項目一負荷計算及無功補償

1、項目一項目一 負荷計算與無功補償負荷計算與無功補償 單相設備等效三相負荷的計算單相設備等效三相負荷的計算 工廠年電能消耗量的計算方法工廠年電能消耗量的計算方法按需要系數(shù)法確定計算負荷的方法按需要系數(shù)法確定計算負荷的方法 工廠計算負荷的確定工廠計算負荷的確定 工廠電力負荷對供電的要求工廠電力負荷對供電的要求工廠供電系統(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式法確定計算負荷二項式法確定計算負荷掌握無功補償?shù)姆椒ㄕ莆諢o功補償?shù)姆椒üぷ魅蝿展ぷ魅蝿眨河嬎阋粋€車間的計算負荷計算一個車間的計算負荷 （一）工廠用電設備的工作制（一）工廠用電設備的工作制連續(xù)運行工作制設備連續(xù)運行工作制設備短

2、時工作制設備短時工作制設備斷續(xù)周期工作制設備斷續(xù)周期工作制設備%100%1000tttTt式中：T工作周期；t 工作周期內的工作時間； t0工作周期內的停歇時間。2.負荷持續(xù)率的換算負荷持續(xù)率的換算起重電動機的標準暫載率有15%、25%、40%、60%四種。電焊設備的標準暫載率有50%、65%、75%、100%四種。 同一設備在不同暫載率下工作時，其輸出功率不同，因此計算設備容量時，必須先轉換到一個統(tǒng)一的下。 不同負荷持續(xù)率下，功率的換算公式為：通常用一個工作周期內工作時間占整個周期的百分比來 表示負荷持續(xù)率 （或稱暫載率），其計算公式如下：1.負荷持續(xù)率（暫載率）負荷持續(xù)率（暫載率）NeNP

3、P225%NeNNNPPPNNePP規(guī)定負荷持續(xù)率規(guī)定負荷持續(xù)率 25或或100銘牌負荷持續(xù)率銘牌負荷持續(xù)率銘牌容量銘牌容量等效容量等效容量coseNNNNNPPS（二）（二） 負荷曲線負荷曲線 1. 負荷曲線的類型與繪制方法負荷曲線的類型與繪制方法 負荷曲線是表示電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，反負荷曲線是表示電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，反映了電力用戶用電的特點和規(guī)律。在負荷曲線中通常用縱映了電力用戶用電的特點和規(guī)律。在負荷曲線中通常用縱坐標表示負荷大小，橫坐標表示對應負荷變動的時間。坐標表示負荷大小，橫坐標表示對應負荷變動的時間。 負荷曲線可根據(jù)需要繪制成不同的類型。如按所表示負荷

4、負荷曲線可根據(jù)需要繪制成不同的類型。如按所表示負荷變動的時間可分為日、月、年或工作班的負荷曲線，按負變動的時間可分為日、月、年或工作班的負荷曲線，按負荷范圍可分為全廠的、車間的或某設備的負荷曲線；按負荷范圍可分為全廠的、車間的或某設備的負荷曲線；按負荷的功率性質荷的功率性質 可分為有功和無功負荷曲線等?？煞譃橛泄蜔o功負荷曲線等。 日負荷曲線表示負荷在一晝夜間（日負荷曲線表示負荷在一晝夜間（024h）變化情況。日）變化情況。日負荷曲線可用測量的方法繪制。負荷曲線可用測量的方法繪制。 以某個監(jiān)測點為參考點，在以某個監(jiān)測點為參考點，在24h中各個時刻記錄有功功率表的讀中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)

5、，逐點繪制成如右圖所示折線數(shù)，逐點繪制成如右圖所示折線形狀的折線形負荷曲線。形狀的折線形負荷曲線。通過接在供電線路上的電度表，通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔（一般為半每隔一定的時間間隔（一般為半小時）將其讀數(shù)記錄下來，求出小時）將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成如點畫在坐標上，把這些點連成如右圖所示階梯狀的階梯形負荷曲右圖所示階梯狀的階梯形負荷曲線。線。 負荷曲線時間間隔取的愈短，曲線愈能反映負荷的實際變化負荷曲線時間間隔取的愈短，曲線愈能反映負荷的實際變化情況。日負荷曲線與橫坐標所包圍的面積代表全日消耗的電

6、能情況。日負荷曲線與橫坐標所包圍的面積代表全日消耗的電能 年負荷持續(xù)時間曲線，反映了全年負荷變動與對應的負荷年負荷持續(xù)時間曲線，反映了全年負荷變動與對應的負荷持續(xù)時間（全年按持續(xù)時間（全年按8760h計）的關系。計）的關系。 年每日最大負荷曲線，反映了全年當中不同時段的電能消年每日最大負荷曲線，反映了全年當中不同時段的電能消耗水平，是按全年每日的最大半小時平均負荷來繪制的。耗水平，是按全年每日的最大半小時平均負荷來繪制的。年最大負荷和年最大負荷利用年最大負荷和年最大負荷利用小時數(shù)指全年中負荷最大的工作小時數(shù)指全年中負荷最大的工作班內班內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

7、負荷有時也稱為因此年最大負荷有時也稱為30分分鐘最大負荷鐘最大負荷P30 。 假設企業(yè)總是按年最大負荷持假設企業(yè)總是按年最大負荷持續(xù)工作，經(jīng)過了時間所消耗的電續(xù)工作，經(jīng)過了時間所消耗的電能，恰好等于企業(yè)全年實際所消能，恰好等于企業(yè)全年實際所消耗的電能，即右圖中虛線與兩坐耗的電能，即右圖中虛線與兩坐標軸所包圍的面積等于剖面線部標軸所包圍的面積等于剖面線部分的面積。則這個假想時間就稱分的面積。則這個假想時間就稱為年最大負荷利用小時數(shù)。由此為年最大負荷利用小時數(shù)。由此可得出可得出 年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時數(shù)與工廠類型及生產(chǎn)班數(shù)與工廠類型及生產(chǎn)班制有較大關系，其數(shù)值制有較大關系，其數(shù)值可查

8、閱有關參考資料或可查閱有關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)去調查收集。去調查收集。 maxamaxPWT平均負荷和負荷系數(shù)平均負荷和負荷系數(shù) 平均負荷是指電力負荷在一定平均負荷是指電力負荷在一定時間內消耗功率的平均值。如在時間內消耗功率的平均值。如在t時間內消耗的電能為時間內消耗的電能為Wt，則，則t時間時間的平均負荷為：的平均負荷為： 利用年負荷曲線求年平均負荷如右上圖所示。圖中剖面線利用年負荷曲線求年平均負荷如右上圖所示。圖中剖面線部分為年負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軸所包圍的

9、面積與剖面線部分的另外再作一條虛線與兩坐標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荷。面積相等，則圖中就是年平均負荷。 年平均負荷與最大負荷的比值稱為負荷率為：年平均負荷與最大負荷的比值稱為負荷率為： tWPavtmaxpPkavL負荷曲線分負荷曲線分有哪幾種類有哪幾種類型？型？ 與負荷曲線有與負荷曲線有關的物理量有關的物理量有哪些？哪些？ 何謂負荷何謂負荷曲線？曲線？ 需要需要系數(shù)法系數(shù)法二項式二項式系數(shù)法系數(shù)法需要系數(shù)是按照車間以上的需要系數(shù)是按照車間以上的負荷情況來確定的，適用于負荷情況來確定的，適用于變、配電所的負荷計算。變、配電所的負荷計算。二項式系數(shù)法考慮了用電設二

10、項式系數(shù)法考慮了用電設備中幾臺功率較大的設備，備中幾臺功率較大的設備，工作時對負荷影響的附加功工作時對負荷影響的附加功率，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荷計算。和配電箱的負荷計算。負荷計負荷計算方法算方法 按照發(fā)熱條件選擇電氣設備的一個人為假按照發(fā)熱條件選擇電氣設備的一個人為假想負荷，計算負荷產(chǎn)生的熱效應與實際變動負荷產(chǎn)生的最大想負荷，計算負荷產(chǎn)生的熱效應與實際變動負荷產(chǎn)生的最大熱效應相等。熱效應相等。 根據(jù)計算負荷選擇的導體或電器，在運行中的最高溫升不根據(jù)計算負荷選擇的導體或電器，在運行中的最高溫升不超過導體或電器的溫升允許值。超過導體或電器的溫升允許值。（一）計算

11、負荷的概念（一）計算負荷的概念 設有一電阻設有一電阻R的導體，在某一時間內通過一變動負荷，其的導體，在某一時間內通過一變動負荷，其最高溫升達到最高溫升達到 值，如果這一導體在相同時間內通過一個不值，如果這一導體在相同時間內通過一個不變的負荷，最高溫升也達到變的負荷，最高溫升也達到 值，那么這個不變負荷就稱為值，那么這個不變負荷就稱為變動負荷的變動負荷的“計算負荷計算負荷”，即，即“計算負荷計算負荷”與實際變動負荷與實際變動負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方便，一般把半小時平均負荷所工程上為了取值和表達方便，一般把半小時平均負荷所繪制的負荷曲線上的繪制的負荷曲線

12、上的“最大負荷最大負荷”稱為計算負荷。作為按稱為計算負荷。作為按發(fā)發(fā)熱條件選擇電氣設備的依據(jù)，即：熱條件選擇電氣設備的依據(jù)，即： 線路的計算負荷可按設備容量來確定，此時求單臺電動機線路的計算負荷可按設備容量來確定，此時求單臺電動機的計算負荷公式為：的計算負荷公式為：式中：式中：PN用電設備的額定功率，單位用電設備的額定功率，單位kW； N用電設備額定容量時的效率。用電設備額定容量時的效率。 計算負荷在數(shù)值上就等于其額定功率，即：計算負荷在數(shù)值上就等于其額定功率，即：NPP30NNPP30（二）（二） 按需要系數(shù)法確定計算負荷按需要系數(shù)法確定計算負荷 設某組設備有幾臺電動機，其額定總容量為設某組

13、設備有幾臺電動機，其額定總容量為PN，由于該組電動，由于該組電動機實際上不一定都同時運行，而且運行的電動機也不可能都滿負機實際上不一定都同時運行，而且運行的電動機也不可能都滿負荷，同時設備本身及配電線路也有功率損耗，因此這組電動機的荷，同時設備本身及配電線路也有功率損耗，因此這組電動機的有功計算負荷應為有功計算負荷應為 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是指用電設備的輸出與輸入容量之間具有的平均效是指用電設備的輸出與輸入容量之間具有的平均效率；因用電設備不一定滿負荷運行，因此引入負荷系數(shù)率；因用電設備不一定滿負荷運行，因此引入負荷系數(shù)KL；用電；用電設

14、備本身及配電線路有功率損耗，所以引入一個線路平均效率設備本身及配電線路有功率損耗，所以引入一個線路平均效率WL；用電設備組的所有設備不一定同時運行，故引入一個同時系數(shù)用電設備組的所有設備不一定同時運行，故引入一個同時系數(shù)K。用電設備的需要系數(shù)：用電設備的需要系數(shù)：2.2.需要系數(shù)的查表方法需要系數(shù)的查表方法WLNLe30dKKPPK有功計算負荷為有功計算負荷為3. 三相用電設備三相用電設備計算負荷的基本公式計算負荷的基本公式ed30PKP無功計算負荷為無功計算負荷為視在計算負荷為視在計算負荷為計算電流計算電流tgPQ3030cos/3023023030PQPSN30303/USI設備容量設備容

15、量線電壓線電壓 單組用電設備組的計算負荷單組用電設備組的計算負荷已知某機修車間的金屬切削機床組，有電壓為已知某機修車間的金屬切削機床組，有電壓為380V的電動的電動機機30臺，其總的設備容量為臺，其總的設備容量為120kW。試求其計算負荷。試求其計算負荷。 查表查表6-1中的中的“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，可項，可得得Kd=0.160.2（取（取0.2計算），計算），cos=0.5，tg=1.73，于是，于是 30de0.2 12024kWPK P303024 1.7341.52kvarQP tg3030/cos41.52/0.583kVASP3030N

16、83/3126.32A30.38ISU 多組用電設備組的計算負荷多組用電設備組的計算負荷 在確定多組用電設備的計算負荷時，應考慮各組用電設備在確定多組用電設備的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不會同時出現(xiàn)的因素，計入一個同時系數(shù)的最大負荷不會同時出現(xiàn)的因素，計入一個同時系數(shù)K，其，其中有功同時系數(shù)為中有功同時系數(shù)為KP，無功同時系數(shù)為，無功同時系數(shù)為 KQ，應用范圍應用范圍 KP 確定車間變電所低壓線路最確定車間變電所低壓線路最大負荷大負荷: :冷加工車間 熱加工車間 動力站 確定配電所母線的最大負荷確定配電所母線的最大負荷 負荷小于5000kW

17、計算負荷小于00010000kW 計算負荷大于10000kW 0.91.00.850.8 以后作業(yè)和考以后作業(yè)和考試都取試都取0.9n多組用電設備組的計算負荷確定：3030,13030,12230303030303nPiinqiiNPKPQKQSPQSIUi i的含義：就的含義：就是有不同品是有不同品種的設備。種的設備。各種設備組各種設備組的最大負荷的最大負荷不一定同時不一定同時出現(xiàn)。出現(xiàn)。只能這樣求，不只能這樣求，不能用求和或能用求和或P30/COS方法方法線電壓線電壓某機修車間的某機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機線路上，接有金屬切削機床電動機20臺臺共共50kW，其中較大容

18、量電動機有，其中較大容量電動機有7.5kW2臺，臺，4kW2臺，臺，2.2kW8臺；另接通風機臺；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐臺；電阻爐1臺臺2kW。試求。試求計算負荷（設同時系數(shù)計算負荷（設同時系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9）。）。 以車間為范圍，將工作性質、需要系數(shù)相近的用電設備合為以車間為范圍，將工作性質、需要系數(shù)相近的用電設備合為一組，共分成以下一組，共分成以下3組。先求出各用電設備組的計算負荷。組。先求出各用電設備組的計算負荷。冷加工電動機組。查表冷加工電動機組。查表6-1可得：可得：Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73，因此，因此kW10502 . 011301ed

19、PKPkvar3 .1773. 1101301301tgPQ通風機組。查表通風機組。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電阻爐，電阻爐， Kd2=0.7，cos2=1，tg2=0 ，即，即 ：3030.72kW=1.4KWP0303Q以車間為范圍，已知同時系數(shù)以車間為范圍，已知同時系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9，則車間計算，則車間計算總有功計算負荷為總有功計算負荷為 總無功計算負荷為總無功計算負荷為 總視在計算負荷為總視在計算負荷為 總的計

20、算電流為總的計算電流為 用此電流即可選擇這條用此電流即可選擇這條380V導線的截面及型號。導線的截面及型號。 P149.530P30i0.9 (10 1.92 1.4)11.99kWPKPkvar9 .16)044. 13 .17(9 . 030iQ30QKQkVA02.219 .165 .122223023030QPsA9 .3138. 0732. 102.213N3030USI多組用電設備組例：如圖所示例：如圖所示220/380V220/380V三相四線制線路上，接有三相四線制線路上，接有380V380V電熱干燥箱電熱干燥箱4 4臺，共臺，共50kW.50kW.另有另有380V380V對焊

21、機對焊機4 4臺，臺，30kW(=60%)30kW(=60%) 。試求此線路的計算負荷。試求此線路的計算負荷。解：解：(1) (1) 電熱干燥箱的計算負荷。查表得電熱干燥箱的計算負荷。查表得 Kd=0.7 Kd=0.7，coscos=1=1，tan=0tan=0。因此只需計算其有功計算負荷。因此只需計算其有功計算負荷。30,1110.7 5035kWdePK P30,10kvarQ（2 2）先將）先將對焊機對焊機的的30kW(=60%)30kW(=60%)換算至換算至=100%=100%的容量，即的容量，即e22220.630230.35,cos0.7,tan1.02dPKWK查表：30,22

22、20.35 238.05kWdePKP30,230,228.05 1.028.21kvarQPtg同時系數(shù)同時系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9，則，則總有功計算負荷為總有功計算負荷為 總無功計算負荷為總無功計算負荷為 總視在計算負荷為總視在計算負荷為 總的計算電流為總的計算電流為 30P30i0.9 (358.05)43.05kWPKP30Q30i0.9 (8.21 0)8.21kvarQKQ222230303043.058.2143.83kVAsPQ3030N43.8366.59A1.732 0.383SIU為什么不是30KW?4.單相用電設備等效三相計算負荷的方法單相用電設備等效三相計算負荷的

23、方法 (1)常用的負荷種類常用的負荷種類現(xiàn)代建筑中的用電設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。單相電動機、電熱設備、電焊機和各種形式的家用單相電動機、電熱設備、電焊機和各種形式的家用電器設備。電器設備。電動機為動力的各種設備例如給水泵、集中式空調電動機為動力的各種設備例如給水泵、集中式空調機、電梯等。機、電梯等。供電形式為三相供電系統(tǒng)時，根據(jù)設計規(guī)范中有關條款供電形式為三相供電系統(tǒng)時，根據(jù)設計規(guī)范中有關條款的規(guī)定必須將單相用電設備平均地分配到各個單相中。然的規(guī)定必須將單相用電設備平均地分配到各個單相中。然后才能進行對連接有單相用電

24、設備的三相供電系統(tǒng)負荷計后才能進行對連接有單相用電設備的三相供電系統(tǒng)負荷計算。算。單相負載單相負載三相負載三相負載按在三相供電系統(tǒng)中連接單相設備功率和三相設按在三相供電系統(tǒng)中連接單相設備功率和三相設備功率的比例來制定。備功率的比例來制定。 如果單相設備的總容量不超過三相設備總容量的如果單相設備的總容量不超過三相設備總容量的15%，則不論單相設備如何連接，均可作為三相，則不論單相設備如何連接，均可作為三相平衡負荷對待。平衡負荷對待。 單相設備接于相電壓時，在盡量使三相負荷均衡單相設備接于相電壓時，在盡量使三相負荷均衡分配后，取最大負荷相所接的單相設備容量乘以分配后，取最大負荷相所接的單相設備容量

25、乘以3，便可求得其等效三相設備容量。，便可求得其等效三相設備容量。單相設備接于線電壓時，其等效三相設備容量單相設備接于線電壓時，其等效三相設備容量Pe 單臺設備時單臺設備時 23臺設備時臺設備時ee3PPmaxee3PP 單相設備的設備容量單相設備的設備容量 最大負荷單相設最大負荷單相設備的設備容量備的設備容量單相設備分別接于線電壓和相電壓時，首先應將接于單相設備分別接于線電壓和相電壓時，首先應將接于 線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容 量，然后分相計算各相的設備容量和計算負荷。而總量，然后分相計算各相的設備容量和計算負荷。而總 的等效三相

26、有功計算負荷就是最大有功負荷相的有功的等效三相有功計算負荷就是最大有功負荷相的有功 計算負荷的計算負荷的3倍?？偟牡刃酂o功計算負荷就是最大倍。總的等效三相無功計算負荷就是最大 無功負荷相的無功計算負荷的無功負荷相的無功計算負荷的3倍。倍。特別注意：特別注意：最大相的有功計算負荷和最大相的無功計算負荷不一定最大相的有功計算負荷和最大相的無功計算負荷不一定 在同一相上。在同一相上。三、按二項式法確定計算負荷三、按二項式法確定計算負荷（一）二項式系數(shù)的查表法（一）二項式系數(shù)的查表法 p應用場合應用場合n在計算設備臺數(shù)不多，而且各臺設備容量相差較大的車間在計算設備臺數(shù)不多，而且各臺設備容量相差較大

27、的車間干線和配電箱的計算負荷時宜采用二項式系數(shù)法。干線和配電箱的計算負荷時宜采用二項式系數(shù)法。p基本公式基本公式xe30cPbPP 式中式中b、c為二項為二項式系數(shù)，根據(jù)設備式系數(shù)，根據(jù)設備名稱、類型、臺數(shù)名稱、類型、臺數(shù)查表查表6-1選取。選取。 指用電設備中指用電設備中x臺臺容量最大的設備容容量最大的設備容量之和。量之和。用電設備組的設用電設備組的設備總容量備總容量 當設備總臺數(shù)當設備總臺數(shù)n2x(表表6-1中最大容量設備臺數(shù)中最大容量設備臺數(shù))時，則時，則x取取為為n/2，且按，且按“四舍五入四舍五入”法取整法取整;當只有一臺設備時，可認為當只有一臺設備時，可認為P30=Pe；tg為設備

28、功率因數(shù)角的為設備功率因數(shù)角的正切值。正切值。Q30，S30，I30的計算公式與需要系數(shù)法的相同。的計算公式與需要系數(shù)法的相同。例如設備組共7臺，但是表中查的x=5，則x取7/2為4.n對對12臺用電設備臺用電設備n對用電設備組對用電設備組有功計算負荷的求取直接應用式（有功計算負荷的求取直接應用式（6.17），其余的計），其余的計算負荷與需要系數(shù)法相同。算負荷與需要系數(shù)法相同。ePP30，0 1cbp對多組用電設備對多組用電設備 要考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。在要考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。在各組用電設備中取其中一組最大的附加負荷，再加上各組各組用電設備中取其中

29、一組最大的附加負荷，再加上各組平均負荷，求出設備組的總計算負荷。平均負荷，求出設備組的總計算負荷。 總的有功計算負荷為總的有功計算負荷為： 總的無功計算負荷為：總的無功計算負荷為： max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ（二）二項式系數(shù)法確定車間計算負荷 某機修車間的某機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機線路上，接有金屬切削機床電動機20臺臺共共50kW，其中較大容量電動機有，其中較大容量電動機有7.5kW2臺，臺，4kW2臺，臺，2.2kW8臺；另接通風機臺；另接通風機1.2kW2臺；電阻爐臺；電阻爐1臺臺2kW。用二用二項式法項式

30、法求計算負荷（設同時系數(shù)求計算負荷（設同時系數(shù)Kp、KQ均為均為0.9）。）。 金屬切削機床電動機組金屬切削機床電動機組 查表查表6-1，取，取b1=0.14，c1=0.4，cos1=0.5，tg1=1.73，x=5，現(xiàn)現(xiàn)n=20, 2x n,則則x取取為為5 (bPe)1=0.1450=7kW (cPx)1=0.4(7.52+42+2.21)=10.08kW通風機組通風機組 查表查表6-1，取，取b2=0.65，c2=0.25，cos2=0.8，tg2=0.75，表中，表中 x=5 ，n=22x，取，取x2為為n/2=1，則，則 (bPe)2=0.651.22=1.56kW (cPx)2=0

31、.251.21=0.3電阻爐電阻爐 (bPe)3=2kW (cPx)3=0只有一臺設備n=2,x=1因為x=5，所以只能選擇5臺為Px 顯然，三組用電設備中，第一組的附加負荷顯然，三組用電設備中，第一組的附加負荷(cPx)1最大，最大，故總計算負荷為：故總計算負荷為： 比較計算結果，此法的結果比按需要系數(shù)法計算的結果大得多。比較計算結果，此法的結果比按需要系數(shù)法計算的結果大得多。JGJ/T16-1992JGJ/T16-1992民用建筑設計規(guī)范民用建筑設計規(guī)范中規(guī)定：中規(guī)定：“用電設備臺數(shù)較少，各用電設備臺數(shù)較少，各臺設備容量相差別懸殊時，宜采用二項式法。臺設備容量相差別懸殊時，宜采用二項式法。

32、”30max()()(7 1.562) 10.0820.64kWe ixPbPcP30maxmax()() (7 1.73 1.56 0.75 0) 10.08 1.73 30.72kvarxixQbPtgcPtg222230303020.6441.5337.01kVASPQ303037.0156.2A1.732 0.383NSIU 任務二任務二全廠的計算負荷全廠的計算負荷任務二、全廠計算負荷的確定任務二、全廠計算負荷的確定一、用需要系數(shù)法計算全廠計算負荷一、用需要系數(shù)法計算全廠計算負荷 在已知全廠用電設備總容量在已知全廠用電設備總容量Pe的條件下，乘以一個工廠的需要系的條件下，乘以一個工廠的

33、需要系數(shù)數(shù)Kd即可求得全廠的有功計算負荷，即：即可求得全廠的有功計算負荷，即：P30=KdPe ，其中，其中Kd是全廠是全廠需要系數(shù)值。需要系數(shù)值。 表表6-3 6-3 全廠負荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)全廠負荷的需要系數(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汽輪機制造廠汽輪機制造廠0.380.88石油機械制造廠石油機械制造廠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柴油機制造廠柴油機制造廠0.320.74開關電器制造廠開關電器制造廠0.350.75重型機床制

34、廠重型機床制廠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通用機械廠通用機械廠0.40.72電機制造廠電機制造廠0.330.81已知某開關電器制造廠用電設備總容量為已知某開關電器制造廠用電設備總容量為4500kW，試，試估算該廠的計算負荷。估算該廠的計算負荷。 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 kVA2098138615752223023030QPSA318838. 0732. 1209833

35、030NUSI二用逐級推算法計算全廠的計算負荷二用逐級推算法計算全廠的計算負荷從負荷端設備開始，從負荷端設備開始，逐級上推到電源進線逐級上推到電源進線端。端。用電設備組用電設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壓器高壓側工廠變壓工廠變壓器出線器出線工廠輸電工廠輸電進線端進線端二用逐級推算法計算全廠的計算負荷二用逐級推算法計算全廠的計算負荷P305是設備計算負荷是設備計算負荷P306等之和，再乘上同時等之和，再乘上同時系數(shù)系數(shù)K；P304考慮線路考慮線路WL2的損耗后的的損耗后的P304= P305+PWL2；P303由由P304等幾條高壓配電線路上計算負荷之等

36、幾條高壓配電線路上計算負荷之和乘以一個同時系數(shù)和乘以一個同時系數(shù)K而得；而得；P302考慮變壓器的損耗，因此考慮變壓器的損耗，因此 P302=P303+PWL1 +PT；P301由由 P302等幾條高壓配電線路上計算負荷等幾條高壓配電線路上計算負荷之和乘以一個同時系數(shù)之和乘以一個同時系數(shù)K而得。而得。 對中小型工廠來說，對中小型工廠來說，廠內高低壓配電線路廠內高低壓配電線路一般不長，其功率損耗可略去不計。一般不長，其功率損耗可略去不計。 供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生損耗較大的設備是變壓器和輸電線路。供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生損耗較大的設備是變壓器和輸電線路。這這部分功率損耗也是由變配電系統(tǒng)提供的。因此，要計入其計部

37、分功率損耗也是由變配電系統(tǒng)提供的。因此，要計入其計算負荷中。算負荷中。（一）線路的電能損耗（一）線路的電能損耗線路上全年的電能損耗計算公式為：線路上全年的電能損耗計算公式為： 式中電流是通過線路的計算電流；式中電流是通過線路的計算電流；RWL是線路每相的電阻是線路每相的電阻值；值；是一個假想的時間，與是一個假想的時間，與Tmax和和cos有關。有關。wL2303RIWa當當cos=1，且線路電壓不變時，全年的電能損耗為，且線路電壓不變時，全年的電能損耗為 ：876032maxwL230TRIWa（二）（二） 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部分：變壓器的電能損耗包括兩個

38、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，與變壓器負荷率由式可知，由變壓器銅損引起的電能損耗，與變壓器負荷率的平方成正比，且近似于短路損耗的平方成正比，且近似于短路損耗(負載損耗）負載損耗）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：20a2

39、18760kaaPPWWW二用逐級推算法計算全廠的計算負荷二用逐級推算法計算全廠的計算負荷電力變壓器的功率損耗，在一般電力變壓器的功率損耗，在一般的負荷計算中，可采用簡化公式的負荷計算中，可采用簡化公式來近似計算，如：來近似計算，如：有功功率損耗：有功功率損耗：無功功率損耗：無功功率損耗： 式中式中S30為變壓器二次側的視在計算負荷，它是選擇為變壓器二次側的視在計算負荷，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 三、按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計算負荷三、按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計算負荷 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

40、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求出全年耗電量后，即可根據(jù)下式求出全廠的有功計算負荷為算負荷為 式中的式中的Tmax是工廠的年最大負荷利用小時。是工廠的年最大負荷利用小時。max30TWPa確定計算負荷的需要系數(shù)法確定計算負荷的需要系數(shù)法和二項式法各有什么特點？和二項式法各有什么特點？各適用哪些場合？各適用哪些場合？ 什么叫計算負荷？什么叫計算負荷？為什么計算負荷通為什么計算負荷通常采用半小時最大常采用半小時最大負荷？正確確定計

41、負荷？正確確定計算負荷有何意義？算負荷有何意義？ 如何將單相負如何將單相負荷簡便地換算荷簡便地換算為三相負荷？為三相負荷？ 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臺小批臺小批量生產(chǎn)的冷加工機床電動機，總容量為量生產(chǎn)的冷加工機床電動機，總容量為85kW，其中較，其中較大容量的電動機有大容量的電動機有7.5kW1臺，臺，4kW3臺，臺，3kW12臺。試臺。試分別分別 用需要系數(shù)法確定其計算負荷。用需要系數(shù)法確定其計算負荷。P149.6有一個機修車間，有冷加工機床有一個機修車間，有冷加工機床30臺，設備總容量為臺，

42、設備總容量為150kW，電焊機，電焊機5臺，共臺，共15.5kW，利用率只有，利用率只有65%，通，通風機風機4臺，共臺，共4.8kW，車間采用，車間采用380/220V線路供電，試線路供電，試確定該車間的計算負荷。確定該車間的計算負荷。一、工廠的功率因數(shù)一、工廠的功率因數(shù)1.工廠的功率因數(shù)工廠的功率因數(shù)瞬時功率因數(shù)瞬時功率因數(shù) 瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表直接測量，也可間接測量，即由瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表直接測量，也可間接測量，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)又稱為加權平均功率因數(shù)，按下式

43、計算：平均功率因數(shù)又稱為加權平均功率因數(shù)，按下式計算：2pq2q2PP)(11cosWWWWW式中式中WP是某一時間內消耗的有功電能；是某一時間內消耗的有功電能；Wq是某一時間內消耗的無功是某一時間內消耗的無功電能。我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取的電費，規(guī)定要按月平均電能。我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取的電費，規(guī)定要按月平均功率因數(shù)的高低來調整。功率因數(shù)的高低來調整。最大負荷時的功率因數(shù)最大負荷時的功率因數(shù)最大負荷時功率因數(shù)指在年最大負荷時的功率因數(shù)?？砂聪率接嬜畲筘摵蓵r功率因數(shù)指在年最大負荷時的功率因數(shù)?？砂聪率接嬎悖核悖?030cosSP2. 功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)

44、的影響一般交流供電線路中，一般交流供電線路中，大多數(shù)為電感性負載大多數(shù)為電感性負載，致使功率因數(shù)偏低。，致使功率因數(shù)偏低。當有功功率為一定值時，當有功功率為一定值時，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，線路的損失（電壓和有效功率損耗）隨之增大，不經(jīng)濟。耗）隨之增大，不經(jīng)濟。供電設備（電源）的供電能力（容量）是用視在功率供電設備（電源）的供電能力（容量）是用視在功率S來表示的。來表示的。當供電設備的容量一定時，如果用戶負載的功率因數(shù)過低，其無當供電設備的容量一定時，如果用戶負載的

45、功率因數(shù)過低，其無功功率就會過大，致使供電設備輸出的有功功率減少，于是降低功功率就會過大，致使供電設備輸出的有功功率減少，于是降低了供電設備的供電能力。了供電設備的供電能力。2. 功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響 當用電設備的有功功率一定時，功率因數(shù)愈低，當用電設備的有功功率一定時，功率因數(shù)愈低，其供電線路其供電線路的電流愈大，線路的電力損耗隨之增加的電流愈大，線路的電力損耗隨之增加。 功率因數(shù)低，通過線路的電流就大，線路電壓降亦隨之增加，功率因數(shù)低，通過線路的電流就大，線路電壓降亦隨之增加，從而從而影響用電設備的正常運轉影響用電設備的正常運轉。 發(fā)電機發(fā)出的功率是有限的，

46、當無功功率增加時，有功功率發(fā)電機發(fā)出的功率是有限的，當無功功率增加時，有功功率下降，下降，發(fā)電機的效率降低發(fā)電機的效率降低。 國家標準國家標準GB/T3485-1998評價企業(yè)合理用電技術導則評價企業(yè)合理用電技術導則中中規(guī)定：規(guī)定：“在企業(yè)最大負荷時的功率因數(shù)應不低于在企業(yè)最大負荷時的功率因數(shù)應不低于0.9，凡功率，凡功率因數(shù)未達到上述規(guī)定的，應在負荷側合理裝置因數(shù)未達到上述規(guī)定的，應在負荷側合理裝置集中與就地無功集中與就地無功補償設備補償設備”。采用采用“高獎低罰高獎低罰”的原則。的原則。 3. 補償用電力電容器補償用電力電容器 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)中的作用利用電

47、容與電感的能量互補，起到無功補償作用，這就是電力電利用電容與電感的能量互補，起到無功補償作用，這就是電力電容器在電力系統(tǒng)中的主要作用。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，線路上就可避免無功電力的在電力線路兩端并聯(lián)上移相電容器，線路上就可避免無功電力的輸送，以達到減少線路能量損耗、減小線路電壓降，提高系統(tǒng)有輸送，以達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，移相電容器是提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一功出力的效益，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備。種重要的電力設備。 電力電容器部分型號表示電力電容器部分型號表示表表6-4 6-4

48、電力電容器部分型號表示電力電容器部分型號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標準標準D充氮單相充氮單相F復合介質復合介質Y移相用移相用 WW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可調可調O耦合耦合L氯化聯(lián)苯浸漬氯化聯(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防護用防護用R電容式電容式R電熱電熱4.4. 調相機調相機調相機在調相機在電力系統(tǒng)中的作用電力系統(tǒng)中的作用*在電網(wǎng)的受電端裝設一些同步調相機，用于改善電網(wǎng)的功率因在電網(wǎng)的受電端裝設一些同步調相機，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。根據(jù)電網(wǎng)

49、負載情況的不同，適當調節(jié)調相機的勵磁電流，可數(shù)。根據(jù)電網(wǎng)負載情況的不同，適當調節(jié)調相機的勵磁電流，可改變調相機汲取的無功功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近于改變調相機汲取的無功功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近于1。*在輸電線的受電端裝一臺調相機，在電網(wǎng)負載加重時，讓其過在輸電線的受電端裝一臺調相機，在電網(wǎng)負載加重時，讓其過勵運行，減少輸電線中滯后的無功電流分量，從而可減少線路壓勵運行，減少輸電線中滯后的無功電流分量，從而可減少線路壓降；降；*在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵運行，吸收滯后的無功電在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵運行，吸收滯后的無功電流，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。流，可

50、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。同步調相機還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。同步調相機還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 調相機與電容器的比較調相機與電容器的比較a. a. 靜電電容器的最大優(yōu)點是損耗小、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%，調相機的有功功率損耗為額定容量的，調相機的有功功率損耗為額定容量的1.5%1.5%5.5%5.5%。b. b. 電容器設備費與總容量幾乎無關，調相機則不然，當容量較電容器設備費與總容量幾乎無關，調相機則不然，當容量較大時，其單位造價比較低，而容量減小時，單位造價偏高。

51、大時，其單位造價比較低，而容量減小時，單位造價偏高。c. c. 補償方式上，調相機只能在負荷中心使用，靜電電容器既可補償方式上，調相機只能在負荷中心使用，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. 調相機最大優(yōu)點是裝設勵磁裝置，能得到均勻調壓，既能發(fā)調相機最大優(yōu)點是裝設勵磁裝置，能得到均勻調壓，既能發(fā)出無功功率又能吸收無功功率；電容器可用分級調壓，當網(wǎng)絡電出無功功率又能吸收無功功率；電容器可用分級調壓，當網(wǎng)絡電壓降低時輸出功率急劇下降，。壓降低時輸出功率急劇下降，。e. e. 調相機裝有自動勵磁裝置，在故障時能保持電力系統(tǒng)的電壓，調相機裝有自動勵磁裝置，在

52、故障時能保持電力系統(tǒng)的電壓，從而達到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的；電力電容器對系統(tǒng)穩(wěn)定性不起從而達到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的；電力電容器對系統(tǒng)穩(wěn)定性不起作用。作用。f. f. 調相機維護工作量大，電容器維護量小。調相機維護工作量大，電容器維護量小。二、無功補償方法二、無功補償方法提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)a.合理選擇電動機的容量，使其接近滿載運轉。合理選擇電動機的容量，使其接近滿載運轉。b.對實際負載不超過額定容量對實際負載不超過額定容量40的電動機，應更換為小容的電動機，應更換為小容量的電動機。量的電動機。c.合理安排和調整工藝流程，改善用電設備的運轉方式，限合理安排和調整工藝流程，改善用電設備的運轉方式，限制感應電動機空載運轉。制感應電動機空載運轉。 d.正確選擇變壓器容量，提高變壓器的負載率（一般為正確選擇變壓器容量，提高變壓器的負載率（一般為7580比較合適）。對于負載率低于比較合適）。對于負載率低于30變壓器，應予以變壓器，應予以更換。更換。e.對于負荷率在對于負荷率在0.60.9的繞線式電動機，必要時可以使其同的繞線式電動機，必要時可以使其同步化，這時電動機可以向電力系統(tǒng)輸送出無功功率。步化，這時電動機可以向電力系統(tǒng)輸送出無功功率。 人工補償法人工補償法使用同步電動機在過激磁方式呈現(xiàn)容性時運轉，其功率因使用同步電動機在過激磁方式呈現(xiàn)容性時運轉，其