1、西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X负荷曲线及参数负荷曲线及参数负荷计算方法负荷计算方法企业负荷的确定与变压器选择企业负荷的确定与变压器选择功率因数补偿技术功率因数补偿技术西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X第一节第一节 负荷曲线及参数负荷曲线及参数西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X负荷计算目的负荷计算目的 企业用电总量企业用电总量 选择各级变压器的容量选择各级变压器的容量 架空线和电缆的截面积架空线和电缆的截面积 继电保护整定继电保护整定 电器设备型号电器设备型号 选择无功补偿装置选择无功补偿装置西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X什
2、么是负荷曲线什么是负荷曲线 负荷曲线（负荷曲线（load curve）是表征电力负荷随时间变动是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。 负荷曲线绘制在直角坐标上，纵坐标表示负荷，横坐负荷曲线绘制在直角坐标上，纵坐标表示负荷，横坐标表示对应的时间。标表示对应的时间。 负荷曲线按负荷功率的功率性质不同，分有功负荷曲负荷曲线按负荷功率的功率性质不同，分有功负荷曲线和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线线和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户、车间或某类和年负荷曲线；按负荷对象不
3、同，分用户、车间或某类设备负荷曲线。设备负荷曲线。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X一、日有功负荷曲线一、日有功负荷曲线 1. 绘制的方法绘制的方法 （1）以某个监测点为参考点，在）以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录有功功率表中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲线，见图的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲线，见图2.1a。 （2）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间隔（一般）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）将其读数记录下来，求出为半小时）将其读数记录下来，求出0.5h的平均功率，再依次将的平
4、均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是阶梯形负荷曲线这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是阶梯形负荷曲线,如如图图2.1b 。 2. 特点特点 （1）电力负荷是变化的，不等于额定功率。）电力负荷是变化的，不等于额定功率。 （2）电力负荷的变化是有规律的。）电力负荷的变化是有规律的。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X二、年有功负荷曲线二、年有功负荷曲线 年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。 1、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
5、线可根据全年日负荷曲线间接制成。 2、年持续负荷曲线的绘制，要借助一年中有代表性的冬、年持续负荷曲线的绘制，要借助一年中有代表性的冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线。季日负荷曲线和夏季日负荷曲线。 图图2.2是南方某厂的年负荷曲线，图中是南方某厂的年负荷曲线，图中P1在年负荷曲线上在年负荷曲线上所占的时间计算为所占的时间计算为 T1=200t1+165t2 ，其中夏季和冬季在全，其中夏季和冬季在全年中占的天数视地理位置和气温情况核定。年中占的天数视地理位置和气温情况核定。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 年有功负荷曲线的绘制年有功负荷曲线的绘制（c）年负荷曲线）年负荷曲线（a）夏
6、季日负荷曲线）夏季日负荷曲线 （b）冬季日负荷曲线）冬季日负荷曲线 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X三、年每日最大负荷曲线三、年每日最大负荷曲线 该曲线按全年每日的最大负荷绘制，横坐标依次以全年该曲线按全年每日的最大负荷绘制，横坐标依次以全年十二个月的日期来分格，适用于确定拥有多台电力变压器的十二个月的日期来分格，适用于确定拥有多台电力变压器的企业变电站在不同时间适合投入变压器运行的台数，实现经企业变电站在不同时间适合投入变压器运行的台数，实现经济运行，降低损耗。济运行，降低损耗。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X四、负荷计算的几个物理量四、负荷计算的几个物理
7、量年最大负荷年最大负荷Pmax年最大负荷年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷也称为半小时最大负荷P30。年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间Tmax，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷按年最大负荷Pmax (或或P30)持续运行所消耗的电能，持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗
8、的电能。恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大负荷下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大负荷Pmax就是年最大负荷，就是年最大负荷，Tmax为年最大负荷利用小时数。为年最大负荷利用小时数。年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax一班制工厂一班制工厂Tmax=10003000h两班制工厂两班制工厂Tmax=30005000h三班制工厂三班制工厂Tmax=50008000h西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 平均有功负荷平均有功负荷Pav 平均平均有功有功负荷负荷Pav就是电力负荷在
9、一定时间就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间内消耗的电能间内消耗的电能At除以时间除以时间t的值，即的值，即Pav=At/t 年平均负荷年平均负荷：Pav=At/8760 负荷系数：负荷系数： Klo=Pav/ Pmax 对用电设备：对用电设备：Klo=P / PN西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X需用系数和利用系数需用系数和利用系数 需用系数需用系数Kd 需用系数需用系数Kd是用电设备组实际从电网吸收的最大是用电设备组实际从电网吸收的最大负荷与该用电设备组的额定总容量的比值，即负荷与该用电设备组的额定总容量的比
10、值，即Kd =Pmax/PN 利用系数利用系数Kc 需用系数需用系数Kd是用电设备实际从电网吸收的平均负是用电设备实际从电网吸收的平均负荷与该用电设备组的额定总容量的比值，即荷与该用电设备组的额定总容量的比值，即Kd =Pav/PN 各类企业用电设备组的典型需用系数和利用系数各类企业用电设备组的典型需用系数和利用系数可以查表可以查表西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X计算负荷计算负荷 计算负荷（计算负荷（calculated load） 通常将以半小时平均负荷为依据所绘制通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的的负荷曲线上的“最大负荷最大负荷”称为计算称为计算负荷，并把它
11、作为按发热条件选择电气负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用设备的依据，用Pca(Qca、Sca、Ica) 表示。表示。 负荷计算就是求计算负荷负荷计算就是求计算负荷Pca,Qca,Sca和和Ica西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 虽然年最大负荷虽然年最大负荷Pmax和计算负荷和计算负荷Pca定义不一样，定义不一样，但其物理意义相近，因此基本满足以下关系但其物理意义相近，因此基本满足以下关系Pmax = PcaQmax = QcaSmax = Sca西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 规定取规定取“半小时平均负荷半小时平均负荷”的原因：的原因： 一般
12、中小截面导体的发热时间常数一般中小截面导体的发热时间常数为为10min以上，根据经验表明，中小截面导线达到稳以上，根据经验表明，中小截面导线达到稳定温升所需时间约为定温升所需时间约为 3=31030（min），）， 如果导线负载为短暂尖峰负荷，显然不可能如果导线负载为短暂尖峰负荷，显然不可能使导线温升达到最高值，只有持续时间在使导线温升达到最高值，只有持续时间在30min以上的负荷时，才有可能构成导线的以上的负荷时，才有可能构成导线的最高温升。最高温升。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X第二节第二节 负荷计算方法负荷计算方法西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 需
13、用系数法需用系数法 计算简便、对任何性质的企业负荷都适用，计算简便、对任何性质的企业负荷都适用， 计算结计算结果符合实际，适用于用电设备容量相差小而且用电设果符合实际，适用于用电设备容量相差小而且用电设备数量较多的场合。备数量较多的场合。 二项系数法二项系数法 适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。 利用系数法利用系数法 以平均负荷作为计算的依据，利用概论论分析出最大以平均负荷作为计算的依据，利用概论论分析出最大负荷和平均负荷的关系，但计算繁琐，实际应用少。负荷和平均负
14、荷的关系，但计算繁琐，实际应用少。 单位电耗法单位电耗法 常用于方案设计常用于方案设计西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 用电设备铭牌上面标出的功率（或者容量）称为用电设备铭牌上面标出的功率（或者容量）称为电设备的电设备的额定功率额定功率PN，在计算负荷的时候，不能将额，在计算负荷的时候，不能将额定功率简单的直接相加，而需将不同工作制的用电设定功率简单的直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率转换成统一规定的工作制条件下的功率，备额定功率转换成统一规定的工作制条件下的功率，称为称为用电设备功率用电设备功率PN西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X用电设备按其工作
15、方式可分为三种：用电设备按其工作方式可分为三种：（1 1）长期连续工作制）长期连续工作制 如通风机、空气压缩机、水泵、电动发动机等如通风机、空气压缩机、水泵、电动发动机等PN=PN（2 2）短时工作制）短时工作制 如井下的排水泵如井下的排水泵 PN=PN西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X（3 3）断续周期工作制）断续周期工作制 这类工作制的设备周期性的时而工作时而停歇，这类工作制的设备周期性的时而工作时而停歇，工作周期不超过工作周期不超过10min，如电焊机、吊车电机等。，如电焊机、吊车电机等。 断续周期工作制的设备，通常用负荷持续率断续周期工作制的设备，通常用负荷持续率表征表
16、征其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期的百分比值，即为作周期的百分比值，即为 ，即：，即： 式中式中 t，t0工作时间与停歇时间，两者之和为工工作时间与停歇时间，两者之和为工作周期作周期T。0100%ttTtte=?+西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X注意点：注意点： 同一用电设备，在同一用电设备，在不同的负荷持续率不同的负荷持续率工作时，其工作时，其输出功率是输出功率是不一样不一样的。的。 不同负荷持续率的设备容量必须换算为不同负荷持续率的设备容量必须换算为同一负荷同一负荷持续率下的持续率下的容量才能进行相加运算，并且这种
17、运容量才能进行相加运算，并且这种运算是算是等效换算等效换算，即按同一周期内相同发热条件来，即按同一周期内相同发热条件来进行换算。进行换算。 1/ItPIte1/Pt 由于电流由于电流I通过设备在通过设备在t时间内产生的热量为时间内产生的热量为I2Rt。因此，在设备电阻不变而产生热量又相等的情况因此，在设备电阻不变而产生热量又相等的情况下，下， , 而在同电压下，设备容量而在同电压下，设备容量 。 由负荷持续率公式我们可以知道，同一周期的负荷由负荷持续率公式我们可以知道，同一周期的负荷持续率持续率 ，因此可以得出，因此可以得出 。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 如果假设设备在
18、如果假设设备在 下的额定容量为下的额定容量为 ，则换算到，则换算到 下的设备容量下的设备容量 为为NNPP/NNPPeee=-NPeeee负荷的持续率与铭牌容量对应的负荷持续率负荷持续率为 时设备的输出容量西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行车吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行车等等 ）的铭牌负荷持续率一般）的铭牌负荷持续率一般15%、25%、40%和和50%四种，为了计算方便一般统一换算到四种，为了计算方便一般统一换算到=25%时时的额定功率（的额定功率（kW），若其），若其N不等于不等于25%时应进行时应进行换算，公式为换算，公式
19、为:225%NNNNnPPPmee=?西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X电焊机及电焊变压器的铭牌负荷持续率一般有电焊机及电焊变压器的铭牌负荷持续率一般有50%、60%、75%和和100%四种，为了方便计算一四种，为了方便计算一般统一换算到般统一换算到100%时时的额定功率（的额定功率（kW）。若）。若其铭牌暂载率其铭牌暂载率N不等于不等于100%时，应进行换算，公时，应进行换算，公式为式为:cosNNNNNNPPSmefe=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例例 有一电焊变压器，其铭牌上给出：额定容量有一电焊变压器，其铭牌上给出：额定容量SN=42kVA,负荷持
20、续率负荷持续率 ，功率因数，功率因数 ，求该电焊变压器的设备容量，求该电焊变压器的设备容量 60%Ne=cos0.62Nf=P解：电焊装置的设备功率统一换算到解：电焊装置的设备功率统一换算到 ，所以设备容量为，所以设备容量为 100%e=100cos420.620.620.2()NNPSkWeefe=创=例例 某车间有一台某车间有一台10t桥式起重机，设备铭牌上给出：额定功率桥式起重机，设备铭牌上给出：额定功率PN=39.6kW,负荷持续率负荷持续率 , 求该起重机的设备容量求该起重机的设备容量40%Ne=解：起重机应换算到解：起重机应换算到 ，所以设备容量为，所以设备容量为 25%e=254
21、0%39.650()25%NNPPkWeee=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X （2 2）电焊机的设备容量）电焊机的设备容量 电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，所以所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量： 100%e=解：（解：（1 1）金属切削机床的设备容量）金属切削机床的设备容量 金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以2020台金属切削机床的台金属切削机床的总容量为：总容量为： 例例 某小批量生产车间某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机
22、床共线路上接有金属切削机床共20台（其中台（其中10.5kW-4台，台，7.5kW-8台，台，5kW-8台），车间有台），车间有380V电焊机电焊机2台（每台容量台（每台容量20kVA， , ），车间有吊车），车间有吊车1台台11kW， ），试），试计算此车间的设备容量。计算此车间的设备容量。 65%Ne=cos0.5Nf=25%Ne=1eeiPP=4 10.587.585142kW=+=22coseNNNPSef=2200.650.516.1kW=创西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X （3）吊车的设备容量）吊车的设备容量 吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到吊
23、车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，所以所以1台吊车的容量为：台吊车的容量为：25%e=32511kWNeNNPPPee=14216.111169kWeP =+=例例 某小批量生产车间某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共20台（其中台（其中10.5kW-4台，台，7.5kW-8台，台，5kW-8台），车间有台），车间有380V电焊机电焊机2台（每台容量台（每台容量20kVA， , ），车间有吊车），车间有吊车1台台11kW， ），试），试计算此车间的设备容量。计算此车间的设备容量。 65%Ne=cos0.5Nf=25%Ne= (4) 车间的
24、设备总容量为：车间的设备总容量为：西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 对于用户或者一组用电设备，当在最大负荷运对于用户或者一组用电设备，当在最大负荷运行时，所安装的所有用电设备行时，所安装的所有用电设备不可能全部同时运行不可能全部同时运行，也不可能也不可能全部以额定负荷运行全部以额定负荷运行，同时线路在输送电，同时线路在输送电流时会有一定的损耗，用电设备本身也有一定的流时会有一定的损耗，用电设备本身也有一定的损损耗耗。因此，不能将所有设备的额定容量简单相加来。因此，不能将所有设备的额定容量简单相加来作为用户或者一组用电设备的最大负荷，必须对相作为用户或者一组用电设备的最大负荷，
25、必须对相加所得的总额定容量加所得的总额定容量打一个折扣打一个折扣。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 需用系数法原理需用系数法原理 需用系数法需用系数法： 利用需用系数来确定用户或者用电设备组计利用需用系数来确定用户或者用电设备组计算负荷的方法。算负荷的方法。 其其实质实质是用一个小于是用一个小于1的需用系数的需用系数Kd对用电对用电设备组的总额定容量设备组的总额定容量PN进行打折，使得计算负进行打折，使得计算负荷荷Pca接近最大半小时平均负荷接近最大半小时平均负荷Pmax。 基本公式基本公式为：为： Pca=Kd PN西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X一个用电
26、设备组计算公式一个用电设备组计算公式22tan/ ( 3)cadNcacacacacacacaNPK PQPSPQISUf=+=1、用电设备组计算负荷的确定、用电设备组计算负荷的确定 用电设备组是由用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中，可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电设备组的计算负荷。计算各用电设备组的计算负荷。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例题例题 某机修车间某机修车间380V380V线路
27、上有如下设备：线路上有如下设备： 三相电动机三相电动机7.5kW7.5kW三台，三台，4kW84kW8台，台，3kW173kW17台，台，1.5kW191.5kW19台。台。试求该用电设备组的计算负荷。试求该用电设备组的计算负荷。思路：思路： 因为这一组用电设备都是三相电动机，工艺性质相因为这一组用电设备都是三相电动机，工艺性质相同、需用系数相近，可以将它们合并成一组用电设备。同、需用系数相近，可以将它们合并成一组用电设备。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X7.5 34 83 171.5 10120.5()NPkW=+=解此机床电动机组的总容量为2-20.12 0.16(0.1
28、5) cos0.5 tan1.730.15 120.518.1()tan18.1 1.7331.3(kvar)/cos18.1/0.536.2()/( 3)36.2/dcadNcacacacacacaNKPKPkWQPSPkVAISUffff=查表中“小批生产的金属冷加工机床”项，得取，因此得有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流( 30.38)55( )A=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X1122() i1,2,3,.,m(tan)/( 3)mcasidiNiimcasidiNiiicacacacacaNPKK PQKK PSPQISUf=+= 多个用电设备组计算公式
29、 在配电干线上或者车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，而各个用电设备组的最大负荷也非同时出现。因此在求配电干线或者车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数KSI。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例题例题某机修车间某机修车间380V380V线路上有如下设备：线路上有如下设备： 对焊机一台：对焊机一台：S SN N = 42kVA, = 42kVA, N N = 60%,cos= 60%,cos = 0.62 = 0.62 10 10吨桥式起重机一台：吨桥式起重机一台：P PN N = 39.6kW, = 39.6kW, N N = 40%= 40% 金
30、属切削用三相电机：金属切削用三相电机：7.5kW 37.5kW 3台台, 4kW 8, 4kW 8台台;3kW 17;3kW 17台台试求计算负荷。试求计算负荷。思路：思路： 先确定负荷应用范围：小批生产，属于冷加工车间先确定负荷应用范围：小批生产，属于冷加工车间 先分组：对焊机一组；起重机一组；金属切削用电机一组。先分组：对焊机一组；起重机一组；金属切削用电机一组。 每一组用需用系数法分别计算：容量；查表得每一组用需用系数法分别计算：容量；查表得KdKd和和coscos ；计算；计算 查表得多个组的同时系数，再计算查表得多个组的同时系数，再计算西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件
31、X: 10.35,cos0.7,tan1.02cos420.620.620.20.3520.27.07 tan7.07 1.027.21 vardNNcadcacaKPSkWPK PkWQPkfffef=创=解对焊机组查附表 得: 10.050.15,0.15,cos0.5,tan1.732239.60.4500.15 507.5 tan7.5 1.7312.98 vardNNcadcacaKPPkWPK PkWQPkffef=-=创=对吊车组查附表 得取: 10.140.16,0.16,cos0.5,tan1.733 7.584173105.50.16 105.516.88 tan16.88
32、 1.7329.2vardcadcacaKPkWPK PkWQPkfff=-=+=对金属切削电机查附表 得取112222230.70.8,0.8()0.8(7.077.516.88)25.16(tan)0.8(7.2112.9829.2)39.5 var25.1639.546.8346.83 100033380simcasidiNimcasidiNiicacacacacaNKPKK PkWQKK PkSPQkVASIUf=-=-=+=+=+=+=查表得各用电设备组的同时系数取712A西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 简单：只用一个公式简单：只用一个公式 方便：查表方便：查表
33、准确：准确：Kd来自于多年的经验积累来自于多年的经验积累 明确：物理意义明确明确：物理意义明确 适用范围广：基本各种情况都适用适用范围广：基本各种情况都适用 特例：存在单台大容量电动机时会有一定误差，特例：存在单台大容量电动机时会有一定误差，可考虑用二项系数法。可考虑用二项系数法。对需用系数法的评价对需用系数法的评价西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 从企业日负荷曲线可以看出，其最大有功负荷从企业日负荷曲线可以看出，其最大有功负荷P Pcaca可以表示成可以表示成caavPPP=+ DavPPD-企业日负荷曲线的平均负荷-日负荷曲线的尖峰部分 大量的考察和统计表明，产生企业大量
34、的考察和统计表明，产生企业“尖峰负荷尖峰负荷”的主要原因的主要原因是企业内是企业内X X台最大容量的电动机在某一生产时间内较密集地处于台最大容量的电动机在某一生产时间内较密集地处于高负荷运行状态。如果已知高负荷运行状态。如果已知X X台最大容量的电动机总容量为台最大容量的电动机总容量为PXPX，则上式可以表示为：则上式可以表示为：caavXPbPcP=+,NXPPXXXb c-用电设备的总额定容量台最大容量用电设备的总容量该用电设备组中取最大用电设备的台数，对于不同类型的用电设备， 取值也不同系数，可以查表西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X22tan/( 3)caNXcacac
35、acacacacaNPbPcPQPSPQISUf=+=+= 当已知各用电设备的设备容量后，确定计算负荷的公式为:西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例题例题 某机修车间某机修车间380V380V线路上有如下设备：线路上有如下设备： 三相电动机三相电动机7.5kW7.5kW三台，三台，4kW84kW8台，台，3kW173kW17台，台，1.5kW191.5kW19台。试用二项系数法求该用电设备组的计算负荷。台。试用二项系数法求该用电设备组的计算负荷。:2-40.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73.120.5(kW)7.5 34230.5(kW)NXbcXPXPff=+=
36、解 由表差得设备总容量台最大容量的设备总容量为cacacacaca2222cacaca0.14 120.50.430.529.1(kW)tan29.1 1.7350.3()29.150.358.2()/( 3)29.1/( 30.38)88.4( )NXNPbPcPQPkVASPQkVAIPUAf=+=+=+=+=因此，西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 采用二项系数法确定干线上或者变电站母线上的计算负荷时，同样应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因数。因此，在确定总计算负荷时，只能在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷cPX,再加上所有各组的平均负荷。计算公式为max1
37、max122()tan()tan/( 3)mcaiNiXimcaiNiXicacacacacaNPbPcPQbiPcPxSPQISUff=+=+=+= 邋邋西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X1122143.941839.914 1.733.9 .7518 1.7358.3 kvar39.958.370.6 kVA/( 3)70.6/( 30.38)107.3( )XcacacacacaNc PPQSISUA=+=+=+=因为最大的附加负荷，计算得（）（）（）（）22222222-40.65,0.25,5,cos0.8,tan0.75,0.6563.9 kW0.25 1.520.
38、75 kWNXbcXbc Pff=创=（ ）通风机组查表，取则（）（）33333332-40.5,0.5,1,cos1,tan0,0.5 84 kW0.521 kWNXbcXbc Pff=（ ）电阻炉查表，取则（）（）西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X评价：评价： 与需用系数法相比，二项系数法不仅考虑了用电设备与需用系数法相比，二项系数法不仅考虑了用电设备组的平均最大负荷，而且还考虑了容量最大的少数用电设组的平均最大负荷，而且还考虑了容量最大的少数用电设备运行时对总计算负荷的额外影响，所以这种计算方法比备运行时对总计算负荷的额外影响，所以这种计算方法比较适合确定较适合确定用电设
39、备台数较少，而且其容量差别又较大的用电设备台数较少，而且其容量差别又较大的用电设备组用电设备组的负荷计算。但是二项系数的负荷计算。但是二项系数b c X的值的值缺乏足缺乏足够的理论依据够的理论依据，积累的经验数据也较少，所以其应用受到，积累的经验数据也较少，所以其应用受到一定的局限。一定的局限。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 当已知企业年生产量为m，其单位产品的电能消耗量为a，则年电能需用与计算负荷的计算式为：max/caAamPA T=maxT- 年最大负荷利用小时数评价：单位产品电耗法无法确定企业各级母线和各用电设备组的计算负荷，只能得到一个企业组的总结果，用于供电方案
40、设计。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例题例题 某机修车间某机修车间380V380V线路上有如下设备：线路上有如下设备： 金属切削机床电动机金属切削机床电动机3030台共台共100kW,100kW,通风机通风机4 4台共台共6kW6kW，电阻炉电阻炉4 4台共台共8kW8kW。设其金属切削机床组有。设其金属切削机床组有10kW10kW电动机电动机3 3台，台，7.5kW7.5kW电动机五台等，其余电动机均小于电动机五台等，其余电动机均小于7.5kW7.5kW。试。试用二项系数法求该用电设备组的计算负荷。用二项系数法求该用电设备组的计算负荷。11111112-40.14,0.4
41、,5,cos0.5,tan1.73,0.14 10014 kW0.4(1037.52)18 kWNiXNXbPcPbcXbPc Pff=创+解：先求各组的和（）金属切割机床组查表，取则（）（）西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X第三节第三节 企业负荷的确定与变压器企业负荷的确定与变压器的选择的选择西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X企业负荷计算方法企业负荷计算方法负荷统计负荷统计逐级计算逐级计算低压用电设备低压用电设备低压母线低压母线高压母线高压母线电源母线电源母线低压变压器低压变压器主变压器主变压器企业年能力消耗企业年能力消耗单位产品电力消耗单位产品电力消耗西安工
42、业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 电流通过导线和变压器的时候，要引起有功功电流通过导线和变压器的时候，要引起有功功率和无功功率的损耗，在确定企业的计算负荷的时率和无功功率的损耗，在确定企业的计算负荷的时候也要将这部分的损耗加进去。候也要将这部分的损耗加进去。1、供电线路的功率损耗、供电线路的功率损耗三相供电线路的三相有功功率损耗：三相供电线路的三相有功功率损耗：232300310310,cacaPI RQI XRR L XR X-D=D=R-线路每相电阻线路每相电阻X-线路每相电抗线路每相电抗L-线路计算程度线路计算程度R0、X0-分别为单位长度分别为单位长度的交流电阻和电抗的交流
43、电阻和电抗西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 上式中的上式中的Ica用用Pca、Qca和和Sca来表示，则上式子来表示，则上式子可以转换成：可以转换成：2223322222332210101010cacacaNNcacacaNNSPQPRRUUSPQQXXUU-+D=+D=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例例 试求从电力系统的某地区变电站到一个企业总降压变试求从电力系统的某地区变电站到一个企业总降压变电站的电站的35kV35kV送电线路的有功功率损耗和无功功率损耗。已送电线路的有功功率损耗和无功功率损耗。已知该线路的长度为知该线路的长度为12km12km，采用
44、，采用LGJ-70LGJ-70型钢芯铝绞线，其单型钢芯铝绞线，其单位电阻和电抗分别为位电阻和电抗分别为R R0 0=0.46/km=0.46/km，X X0 0=0.397/km=0.397/km，输送，输送计算负荷计算负荷S Scaca=4917kVA.=4917kVA.2233222233224917100.46 12 10109()354917100.397 12 1094( var)35NNcacaS RPkWUS XQkU-D=创D=创解：由公式可以知道有功功率损耗为西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X2、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗有功功率损耗有功功率损耗 变压
45、器的有功损耗由两部分组成：变压器的有功损耗由两部分组成：空载损耗（铁损）空载损耗（铁损）仅仅与外部电压和频率有关，与负载无关；与外部电压和频率有关，与负载无关；短路损耗（铜损），短路损耗（铜损），由一次绕组和二次绕组电阻产生，与负荷电流的平方成正比。由一次绕组和二次绕组电阻产生，与负荷电流的平方成正比。 双绕组变压器有功功率损耗计算公式双绕组变压器有功功率损耗计算公式：()2200.caTKKN TSPPPPPkWSb骣D= D+ D= D+D桫0ca.,/KN TcaN TPPSSSSbbD-D-=变压器空载有功功率损耗变压器的短路电流等于额定电流时的有功功率损耗计算负荷变压器的额定容量变压
46、器的负荷率西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X无功功率损耗无功功率损耗 变压器的无功损耗由两部分组成：变压器空载时，由变压器的无功损耗由两部分组成：变压器空载时，由主磁通的主磁通的励磁电流产生励磁电流产生的无功功率损耗；由变压器负荷电的无功功率损耗；由变压器负荷电流在一次绕组和二次绕组流在一次绕组和二次绕组电抗上电抗上产生的无功功率损耗。产生的无功功率损耗。 变压器的无功功率损耗计算公式：变压器的无功功率损耗计算公式：()20.00.kvar%,100100caTKN TKN TKN TSQQQSIUQSQS骣D= D+ D桫D=D=00%NKKQIIQUD-D-变压器空载无功功
47、率损耗变压器空载电流占额定电流 的百分数变压器额定短路无功功率损耗变压器短路电压占额定电压的百分数 变见过变化可得：变见过变化可得：()20.%kvar100100KTN TIUQSbD=+（）00%KKQIQUDD、均可以由变压器产品目录中查到西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X 在负荷计算中，变压器的有功功率损耗和无功在负荷计算中，变压器的有功功率损耗和无功功率损耗还可以按照下列功率损耗还可以按照下列简化公式简化公式近似计算。近似计算。 对于对于SL9型等型号的电力变压器，有型等型号的电力变压器，有 对于对于SL7型等型号的电力变压器，有型等型号的电力变压器，有0.010.0
48、5TcaTcaPSQSDD 0.0150.06TcaTcaPSQSDD 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X例例 某车间装一台某车间装一台SJL-1000/10SJL-1000/10型变压器，电压为型变压器，电压为10/0.4kV, 10/0.4kV, P0=2.0kW, PK=13.7kW，I0%=1.7,Uk%=4.5。并已知变。并已知变压器的计算负荷压器的计算负荷Sca=800kVA。试求该变压器的有功功率损。试求该变压器的有功功率损耗和无功功率损耗。耗和无功功率损耗。202202800()2.013.7()10.8()1000%1.74.5800()() 100045.8
49、( var)1001001001001000caTkNTkTNTSPPPkWSIUQSkbD= D+ D=+=D=+=+创=解：变压器的有功功率损耗为西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件X3、企业年电能损耗计算、企业年电能损耗计算供电线路电能损耗供电线路电能损耗 企业按照企业按照Pca三持续运行一年，相供电线路中有功功率三持续运行一年，相供电线路中有功功率一年内的损耗可以按照以下公式来计算：一年内的损耗可以按照以下公式来计算：22-3-3-32cacap.caca22222101087601087608760coscosNNNS RP RRAPUUUffD=创=创= 但实际上，企业
50、的半小时平均负荷是变动的，但实际上，企业的半小时平均负荷是变动的，一般都一般都比比Pca低低，实际消耗的有功功率可以表示为：，实际消耗的有功功率可以表示为：-32p.caca2210,cosNRAPUt tfD=为最大负荷损耗时间 的物理意义：的物理意义： 如果供电线路按照半小时最大负荷如果供电线路按照半小时最大负荷Pca持续运行，持续运行，在在小时内消耗的电能等于实际负载在全年消耗的电能小时内消耗的电能等于实际负载在全年消耗的电能企业消耗的电能主要由企企业消耗的电能主要由企业生产和生活组成。但企业生产和生活组成。但企业供电系统的设备和线路业供电系统的设备和线路也消耗一部分电能也消耗一部分电能
