工廠供電_第2章__工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算

1、1 1霍平霍平工廠供電工廠供電劉介才劉介才2 2第二章 工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算本章首先簡介工廠用電設(shè)備的分級及有關(guān)概念，然后著重講述用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷和工廠計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法，最后講述尖峰電流及其計(jì)算。本章內(nèi)容是工廠供電系統(tǒng)運(yùn)行分析和設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。工廠供電3 3第二章 工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷 與負(fù)荷曲線 工廠供電4 4一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （一）工廠電力負(fù)荷的分級工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電在對人身安全和經(jīng)濟(jì)損失上所造成的影響程度分為三級：一級負(fù)荷

2、二級負(fù)荷三級負(fù)荷5 5一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （一）工廠電力負(fù)荷的分級（1）一級負(fù)荷一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷害者，或者中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，例如使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)裝備處于不安全狀態(tài)、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、生產(chǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等。在一級負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。6 6一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （一）工廠電力負(fù)荷的分

3、級（2）二級負(fù)荷二級負(fù)荷為中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （一）工廠電力負(fù)荷的分級7 7（3）三級負(fù)荷 一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （一）工廠電力負(fù)荷的分級 三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者均屬三級負(fù)荷。8 8（1）一級負(fù)荷對供電電源的要求 一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （二）各級電力負(fù)荷對供電電源的要求 由在安

4、全供電方面互不影響的兩條電路即“雙重電源”供電，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。 一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除由“雙重電源”供電外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。9 9常用的應(yīng)急電源：1）獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；2）供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門供電線路；3）蓄電池；4）干電池。（1）一級負(fù)荷對供電電源的要求 一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （二）各級電力負(fù)荷對供電電源的要求 1010（2）二級負(fù)荷對供電電源的要求 一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （二）

5、各級電力負(fù)荷對供電電源的要求 二級負(fù)荷宜由兩回路供電。 當(dāng)負(fù)荷較小或當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí)，二級負(fù)荷可由一回路6kV及以上的專用架空線路供電。 當(dāng)采用電纜線路時(shí)，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級負(fù)荷。1111（3）三級負(fù)荷對供電電源的要求 一 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電電源的要求 第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 （二）各級電力負(fù)荷對供電電源的要求 三級負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，因此它對供電電源無特殊要求。 1212(1)連續(xù)工作制設(shè)備 這類工作制設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行，且運(yùn)行時(shí)間長到足以使之達(dá)到熱平衡狀態(tài)，如通風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組、電爐和照明燈等。機(jī)床電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷

6、，一般變動(dòng)較大，但其主電動(dòng)機(jī)一般也是連續(xù)運(yùn)行的。 二. 工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 工廠的用電設(shè)備其工作制分為三類：1313(2)短時(shí)工作制設(shè)備 這類工作制設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行的時(shí)間短（短于達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間），而停歇時(shí)間長（長到足以使設(shè)備溫度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度），如機(jī)床上的某些輔助電動(dòng)機(jī)（例如進(jìn)給電動(dòng)機(jī)）、控制閘門的電動(dòng)機(jī)等。二. 工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 工廠的用電設(shè)備其工作制分為三類：1414二. 工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 工廠的用電設(shè)備其工作制分為三類：(3)斷續(xù)周期工作制設(shè)備 這類工作制設(shè)備周期性地

7、時(shí)而工作，時(shí)而停歇，如此反復(fù)運(yùn)行，而工作周期一般不超過10min，無論工作或停歇，均不足以使設(shè)備達(dá)到熱平衡，如電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)等。1515 斷續(xù)周期工作制設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率”（又稱暫載率）來表示其工作特征。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用 表示，即0100%100%ttTtt式中T 為工作周期；t為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；t0為工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。二. 工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 1616斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量斷續(xù)周期工作制設(shè)備的額定容量（銘牌容量）（銘牌容量） ，是對應(yīng)于某一標(biāo)稱負(fù)，是對應(yīng)于某一標(biāo)稱負(fù)荷持續(xù)率荷持續(xù)率 的。如果實(shí)

8、際運(yùn)行的負(fù)荷持續(xù)率的。如果實(shí)際運(yùn)行的負(fù)荷持續(xù)率 ，則實(shí)際容量，則實(shí)際容量Pe 應(yīng)按應(yīng)按同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算。由于電流。由于電流I 通過電阻為通過電阻為R 的設(shè)備在的設(shè)備在時(shí)間時(shí)間t 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 I2Rt，因此在設(shè)備產(chǎn)生相同熱量的條件下，因此在設(shè)備產(chǎn)生相同熱量的條件下， ；而在同一電壓下，設(shè)備容量而在同一電壓下，設(shè)備容量 ；又由式（；又由式（2-1）知，同一周期）知，同一周期T 的負(fù)的負(fù)荷持續(xù)率荷持續(xù)率 。因此。因此 ，即設(shè)備容量與負(fù)荷持續(xù)率的平方根值成反比。，即設(shè)備容量與負(fù)荷持續(xù)率的平方根值成反比。由此可見，如果設(shè)備在由此可見，如果設(shè)備

9、在 下的容量為下的容量為 ，則換算到實(shí)際，則換算到實(shí)際 下的容下的容量量Pe 為為NPNNtI/1IP t/1PNNPNeNPP二. 工廠用電設(shè)備的工作制第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 1717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，它繪在直角坐標(biāo)紙上。 縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功或無功功率），橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)h為單位）。(一) 負(fù)荷曲線的概念三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 負(fù)荷曲線按負(fù)荷對象分，有工廠的、車間的或某類設(shè)備的負(fù)荷曲線。按負(fù)荷性質(zhì)分，有有功和無功負(fù)荷曲線。按所表示的負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間分，有年的、月的、日的或工作班的負(fù)荷曲線。1818下圖是

10、一班制工廠的日有功負(fù)荷曲線。圖a是依點(diǎn)連成的負(fù)荷曲線，圖b是依點(diǎn)繪成梯形的負(fù)荷曲線。為便于計(jì)算，負(fù)荷曲線多繪成梯形，橫坐標(biāo)一般按半小時(shí)分格，以便確定“半小時(shí)最大負(fù)荷” 。(一) 負(fù)荷曲線的概念三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 19年負(fù)荷曲線，通常繪成負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，按負(fù)荷大小依次排列，如圖所示 。全年按8760h計(jì)。b) 冬日負(fù)荷曲線a) 夏日負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制c) 年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線(一) 負(fù)荷曲線的概念三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 2020上述年負(fù)荷曲線，根據(jù)其一年中具有代表性的夏日負(fù)荷曲線（圖a）和冬日負(fù)荷曲線（圖b

11、）來繪制。其夏日和冬日在全年中所占的天數(shù)，應(yīng)視當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌鉁厍闆r而定。例如在我國北方，可近似地取夏日165天，冬日200天；而在我國南方，則可近似地取夏日200天，冬日165天。假設(shè)繪制南方某廠的年負(fù)荷曲線（圖c），其中P1 在年負(fù)荷曲線上所占的時(shí)間T 1=200（1+2） ，P2 在年負(fù)荷曲線上所占的時(shí)間T 2=200t1+165t2 ，其余類推。(一) 負(fù)荷曲線的概念三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 2121 年負(fù)荷曲線的另一形式，是按全年每日的最大負(fù)荷（取每日的最大負(fù)荷半小時(shí)平均值）繪制的，稱為年每日最大負(fù)荷曲線，如圖。橫坐標(biāo)依次以全年十二個(gè)月份的日期來分

12、格。 年最大負(fù)荷曲線，可以用來確定擁有多臺(tái)電力變壓器的工廠變電所在一年內(nèi)的不同時(shí)期宜于投入幾臺(tái)運(yùn)行，即所謂經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，以降低電能損耗，提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。(一) 負(fù)荷曲線的概念三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 2222 從各種負(fù)荷曲線，可以直觀地了解電力負(fù)荷變動(dòng)的情況。通過對負(fù)荷曲線的分析，可以更深入地掌握負(fù)荷變動(dòng)的規(guī)律，并可以從中獲得一些對設(shè)計(jì)和運(yùn)行有用的資料。因此負(fù)荷曲線對于從事工廠供電設(shè)計(jì)和運(yùn)行的人員來說，都是很必要的。(一) 負(fù)荷曲線的概念三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 23231.年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) (1) 年最

13、大負(fù)荷 年最大負(fù)荷Pmax 就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)（這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn)23次）消耗電能最大的半小時(shí)平均功率。因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。 (二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 2424(2) 年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax 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Pmax（或P30）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，如圖所示。 (二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 2525

14、(2) 年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷利用小時(shí)為maxmaxaWTP式中式中WWa a 為年實(shí)際消耗的電能量。為年實(shí)際消耗的電能量。(二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù)，與工廠的生產(chǎn)班制有明顯的關(guān)系。一班制工廠，Tmax18003000h；兩班制工廠，Tmax35004800h；三班制工廠，Tmax50007000h。26262.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) (1) 平均負(fù)荷 平均負(fù)荷Pav 就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t 內(nèi)平均消耗的功率，就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t 內(nèi)消耗的電能Wt 除以時(shí)間t 的值

15、，即tavWPt(二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 27272.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) (1) 平均負(fù)荷 年平均負(fù)荷Pav 的說明如圖。年平均負(fù)荷Pav 的橫線與縱橫兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積Wa，年平均負(fù)荷為Pav 為8760aavWPh(二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 28282.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) (1) 負(fù)荷系數(shù) 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Pav 與其最大負(fù)荷Pmax 的比值，即maxavLPKP(二)與負(fù)荷曲線

16、和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 29292.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) (1) 負(fù)荷系數(shù) maxavLPKP負(fù)荷系數(shù)亦稱負(fù)荷曲線填充系數(shù)，它表征負(fù)荷曲線不平坦的程度，即表征負(fù)荷起伏變動(dòng)的程度。 從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力、提高供電效率來說，希望此系數(shù)越高越接近于1越好。從發(fā)揮整個(gè)電力系統(tǒng)的效能來說，應(yīng)盡量使不平坦的負(fù)荷曲線“ 削峰填谷” 。(二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 30302.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) (1) 負(fù)荷系數(shù) 對用電設(shè)備來說，負(fù)荷系數(shù)就是設(shè)備的輸出功率P 與設(shè)備額定容量PN 的比

17、值，即 LNPKP負(fù)荷系數(shù)通常以百分值表示。負(fù)荷系數(shù)（負(fù)荷率）的符號有時(shí)用，也有的有功負(fù)荷率用 ，無功負(fù)荷率用表示。(二)與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量三. 負(fù)荷曲線及有關(guān)物理量第一節(jié) 工廠的電力負(fù)荷與負(fù)荷曲線 3131第二章 工廠的電力負(fù)荷及計(jì)算第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定工廠供電3232 供電系統(tǒng)要安全可靠地正常運(yùn)行，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)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(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。一. 概述第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以

18、計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。3333 由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約需(34)，為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。截面在16mm2 及以上的導(dǎo)體，其10min，因此載流導(dǎo)體大約經(jīng)30min（半小時(shí)）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值。 計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷P30（亦即年最大負(fù)荷Pmax）是基本相當(dāng)?shù)摹?計(jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。一. 概述第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 3434半小時(shí)最大負(fù)荷P30 來表示有功計(jì)算負(fù)荷，無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流則分別表示為Q30 、S30 和30 。一. 概述第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 有功計(jì)算負(fù)荷:P3

19、0無功計(jì)算負(fù)荷:Q30 視在計(jì)算負(fù)荷:S30計(jì)算電流: I30 3535計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。 計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。 如果計(jì)算負(fù)荷確定得過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。 如果計(jì)算負(fù)荷確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化，甚至燃燒引起火災(zāi)，從而造成更大的損失。一. 概述第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 3636正確確定計(jì)算負(fù)荷非常重要。確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法，有一. 概述第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 需要系數(shù)法二項(xiàng)式法3737(一)

20、基本公式 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30。二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 30LeeWLK KPP 3838用電設(shè)備組的設(shè)備容量pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用的設(shè)備）的額定容量PN 之和，即pe PN。而設(shè)備的額定容量PN 是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率（出力）。但用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身和配電線路還有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為30LeeWLK KPP (一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定

21、393930LeeWLK KPP K為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比；KL為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；e為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與取用功率之比；WL為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率（亦即設(shè)備組取用功率）與首端功率（亦即計(jì)算負(fù)荷）之比。(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 404030LeeWLK KPP /()LeWLdK KK (一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 Kd 稱為需要

22、系數(shù)。需要系數(shù)的定義式為3 0dePKP即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，為用電設(shè)備組的半小時(shí)最大負(fù)荷與其設(shè)備容量的比值。4141需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為30dePK P需要系數(shù)值不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備 效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此應(yīng)盡可能地通過實(shí)測分析確定，使之盡量接近實(shí)際。(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 4242在求出有功計(jì)算負(fù)荷P30 后，可按下列各式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷： 無功計(jì)算負(fù)荷為3030tanQPtan為對應(yīng)于用電設(shè)備組cos 的正切值。(一

23、) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 4343視在計(jì)算負(fù)荷為3 03 0c o sPScos 為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 4444計(jì)算電流為(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 3 03 03NSIUUN 為用電設(shè)備組的額定電壓。4545只有一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)，則電動(dòng)機(jī)的計(jì)算電流就取其額定電流cos330NNNUPII(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 4646負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：有功功

24、率為“千瓦”（kW）無功功率為“千乏”（kvar）視在功率為“千伏安”（kVA）電流為“安” （A） 電壓為“千伏” （kV）(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 4747例例1 已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW 3臺(tái)，4kW 8臺(tái)，3kW 17臺(tái)，1.5kW 10臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。解：解：此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得 (取0.2)， ， 因此可求得： 有功計(jì)算負(fù)荷 無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算電流 7.5348317 1.510120.5ePkWkWkW

25、kWkW 0.16 0.2dK tan1.73,3048.273.230.38kVAIAkV300.2 120.524.1PkWkW3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA(一) 基本公式二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 4848 需要系數(shù)法基本公式P30= KdPe 中的設(shè)備容量Pe，不含備用設(shè)備的容量，而且要注意，此容量的計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān)。1. 一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組容量計(jì)算(二) 設(shè)備容量的計(jì)算二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 其設(shè)備容量是所有設(shè)備的銘牌額

26、定容量之和。49492. 斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量計(jì)算 其設(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。容量換算的公式如式所示。1 0 01 0 0co sNNeNNPPS電焊機(jī)組 要求容量統(tǒng)一換算到=100%吊車電動(dòng)機(jī)組 要求容量統(tǒng)一換算到=25%(二) 設(shè)備容量的計(jì)算二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 50 擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷，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。 確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜

27、合系數(shù)） KP 和： Kq 對車間干線，取 KP =0.850.95 ， Kq =0.900.97 (三) 多組用電設(shè)備容量的計(jì)算二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 5151對低壓母線，分兩種情況（1）由用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取0.80 0.90pK0.85 0.95qK(三) 多組用電設(shè)備容量的計(jì)算二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 （2） 由車間干線的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取95. 090. 0pK97. 093. 0qK5252總的有功計(jì)算負(fù)荷為ipPKP3030總的無功計(jì)算負(fù)荷為iqQKQ3030總的視在計(jì)

28、算負(fù)荷為22303030SPQ總的計(jì)算電流為3 03 03NSIU(三) 多組用電設(shè)備容量的計(jì)算二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 53 例例2 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW， 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。 解：解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷 (1) 金屬切削機(jī)床組 查附錄表1，取 故 (2) 通風(fēng)機(jī)組 查附錄表1，取 故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110

29、) 1 (30kkWQ0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8 varQkWk (3) 電阻爐 查附錄表1，取 0.7,cos1,tan0dK30(3)0.7 21.4PkWkW30(3)0Q故 因此總的計(jì)算負(fù)荷為 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 5454在實(shí)際工程設(shè)計(jì)說明書中，常采

30、用計(jì)算表格的形式。34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計(jì)01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床1計(jì) 算 負(fù) 荷 需要系數(shù)容 量 臺(tái)數(shù)n設(shè)備名稱 序號kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI/300.95,0.97pqKK表 的電力負(fù)荷計(jì)算表（按需要系數(shù)法）(三) 多組用電設(shè)備容量的計(jì)算二.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 5555二項(xiàng)式法的基本公式30exPbPcPbPe(二項(xiàng)式第一項(xiàng))表示設(shè)備組的平均功率Pe 是用電

31、設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚溆?jì)算方法如前需要系數(shù)法所述； cPx (二項(xiàng)式第二項(xiàng))表示設(shè)備組中x 臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，Px 是x 臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚?b、c 是二項(xiàng)式系數(shù)。(一) 基本公式三.按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 5656 但必須注意：按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)備總臺(tái)數(shù)n 少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)x 的2倍，即nS30(2)，因此在未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為1250kVA（參看附錄表5）。 這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為 (2) 無功補(bǔ)償容量 按規(guī)定變電所高壓側(cè)的 ，考慮到變壓器的無功功率損耗QT 遠(yuǎn)大于其有

32、功損耗PT ，一般 ，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9，這里取 。 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.63提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 cos0.9(4 5)TTQP(2)cos0.92650 (tanarccos0.63tanarccos0.92) var525 varCQkk(2)cos650/10310.63530 varCQk取kVAkVAS103180065022230）（一.工廠計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié) 工廠計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算97 (3) 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù) 補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 因此補(bǔ)償后變壓器容量可改選為8

33、00kVA，比補(bǔ)償前容量減少450kVA。 變壓器的功率損耗為 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為 ，滿足要求。 由此例可以看出，采用無功補(bǔ)償來提高功率因數(shù)能使工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。2230(2)650(800530)704SkVAkVA2230(1)657305724SkVAkVA30(1)30(1)cos/657/7240.907PSkWkVASPT770401. 001. 0)2(30var3570405. 005. 0)2(30kkVASQTkWkWkWP6577650)1(30var305var35var)530800()1(30kkkQ一.工廠計(jì)算負(fù)荷的確定第四節(jié)

34、工廠計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算98(一) 負(fù)荷指示圖 負(fù)荷指示圖是將電力負(fù)荷按一定比例（例如以1mm2面積代表kW）用負(fù)荷圖的形式標(biāo)示在工廠或車間的平面圖上，如圖所示。各車間（建筑）的負(fù)荷圓的圓心應(yīng)與車間（建筑）的負(fù)荷“重心”（負(fù)荷中心）大致相符。在負(fù)荷大體均勻分布的車間（建筑）內(nèi)，這一重心就是車間（建筑）的中心。在負(fù)荷分布不均勻的車間（建筑）內(nèi)，這一重心應(yīng)偏向負(fù)荷集中的一側(cè)。 二.工廠負(fù)荷中心的確定第四節(jié) 工廠計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算99(一) 負(fù)荷指示圖 負(fù)荷圓的半徑r ，由車間（建筑）的計(jì)算負(fù)荷P30 = Kr 2（kW）得30PrKK為負(fù)荷圓的比例（kw / mm2）由圖所示的工廠負(fù)荷指示圖可以直觀地大致確定工廠的負(fù)荷中心；但還必須結(jié)合其他條件。綜合分析比較幾個(gè)方案，最后擇其最佳方案來確定變配電所的所址。二.工廠負(fù)荷中心的確定第四節(jié) 工廠計(jì)算負(fù)荷及年耗電量的計(jì)算100按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心(二)按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心設(shè)有負(fù)荷P1 、P2 和P3（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖所示。它們在任意選定的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為P1(x1,y1)、P2 (x2,y2)、P3