电设备组的总容量乘以一个小于1 1的系数的系数， 叫做需要系数叫做需要系数，用用K Kd d表示表示。 需要系数需要系数K Kd d EXIT 2.2.2 2.2.2 需要系数法需要系数法 需要系数法需要系数法 edc PKP eie PP 需要系数需要系数 用电设备组用电设备组 所有设备容所有设备容 量之和量之和 每组用电设每组用电设 备的设备容备的设备容 量量 EXIT 需要系数法需要系数 n i idc PKP 1 1eW L

32、d KK K 需要需要 系数系数 同时系数同时系数K：并并 非供电范围内的非供电范围内的 所有用电设备都所有用电设备都 会同时投入使用会同时投入使用 负荷系数负荷系数KL：并非并非 投入使用的所有电投入使用的所有电 气设备气设备任何时候都任何时候都 会满载运行会满载运行 电气设备的平均电气设备的平均 效率效率e：电气设电气设 备额定功率与输备额定功率与输 入功率不一定相入功率不一定相 等等 线路的平均效率线路的平均效率W1 ： 考虑直接向电气设考虑直接向电气设 备配电的配电线路备配电的配电线路 上的功率损耗后上的功率损耗后， 电气设备输入功率电气设备输入功率 与系统向设备提供与系统向设备提供

33、的功率不一定相同的功率不一定相同 注：注：工程实际中工程实际中，很难通很难通 过过Kd的表达式来求得需要的表达式来求得需要 系数系数，一般都是通过一般都是通过查表查表 求得其经验值求得其经验值 EXIT 需需 要要 系系 数数 法法 求求 解解 的的 几几 个个 问问 题题 （1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取 (2) 用电设备组用电设备组的计算负荷的计算负荷 有功计算负荷：有功计算负荷： 无功计算负荷：无功计算负荷： 1 d K edc PKP tan cc PQ EXIT 需需 要要 系系 数数 法法 求求 解解 的的 几几 个个 问问 题题 视在计算负荷：视在计算负荷： 计算电流

34、：计算电流： 22 ccc QPS N c c U S I 3 EXIT 表表 各用电设备组的需要系数各用电设备组的需要系数K Kd d及功率因数及功率因数 用电设备组名称 需要系数 Kd 二项式系数 最大容 量设备 台数 功率因 数 a b 小批量生产金属冷加工机床小批量生产金属冷加工机床 大批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床 小批量生产金属热加工机床小批量生产金属热加工机床 大批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床 0.160.2 0.18.25 0.250.3 0.30.35 0.14 0.14 0.24 0.26 0.4 0.5 0.4 0.5 5 5 5 5 0.

35、5 0.5 0.6 0.65 1.73 1.73 1.33 1.17 通风机、水泵、空压机通风机、水泵、空压机 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非联锁的连续运输机械非联锁的连续运输机械 联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械 0.50.6 0.650.7 0.4 0.6 0.2 0.2 5 5 0.75 0.75 0.88 0.88 锅炉房和机加锅炉房和机加、机修机修、装配车间装配车间 的吊车的吊车 铸造车间吊车铸造车间吊车 0.10.15 0.150.25 0.06 0.09 0.2 0.3 3 3 0.5 0.5 1.73 1.73 cos tan EXIT 自动装料

36、电阻炉自动装料电阻炉 非自动装料电阻炉非自动装料电阻炉 小型电阻炉小型电阻炉、干燥箱干燥箱 0.750.8 0.650.75 0.7 0.7 0.7 0.7 0.3 0.3 2 2 0.95 0.95 1.0 0.33 0.33 0 高频感应电炉高频感应电炉（不带补偿不带补偿） 工频感应电炉工频感应电炉（不带补偿不带补偿） 电弧熔炉电弧熔炉 0.8 0.8 0.9 0.6 0.35 0.87 1.33 2.68 0.57 点焊机点焊机、缝焊机缝焊机 对焊机对焊机 0.35 0.35 0.6 0.7 1.33 1.02 自动弧焊变压器自动弧焊变压器 单头手动弧焊变压器单头手动弧焊变压器 多头手动

37、弧焊变压器多头手动弧焊变压器 0.5 0.35 0.4 0.4 0.35 0.35 2.29 2.68 2.68 厂房厂房、办公室办公室、实验室照明实验室照明 变配电室变配电室、仓库照明仓库照明 生活照明生活照明 室外照明室外照明 0.81 0.50.7 0.60.8 1 1.0 1.0 1.0 1.0 0 0 0 0 EXIT （1） 单台设备的计算负荷单台设备的计算负荷 当只有一台用电设备时，不能直接按表取需当只有一台用电设备时，不能直接按表取需 要系数，这是因为影响需要系数的几个因素除用要系数，这是因为影响需要系数的几个因素除用 电设备本身的效率电设备本身的效率外均可能为外均可能为1，此

38、时的需要系，此时的需要系 数只包含了效率数只包含了效率， 因此由式可得到因此由式可得到P30=Pe/， 由由P30、Q30、S30、I30之间的关系得到如下公式：之间的关系得到如下公式： EXIT EXIT 【例例2.1】某车间有一台吊车，其额定功率某车间有一台吊车，其额定功率PN 为为29.7 kW (N=45)，=0.8，cos=0.5，其，其 设备容量为多少设备容量为多少? 【解解】Pe=(N/25)*PN=2N*PN =229.7 0.45=39.8(kW) EXIT 【例例2.2】某某220 V单相电焊变压器，其额定容量为单相电焊变压器，其额定容量为SN=50 kV A，N=60，c

39、os=0.65，=0.93，试求该电焊变压器的，试求该电焊变压器的 计算负荷。计算负荷。 【解解】Pe=(N/100) *SN cos =(0.6/1)500.65=25.2(kW) 其计算负荷为其计算负荷为 P30=Pe/=25.2/0.93=27.1(kW) Q30=P30tan=27.11.17=31.7(kvar) S30=P30/cos=27.1/0.65=41.7 (kVA) I30=P30/(UNcos)=27.1/(0.220.65)=189.5(A) EXIT EXIT (2) 单组用电设备的计算负荷单组用电设备的计算负荷 单组用电设备组是指用电设备性质相同的一组设备，即单组

40、用电设备组是指用电设备性质相同的一组设备，即 Kd相同。如均为机床的电动机，或均为通风机，相同。如均为机床的电动机，或均为通风机，见图见图2.5中中D 点的计算负荷。可求出其有功计算负荷点的计算负荷。可求出其有功计算负荷P30，然后再求出其他，然后再求出其他 计算负荷计算负荷Q30、S30、I30，其计算公式为，其计算公式为 EXIT 图2.5 供配电系统中各点电力负荷的计算 EXIT 【例例2.3】已知某化工厂机修车间采用已知某化工厂机修车间采用380 V供电，低压干供电，低压干 线上接有冷加工机床线上接有冷加工机床26台，其中台，其中11 kW 1台，台，4.5 kW 8台，台， 2.8

41、kW 10台，台，1.7 kW 7台，试求该机床组的计算负荷。台，试求该机床组的计算负荷。 【解解】该设备组的总容量为该设备组的总容量为 Pe=111+4.58+2.810+1.77=86.9 (kW) 查表附录表查表附录表1 Kd=0.160.2(取取0.2),tan=1.73,cos=0.5，则，则 有功计算负荷有功计算负荷 P30=0.286.9=17.38(kW) 无功计算负荷无功计算负荷 Q30=17.381.73=30.06(kvar) 视在计算负荷视在计算负荷 S30=17.380.5=34.76(kV A) 计算电流计算电流 I30=34.76/(30.38)=52.8(A)

42、EXIT (3) 低压干线的计算负荷低压干线的计算负荷图图2.5供配电系统中各点供配电系统中各点 电力负荷的计算电力负荷的计算 低压干线是低压干线是给多组不同工作制的用电设备给多组不同工作制的用电设备供电的，供电的， 如通风机组、机床组、水泵组等，因此，其计算负荷如通风机组、机床组、水泵组等，因此，其计算负荷 也就是也就是图图2.5中中C点的计算负荷。应先分别计算出点的计算负荷。应先分别计算出D层层 面每组面每组(例如机床组、通风机组等例如机床组、通风机组等)的计算负荷，然后的计算负荷，然后 将每组有功计算负荷、无功计算负荷分别相加，得到将每组有功计算负荷、无功计算负荷分别相加，得到 C点的总

43、的有功计算负荷点的总的有功计算负荷P30和无功计算负荷和无功计算负荷Q30，最，最 后确定视在计算负荷后确定视在计算负荷S30和计算电流和计算电流I30，即，即 EXIT EXIT 【例例2.4】某机修车间某机修车间380 V低压干线低压干线(如图如图2.5)接有如下设备：接有如下设备： 小批量生产冷加工机床电动机：小批量生产冷加工机床电动机：7 kW 3台，台，4.5 kW 8台，台， 2.8 kW 17台，台，1.7 kW 10台。台。 吊车电动机：吊车电动机：N=15时铭牌容量为时铭牌容量为18 kW、cos=0.7共共 2台，互为备用。台，互为备用。 专用通风机：专用通风机：2.8 k

44、W 2台。台。 试用需要系数法求各用电设备组和低压干线试用需要系数法求各用电设备组和低压干线(C点点)的计算的计算 负荷。负荷。 【解解】显然显然,各组用电设备工作性质相同，需要系数相同，因此各组用电设备工作性质相同，需要系数相同，因此 先求出各用电设备组的计算负荷。先求出各用电设备组的计算负荷。 EXIT 冷加工机床组冷加工机床组 设备容量设备容量Pe(1)=73+4.58+2.817+1.710 =121.6(kW) 查表，取查表，取Kd=0.2，cos=0.5，tan=1.73,则则 P30(1)=KdPe(1)=0.2121.6=24.32(kW) Q30(1)=P30(1)tan=2

45、4.321.73=42.07(kvar) 吊车组吊车组(备用容量不计入备用容量不计入) 设备容量设备容量Pe(2)=2NPN=20.1518=13.94(kW) 查表，取查表，取Kd=0.15，cos=0.5，tan=1.73，则，则 P30(2)=KdPe(2)=0.1513.94=2.09(kW) Q30(2)=P30(2)tan=2.091.73= 3.62(kvar) EXIT 通风机组通风机组 设备容量设备容量Pe(3)=22.8=5.6(kW) 查表，取查表，取Kd=0.8，cos=0.8，tan=0.75,则则 P30(3)=KdPe(3)=0.85.6=4.48(kW) Q30

46、(3)=P30(3)tan=4.480.75=3.36(kvar) 低压干线的计算负荷低压干线的计算负荷(取取K1=0.9) 总有功功率总有功功率 P30=K1P30(1)+P30(2)+P30(3) =0.9(24.32 +2.09+4.48) =27.80(kW) EXIT 总无功功率总无功功率 Q30=K1Q30(1)+Q30(2)+Q30(3) =0.9(42.07+3.62+3.36) =44.14(kvar) 总视在功率总视在功率 S30=P230+Q230=27.802+44.142 =52.17(kV A) 总计算电流总计算电流 =52.1730.38 =79.27(A) N

47、U S I 3 30 30 EXIT (4) 车间低压母线的计算负荷车间低压母线的计算负荷 确定低压母线上的计算负荷也就是确定确定低压母线上的计算负荷也就是确定图图2.5中中B点的计算点的计算 负荷。负荷。B点计算负荷的确定类似于点计算负荷的确定类似于C点。同样，考虑到各低压点。同样，考虑到各低压 干线最大负荷不一定同时出现，因此在确定干线最大负荷不一定同时出现，因此在确定B点的计算负荷时，点的计算负荷时， 也引入一个同时系数，即也引入一个同时系数，即 EXIT 需需 要要 系系 数数 法法 求求 解解 的的 几几 个个 问问 题题 (3) 多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷 总的有

48、功计算负荷：总的有功计算负荷： 总的无功计算负荷：总的无功计算负荷： cic PKP cic QKQ 在确定在确定多组用电设备多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设的计算负荷时，应考虑各组用电设 备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数K K 。 。 EXIT 需需 要要 系系 数数 法法 求求 解解 的的 几几 个个 问问 题题 总的视在计算负荷：总的视在计算负荷： 总的计算电流：总的计算电流： 22 ccc QPS N c c U S I 3 EXIT 在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备在确定多组用电设备的计算负荷

49、时，应考虑各组用电设备 的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数K。 应用范围应用范围 K 确定车间变电所低压线路最大负荷确定车间变电所低压线路最大负荷 冷加工车间冷加工车间 热加工车间热加工车间 动力站动力站 0.70.8 0.70.9 0.81.0 确定配电所母线的最大负荷确定配电所母线的最大负荷 负荷小于负荷小于5000kW 计算负荷小于计算负荷小于500010000kW 计算负荷大于计算负荷大于10000kW 0.91.0 0.85 0.8 EXIT EXIT 2.2.3 二项式法确定计算负荷二项式法确定计算负荷 当确定的当确定的用电

50、设备台数较少而容量差别相当大用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和的低压支线和 干线的计算负荷时，采用二项式法。干线的计算负荷时，采用二项式法。 EXIT EXIT EXIT 2 2、多组用电设备计算负荷的确定、多组用电设备计算负荷的确定 考虑考虑各组用电设备各组用电设备的最大负荷的最大负荷不同时出现不同时出现的因素的因素, ,在在 各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（cPxcPx）max max， ， 再加各组的再加各组的平均负荷平均负荷bPebPe max30 )()( xie cPbPP maxmax30 tan)()tan( Xie c