電力負(fù)荷計(jì)算課后習(xí)題解析

1、習(xí)題與思考題2-1 什么叫負(fù)荷曲線？負(fù)荷曲線有哪些類型？與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有哪些？答：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，它反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。 負(fù)荷曲線有日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。 與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有年最大負(fù)荷、年最大負(fù)荷利用小時(shí)、平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)。2-2 什么叫年最大負(fù)荷利用小時(shí)？什么叫年最大負(fù)荷和年平均負(fù)荷？什么叫負(fù)荷系數(shù)？答：年最大負(fù)荷利用小時(shí)是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷或持續(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。 年最大負(fù)荷是全年中負(fù)荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率,又叫半小時(shí)最大負(fù)荷。 平均負(fù)荷是電力負(fù)荷在一定

2、時(shí)間內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間內(nèi)消耗的電能除以時(shí)間的值。 負(fù)荷系數(shù)又稱負(fù)荷率，它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷與其最大負(fù)荷的比值，表征負(fù)荷曲線不平坦的程度。2-3 電力負(fù)荷按重要程度分哪幾級(jí)？各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源有什么要求？答：電力負(fù)荷根據(jù)重要程度分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。（1） 一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求:一級(jí)負(fù)荷屬于重要負(fù)荷，因此要求由兩路獨(dú)立電源供電，當(dāng)其中一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路電源不會(huì)同時(shí)受到損壞；（2） 二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)，每個(gè)回路應(yīng)能承受住全部二級(jí)負(fù)荷；（3） 三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：三級(jí)

3、負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，因此對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。2-4 什么叫計(jì)算負(fù)荷？為什么計(jì)算負(fù)荷通常采用30min最大負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷有何意義？答：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。由于導(dǎo)體通過(guò)電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約需要，為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。截面在16及以上的導(dǎo)體，其，因此載流導(dǎo)體大約經(jīng)30min后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值。由此可見(jiàn)，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的30min最大負(fù)荷(亦年最大負(fù)荷)是基本相當(dāng)?shù)?，所以?jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算的意義在于能為合理地選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等設(shè)備，使電氣設(shè)備和材料既能得到充

4、分利用又能滿足電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供理論根據(jù)。另外，也是選擇儀表量程、整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。并作為按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線、電纜和電氣設(shè)備的依據(jù)。2-5 工廠用電設(shè)備按其工作制分哪幾類？各類工作制的設(shè)備容量如何確定？答：工廠用電設(shè)備按其工作制分三類：連續(xù)運(yùn)行工作制、短時(shí)運(yùn)行工作制和斷續(xù)周期工作制。一般連續(xù)運(yùn)行工作制和短時(shí)運(yùn)行工作制的設(shè)備容量是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和；而斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量是將所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個(gè)規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下的容量之和。 2-6 需要系數(shù)的物理含義是什么？答：所有的用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量，兩者之間存在一個(gè)比值關(guān)系，因此需要引進(jìn)需要

5、系數(shù)的概念，需要系數(shù)為用電設(shè)備組的30min最大負(fù)荷與其設(shè)備容量的比值。2-7 需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法各有何特點(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)合？ 答：用需要系數(shù)法來(lái)求計(jì)算負(fù)荷，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際，而且長(zhǎng)期使用已積累了各種設(shè)備的需要系數(shù)，是世界各國(guó)均普遍采用的基本方法，適合于多組三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。二項(xiàng)式法的特點(diǎn)是既考慮了用電設(shè)備的平均負(fù)荷，又考慮了幾臺(tái)最大用電設(shè)備引起的附加負(fù)荷，其計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多，適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。2-8 在確定多組用電設(shè)備總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流時(shí)，可否將各組的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流分別直接相加？為什么?應(yīng)如何正確計(jì)算

6、？答：不可以。應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，只能在各組用電設(shè)備中取一組最大的附加負(fù)荷，在加上各組用電設(shè)備的平均負(fù)荷，即： 式中， 為各用電設(shè)備組附加負(fù)荷中的最大值；為各用電設(shè)備組平均負(fù)荷的總和；為與相對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角正切值；為各用電設(shè)備組相應(yīng)的功率因數(shù)角正切值。2-9在接有單項(xiàng)用電設(shè)備的三相線路中，什么情況下可將單向設(shè)備與三相設(shè)備按三相負(fù)荷的計(jì)算方法確定負(fù)荷？而在什么情況下應(yīng)進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算?答：?jiǎn)蜗嘣O(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能均衡分配。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則不論單相設(shè)備如何分配，單相

7、設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果單相設(shè)備總?cè)萘砍^(guò)三相設(shè)備容量的15%時(shí)，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。2-10 如何分配單相（220V、380V）用電設(shè)備可使計(jì)算負(fù)荷最??？如何將單相負(fù)荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算成三相負(fù)荷？答：可以用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來(lái)分配用電設(shè)備；換算：（1）單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。（2）單相設(shè)備總?cè)萘砍^(guò)三相設(shè)備容量的15%時(shí)，應(yīng)換算為等效三相設(shè)備容量，在算出三相等效計(jì)算負(fù)荷。2-11 在負(fù)荷統(tǒng)計(jì)中需要考慮的功率損耗有哪些？如何計(jì)算？答：在負(fù)荷統(tǒng)計(jì)中需要考慮的功率損耗有有

8、功功率損耗和無(wú)功功率損耗，有功損耗 無(wú)功損耗式中，分別為變壓器空載時(shí)的有功及無(wú)功損耗，kW，kvar；，分別為變壓器額定負(fù)載時(shí)的有功及無(wú)功損耗，kW、kVar；變壓器的額定容量，kVA；計(jì)算負(fù)荷的視在容量，kVA；變壓器的負(fù)荷率； ，均可在產(chǎn)品目錄中查到。2-12 什么叫尖峰電流？如何計(jì)算單臺(tái)和多臺(tái)設(shè)備的尖峰電流？答：尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)12s的短時(shí)最大負(fù)荷電流。單臺(tái)設(shè)備的尖峰電流的計(jì)算： 尖峰電流就是用電設(shè)備的起動(dòng)電流，即 式中，用電設(shè)備的起動(dòng)電流；用電設(shè)備的額定電流；用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)(可查樣本或銘牌，鼠籠電機(jī)一般為57，繞線型電機(jī)一般為23，直流電機(jī)一般為1.7，電焊變

9、壓器一般為3或稍大)。多臺(tái)設(shè)備的尖峰電流的計(jì)算：計(jì)算多臺(tái)用電設(shè)備供電干線的尖峰電流時(shí)，只考慮其中一臺(tái)用電設(shè)備啟動(dòng)，該設(shè)備啟動(dòng)電流的增加值最大，而其余用電設(shè)備達(dá)到最大負(fù)荷電流。因此，計(jì)算公式為 （2-53）式中，全部設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流，用電設(shè)備組啟動(dòng)電流與額定電流之差中的最大電流。2-13 企業(yè)總降壓變電站及車間變電所中變壓器臺(tái)數(shù)及容量應(yīng)如何確定？ 答：（1）變壓器臺(tái)數(shù)的確定 一般一個(gè)車間盡量選擇一臺(tái)變壓器；如果一、二級(jí)負(fù)荷所占比例較大，應(yīng)選用兩臺(tái)變壓器，若能從鄰近用戶取得備用電源時(shí)，也可選用一臺(tái)變壓器。企業(yè)總降壓變電所主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)企業(yè)的負(fù)荷類型來(lái)確定。對(duì)于中、大型企業(yè)或具有一、

10、二級(jí)負(fù)荷的企業(yè)，一般選用兩臺(tái)變壓器，以保證對(duì)一、二級(jí)類負(fù)荷供電的可靠性。只有在分期建設(shè)，經(jīng)濟(jì)比較具有優(yōu)越性時(shí)，或兩臺(tái)大容量變壓器需增加限制短路電流的設(shè)備，以及6KV電網(wǎng)接地電流大于30A時(shí)，才考慮選用三臺(tái)變壓器。（2）變壓器容量的確定對(duì)車間變壓器可根據(jù)車間的計(jì)算負(fù)荷來(lái)確定。不論選用一臺(tái)還是兩臺(tái)，其額定容量均按等于或大于計(jì)算容量計(jì)算，即；對(duì)總降壓變壓所中的主變壓器，當(dāng)選擇一臺(tái)變壓器時(shí)，其額定容量按等于或略大于補(bǔ)償后的總計(jì)算容量來(lái)選擇，即；當(dāng)選擇兩臺(tái)變壓器時(shí)，若同時(shí)工作，每臺(tái)變壓器的額定容量應(yīng)按一臺(tái)故障后另一臺(tái)能負(fù)擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷來(lái)確定，即；式中，為事故時(shí)負(fù)荷保證系數(shù)，根據(jù)企業(yè)一、二級(jí)負(fù)荷所占比

11、例決定。2-14 某車間有一380V線路供電給下列設(shè)備：長(zhǎng)期工作的設(shè)備有7.5kW的電動(dòng)機(jī)2臺(tái)，4kW的電動(dòng)機(jī)3臺(tái)，3kW的電動(dòng)機(jī)12臺(tái)；反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備有42kVA電焊機(jī)1臺(tái)（額定暫載率60%，）；10t吊車1臺(tái)（在暫載率為40%的條件下，其額定功率為39.6kW，）。試確定他們的設(shè)備容量。解：對(duì)于長(zhǎng)期工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量就是他們的額定功率，所以長(zhǎng)期工作的設(shè)備容量為：對(duì)于反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量為：電焊機(jī)：吊車：所以，他們的總的設(shè)備容量為：2-15 某車間采用一臺(tái)10/0.4kV的變壓器供電，低壓負(fù)荷有生產(chǎn)用通風(fēng)機(jī)5臺(tái)共50 kW，點(diǎn)焊機(jī)（）3臺(tái)共12kW,有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)

12、械8臺(tái)共48 kW，5.1 kW的行車（）2臺(tái)。試確定該車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。解：查表得出通風(fēng)機(jī) 點(diǎn)焊機(jī) 有連鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械 行車 同時(shí)系數(shù)取 車間計(jì)算負(fù)荷為： 2-16 某車間設(shè)有小批量生產(chǎn)冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)50臺(tái)，總?cè)萘?80kW,其中較大容量電動(dòng)機(jī)有10 kW 1臺(tái)，7.5 kW 2臺(tái)，4 kW 3臺(tái)，3 kW 10臺(tái)，試分別用需用系數(shù)法和二項(xiàng)式法確定其計(jì)算負(fù)荷、和。解：需要系數(shù)法：查表2-1可得： 冷加工機(jī)床： 二項(xiàng)式法：查表2-6可得： 冷加工機(jī)床： 計(jì)算負(fù)荷為： 2-17 某220V/380V三相線路上接有表2-9所示負(fù)荷。試確定該線路的計(jì)算負(fù)荷、和。表2-9 習(xí)題2-17負(fù)

13、荷表設(shè)備名稱380V 單頭手動(dòng)弧焊機(jī)220V電熱箱接入相序ABBCCAABC設(shè)備臺(tái)數(shù)132121單臺(tái)設(shè)備容量20kW()6 kW()10.5 kW()634.5解：（1）電熱箱的各相計(jì)算負(fù)荷查表2-1得，因此各相的有功計(jì)算負(fù)荷為：A相 B相 C相 (2) 單頭手動(dòng)弧焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷查表2-1得，；查表2-7得 時(shí) 將各相換算成的設(shè)備容量，即各相的設(shè)備容量為：A相 B相 C相 各相的計(jì)算負(fù)荷為： A相 B相 C相 各相總的計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)為0.95）：A相 B相 C相 總的等效三相計(jì)算負(fù)荷：因?yàn)锽相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，所以 2-18某鍋爐房的面積為,試用估算法估算該車間的平均負(fù)荷