計(jì)算負(fù)荷的確定

1、工廠供配電的負(fù)荷計(jì)算工廠供配電的負(fù)荷計(jì)算n 電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線n 計(jì)算負(fù)荷的確定計(jì)算負(fù)荷的確定n 變配電所總計(jì)算負(fù)荷的確定變配電所總計(jì)算負(fù)荷的確定n 尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算n 小結(jié)小結(jié) 一、電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線一、電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線“電力負(fù)荷電力負(fù)荷”在不同的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用在不同的場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。電流的大小。供配電系統(tǒng)進(jìn)行電力設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)供配電系統(tǒng)進(jìn)行電力設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷選擇校驗(yàn)供選擇校驗(yàn)供電系統(tǒng)的導(dǎo)線截

2、面，確定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面，確定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護(hù)設(shè)備等。計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，的措施，選擇及整定保護(hù)設(shè)備等。計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，將直接影響到電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，系將直接影響到電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，系統(tǒng)是否正常可靠的運(yùn)行。統(tǒng)是否正?？煽康倪\(yùn)行。用電設(shè)備容量的確定用電設(shè)備容量的確定用電設(shè)備的銘牌用電設(shè)備的銘牌“額定功率額定功率”，經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下，經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的的“額定功率額定功率”稱為稱為設(shè)備容量設(shè)備容量，用，用Pe表示表示。1用電設(shè)備的工作制用電設(shè)備的工作制(1)

3、(1)長(zhǎng)期工作制設(shè)備長(zhǎng)期工作制設(shè)備 能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過8 8小時(shí)，而且運(yùn)行時(shí)小時(shí)，而且運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定，如通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、電熱設(shè)備、照明設(shè)備、負(fù)荷比較穩(wěn)定，如通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、電熱設(shè)備、照明設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備、運(yùn)輸機(jī)等。電鍍?cè)O(shè)備、運(yùn)輸機(jī)等。(2)(2)短時(shí)工作制設(shè)備短時(shí)工作制設(shè)備 工作時(shí)間較短，而間歇時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，如有些機(jī)床上的輔助電工作時(shí)間較短，而間歇時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，如有些機(jī)床上的輔助電動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)。(3)(3)斷續(xù)周期工作制設(shè)備斷續(xù)周期工作制設(shè)備 工作具有周期性，時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行，如吊車用工作具有周期性，時(shí)而工作、時(shí)而停

4、歇、反復(fù)運(yùn)行，如吊車用電動(dòng)機(jī)、電焊設(shè)備、電梯等。通常這類設(shè)備的工作特點(diǎn)用負(fù)荷持續(xù)電動(dòng)機(jī)、電焊設(shè)備、電梯等。通常這類設(shè)備的工作特點(diǎn)用負(fù)荷持續(xù)率率來表征，即一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與整個(gè)工作周期的百分比來表征，即一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與整個(gè)工作周期的百分比值。值。eNPP2 2設(shè)備容量的確定設(shè)備容量的確定(2)(2)斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量是將某負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定功斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量是將某負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定功率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。常用設(shè)備的換算要求如下：率換算到統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率。常用設(shè)備的換算要求如下：(1)長(zhǎng)期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率

5、，長(zhǎng)期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量就是設(shè)備的銘牌額定功率，即即 1) 電焊設(shè)備電焊設(shè)備要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時(shí)的功率，即時(shí)的功率，即100%cosNeNNNNPPS100%100%100%cosNN與銘牌額定容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用小數(shù)）其值為的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用1）銘牌規(guī)定的功率因數(shù) 2)2)起重機(jī)起重機(jī)( (吊車電動(dòng)機(jī)吊車電動(dòng)機(jī)) )要求統(tǒng)一換算到要求統(tǒng)一換算到 時(shí)的額定功率，即時(shí)的額定功率，即25%2NeNNNPPP25%25%其值為25 的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用0.25）3) 電爐變壓器組電爐變壓器組設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率，即設(shè)備容量是指在額定功率下的有功功率

6、，即coseNNPScosNNS電爐變壓器的額定容量電爐變壓器的額定功率因數(shù)4)4)照明設(shè)備照明設(shè)備不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備( (如白熾燈、碘鎢燈如白熾燈、碘鎢燈) )的設(shè)備額定容量指燈頭的的設(shè)備額定容量指燈頭的額定功率，即額定功率，即 eNPP1.1eNPP1.2eNPP用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備(如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈如熒光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈)的設(shè)備容量要的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。包括鎮(zhèn)流器中的功率損失。熒光燈：熒光燈： 高壓水銀燈、金屬鹵化物燈：高壓水銀燈、金屬鹵化物燈： 照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：照明設(shè)

7、備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法估算： 1000ePS22mmS建筑物單位面積的照明容量（W）建筑物的面積（）負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線1負(fù)荷曲線的繪制負(fù)荷曲線的繪制負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，可以直觀地反映用戶負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形，可以直觀地反映用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。用電的特點(diǎn)和規(guī)律。（1）日有功負(fù)荷曲線）日有功負(fù)荷曲線 代表負(fù)荷在一晝夜間代表負(fù)荷在一晝夜間(024h)變化情況。變化情況。其時(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)荷曲線與橫其時(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所消耗

8、的電能。坐標(biāo)所包圍的面積代表全日所消耗的電能。 日有功負(fù)荷曲線日有功負(fù)荷曲線(a)折線形負(fù)荷曲線折線形負(fù)荷曲線 (b)階梯形負(fù)荷曲線階梯形負(fù)荷曲線（2）年負(fù)荷曲線）年負(fù)荷曲線 反映負(fù)荷全年反映負(fù)荷全年(8760h)變動(dòng)情況。變動(dòng)情況。年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。年運(yùn)行負(fù)荷曲線可年負(fù)荷曲線又分為年運(yùn)行負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。年運(yùn)行負(fù)荷曲線可根據(jù)全年日負(fù)根據(jù)全年日負(fù)荷曲線間接制成；年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬荷曲線間接制成；年持續(xù)負(fù)荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬季日負(fù)荷曲線和夏季日負(fù)荷曲線。通常用年持續(xù)負(fù)荷曲線來表示年負(fù)荷季日負(fù)荷曲線和夏季日負(fù)荷曲線

9、。通常用年持續(xù)負(fù)荷曲線來表示年負(fù)荷曲線。其中夏季曲線。其中夏季 。和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定。和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定。一般在北方，近似認(rèn)為冬季一般在北方，近似認(rèn)為冬季200天，夏季天，夏季165天；在南方，近似認(rèn)為冬季天；在南方，近似認(rèn)為冬季165天，夏季天，夏季200天。圖天。圖2-2是南方某廠的年負(fù)荷曲線，圖中是南方某廠的年負(fù)荷曲線，圖中P1在年負(fù)荷曲在年負(fù)荷曲線上所占的時(shí)間計(jì)算為線上所占的時(shí)間計(jì)算為Tl=200t1+165t2。(a)夏季日負(fù)荷曲線夏季日負(fù)荷曲線 (b)冬季日負(fù)荷曲線冬季日負(fù)荷曲線 (c)年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線2與

10、負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù) 1）年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷）年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷是指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)是指全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi) (為防偶然性，這樣的工作班至少要在負(fù)為防偶然性，這樣的工作班至少要在負(fù)荷最大的月份出現(xiàn)荷最大的月份出現(xiàn)23次次)30分鐘平均功率的最大值，因此年最大負(fù)荷有時(shí)分鐘平均功率的最大值，因此年最大負(fù)荷有時(shí)也稱為也稱為30分鐘最大負(fù)荷。分鐘最大負(fù)荷。 2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)年最大負(fù)荷利用小時(shí) maxmaxaTWP一班制工廠，約為一班制工廠，約為18003000h；兩班制工廠，約為兩班制工廠，約為35004800h；三班制工廠，約為三班制工廠，約為50007000

11、h。maxmaxaTWP最大負(fù)荷利用小時(shí)全年實(shí)際消耗的電能全年最大功率 3）平均負(fù)荷和年平均負(fù)荷）平均負(fù)荷和年平均負(fù)荷（1）平均負(fù)荷就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。）平均負(fù)荷就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。avtPW t（2）年平均負(fù)荷）年平均負(fù)荷8760avaPW 4）負(fù)荷系數(shù)）負(fù)荷系數(shù)（1）負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷）負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值，負(fù)荷系數(shù)越接近的比值，負(fù)荷系數(shù)越接近1，負(fù)荷曲線越，負(fù)荷曲線越平坦。平坦。（2）對(duì)于單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組，）對(duì)于單個(gè)用電設(shè)備或用電設(shè)備組，負(fù)荷系數(shù)是指設(shè)備的輸出功率和設(shè)備額定負(fù)荷系數(shù)是指設(shè)備的輸出功率和

12、設(shè)備額定容量之比值，其表征該設(shè)備或設(shè)備組的容容量之比值，其表征該設(shè)備或設(shè)備組的容量是否被充分利用。量是否被充分利用。maxLavKPPLNKP P二、計(jì)算負(fù)荷的確定二、計(jì)算負(fù)荷的確定l 單個(gè)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單個(gè)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷l 用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算l 單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷，即用半小時(shí)也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷，即用半小時(shí)最大負(fù)荷最大負(fù)荷 來表示有功計(jì)算負(fù)荷，用來表示有功計(jì)算負(fù)荷，用 分分別表示無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。別表示無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。30P303030

13、QSI、和單個(gè)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單個(gè)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷1對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，供電線路在對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷為計(jì)算負(fù)荷為 2 對(duì)單個(gè)白熾燈、單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等，設(shè)備額定容對(duì)單個(gè)白熾燈、單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等，設(shè)備額定容量就作為計(jì)算負(fù)荷。即：量就作為計(jì)算負(fù)荷。即： 3對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量均作為計(jì)算負(fù)荷；對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量均作為計(jì)算負(fù)荷；不過對(duì)于吊車類和電焊類設(shè)備，則應(yīng)按公式進(jìn)行相應(yīng)的換算。不過對(duì)于吊車類和電焊類設(shè)備，則應(yīng)按公式進(jìn)行相應(yīng)的換算。30/N MNN MPPP30NPPN MNP電

14、動(dòng)機(jī)的額定功率電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有用電設(shè)備組求計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法需要系數(shù)法和和二項(xiàng)式系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法。1. 需要系數(shù)法需要系數(shù)法在所計(jì)算的范圍內(nèi)在所計(jì)算的范圍內(nèi)(如一條干線、一段母線或一臺(tái)變壓器如一條干線、一段母線或一臺(tái)變壓器)，將用電設(shè)備按其設(shè)備，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算性質(zhì)不同分成若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)

15、算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需要系數(shù)法一般用來求多臺(tái)三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。要系數(shù)法一般用來求多臺(tái)三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。30LedeeWLK KPPKPeLddeWLPK KKK設(shè)備額定容量需要系數(shù)，（1）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30303030303030/ cos/ ( 3)deNPK PQP tgSPISU例例1 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)機(jī)的電動(dòng)機(jī)30臺(tái)，臺(tái)，其總的設(shè)備容量為其總的設(shè)備容量為120kW。試求其計(jì)算負(fù)荷。試求其計(jì)算負(fù)荷。解：查表中的解：查表中的“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床

16、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)，可得項(xiàng)，可得0.160.20dK （取0. 2算）cos0.5 tg1.73，303030303030300.2 12024kW24 1.7341.52kVar/ cos24/ 0.548kVA/ ( 3)48/ ( 30.38)72.93AdeNPK PQP tgSPISU（2）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)荷在計(jì)算多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先分別求出各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)在計(jì)算多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先分別求出各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，并且要考慮各用電設(shè)備組的最大負(fù)荷不一定同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一荷，并且要考慮各用電設(shè)備組的最大負(fù)

17、荷不一定同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個(gè)個(gè)同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù)。3030.13030.12230303030303npiinqiiNPKPQKQSPQSIUpKqK同時(shí)系數(shù)同時(shí)系數(shù) 例例2 一機(jī)修車間的一機(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)共臺(tái)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)2臺(tái)臺(tái)共共2.4kW；電阻爐；電阻爐1臺(tái)臺(tái)2kW。試求計(jì)算負(fù)荷。試求計(jì)算負(fù)荷(設(shè)同時(shí)系數(shù)為設(shè)同時(shí)系數(shù)為09)。解：解：查表，得到各用電設(shè)備組的需要系數(shù)查表，得到各用電設(shè)備組的需要系數(shù) 冷加工電

18、動(dòng)機(jī)冷加工電動(dòng)機(jī) 11130.11, cos0.5,1.730.2 50 10kW10 1.73 17.3kVarddeKtgPK PQP tg通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)22230.22, cos0.8,0.750.8 2.41.92kW21.92 0.751.44kVarddeKtgPKPQPtg電阻爐電阻爐33330.33330.30.7, cos1.0,00.721.4kW0kVarddeKtgPK PQ注意：注意：需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)一定要需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)一定要正確判斷，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。如機(jī)

19、修車間的金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)屬于正確判斷，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。如機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)屬于小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)；壓縮機(jī)、拉絲機(jī)和鍛造等應(yīng)屑熱加工小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)；壓縮機(jī)、拉絲機(jī)和鍛造等應(yīng)屑熱加工機(jī)床；起重機(jī)、行車或電葫蘆等都屬吊車。機(jī)床；起重機(jī)、行車或電葫蘆等都屬吊車。2. 二項(xiàng)式法二項(xiàng)式法略！略！3030.13030.1222230303030300.9101.921.412kW0.917.3 1.44012kVar1216.920.73kVA/ ( 3)20.73/ ( 30.38)3.15AnpiinqiiNPKPQKQSPQISU單個(gè)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單個(gè)用電設(shè)備的計(jì)算

20、負(fù)荷基本原則：基本原則：?jiǎn)蜗嘣O(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，單相設(shè)備接于三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三使三相負(fù)荷盡可能平衡相負(fù)荷盡可能平衡。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘?。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^不超過三相設(shè)備總?cè)萘康娜嘣O(shè)備總?cè)萘康?515，可將單相設(shè)備總?cè)萘康龋蓪蜗嘣O(shè)備總?cè)萘康刃槿嘭?fù)荷平衡進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。如果效為三相負(fù)荷平衡進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。如果超過超過1515，則應(yīng)，則應(yīng)該將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)該將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。荷計(jì)算。 三、變配電所總計(jì)算負(fù)荷的確定三、變配電所總計(jì)算負(fù)荷的確定l 供電系統(tǒng)的功率損耗

21、供電系統(tǒng)的功率損耗l 車間或全廠計(jì)算負(fù)荷的確定車間或全廠計(jì)算負(fù)荷的確定l 無功功率補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償供電系統(tǒng)的功率損耗供電系統(tǒng)的功率損耗供電系統(tǒng)的功率損耗主要包括供電系統(tǒng)的功率損耗主要包括線路功率損耗線路功率損耗和和變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗兩部分。兩部分。1線路功率損耗的計(jì)算線路功率損耗的計(jì)算（1）有功功率損耗）有功功率損耗 2303WLWLPI R（2）無功功率損耗）無功功率損耗 2303WLWLQI X30WLWLIRX線路的計(jì)算電流線路的每相電阻線路的每相電抗2變壓器功率損耗的計(jì)算變壓器功率損耗的計(jì)算（1）有功功率損耗）有功功率損耗 0FePP 變壓器總的有功功率損耗變壓器總的有功

22、功率損耗 1）鐵損）鐵損鐵心中的有功功率損耗（由變壓器的鐵心中的有功功率損耗（由變壓器的空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)得到近似值）得到近似值）2）銅損）銅損有負(fù)荷時(shí)一、二次繞組中的有功功率損耗（由變壓器的有負(fù)荷時(shí)一、二次繞組中的有功功率損耗（由變壓器的短短路實(shí)驗(yàn)路實(shí)驗(yàn)得到近似值）得到近似值）2300TFeCuKNPPPSPPS 230CuKNSPPS （2）無功功率損耗）無功功率損耗 00%100NIQS變壓器總的無功功率損耗變壓器總的無功功率損耗 1）用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電流的一部分無功功率用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電流的一部分無功功率 它只與繞組電壓有關(guān)，與負(fù)荷無關(guān)。它與勵(lì)磁電流它只與繞組電壓有關(guān)，與

23、負(fù)荷無關(guān)。它與勵(lì)磁電流(或近似地與空載或近似地與空載電流電流)成正比。成正比。2）消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。 由于變壓器繞組的電抗遠(yuǎn)大于電阻，因此其近似地與短路電壓（即由于變壓器繞組的電抗遠(yuǎn)大于電阻，因此其近似地與短路電壓（即阻抗電壓）成正比阻抗電壓）成正比230%100KNNNSUQSS02030%100100TNKNNQQQISUSS 0%KIU變壓器空載電流占額定電流的百分值變壓器短路電壓占額定電壓的百分值在負(fù)荷計(jì)算中，在負(fù)荷計(jì)算中，SL7、S7、S9等型低損耗電力變壓器的功率等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列損耗可按下列簡(jiǎn)化

24、公式近似計(jì)算簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算。30300.0150.06TTPSQS車間或全廠計(jì)算負(fù)荷的確定車間或全廠計(jì)算負(fù)荷的確定1逐級(jí)計(jì)算工廠計(jì)算負(fù)荷和有功功率損耗逐級(jí)計(jì)算工廠計(jì)算負(fù)荷和有功功率損耗工廠的計(jì)算負(fù)荷（以有功負(fù)荷為例），工廠的計(jì)算負(fù)荷（以有功負(fù)荷為例）， 應(yīng)該是高壓母線上所有高壓配電線計(jì)算負(fù)荷應(yīng)該是高壓母線上所有高壓配電線計(jì)算負(fù)荷之和，再乘上一個(gè)同時(shí)系數(shù)。高壓配電線的之和，再乘上一個(gè)同時(shí)系數(shù)。高壓配電線的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷 ，應(yīng)該是該線所供車間變電所，應(yīng)該是該線所供車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 ，加上變壓器的功，加上變壓器的功率損耗率損耗 和高壓配電線的功率損和高壓配電線的功率損耗

25、耗 如此逐級(jí)計(jì)算。但對(duì)一般工廠如此逐級(jí)計(jì)算。但對(duì)一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于線路一般不很長(zhǎng)，因此供電系統(tǒng)來說，由于線路一般不很長(zhǎng)，因此在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往略去不計(jì)。在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往略去不計(jì)。 30.1P30.2P30.3PTP.1WLP計(jì)算工廠及變電所低壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算工廠及變電所低壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷 時(shí)，時(shí)，30303030PQSI、 、和0.8 0.950.85 0.97pqKK2按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘繉⑷珡S用電設(shè)備的總?cè)萘?（不（不含備用設(shè)備容量）乘上一個(gè)需要系含備用設(shè)備容量）乘上一個(gè)需要系數(shù)數(shù) ，即得到全廠的有功計(jì)算負(fù)，即得到

26、全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即荷，即 ePdK30dePK P無功功率補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償1工廠的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)（1）瞬時(shí)功率因數(shù)）瞬時(shí)功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表（相位表）瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表（相位表）直接測(cè)量直接測(cè)量，亦可由功率表、電流表，亦可由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出（和電壓表的讀數(shù)按下式求出（間接測(cè)量間接測(cè)量）：）：cos/ ( 3)PIU瞬時(shí)功率因數(shù)用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化瞬時(shí)功率因數(shù)用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況，以便采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。情況，以便采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。（2）平均功率因數(shù)）平均功率因數(shù) 平均功率

27、因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算：平均功率因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算：222cos/1/1(/)ppqqPWWWWW式中，式中， 為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出；為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出； 為某為某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。pWqW我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率月平均功率因數(shù)因數(shù)的高低來調(diào)整。的高低來調(diào)整。（3）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)荷最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指在年最

28、大負(fù)荷( (即計(jì)算負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷) )時(shí)的功率因數(shù)，按下時(shí)的功率因數(shù)，按下式計(jì)算：式計(jì)算：3030cos/PS我國(guó)電力工業(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖笪覈?guó)電力工業(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，一般應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：業(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，一般應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100千伏千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功以上。農(nóng)業(yè)用電

29、，功率因數(shù)為率因數(shù)為0.80及以上。及以上。2無功功率補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償 如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工無功功率補(bǔ)償。尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工無功功率補(bǔ)償。功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系如下圖所示。功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系如下圖所示。無功功率補(bǔ)償原理圖無功功率補(bǔ)償原理圖3無功補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷確定無功補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷確定 供配電系統(tǒng)在裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)的總計(jì)供配電系統(tǒng)在裝設(shè)了無

30、功補(bǔ)償裝置后在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘?。算?fù)荷時(shí)，應(yīng)先扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘?。補(bǔ)償后補(bǔ)償后的的總的無功總的無功計(jì)算負(fù)荷為：計(jì)算負(fù)荷為：3030CQQQ補(bǔ)償后補(bǔ)償后的的總的視在總的視在計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為：計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為： 22303030()CSPQQ 由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，由于低壓側(cè)由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，由于低壓側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使總的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些變電所主變壓器的容量選得小一些。這。這不僅降低了變電所的初投資，而且可減少用戶的電費(fèi)開支。不僅降低了變電所的

31、初投資，而且可減少用戶的電費(fèi)開支。對(duì)于低壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，通常采用負(fù)荷側(cè)對(duì)于低壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，通常采用負(fù)荷側(cè)集中補(bǔ)償集中補(bǔ)償方式，即在低壓系方式，即在低壓系統(tǒng)（如變壓器的低壓側(cè)）利用自動(dòng)功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負(fù)荷的變化，統(tǒng)（如變壓器的低壓側(cè)）利用自動(dòng)功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負(fù)荷的變化，自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量。自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量。例例3 3 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為功計(jì)算負(fù)荷為 650kW650kW無功計(jì)算負(fù)荷為無功計(jì)算負(fù)荷為800kvar800kvar

32、。為了使工廠。為了使工廠( (變電所高壓側(cè)變電所高壓側(cè)) )的功率因數(shù)不低于的功率因數(shù)不低于0 0，9 9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量多少補(bǔ)償容量? ?并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化? ? 解解 ：（1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：2230(2)6508001031kVAS 因此未考慮無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器的容量應(yīng)選擇為因此未考慮無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器的容量應(yīng)選擇為1250

33、kVA變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為(2)30(2)30(2)cos/650 /10310.63PS（2 2）無功補(bǔ)償容）無功補(bǔ)償容量量 按相關(guān)規(guī)定，補(bǔ)償后變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不應(yīng)低于按相關(guān)規(guī)定，補(bǔ)償后變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9，即，即 。在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，因?yàn)榭紤]到變壓器的無功功率損耗遠(yuǎn)大于。在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，因?yàn)榭紤]到變壓器的無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，所以低壓側(cè)補(bǔ)償后的低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)略高于有功功率損耗，所以低壓側(cè)補(bǔ)償后的低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90.9。這里取補(bǔ)償后低壓側(cè)功率因數(shù)這里取補(bǔ)償后低壓側(cè)功率因數(shù)(1)cos0.9(2)cos

34、0.92低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為650 (tanarccos0.63tanarccos0.92) 525kVarCQ 530kVarCQ 取 （3 3）補(bǔ)償后重新選擇變壓器容量）補(bǔ)償后重新選擇變壓器容量 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：2230(2)650(800530)704 kVAS 因此無功功率補(bǔ)償后的主變壓器容量可選為因此無功功率補(bǔ)償后的主變壓器容量可選為800kVA（4）補(bǔ)償后的工廠功率因數(shù)補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為補(bǔ)償后的工廠功率因數(shù)補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為30(2)30(2)0.0150.015 70410.6kW

35、0.060.06 70442.2kVarTTPSQS變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為30(1)30(1)2230(1)65010.6661kW80053042.2312.2kVA661312.2731 kVAPQS補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為cos661/ 7310.9040.9 滿足相關(guān)規(guī)定的要求。滿足相關(guān)規(guī)定的要求。（5）無功補(bǔ)償前后的比較）無功補(bǔ)償前后的比較1250800450 kVAN TN TSS由此可見，補(bǔ)償后主變壓器的容量減少了由此可見，補(bǔ)償后主變壓器的容量減少了450 ，不僅減少了投資，不僅減少了投資，而且減少電費(fèi)的支出，提高了功率因數(shù)。而且減少

36、電費(fèi)的支出，提高了功率因數(shù)。kVA尖峰電流尖峰電流：是指持續(xù)時(shí)間：是指持續(xù)時(shí)間1 12s2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流。的短時(shí)最大負(fù)荷電流。作用作用：主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護(hù)裝：主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。置及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。四、尖峰電流的計(jì)算四、尖峰電流的計(jì)算l 單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算l 多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起動(dòng)電流單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起動(dòng)電流 pkststNIIKINststI

37、IK用電設(shè)備的額定電流用電設(shè)備的起動(dòng)電流用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)籠型電動(dòng)機(jī)為籠型電動(dòng)機(jī)為57繞線型電動(dòng)機(jī)為繞線型電動(dòng)機(jī)為23直流電動(dòng)機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)為1.7電焊變壓器為電焊變壓器為3或稍大或稍大用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)如下：引至多臺(tái)用電設(shè)備的線路上的尖峰電流按下式計(jì)算引至多臺(tái)用電設(shè)備的線路上的尖峰電流按下式計(jì)算 多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算多臺(tái)用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算1.max130max()npkN istipkstNIKIIIIII.maxmax1.1()n-1ststNnN iiIIIIK用電設(shè)備中起動(dòng)電流與額定電流之差為最大的那臺(tái)設(shè)備的起動(dòng)電流用電設(shè)備中起動(dòng)電流與額定電流之差為最大的那臺(tái)設(shè)備的起

38、動(dòng)電流與額定電流之差除了起動(dòng)電流與額定電流之差為最大的那臺(tái)設(shè)備以外的其它n-1臺(tái)設(shè)備的額定電流之和上述臺(tái)的同時(shí)系數(shù)，按臺(tái)數(shù)多少選取，一般為0.71例例4 有一有一380V三相線路，供電給下表所示三相線路，供電給下表所示4臺(tái)電動(dòng)機(jī)。試計(jì)算該線路臺(tái)電動(dòng)機(jī)。試計(jì)算該線路的尖峰電流。的尖峰電流。AIst/AIN/例例4的負(fù)荷資料的負(fù)荷資料解解: 由表可知，電動(dòng)機(jī)由表可知，電動(dòng)機(jī)M4的的 為最為最大。取大。取 ,該線路的尖峰電流為該線路的尖峰電流為。 193.727.6165.6AstNII0.9K0.9 (5.8535.8)193.2235ApkI 本章介紹了負(fù)荷曲線的基本概念、類別及有關(guān)物理量，講述了用電設(shè)本章介紹了負(fù)荷曲線的基本概念、類別及有關(guān)物理量，講述了用電設(shè)備設(shè)備容量的確定方法；重點(diǎn)談了負(fù)荷計(jì)算的方法；討論了工廠功率損耗備設(shè)備容量的確定方法；重點(diǎn)談了負(fù)荷計(jì)算的方法；討論了工廠功率損耗和電能損耗；詳細(xì)地論述了全廠負(fù)荷計(jì)算的步驟，并重點(diǎn)討論了功率因數(shù)和電能損耗；詳細(xì)地論述了全廠負(fù)荷計(jì)算的步驟，并重點(diǎn)討論了功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及怎樣進(jìn)行無功補(bǔ)償。對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及怎樣進(jìn)行無功補(bǔ)償。 1負(fù)荷曲線