電力負荷的分級及其對供電電源的要求

1、電力負荷的分級及其對供電電源的要求電力負荷: 既可指用電設(shè)備或用電單位（用戶），也可指用電設(shè)備或用戶所耗用的電功率或電流，視具體情況而定。電力負荷： 1、用電設(shè)備或用電單位（用戶）2、用電設(shè)備或用電單位所消耗的電功率或電流。 (一)電力負荷的分級 1一級負荷； 中斷供電將造成人身傷亡者；或政治、經(jīng)濟上將造成重大損失者。在一級負荷中，特別重要的負荷是指在中斷供電時 將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷。 2二級負荷；二級負荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者， 3三級負荷；三級負荷為一般的電力負荷， (二)各級電力負荷對供電電源的要求 1一級負荷對供電

2、電源的要求；要求應(yīng)由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。 對一級負荷中特別重要的負荷，除要求有上述兩個電源外，還要求增設(shè)應(yīng)急電源。 常用的應(yīng)急電源有：獨產(chǎn)于正常電源的發(fā)電機組，干電池，蓄電池，供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路。 2二級負荷對供電電源的要求； 要求做到當發(fā)生電力變壓器故障時不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復供電。通常要求兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺。 3.三級負荷對供電電源的要求 對供電電源無特殊要求 二、電力負荷的類型按用途可分為：照明負荷和動力負荷按行業(yè)分：工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負荷（民用電）電力負荷（設(shè)備）按工作制的分類工

3、廠的用電設(shè)備，按其工作制分以下三類：1 、長期連續(xù)工作制2、 短時工作制  這類設(shè)備的工作時間較短，而停歇時間相對較長。3、斷續(xù)周期工作制三、用電設(shè)備的額定容量、負荷持續(xù)及負荷系數(shù)1、用電設(shè)備的額定容量 :對電動機: 額定容量指其軸上正常輸出的最大功率。對電機、電爐、電燈等設(shè)備，額定容量均用有功功率PN表示；對變壓器和電焊機等設(shè)備， 額定容量則一般用視在功率SN表示；對電容器類設(shè)備， 額定容量則用無功功率Qc表示。2、負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率，又稱暫載率或相對工作時間。=t/T×100% T=t+t0同一設(shè)備,在不同的負荷持續(xù)工作時,其輸出功率是不同。例如某設(shè)備在時1

4、的設(shè)備容量為P1,那么該設(shè)備在2時的設(shè)備容量P2為多少呢? 這就需要進行“等效”換算 , 即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進行換算。設(shè)備容量與負荷持續(xù)率的平方根值成反比關(guān)系。因此P2=P11/2例:某吊車電動機在1=60%時的容量P1=10KW。試求2=25%時的容量P2為多少?解 : P2=10KW 0.6/0.25=15.5KW 3 . 用電設(shè)備的負荷系數(shù) : 用電設(shè)備的負荷系數(shù)（亦稱負荷率），為設(shè)備在最大負荷時輸出或耗用的功率與設(shè)備額定容量PN的比值,用KL表示（亦可表示為）,其定義式為KL =/ PN負荷系數(shù)的大小表征了設(shè)備容量利用的程度。四、負荷曲線的有關(guān)概念1. 負荷曲線的繪制及類型

5、負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的圖形。負荷曲線按負荷對象分，有工廠的、車間的或某類設(shè)備的負荷曲線。按負荷的功率性質(zhì)分，有有功和無功負荷曲線。按所表示負荷變動的時間分，有年的、月的、日的或工作的負荷曲線。按繪制的方式分，有依點連成的負荷曲線和梯形負荷曲線。年負荷曲線，通常是根據(jù)典型的冬日和夏日負荷曲線來繪制。這種曲線的負荷從大到小依次排列，反映了全年負荷變動與負荷持續(xù)時間的關(guān)系，因此稱為負荷持續(xù)時間曲線，一般簡稱年負荷曲線。年每日最大負荷曲線按全年每日的最大半小時平均負荷來繪制的，專用來確定經(jīng)濟運行方式用的。（二）與負荷曲線有關(guān)的物理量1、年最大負荷和年最大負荷利用小時Tmax=wa/pm

6、ax年每日最大負荷利用小時是一個假想時間，是反映電力負荷時間特征的重要參數(shù)，它與工廠的生產(chǎn)班制有關(guān)。例如一班制工廠，Tmax=1800 2500h ; 二班制工廠，Tmax=3500 4500h ;三班制工廠，Tmax=5000 7000h。2平均負荷和負荷曲線填充系數(shù)負荷曲線填充系數(shù)就是將起伏波動的負荷曲線“削峰填谷”，求出平均負荷Pav的比值，亦稱負荷率或負荷系數(shù)，通常用表示（亦可表示為Kl）,其定義式為= Pav/ pmax第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定一 概述計算負荷，是通過統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。通常取半小時

7、平均最大負荷P30（亦即年最大負荷）作為計算負荷。但是由于負荷情況復雜，影響計算負荷的因素很多，實際上，負荷也不可能是一成不變的，它與設(shè)備的性能，生產(chǎn)的組織以及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)，因而負荷計算也只能力求實際。其計算方法有：需要系數(shù)法：二項式系數(shù)法二 按需要系數(shù)法確定計算負荷（一）需要系數(shù)法的基本公式及其應(yīng)用需要系數(shù)Kd，是用電設(shè)備組（或用電單位）在最大負荷時需要的有功功率P30與其總的設(shè)備容量（備用設(shè)備的容量不計入）Pe的比值。一臺設(shè)備的計算負荷P30= PN /,式中為電動機的功率。在Kd適當取大的 同時，cos也宜適當取大。這里還要指出：需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極

8、大, 因此,計算時首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯誤。例如機修車間的代表性金屬切削機床電動機，應(yīng)屬小批生產(chǎn)的冷加工機床電動機，因為金屬切削就是冷加工，而機修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機，拉絲機和鍛錘等，應(yīng)屬于熱加工機床。再如起重機，行車，電葫蘆，卷揚機等，實際上都屬于吊車類。例1。 已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機15kw1臺，11kw3  臺,7.5kw8臺,4kw15臺，其他更小容量電動機總?cè)萘?5kw。試用需要系數(shù)法確定其計算 負荷P30、Q30、S30和I30。 解 :此機床組電動 機的總?cè)萘繛镻e=15kw*1+11kw*3

9、+7.5kw*8+4kw*15+35kw=203kw 查附錄中表A-6“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，得Kd=0.160.2（取0.2），因此,計算可得： 有功計算負荷P30=0.2*203KW=40.6KW 無功計算負荷Q30=40.6KW*1.73=70.2KVAR視在計算負荷計算電流（1.73*0.38KV）123A二）設(shè)備容量Pe的計算                    

10、0;                    1.長期連續(xù)工作制和短時工作制的三相設(shè)備容量：所有設(shè)備之和。2.斷續(xù)周期性工作制的三相設(shè)備容量1).電焊機組 我國電焊機的銘牌負荷持續(xù)率有50%、60%、75%和100%等四種。為了計算簡便，一般要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到100=100%。設(shè)銘牌的容量為PN,其負荷持續(xù)率為N，因此，Pe = PN N/100 =SnCOS N/100 式中PN、Sn電焊機的

11、銘牌容量2).吊車電動機組   我國吊車電動機的銘牌負荷持續(xù)率有15% ; 25% ; 40%和50%等四種。為了計算簡便，一般要求設(shè)備容量統(tǒng)一換算到N =25%。設(shè)名牌的容量為PN，其負荷持續(xù)率為N，因此: Pe = PN N/25 = 2PN N3.單相用電設(shè)備的等效三相設(shè)備容量的換算(1)、 接于相電壓的單相設(shè)備,容量換算    Pe =3 Pe.m Pe.m :最大負荷相所接的單相設(shè)備容量Pe     : 等效三相設(shè)備容量(2)、 接于線電壓的單相設(shè)備容量換算   由于容量為Pe.的單相設(shè)備接在線

12、電壓上產(chǎn)生的電流I= Pe./3（Ucos），這一電流應(yīng)與其等效三相設(shè)備容量Pe的產(chǎn)生的電流I=Pe/（Ucos）相等， 因此其等效三相設(shè)備容量:P e=Pe. (三)、多組用電設(shè)備計算負荷的確定在確定多組用電設(shè)備計算負荷時，應(yīng)可結(jié)合具體情況計入一個同時系數(shù)（又稱參數(shù)系數(shù)或綜合系數(shù)）K。對于車間干線，可取K=0.850.95。、對于低壓母線，由用電設(shè)備計算負荷直接相加計算時，可取K=0.80.9；由車間干線計算負荷直接相加來計算時，可取K=0.9.。    總有功計算負荷P30= KP30i    總無功計算負荷 Q30= K30i&

13、#160;   總的視在計算負荷S30=P30+ Q30     總的計算電流 I30= S30N （由于各組設(shè)備的cos不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷和計算電流之和再乘于K來計算。）例2; 某380v線路供電給1臺132kwyY型三相電動機，其效率91%， 功率因素0.9。試確定此線路的計算負荷。解:  因只有1臺，故取Kd=1。由此可得有功計算負荷P30=132KW/0.91=145KW無功計算負荷Q30=145KW*TAN=70.2KVAR視在計算負荷S30=145kw/0.9=161kv

14、a計算電流I30=161KV.A/(1.73*0.38KV)=245A或I30=132KW/(1.732*0.38KV*0.9*O.91)245A三 .按二項式法確定計算負荷(一)二項式法的基本公式及其應(yīng)用二項式系數(shù)法 的基本公式為:P30=bPe+cPx式中    bPe-用電設(shè)備組的平均負荷，cPx-用電設(shè)備組中X臺容量最大的設(shè)備投入運行時增加的附加負 荷，其中Px是X臺最大容量設(shè)備的設(shè)備容量； b、c-二項式系數(shù)。二項式系數(shù)b、c和最大容量設(shè)備臺數(shù)X及cos tan等也可查表但是必須注意：按二項式系數(shù)法確定計算負荷時，如果設(shè)備總臺數(shù)n<2x時

15、，則x宜相應(yīng)取小一些，建議取為x=n/2，且按“四舍五入”的修約規(guī)則取為整數(shù)。例如某機床電動機組地電動機只有7臺，而附錄表A-6規(guī)定X=5, 但是這里n=7 < 2x =10，因此 ，可取x=7/24來計算。如果用電設(shè)備組只有12臺設(shè)備時，就可認為P30=Pe，即b= 1、c=0。對于單臺電動機，則P30=Pn/。在設(shè)備臺數(shù)較少時，cos也宜相應(yīng)地適當取大。二項式系數(shù)法較需要系數(shù)法更適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低干線和分支線的計算負荷。(二) 多組用電設(shè)備計算負荷的確定按二項式系數(shù)法確定多組用電總的計算負荷時，同樣應(yīng)考慮各組設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定其總的計算負荷

16、時，只能考慮一組有功附加負荷為最大的做總計算負荷的附加負荷，再加上所有各組的平均負荷。所以總的有功和無功計算負荷分別為P30 = (b Pe)i+( c Px )maxQ30 = (b Pe tan) i +( c P x )max tanmax式中(b Pe)i各組有功平均負荷之和；(b Pe tan) i -各組無功平均負荷之和；( c Px )max各組中最大的一個有功附加負荷；tanmax - ( c Px )max的那一組設(shè)備的正切值。為了簡化和統(tǒng)一，按二項式系數(shù)法來計算多組設(shè)備總的計算負荷時，也不論各組設(shè)備臺數(shù)多少，各組的計算系數(shù)b . c . x和cos等均按教材附錄中表A-6所

17、列數(shù)值。第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計算負荷的確定一、概述二、單相設(shè)備組等效三相負荷的確定第四節(jié) 用戶計算負荷及年耗電量的計算一、供配電系統(tǒng)的功耗損耗計算(一)線路的功耗損耗計算(二)變壓器的功耗損耗計算二、用戶計算負荷的確定主要方法:(一).按逐級計算法確定工廠的計算負荷:從設(shè)備開始,逐級計算計算負荷.(二).按需要系數(shù)法確定工廠計算負荷:  設(shè)備總?cè)萘砍艘砸粋€需要系數(shù)(三).按負荷密度法估算用戶的計算負荷(四) 按年產(chǎn)量或年產(chǎn)值估算工廠計算負荷估算公式: Wa=Aa      A:年產(chǎn)量   a:單位產(chǎn)品耗電量P30

18、=Wa/Tmax Wa=Bb      B:年產(chǎn)值    b:單位產(chǎn)值耗電量    (五).用戶無功補償及補償后的工廠計算負荷1、 工廠的功率因素我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定：高壓供電的工廠，最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，其它工廠則不得低于0.85。2、 無功功率補償:加裝人工補償裝置3、 無功補償后工廠計算負荷的確定 設(shè)P30不變     Q30=Q30-Qc Qc   補償無功功率             低壓側(cè)的功率因數(shù)一般不得低于0.91 - 0.92才行三、