供配電技術(shù)負(fù)荷計(jì)算和設(shè)備的選擇與校驗(yàn)課件

1、 電力負(fù)荷包括異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、各類電弧爐、電力負(fù)荷包括異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、各類電弧爐、整流裝置、電解裝置、制冷制熱設(shè)備、電子儀器和照明設(shè)整流裝置、電解裝置、制冷制熱設(shè)備、電子儀器和照明設(shè)施等。它們分屬于工農(nóng)業(yè)、企業(yè)、交通運(yùn)輸、科學(xué)研究和施等。它們分屬于工農(nóng)業(yè)、企業(yè)、交通運(yùn)輸、科學(xué)研究和人民生活等方面的各種電力用戶。人民生活等方面的各種電力用戶。 負(fù)荷曲線就是指在某一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備有功、無(wú)功負(fù)負(fù)荷曲線就是指在某一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備有功、無(wú)功負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形，分別構(gòu)成有功負(fù)荷曲線（荷隨時(shí)間變化的圖形，分別構(gòu)成有功負(fù)荷曲線（P）和無(wú)功）和無(wú)功負(fù)荷曲線（負(fù)荷曲線（Q）。常用的是有功負(fù)荷

2、曲線。每類負(fù)荷曲線按）。常用的是有功負(fù)荷曲線。每類負(fù)荷曲線按時(shí)間坐標(biāo)長(zhǎng)短的不同，分有日負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線等時(shí)間坐標(biāo)長(zhǎng)短的不同，分有日負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線等 負(fù)荷曲線對(duì)變電所、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的運(yùn)行有重要意負(fù)荷曲線對(duì)變電所、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的運(yùn)行有重要意義。它是變電所負(fù)荷控制，發(fā)電廠安排日發(fā)電計(jì)劃，確定義。它是變電所負(fù)荷控制，發(fā)電廠安排日發(fā)電計(jì)劃，確定電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和主變壓器、發(fā)電機(jī)組等設(shè)備檢修計(jì)劃電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和主變壓器、發(fā)電機(jī)組等設(shè)備檢修計(jì)劃以及制變電所、發(fā)電廠擴(kuò)建新建規(guī)劃的依據(jù)。以及制變電所、發(fā)電廠擴(kuò)建新建規(guī)劃的依據(jù)。 工廠電力負(fù)荷對(duì)供電的要求工廠電力負(fù)荷對(duì)供電的要求 供配電系統(tǒng)中的

3、電氣設(shè)備，均需依據(jù)正常工作條件、環(huán)境供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，均需依據(jù)正常工作條件、環(huán)境條件及安裝條件進(jìn)行選擇，部分設(shè)備還需依據(jù)故障情況下的條件及安裝條件進(jìn)行選擇，部分設(shè)備還需依據(jù)故障情況下的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，同時(shí)要求工作安全可靠，短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，同時(shí)要求工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。本章對(duì)讀者提出的要求是：運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。本章對(duì)讀者提出的要求是：工廠供電系統(tǒng)的功率損耗及電能損耗工廠供電系統(tǒng)的功率損耗及電能損耗二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷單臺(tái)和多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺(tái)和多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算 短路的后果及短路的形式短路的后果

4、及短路的形式 選擇電氣設(shè)備的一般條件選擇電氣設(shè)備的一般條件 電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容的程序、要求和深度電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容的程序、要求和深度 單相設(shè)備等效三相負(fù)荷的計(jì)算單相設(shè)備等效三相負(fù)荷的計(jì)算 供配電系統(tǒng)短路的原因供配電系統(tǒng)短路的原因 工廠年電能消耗量的計(jì)算方法工廠年電能消耗量的計(jì)算方法 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的方法按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的方法 用歐姆法進(jìn)行短路計(jì)算和采用標(biāo)幺法進(jìn)行短路計(jì)算的方法用歐姆法進(jìn)行短路計(jì)算和采用標(biāo)幺法進(jìn)行短路計(jì)算的方法 工廠計(jì)算負(fù)荷的確定工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 各類電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)方法各類電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)方法 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單的工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單的工

5、廠供配電系統(tǒng) 6.1.1 工廠用電設(shè)備的工作制工廠用電設(shè)備的工作制連續(xù)運(yùn)行工作制設(shè)備連續(xù)運(yùn)行工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備%100%1000tttTt式中：T工作周期；t 工作周期內(nèi)的工作時(shí)間； t0工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種。電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。 同一設(shè)備在不同暫載率下工作時(shí)，其輸出功率不同，因此計(jì)算設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的下。 不同負(fù)荷持續(xù)率下，功率的換算公式為：通常用一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間占整個(gè)周期的百分比來(lái) 表示負(fù)荷持續(xù)率 （或稱暫載率），

6、其計(jì)算公式如下：負(fù)荷持續(xù)率（暫載率）負(fù)荷持續(xù)率（暫載率）2121PP6.1.2 負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線 1. 負(fù)荷曲線的類型與繪制方法負(fù)荷曲線的類型與繪制方法 負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，反負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，反映了電力用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。在負(fù)荷曲線中通常用縱映了電力用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。在負(fù)荷曲線中通常用縱坐標(biāo)表示負(fù)荷大小，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間。坐標(biāo)表示負(fù)荷大小，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間。 負(fù)荷曲線可根據(jù)需要繪制成不同的類型。如按所表示負(fù)荷負(fù)荷曲線可根據(jù)需要繪制成不同的類型。如按所表示負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間可分為日、月、年或工作班的負(fù)荷曲線，按

7、負(fù)變動(dòng)的時(shí)間可分為日、月、年或工作班的負(fù)荷曲線，按負(fù)荷范圍可分為全廠的、車間的或某設(shè)備的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷范圍可分為全廠的、車間的或某設(shè)備的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷的功率性質(zhì)荷的功率性質(zhì) 可分為有功和無(wú)功負(fù)荷曲線等?？煞譃橛泄蜔o(wú)功負(fù)荷曲線等。 日負(fù)荷曲線表示負(fù)荷在一晝夜間（日負(fù)荷曲線表示負(fù)荷在一晝夜間（024h）變化情況。日）變化情況。日負(fù)荷曲線可用測(cè)量的方法繪制。負(fù)荷曲線可用測(cè)量的方法繪制。 以某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，在以某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，在24h中各個(gè)時(shí)刻記錄有功功率表的讀中各個(gè)時(shí)刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點(diǎn)繪制成如右圖所示折線數(shù)，逐點(diǎn)繪制成如右圖所示折線形狀的折線形負(fù)荷曲線。形狀的折線形負(fù)荷曲線。

8、通過(guò)接在供電線路上的電度表，通過(guò)接在供電線路上的電度表，每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半每隔一定的時(shí)間間隔（一般為半小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來(lái)，求出小時(shí)）將其讀數(shù)記錄下來(lái)，求出0.5h的平均功率，再依次將這些的平均功率，再依次將這些點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成如點(diǎn)畫在坐標(biāo)上，把這些點(diǎn)連成如右圖所示階梯狀的階梯形負(fù)荷曲右圖所示階梯狀的階梯形負(fù)荷曲線。線。 負(fù)荷曲線時(shí)間間隔取的愈短，曲線愈能反映負(fù)荷的實(shí)際變化負(fù)荷曲線時(shí)間間隔取的愈短，曲線愈能反映負(fù)荷的實(shí)際變化情況。日負(fù)荷曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積代表全日消耗的電能情況。日負(fù)荷曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積代表全日消耗的電能 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與

9、對(duì)應(yīng)的負(fù)荷年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（全年按持續(xù)時(shí)間（全年按8760h計(jì)）的關(guān)系。計(jì)）的關(guān)系。 年每日最大負(fù)荷曲線，反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消年每日最大負(fù)荷曲線，反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平，是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來(lái)繪制的。耗水平，是按全年每日的最大半小時(shí)平均負(fù)荷來(lái)繪制的。年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)指全年中負(fù)荷最大的工作小時(shí)數(shù)指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)班內(nèi)30分鐘平均功率的最大值，分鐘平均功率的最大值，因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為30分分鐘最大負(fù)荷鐘最大負(fù)荷P30 。 假設(shè)企業(yè)總是按年最大

10、負(fù)荷持假設(shè)企業(yè)總是按年最大負(fù)荷持續(xù)工作，經(jīng)過(guò)了時(shí)間所消耗的電續(xù)工作，經(jīng)過(guò)了時(shí)間所消耗的電能，恰好等于企業(yè)全年實(shí)際所消能，恰好等于企業(yè)全年實(shí)際所消耗的電能，即右圖中虛線與兩坐耗的電能，即右圖中虛線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積等于剖面線部標(biāo)軸所包圍的面積等于剖面線部分的面積。則這個(gè)假想時(shí)間就稱分的面積。則這個(gè)假想時(shí)間就稱為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。由此為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。由此可得出可得出 年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)與工廠類型及生產(chǎn)班數(shù)與工廠類型及生產(chǎn)班制有較大關(guān)系，其數(shù)值制有較大關(guān)系，其數(shù)值可查閱有關(guān)參考資料或可查閱有關(guān)參考資料或到相同類型的廠礦企業(yè)到相同類型的廠礦企業(yè)去調(diào)查收集。去調(diào)查收集

11、。 maxamaxPWT平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) 平均負(fù)荷是指電力負(fù)荷在一定平均負(fù)荷是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗功率的平均值。如在時(shí)間內(nèi)消耗功率的平均值。如在t時(shí)間內(nèi)消耗的電能為時(shí)間內(nèi)消耗的電能為Wt，則，則t時(shí)間時(shí)間的平均負(fù)荷為：的平均負(fù)荷為： 利用年負(fù)荷曲線求年平均負(fù)荷如右上圖所示。圖中剖面線利用年負(fù)荷曲線求年平均負(fù)荷如右上圖所示。圖中剖面線部分為年負(fù)荷曲線所包圍的面積，也就是全年電能的消耗量。部分為年負(fù)荷曲線所包圍的面積，也就是全年電能的消耗量。另外再作一條虛線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積與剖面線部分的另外再作一條虛線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積與剖面線部分的面積相等，則圖中就是年平均負(fù)

12、荷。面積相等，則圖中就是年平均負(fù)荷。 年平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值稱為負(fù)荷率為：年平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值稱為負(fù)荷率為： tWPavtmaxpPkavL負(fù)荷曲線分負(fù)荷曲線分有哪幾種類有哪幾種類型？型？ 與負(fù)荷曲線有與負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量有關(guān)的物理量有哪些？哪些？ 何謂負(fù)荷何謂負(fù)荷曲線？曲線？ 按照發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個(gè)人為假按照發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個(gè)人為假想負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大想負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。熱效應(yīng)相等。 根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的導(dǎo)體或電器，在運(yùn)行中的最高溫升不根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的導(dǎo)體或電器，在運(yùn)行中的最高溫升不超過(guò)導(dǎo)

13、體或電器的溫升允許值。超過(guò)導(dǎo)體或電器的溫升允許值。6.2.1 計(jì)算負(fù)荷的概念計(jì)算負(fù)荷的概念 設(shè)有一電阻設(shè)有一電阻R的導(dǎo)體，在某一時(shí)間內(nèi)通過(guò)一變動(dòng)負(fù)荷，其的導(dǎo)體，在某一時(shí)間內(nèi)通過(guò)一變動(dòng)負(fù)荷，其最高溫升達(dá)到最高溫升達(dá)到 值，如果這一導(dǎo)體在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)一個(gè)不值，如果這一導(dǎo)體在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)一個(gè)不變的負(fù)荷，最高溫升也達(dá)到變的負(fù)荷，最高溫升也達(dá)到 值，那么這個(gè)不變負(fù)荷就稱為值，那么這個(gè)不變負(fù)荷就稱為變動(dòng)負(fù)荷的變動(dòng)負(fù)荷的“計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷”，即，即“計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷”與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷的最高溫升是等值的。的最高溫升是等值的。 工程上為了取值和表達(dá)方便，一般把半小時(shí)平均負(fù)荷所工程上為了取值和表達(dá)

14、方便，一般把半小時(shí)平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷。作為按稱為計(jì)算負(fù)荷。作為按發(fā)發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，即：熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，即： 線路的計(jì)算負(fù)荷可按設(shè)備容量來(lái)確定，此時(shí)求單臺(tái)電動(dòng)機(jī)線路的計(jì)算負(fù)荷可按設(shè)備容量來(lái)確定，此時(shí)求單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷公式為：的計(jì)算負(fù)荷公式為：式中：式中：PN用電設(shè)備的額定功率，單位用電設(shè)備的額定功率，單位kW； N用電設(shè)備額定容量時(shí)的效率。用電設(shè)備額定容量時(shí)的效率。 計(jì)算負(fù)荷在數(shù)值上就等于其額定功率，即：計(jì)算負(fù)荷在數(shù)值上就等于其額定功率，即：NPP30NNPP30需要需要系數(shù)法系數(shù)法二項(xiàng)式二項(xiàng)式系數(shù)法系數(shù)法需要

15、系數(shù)是按照車間以上的需要系數(shù)是按照車間以上的負(fù)荷情況來(lái)確定的，適用于負(fù)荷情況來(lái)確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備，備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備，工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，適用于低壓配電支干線率，適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)負(fù)荷計(jì)算方法算方法6.2.2 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 設(shè)某組設(shè)備有幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其額定總?cè)萘繛樵O(shè)某組設(shè)備有幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其額定總?cè)萘繛镻N，由于該組電動(dòng)，由于該組電動(dòng)機(jī)實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行的電

16、動(dòng)機(jī)也不可能都滿負(fù)機(jī)實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)也不可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身及配電線路也有功率損耗，因此這組電動(dòng)機(jī)的荷，同時(shí)設(shè)備本身及配電線路也有功率損耗，因此這組電動(dòng)機(jī)的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 1. 需要系數(shù)的含義需要系數(shù)的含義eWLNL30PKKP 上式中，上式中，N是指用電設(shè)備的輸出與輸入容量之間具有的平均效是指用電設(shè)備的輸出與輸入容量之間具有的平均效率；因用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，因此引入負(fù)荷系數(shù)率；因用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，因此引入負(fù)荷系數(shù)KL；用電；用電設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入一個(gè)線路平均效率設(shè)備本身及配電線路有功率損耗，所以引入一個(gè)線路平均

17、效率WL；用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)用電設(shè)備組的所有設(shè)備不一定同時(shí)運(yùn)行，故引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K。用電設(shè)備的需要系數(shù)：用電設(shè)備的需要系數(shù)：WLNLe30dKKPPK有功計(jì)算負(fù)荷為有功計(jì)算負(fù)荷為2. 三相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的基本公式三相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的基本公式ed30PKP無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為視在計(jì)算負(fù)荷為視在計(jì)算負(fù)荷為計(jì)算電流計(jì)算電流tgPQ3030cos/3023023030PQPSN30303/USI 單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，有電壓為380V的電動(dòng)的電動(dòng)機(jī)機(jī)30臺(tái)

18、，其總的設(shè)備容量為臺(tái)，其總的設(shè)備容量為120kW。試求其計(jì)算負(fù)荷。試求其計(jì)算負(fù)荷。 查表查表6-1中的中的“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，可項(xiàng)，可得得Kd=0.160.2（?。ㄈ?.18計(jì)算），計(jì)算），cos=0.5，tg=1.73，于是，于是 kW6 .2112018. 0ed30PKPkvar37.3773. 16 .213030tgPQkVA2 .435 . 0/6 .21cos/3030PSA6 .6538. 032 .433/N3030USI 多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備在確定

19、多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K，其，其中有功同時(shí)系數(shù)為中有功同時(shí)系數(shù)為KP，無(wú)功同時(shí)系數(shù)為，無(wú)功同時(shí)系數(shù)為 KQ，應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 KP 確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷 冷加工車間 熱加工車間 動(dòng)力站 確定配電所母線的最大負(fù)荷確定配電所母線的最大負(fù)荷 負(fù)荷小于5000kW 計(jì)算負(fù)荷小于500010000kW 計(jì)算負(fù)荷大于10000kW 0.91.00.850.8 多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷某機(jī)修車間

20、的某機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)臺(tái)共共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，臺(tái)，4kW2臺(tái)，臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐臺(tái)；電阻爐1臺(tái)臺(tái)2kW。試求。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9）。）。 以車間為范圍，將工作性質(zhì)、需要系數(shù)相近的用電設(shè)備合為以車間為范圍，將工作性質(zhì)、需要系數(shù)相近的用電設(shè)備合為一組，共分成以下一組，共分成以下3組。先求出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。組。先求出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。冷加工電動(dòng)機(jī)組。查表冷加工電動(dòng)機(jī)組。查表6

21、-1可得：可得：Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73，因此，因此kW10502 . 011301edPKPkvar3 .1773. 1101301301tgPQ通風(fēng)機(jī)組。查表通風(fēng)機(jī)組。查表6-1可得：可得：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75因此因此kW92. 14 . 28 . 0e2d2302PKPkvar44. 175. 092. 12302302tgPQ只有一臺(tái)電阻爐，所以計(jì)算負(fù)荷等于電阻爐的容量，即只有一臺(tái)電阻爐，所以計(jì)算負(fù)荷等于電阻爐的容量，即 ：kW2e3303 PP0303Q以車間為范圍，已知同時(shí)系數(shù)以車間為范圍，已知同時(shí)系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9

22、，則車間計(jì)算，則車間計(jì)算總有功計(jì)算負(fù)荷為總有功計(jì)算負(fù)荷為 總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 總視在計(jì)算負(fù)荷為總視在計(jì)算負(fù)荷為 總的計(jì)算電流為總的計(jì)算電流為 用此電流即可選擇這條用此電流即可選擇這條380V導(dǎo)線的截面及型號(hào)。導(dǎo)線的截面及型號(hào)。kW5 .12)292. 110(9 . 030iP30PKPkvar9 .16)044. 13 .17(9 . 030iQ30QKQkVA02.219 .165 .122223023030QPsA9 .3138. 0732. 102.213N3030USI6.2.3 按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷p應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合n在計(jì)算設(shè)備臺(tái)數(shù)不多，而且各

23、臺(tái)設(shè)備容量相差較大的車間在計(jì)算設(shè)備臺(tái)數(shù)不多，而且各臺(tái)設(shè)備容量相差較大的車間干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法。干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法。p基本公式基本公式xe30cPbPP 式中式中b、c為二項(xiàng)為二項(xiàng)式系數(shù)，根據(jù)設(shè)備式系數(shù)，根據(jù)設(shè)備名稱、類型、臺(tái)數(shù)名稱、類型、臺(tái)數(shù)查表查表6-1選取。選取。 指用電設(shè)備中指用電設(shè)備中x臺(tái)臺(tái)容量最大的設(shè)備容容量最大的設(shè)備容量之和。量之和。用電設(shè)備組的設(shè)用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘總淇側(cè)萘?當(dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備總臺(tái)數(shù)當(dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備總臺(tái)數(shù)n2x時(shí)，則最大容量設(shè)備臺(tái)時(shí)，則最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)取數(shù)取x=n/2，且按，且按“四舍五入四舍五入”法取整，當(dāng)只有

24、一臺(tái)設(shè)備時(shí)，法取整，當(dāng)只有一臺(tái)設(shè)備時(shí)，可認(rèn)為可認(rèn)為Pc=Pe；tg為設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。為設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。Q30，S30，I30的計(jì)算公式與需要系數(shù)法的相同。的計(jì)算公式與需要系數(shù)法的相同。n對(duì)對(duì)12臺(tái)用電設(shè)備臺(tái)用電設(shè)備n對(duì)用電設(shè)備組對(duì)用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式（有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式（6.17），其余的計(jì)），其余的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。ePP30，0 1cbp對(duì)多組用電設(shè)備對(duì)多組用電設(shè)備 要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。在要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組各組

25、用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷，再加上各組平均負(fù)荷，求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。平均負(fù)荷，求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。 總的有功計(jì)算負(fù)荷為總的有功計(jì)算負(fù)荷為： 總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ某機(jī)修車間的某機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)臺(tái)共共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺(tái)，臺(tái)，4kW2臺(tái)，臺(tái)，2.2kW8臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)臺(tái)；另接通風(fēng)機(jī)1.2kW2臺(tái)；電阻爐臺(tái)；電阻爐1臺(tái)臺(tái)2kW。用二用二項(xiàng)式法項(xiàng)式法求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)

26、系數(shù)求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9）。）。 金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 查表查表6-1，取，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1=1.73，x=5，則，則 (bPe)1=0.1450=7kW (cPx)1=0.4(7.52+42+2.21)=10.08kW通風(fēng)機(jī)組通風(fēng)機(jī)組 查表查表6-1，取，取b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，tg2=0.75，n=22x，取，取x2=n/2=1，則，則 (bPe)2=0.652.4=1.56kW (cPx)2=0.251.2=0.3kW電阻爐電阻爐 (bPe)3=2kW (cPx)3

27、=0 顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷(cPx)1最大，最大，故總計(jì)算負(fù)荷為：故總計(jì)算負(fù)荷為： 與用需要系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果相比較，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)與用需要系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果相比較，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多?？梢?jiàn)，二項(xiàng)式法更適果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多?？梢?jiàn)，二項(xiàng)式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。用于容量差別懸殊的用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。 kW64.2008.10)256. 17()()(max30 xiecPbPPvark72.30 73. 108.10) 075. 056. 173. 17( )()(maxma

28、x30tgcPtgbPQxixkVA01.3772.3064.202223023030QPSA2 .5638. 0732. 101.3733030NUSI 單相用電設(shè)備等效三相計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備等效三相計(jì)算負(fù)荷的確定現(xiàn)代建筑中的用電設(shè)備從供電的形式上可分為單相和三現(xiàn)代建筑中的用電設(shè)備從供電的形式上可分為單相和三 相兩大類。相兩大類。單相電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)和各種形式的家單相電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)和各種形式的家 用電器設(shè)備。用電器設(shè)備。電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的各種設(shè)備例如給水泵、集中式空電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的各種設(shè)備例如給水泵、集中式空 調(diào)機(jī)、電梯等。調(diào)機(jī)、電梯等。供電形式為三相供電系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)

29、規(guī)范中有關(guān)條款供電形式為三相供電系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)條款的規(guī)定必須將單相用電設(shè)備平均地分配到各個(gè)單相中。然的規(guī)定必須將單相用電設(shè)備平均地分配到各個(gè)單相中。然后才能進(jìn)行對(duì)連接有單相用電設(shè)備的三相供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)后才能進(jìn)行對(duì)連接有單相用電設(shè)備的三相供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算。算。單相用電設(shè)備組確定計(jì)算負(fù)荷的原則單相用電設(shè)備組確定計(jì)算負(fù)荷的原則按在三相供電系統(tǒng)中連接單相設(shè)備功率和三相設(shè)備功按在三相供電系統(tǒng)中連接單相設(shè)備功率和三相設(shè)備功 率的比例來(lái)制定。率的比例來(lái)制定。 如果單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康娜绻麊蜗嘣O(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)備如何連接，均可作為三相平，則不論

30、單相設(shè)備如何連接，均可作為三相平衡負(fù)荷對(duì)待。衡負(fù)荷對(duì)待。 單相設(shè)備接于相電壓時(shí)，在盡量使三相負(fù)荷均衡分單相設(shè)備接于相電壓時(shí)，在盡量使三相負(fù)荷均衡分配后，取最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量乘以配后，取最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量乘以3，便，便可求得其等效三相設(shè)備容量?？汕蟮闷涞刃嘣O(shè)備容量。單相設(shè)備接于線電壓時(shí)，其等效三相設(shè)備容量單相設(shè)備接于線電壓時(shí)，其等效三相設(shè)備容量Pe 單臺(tái)設(shè)備時(shí)單臺(tái)設(shè)備時(shí) 23臺(tái)設(shè)備時(shí)臺(tái)設(shè)備時(shí)ee3PPmaxee3PP 單相設(shè)備的設(shè)備容量單相設(shè)備的設(shè)備容量 最大負(fù)荷單相設(shè)最大負(fù)荷單相設(shè)備的設(shè)備容量備的設(shè)備容量單相用電設(shè)備組確定計(jì)算負(fù)荷的原則單相用電設(shè)備組確定計(jì)算負(fù)荷的原則單

31、相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)，首先應(yīng)將接于單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)，首先應(yīng)將接于 線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容 量，然后分相計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷。而總量，然后分相計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷。而總 的等效三相有功計(jì)算負(fù)荷就是最大有功負(fù)荷相的有功的等效三相有功計(jì)算負(fù)荷就是最大有功負(fù)荷相的有功 計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷的3倍?？偟牡刃酂o(wú)功計(jì)算負(fù)荷就是最大倍?？偟牡刃酂o(wú)功計(jì)算負(fù)荷就是最大 無(wú)功負(fù)荷相的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的無(wú)功負(fù)荷相的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的3倍。倍。特別注意的是：特別注意的是：最最 大相的有功計(jì)算負(fù)荷和最大相的無(wú)功計(jì)算負(fù)

32、荷不一定大相的有功計(jì)算負(fù)荷和最大相的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷不一定 在同一相上。在同一相上。6.2.4 工廠電氣照明負(fù)荷的確定工廠電氣照明負(fù)荷的確定 工廠電氣照明負(fù)荷也工廠電氣照明負(fù)荷也是電力負(fù)荷的一部分。是電力負(fù)荷的一部分。良好的照明環(huán)境是保證良好的照明環(huán)境是保證工廠安全生產(chǎn)、提高勞工廠安全生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)動(dòng)生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善職工勞動(dòng)環(huán)境、量、改善職工勞動(dòng)環(huán)境、保障職工身體健康的重保障職工身體健康的重要方面。要方面。 工廠的電氣照明設(shè)計(jì)，一般應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的性質(zhì)、廠房自然工廠的電氣照明設(shè)計(jì)，一般應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的性質(zhì)、廠房自然條件等因素選擇合適的光源和燈具，進(jìn)行合理的布置，使工條件等因素選

33、擇合適的光源和燈具，進(jìn)行合理的布置，使工作場(chǎng)所的照明度達(dá)到規(guī)定的要求。作場(chǎng)所的照明度達(dá)到規(guī)定的要求。 1. 照明容量的確定照明容量的確定白熾燈、碘鎢燈等不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備，容量通白熾燈、碘鎢燈等不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備，容量通常指燈頭的額定功率，即：常指燈頭的額定功率，即：Pe=PN熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈需用鎮(zhèn)流器的照熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈需用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備，其容量包括鎮(zhèn)流器中的功率損失，所以一般明設(shè)備，其容量包括鎮(zhèn)流器中的功率損失，所以一般略高于燈頭的額定功率，即：略高于燈頭的額定功率，即：Pe=1.1PN照明設(shè)備的額定容量還可按建筑物的單位面積容量照明設(shè)備的額定容量還可按建

34、筑物的單位面積容量法估算，即：法估算，即：Pe=S/1000其中其中建筑物單位面積的照明容量，單位為建筑物單位面積的照明容量，單位為W/m2； S 建筑物面積，單位是建筑物面積，單位是m22. 照明計(jì)算負(fù)荷的確定照明計(jì)算負(fù)荷的確定 照明設(shè)備通常都是單相負(fù)荷，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)將它們均勻地分照明設(shè)備通常都是單相負(fù)荷，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)將它們均勻地分配到三相上，力求減少三相負(fù)荷不平衡狀況。負(fù)荷計(jì)算公式應(yīng)用配到三相上，力求減少三相負(fù)荷不平衡狀況。負(fù)荷計(jì)算公式應(yīng)用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法。 表表6-2 照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)光源類別光源類別需要系數(shù)需要系數(shù)Kd功率因數(shù)功率因

35、數(shù)cos白熾燈白熾燈 熒光燈熒光燈 高壓汞燈高壓汞燈 高壓納燈高壓納燈 金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈生產(chǎn)車間辦生產(chǎn)車間辦公室公室0.8110.9（0.55）0.450.650.450.400.61變配電所、變配電所、倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)0.50.710.9（0.55）0.450.650.450.400.61生活區(qū)宿舍生活區(qū)宿舍0.60.810.9（0.55）0.450.650.450.400.61室外室外110.9（0.55）0.450.650.450.400.616.2.5 全廠計(jì)算負(fù)荷的確定全廠計(jì)算負(fù)荷的確定1用需要系數(shù)法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷用需要系數(shù)法計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷 在已知全廠用電設(shè)備總?cè)萘吭谝阎珡S用電

36、設(shè)備總?cè)萘縋e的條件下，乘以一個(gè)工廠的需要的條件下，乘以一個(gè)工廠的需要系數(shù)系數(shù)Kd即可求得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即：即可求得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即：P30=KdPe ，其中，其中Kd是是全廠需要系數(shù)值。全廠需要系數(shù)值。 表表6-3 6-3 全廠負(fù)荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)全廠負(fù)荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)工廠類別工廠類別需要系數(shù)需要系數(shù)Kd功率因數(shù)功率因數(shù)cos工廠類別工廠類別需要系數(shù)需要系數(shù)Kd功率因數(shù)功率因數(shù)cos汽輪機(jī)制造廠汽輪機(jī)制造廠0.380.88石油機(jī)械制造廠石油機(jī)械制造廠0.450.78鍋爐制造廠鍋爐制造廠0.270.73電線電纜制造廠電線電纜制造廠0.350.73柴油機(jī)制造廠柴油機(jī)制造廠0

37、.320.74開(kāi)關(guān)電器制造廠開(kāi)關(guān)電器制造廠0.350.75重型機(jī)床制廠重型機(jī)床制廠0.320.71橡膠廠橡膠廠0.50.72儀器儀表制造廠儀器儀表制造廠0.370.81通用機(jī)械廠通用機(jī)械廠0.40.72電機(jī)制造廠電機(jī)制造廠0.330.81已知某開(kāi)關(guān)電器制造廠用電設(shè)備總?cè)萘繛橐阎抽_(kāi)關(guān)電器制造廠用電設(shè)備總?cè)萘繛?500kW，試，試估算該廠的計(jì)算負(fù)荷。估算該廠的計(jì)算負(fù)荷。 查表查表6-3取取Kd為為0.35，cos=0.75，則，則tan=0.882，得，得 P30=KdPe=0.354500=1575kW Q30=P30tan=15750.8821386kvar kVA2098138615752

38、223023030QPSA318838. 0732. 1209833030NUSI2用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷從負(fù)荷端開(kāi)始，從負(fù)荷端開(kāi)始，逐級(jí)上推到電源逐級(jí)上推到電源進(jìn)線端。進(jìn)線端。用電設(shè)備組用電設(shè)備組車間低壓變車間低壓變壓器出線壓器出線車間低壓變車間低壓變壓器高壓側(cè)壓器高壓側(cè)工廠變壓工廠變壓器出線器出線工廠輸電工廠輸電進(jìn)線端進(jìn)線端2用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷P305是圖示所有出線上的計(jì)算負(fù)荷是圖示所有出線上的計(jì)算負(fù)荷P306等等之和，再乘上同時(shí)系數(shù)之和，再乘上同時(shí)系數(shù)K；由于；由于P304要考要考慮線路慮線路WL2的損耗，因

39、此的損耗，因此P304= P305+PWL2；P303由由P304等幾條高壓配電線路上等幾條高壓配電線路上計(jì)算負(fù)荷之和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)計(jì)算負(fù)荷之和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)K而得；而得；P302還要考慮變壓器的損耗，因此還要考慮變壓器的損耗，因此P302= P303+PWL1 +PT；P301由由 P302等幾條高壓等幾條高壓配電線路上計(jì)算負(fù)荷之和乘以一個(gè)同時(shí)系配電線路上計(jì)算負(fù)荷之和乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)數(shù)K而得。而得。 對(duì)中小型工廠來(lái)說(shuō)，廠內(nèi)高低壓配電線對(duì)中小型工廠來(lái)說(shuō)，廠內(nèi)高低壓配電線路一般不長(zhǎng)，其功率損耗可略去不計(jì)。路一般不長(zhǎng)，其功率損耗可略去不計(jì)。 2用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷用逐級(jí)推算法計(jì)算全廠

40、的計(jì)算負(fù)荷電力變壓器的功率損耗，在一般電力變壓器的功率損耗，在一般的負(fù)荷計(jì)算中，可采用簡(jiǎn)化公式的負(fù)荷計(jì)算中，可采用簡(jiǎn)化公式來(lái)近似計(jì)算，如：來(lái)近似計(jì)算，如：有功功率損耗：有功功率損耗：無(wú)功功率損耗：無(wú)功功率損耗： 式中式中S30為變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷，它是選擇為變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷，它是選擇變壓器的基本依據(jù)。變壓器的基本依據(jù)。30T015. 0SP 30T06. 0SQ 3按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷 已知全廠的年產(chǎn)量已知全廠的年產(chǎn)量A或年產(chǎn)值或年產(chǎn)值B，就可根據(jù)全廠的單，就可根據(jù)全廠的單位產(chǎn)量耗電量位產(chǎn)量耗電量a或單位產(chǎn)值耗電量或單位產(chǎn)值耗電

41、量b，求出全廠的全年耗，求出全廠的全年耗電量電量 Wa=Aa=Bb 求出全年耗電量后，即可根據(jù)下式求出全廠的有功計(jì)求出全年耗電量后，即可根據(jù)下式求出全廠的有功計(jì)算負(fù)荷為算負(fù)荷為 式中的式中的Tmax是工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)。是工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)。max30TWPa確定計(jì)算負(fù)荷的需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法各有什么特點(diǎn)？和二項(xiàng)式法各有什么特點(diǎn)？各適用哪些場(chǎng)合？各適用哪些場(chǎng)合？ 什么叫計(jì)算負(fù)荷？什么叫計(jì)算負(fù)荷？為什么計(jì)算負(fù)荷通為什么計(jì)算負(fù)荷通常采用半小時(shí)最大常采用半小時(shí)最大負(fù)荷？正確確定計(jì)負(fù)荷？正確確定計(jì)算負(fù)荷有何意義？算負(fù)荷有何意義？ 如何將單相負(fù)如何將單相負(fù)荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算

42、荷簡(jiǎn)便地?fù)Q算為三相負(fù)荷？為三相負(fù)荷？ 需要系數(shù)需要系數(shù)的含義是什的含義是什么？么？ 5已知線電壓為已知線電壓為380V的三相供電線路供電給的三相供電線路供電給35臺(tái)小批臺(tái)小批量生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘繛榱可a(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，總?cè)萘繛?5kW，其中較，其中較大容量的電動(dòng)機(jī)有大容量的電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)，臺(tái)，4kW3臺(tái)，臺(tái)，3kW12臺(tái)。試臺(tái)。試分別分別 用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷。用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定其計(jì)算負(fù)荷。6有一個(gè)機(jī)修車間，有冷加工機(jī)床有一個(gè)機(jī)修車間，有冷加工機(jī)床30臺(tái)，設(shè)備總?cè)萘颗_(tái)，設(shè)備總?cè)萘繛闉?50kW，電焊機(jī)，電焊機(jī)5臺(tái)，共臺(tái)，共15.5kW，利

43、用率只有，利用率只有65%，通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)4臺(tái)，共臺(tái)，共4.8kW，車間采用，車間采用380/220V線路供電，線路供電，試確定該車間的計(jì)算負(fù)荷。試確定該車間的計(jì)算負(fù)荷。 在考慮變配電系統(tǒng)總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，除了用電負(fù)荷所消耗的在考慮變配電系統(tǒng)總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，除了用電負(fù)荷所消耗的電功率以外，變配電系統(tǒng)本身還要損耗一部分電功率，這是電功率以外，變配電系統(tǒng)本身還要損耗一部分電功率，這是因?yàn)橐驗(yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)的電氣設(shè)備和線路上存在著阻抗，當(dāng)有電流供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備和線路上存在著阻抗，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的損耗。供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生損耗較大通過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的損耗。供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生損耗較大的設(shè)備是變壓器和輸

44、電線路。的設(shè)備是變壓器和輸電線路。這部分功率損耗也是由變配電這部分功率損耗也是由變配電系統(tǒng)提供的。因此，要計(jì)入其計(jì)算負(fù)荷中。系統(tǒng)提供的。因此，要計(jì)入其計(jì)算負(fù)荷中。6.3.1 線路的電能損耗線路的電能損耗線路上全年的電能損耗用線路上全年的電能損耗用W表示，其計(jì)算公式為：表示，其計(jì)算公式為： 式中電流是通過(guò)線路的計(jì)算電流；式中電流是通過(guò)線路的計(jì)算電流；RWL是線路每相的電阻是線路每相的電阻值；值；是一個(gè)假想的時(shí)間，與是一個(gè)假想的時(shí)間，與Tmax和和cos有關(guān)。有關(guān)。wL2303RIWa 的物理含義：當(dāng)線路或的物理含義：當(dāng)線路或變壓器中以最大計(jì)算電流流變壓器中以最大計(jì)算電流流過(guò)過(guò)小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損

45、小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，恰與全年流過(guò)實(shí)際變化耗，恰與全年流過(guò)實(shí)際變化的電流時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗的電流時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗相等。相等。 與與Tmax之間的關(guān)系如左圖之間的關(guān)系如左圖示。示。與與Tmax的關(guān)系可用公的關(guān)系可用公式表達(dá)為：式表達(dá)為： 87602maxT當(dāng)當(dāng)cos=1，且線路電壓不變時(shí)，全年的電能損耗為，且線路電壓不變時(shí)，全年的電能損耗為 ：876032maxwL230TRIWa6.3.2 變壓器的電能損耗變壓器的電能損耗變壓器的電能損耗包括兩個(gè)部分：變壓器的電能損耗包括兩個(gè)部分：一是由鐵損引起的電能損耗：一是由鐵損引起的電能損耗：876087600Fe1PPWa 上式表明：上式表明：只要

46、外施電壓和頻率不變，鐵損所引起的電能損耗只要外施電壓和頻率不變，鐵損所引起的電能損耗也固定不變，且近似于空載損耗也固定不變，且近似于空載損耗P0。 二是由銅損引起的電能損耗：二是由銅損引起的電能損耗：2k2cu2PPWa 由式可知，由變壓器銅損引起的電能損耗，與變壓器負(fù)荷率由式可知，由變壓器銅損引起的電能損耗，與變壓器負(fù)荷率的平方成正比，且近似于短路損耗的平方成正比，且近似于短路損耗Pk。 因此，因此，變壓器全年的電能損耗為：變壓器全年的電能損耗為：20a218760kaaPPWWW6.3.3 工廠的功率因數(shù)和無(wú)功補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)和無(wú)功補(bǔ)償1.工廠的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率

47、因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表直接測(cè)量，也可間接測(cè)量，即由瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表直接測(cè)量，也可間接測(cè)量，即由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：UIP3cos平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)又稱為加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算：平均功率因數(shù)又稱為加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算：2pq2q2PP)(11cosWWWWW式中式中WP是某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能；是某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能；Wq是某一時(shí)間內(nèi)消耗的無(wú)是某一時(shí)間內(nèi)消耗的無(wú)功電能。我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取的電費(fèi)，規(guī)定要按月功電能。我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取的電費(fèi)，規(guī)定要按月平均功率

48、因數(shù)的高低來(lái)調(diào)整。平均功率因數(shù)的高低來(lái)調(diào)整。最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)?？砂聪率接?jì)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)?？砂聪率接?jì)算：算：3030cosSP2. 功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響一般交流供電線路中，大多數(shù)為電感性負(fù)載，致使功率因數(shù)偏低。一般交流供電線路中，大多數(shù)為電感性負(fù)載，致使功率因數(shù)偏低。當(dāng)有功功率為一定值時(shí)，當(dāng)有功功率為一定值時(shí)，cos 愈?。ㄓ。?角愈大），其視在功率就愈角愈大），其視在功率就愈大，因而供電線路中的電流大，線路的損失（電壓和有效功率損大，因而供電線路中的電流大，線路的

49、損失（電壓和有效功率損耗）隨之增大，不經(jīng)濟(jì)。耗）隨之增大，不經(jīng)濟(jì)。供電設(shè)備（電源）的供電能力（容量）是用視在功率供電設(shè)備（電源）的供電能力（容量）是用視在功率S來(lái)表示的。來(lái)表示的。當(dāng)供電設(shè)備的容量一定時(shí)，如果用戶負(fù)載的功率因數(shù)過(guò)低，其無(wú)當(dāng)供電設(shè)備的容量一定時(shí)，如果用戶負(fù)載的功率因數(shù)過(guò)低，其無(wú)功功率就會(huì)過(guò)大，致使供電設(shè)備輸出的有功功率減少，于是降低功功率就會(huì)過(guò)大，致使供電設(shè)備輸出的有功功率減少，于是降低了供電設(shè)備的供電能力。了供電設(shè)備的供電能力。2. 功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響 當(dāng)用電設(shè)備的有功功率一定時(shí)，功率因數(shù)愈低，其供電線路的當(dāng)用電設(shè)備的有功功率一定時(shí)，功率因數(shù)愈

50、低，其供電線路的電流愈大，線路的電力損耗隨之增加。電流愈大，線路的電力損耗隨之增加。 功率因數(shù)低，通過(guò)線路的電流就大，線路電壓降亦隨之增加，功率因數(shù)低，通過(guò)線路的電流就大，線路電壓降亦隨之增加，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率是有限的，當(dāng)無(wú)功功率增加時(shí)，有功功率下發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率是有限的，當(dāng)無(wú)功功率增加時(shí)，有功功率下降，發(fā)電機(jī)的效率降低。降，發(fā)電機(jī)的效率降低。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3485-1998評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則中規(guī)中規(guī)定：定：“在企業(yè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)不低于在企業(yè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9，凡功率因數(shù)

51、未，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中與就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中與就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備備”。為鼓勵(lì)提高功率因數(shù)，供電部門規(guī)定，凡功率因數(shù)低于規(guī)。為鼓勵(lì)提高功率因數(shù)，供電部門規(guī)定，凡功率因數(shù)低于規(guī)定值時(shí)，將予以罰款，相反，功率因數(shù)高于規(guī)定值時(shí)，將得到獎(jiǎng)定值時(shí)，將予以罰款，相反，功率因數(shù)高于規(guī)定值時(shí)，將得到獎(jiǎng)勵(lì)，即采用勵(lì)，即采用“高獎(jiǎng)低罰高獎(jiǎng)低罰”的原則。的原則。 3. 電力電容器電力電容器 電力電容器在電力系統(tǒng)中的作用電力電容器在電力系統(tǒng)中的作用由于電力系統(tǒng)中許多設(shè)備不僅要消耗有功功率，設(shè)備本身的電感由于電力系統(tǒng)中許多設(shè)備不僅要消耗有功功率，設(shè)備本身的電感

52、損失也要消耗無(wú)功功率，使系統(tǒng)的功率因數(shù)降低。如果把能損失也要消耗無(wú)功功率，使系統(tǒng)的功率因數(shù)降低。如果把能“發(fā)發(fā)出出”無(wú)功電力的電力電容器并接在負(fù)荷或供電設(shè)備上運(yùn)行，那么，無(wú)功電力的電力電容器并接在負(fù)荷或供電設(shè)備上運(yùn)行，那么，負(fù)荷或供電設(shè)備要負(fù)荷或供電設(shè)備要“吸收吸收”的無(wú)功電力正好由電容器的無(wú)功電力正好由電容器“發(fā)出發(fā)出”的的無(wú)功電力供給，從而起到無(wú)功補(bǔ)償作用，這就是電力電容器在電無(wú)功電力供給，從而起到無(wú)功補(bǔ)償作用，這就是電力電容器在電力系統(tǒng)中的主要作用。在電力線路兩端并聯(lián)上移相電容器，線路力系統(tǒng)中的主要作用。在電力線路兩端并聯(lián)上移相電容器，線路上就可避免無(wú)功電力的輸送，以達(dá)到減少線路能量損耗

53、、減小線上就可避免無(wú)功電力的輸送，以達(dá)到減少線路能量損耗、減小線路電壓降，提高系統(tǒng)有功出力的效益，因此，移相電容器是提高路電壓降，提高系統(tǒng)有功出力的效益，因此，移相電容器是提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一種重要的電力設(shè)備。電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一種重要的電力設(shè)備。 電力電容器部分型號(hào)表示電力電容器部分型號(hào)表示表表6-4 6-4 電力電容器部分型號(hào)表示電力電容器部分型號(hào)表示第一位第一位字母字母含義含義第二位第二位字母字母含義含義第三位第三位字母字母含義含義B標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)D充氮單相充氮單相F復(fù)合介質(zhì)復(fù)合介質(zhì)Y移相用移相用W戶外式戶外式C串聯(lián)用串聯(lián)用Y油浸油浸S水冷水冷J均壓均壓T可調(diào)可調(diào)O耦合耦合L氯化聯(lián)苯浸漬氯

54、化聯(lián)苯浸漬C沖擊放電沖擊放電L濾波用濾波用B薄膜薄膜M脈沖用脈沖用D一般接地一般接地F防護(hù)用防護(hù)用R電容式電容式R電熱電熱4.4. 調(diào)相機(jī)調(diào)相機(jī)調(diào)相機(jī)在調(diào)相機(jī)在電力系統(tǒng)中的作用電力系統(tǒng)中的作用 大量的異步電動(dòng)機(jī)和變壓器需汲取大量的無(wú)功功率以供其勵(lì)磁大量的異步電動(dòng)機(jī)和變壓器需汲取大量的無(wú)功功率以供其勵(lì)磁之用，造成電網(wǎng)功率因數(shù)降低，致使發(fā)電機(jī)和輸配電設(shè)備的作用之用，造成電網(wǎng)功率因數(shù)降低，致使發(fā)電機(jī)和輸配電設(shè)備的作用不能充分發(fā)揮，線路損耗和電壓損失增大，輸電質(zhì)量變壞，甚至不能充分發(fā)揮，線路損耗和電壓損失增大，輸電質(zhì)量變壞，甚至影響輸電的穩(wěn)定性。影響輸電的穩(wěn)定性。 為此，在電網(wǎng)的受電端裝設(shè)一些同步調(diào)相

55、機(jī)，用于改善電網(wǎng)的為此，在電網(wǎng)的受電端裝設(shè)一些同步調(diào)相機(jī)，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載情況的不同，適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電功率因數(shù)。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載情況的不同，適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流，可改變調(diào)相機(jī)汲取的無(wú)功功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近于流，可改變調(diào)相機(jī)汲取的無(wú)功功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近于1。此外此外,在長(zhǎng)距離輸電線路中，線路電壓降隨負(fù)載情況的不同而發(fā)生在長(zhǎng)距離輸電線路中，線路電壓降隨負(fù)載情況的不同而發(fā)生變化，如果在輸電線的受電端裝一臺(tái)調(diào)相機(jī)，在電網(wǎng)負(fù)載加重時(shí)，變化，如果在輸電線的受電端裝一臺(tái)調(diào)相機(jī)，在電網(wǎng)負(fù)載加重時(shí)，讓其過(guò)勵(lì)運(yùn)行，減少輸電線中滯后的無(wú)功電流分量，從而可減少讓其過(guò)勵(lì)運(yùn)行，減少

56、輸電線中滯后的無(wú)功電流分量，從而可減少線路壓降；在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵(lì)運(yùn)行，吸收滯后的線路壓降；在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵(lì)運(yùn)行，吸收滯后的無(wú)功電流，可防止電網(wǎng)電壓上升，從而維持電網(wǎng)的電壓在一定的無(wú)功電流，可防止電網(wǎng)電壓上升，從而維持電網(wǎng)的電壓在一定的水平上。同步調(diào)相機(jī)還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。水平上。同步調(diào)相機(jī)還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 調(diào)相機(jī)與電容器的比較調(diào)相機(jī)與電容器的比較a. a. 靜電電容器的最大優(yōu)點(diǎn)是損耗小、效率高，損耗約占本身容靜電電容器的最大優(yōu)點(diǎn)是損耗小、效率高，損耗約占本身容量的量的0.3%0.3%0.5%0.5%，調(diào)相機(jī)的有功功率損耗為額定容量的，調(diào)相機(jī)的

57、有功功率損耗為額定容量的1.5%1.5%5.5%5.5%。b. b. 電容器設(shè)備費(fèi)與總?cè)萘繋缀鯚o(wú)關(guān)，調(diào)相機(jī)則不然，當(dāng)容量較電容器設(shè)備費(fèi)與總?cè)萘繋缀鯚o(wú)關(guān)，調(diào)相機(jī)則不然，當(dāng)容量較大時(shí)，其單位造價(jià)比較低，而容量減小時(shí)，單位造價(jià)偏高。大時(shí)，其單位造價(jià)比較低，而容量減小時(shí)，單位造價(jià)偏高。c. c. 補(bǔ)償方式上，調(diào)相機(jī)只能在負(fù)荷中心使用，靜電電容器既可補(bǔ)償方式上，調(diào)相機(jī)只能在負(fù)荷中心使用，靜電電容器既可以集中使用，又可以分散使用。以集中使用，又可以分散使用。d. d. 調(diào)相機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是裝設(shè)勵(lì)磁裝置，能得到均勻調(diào)壓，既能發(fā)調(diào)相機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是裝設(shè)勵(lì)磁裝置，能得到均勻調(diào)壓，既能發(fā)出無(wú)功功率又能吸收無(wú)功功率；電容器

58、可用分級(jí)調(diào)壓，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電出無(wú)功功率又能吸收無(wú)功功率；電容器可用分級(jí)調(diào)壓，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電壓降低時(shí)輸出功率急劇下降，。壓降低時(shí)輸出功率急劇下降，。e. e. 調(diào)相機(jī)裝有自動(dòng)勵(lì)磁裝置，在故障時(shí)能保持電力系統(tǒng)的電壓，調(diào)相機(jī)裝有自動(dòng)勵(lì)磁裝置，在故障時(shí)能保持電力系統(tǒng)的電壓，從而達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的；電力電容器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性不起從而達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的；電力電容器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性不起作用。作用。f. f. 調(diào)相機(jī)維護(hù)工作量大，電容器維護(hù)量小。調(diào)相機(jī)維護(hù)工作量大，電容器維護(hù)量小。調(diào)相機(jī)與電容器的比較調(diào)相機(jī)與電容器的比較a. a. 靜電電容器的最大優(yōu)點(diǎn)是損耗小、效率高，損耗約占本身容靜電電容器的最大優(yōu)點(diǎn)是損耗小、效率

59、高，損耗約占本身容量的量的0.3%0.3%0.5%0.5%，調(diào)相機(jī)的有功功率損耗為額定容量的，調(diào)相機(jī)的有功功率損耗為額定容量的1.5%1.5%5.5%5.5%。b. b. 電容器設(shè)備費(fèi)與總?cè)萘繋缀鯚o(wú)關(guān)，調(diào)相機(jī)則不然，當(dāng)容量較電容器設(shè)備費(fèi)與總?cè)萘繋缀鯚o(wú)關(guān)，調(diào)相機(jī)則不然，當(dāng)容量較大時(shí)，其單位造價(jià)比較低，而容量減小時(shí)，單位造價(jià)偏高。大時(shí)，其單位造價(jià)比較低，而容量減小時(shí)，單位造價(jià)偏高。c. c. 補(bǔ)償方式上，調(diào)相機(jī)只能在負(fù)荷中心使用，靜電電容器既可補(bǔ)償方式上，調(diào)相機(jī)只能在負(fù)荷中心使用，靜電電容器既可以集中使用，又可以分散使用。以集中使用，又可以分散使用。d. d. 調(diào)相機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是裝設(shè)勵(lì)磁裝置，能得到

60、均勻調(diào)壓，既能發(fā)調(diào)相機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是裝設(shè)勵(lì)磁裝置，能得到均勻調(diào)壓，既能發(fā)出無(wú)功功率又能吸收無(wú)功功率；電容器可用分級(jí)調(diào)壓，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電出無(wú)功功率又能吸收無(wú)功功率；電容器可用分級(jí)調(diào)壓，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電壓降低時(shí)輸出功率急劇下降，。壓降低時(shí)輸出功率急劇下降，。e. e. 調(diào)相機(jī)裝有自動(dòng)勵(lì)磁裝置，在故障時(shí)能保持電力系統(tǒng)的電壓，調(diào)相機(jī)裝有自動(dòng)勵(lì)磁裝置，在故障時(shí)能保持電力系統(tǒng)的電壓，從而達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的；電力電容器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性不起從而達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的；電力電容器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性不起作用。作用。f. f. 調(diào)相機(jī)維護(hù)工作量大，電容器維護(hù)量小。調(diào)相機(jī)維護(hù)工作量大，電容器維護(hù)量小。5.5. 無(wú)功功率的補(bǔ)償無(wú)功功率的補(bǔ)