工廠供電課件2

目錄§２－１計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的§２－２確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)§２－３求計(jì)算負(fù)荷的方法§２－５單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定§２－６供電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗§２－７全廠功率因數(shù)的確定§２－８按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

附：負(fù)荷計(jì)算例題附:課后例題目錄§２－１計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的1§2.1計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的一、什么是負(fù)荷計(jì)算：負(fù)荷計(jì)算：求計(jì)算負(fù)荷的這項(xiàng)工作，稱為負(fù)荷計(jì)算。是根據(jù)已知工廠的用電設(shè)備安裝容量求取確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。二、計(jì)算負(fù)荷的意義：三、計(jì)算負(fù)荷目的：作為選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面，變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。§2.1計(jì)算負(fù)荷的意義及計(jì)算目的一、什么是負(fù)荷計(jì)算：2四、與負(fù)荷計(jì)算相關(guān)的一些概念：1）工作制的分類：a.連續(xù)運(yùn)行工作制：指工作時(shí)間較長(zhǎng)，連續(xù)運(yùn)行的用電設(shè)備的工作制。b.短時(shí)運(yùn)行工作制：指工作時(shí)間很短，停歇時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的用電設(shè)備的工作制。如起重類：c.斷續(xù)周期工作制：指有規(guī)律的，時(shí)而工作，時(shí)而停歇，反復(fù)運(yùn)行的用電設(shè)備的工作制。如電焊機(jī)：四、與負(fù)荷計(jì)算相關(guān)的一些概念：如電焊機(jī)：3持續(xù)率（FC%）：為表征斷續(xù)周期的特點(diǎn)，用整個(gè)工作周期里的工作時(shí)間與全周期時(shí)間之比，即用負(fù)荷持續(xù)率表示。

――工作時(shí)間――停歇時(shí)間。與之和為整個(gè)周期時(shí)間，不應(yīng)超過(guò)１０min。持續(xù)率（FC%）：與之和為整個(gè)周期時(shí)間，不應(yīng)42）負(fù)荷系數(shù)：利用已有生產(chǎn)工廠用電設(shè)備的安裝容量和實(shí)際用電的大量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、整理及分析，求出有關(guān)系數(shù)，以便在設(shè)計(jì)同類型的工廠時(shí)參考利用。3）負(fù)荷曲線：a.含義：表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形稱為負(fù)荷曲線，也就是縱坐標(biāo)為有功負(fù)荷P（或無(wú)功負(fù)荷Q），橫坐標(biāo)為時(shí)間t，每隔一定時(shí)間間隔Δt繪制的負(fù)荷變化曲線。負(fù)荷曲線所包絡(luò)的面積，就是工廠在生產(chǎn)期間耗用的電能。b.負(fù)荷曲線的繪制：

見圖2）負(fù)荷系數(shù)：5§2.2確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)

一、需要系數(shù)：（表2-2，2-3）定義：二、利用系數(shù)：（表2-4）定義：負(fù)荷曲線平均有功負(fù)荷該用電設(shè)備組的總額定容量§2.2確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)一、需要系數(shù)：（表2-6――為時(shí)間內(nèi)的電能消耗量。三、形狀系數(shù)：定義：

負(fù)荷有效值P1P2P3PntP――為時(shí)間內(nèi)7（一般在１.０５～１.２５之間）（一般在１.０５～１.２５之間）8例：11111222233(a)1111222334(b)(a)(b)例：11111222233(a)1111222334(b)(9四、附加系數(shù)：1）定義：

附加系數(shù)考慮了總?cè)萘肯嗤?、用電設(shè)備組相同，但其組成容量不同（臺(tái)數(shù)不同），Pm超過(guò)Pav的倍數(shù)。

2）等效臺(tái)數(shù)：為了進(jìn)行分析比較，從導(dǎo)體發(fā)熱的角度出發(fā)，不同容量的用電設(shè)備需歸算為同一容量的用電設(shè)備，可得等效臺(tái)數(shù)PfPavPmtP右圖的負(fù)荷曲線表示了最大負(fù)荷工作班平均負(fù)荷Pav，附加負(fù)荷Pf及Pm之間的關(guān)系。負(fù)荷曲線上出現(xiàn)的、以作為時(shí)間間隔的最大平均負(fù)荷四、附加系數(shù)：PfPavPmtP右圖的負(fù)荷曲線表示了最大負(fù)荷10用電設(shè)備組中每臺(tái)用電設(shè)備的額定功率。下圖為的曲線，橫坐標(biāo)為neq，根據(jù)不同類型用電設(shè)備的Kx可以查出Kf。用電設(shè)備組中每臺(tái)用電設(shè)備的額定功率。下圖為11例：兩組用電設(shè)備均為一般工作制小批量生產(chǎn)金屬切削機(jī)床，總額定功率為180Kw，第一組單臺(tái)額定功率相等，每臺(tái)為4.5kw。第二組為試求。解：對(duì)于小批量金屬切削機(jī)床,取于是對(duì)于第一組

根據(jù)Kx查曲線圖2-5得對(duì)于第二組：

取

例：兩組用電設(shè)備均為一般工作制小批量生產(chǎn)金屬切削機(jī)床，總額12估算法計(jì)算法一、計(jì)算負(fù)荷的估算法應(yīng)用范圍：在制定建廠規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，尚無(wú)具體設(shè)備參數(shù)和工藝加工流程時(shí)，采用估算法。§2.3求計(jì)算負(fù)荷的方法

1.單位產(chǎn)品耗電量法：已知企業(yè)的生產(chǎn)量n及每一單位產(chǎn)品電能消耗量w（表2-5），可先求企業(yè)年電能需要量

求計(jì)算負(fù)荷的方法

13于是可求得最大有功功率為：

――最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)（表2-6）。該小時(shí)數(shù)是根據(jù)現(xiàn)有同類企業(yè)年消耗電能除以年最大負(fù)荷所得到的假想時(shí)間統(tǒng)計(jì)得出的。2.車間生產(chǎn)面積負(fù)荷密度法：已知車間生產(chǎn)面積負(fù)荷密度指標(biāo)（單位）時(shí)，車間的平均負(fù)荷按下式求得：已知車間生產(chǎn)面積負(fù)荷密度指標(biāo)（單位14二、計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法：1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)荷即為計(jì)算負(fù)荷――電動(dòng)機(jī)額定功率。――電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。注：（１）對(duì)單個(gè)單相設(shè)備（如白熾燈、電熱設(shè)備、電爐變壓器等）和對(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。二、計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法：注：15（２）對(duì)吊車、電焊機(jī)，則應(yīng)相應(yīng)換算為25%、100%時(shí)的設(shè)備容量：（吊車）2.多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算：

需要系數(shù)法

形狀系數(shù)法常用方法：附加系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法利用系數(shù)法電焊機(jī)即（２）對(duì)吊車、電焊機(jī)16A.需要系數(shù)法：在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)多，容量差別不大時(shí)，采用此方法。步驟如下：a.將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量。b.查出各組用電設(shè)備相應(yīng)的需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。則有，

于是c.求車間或全廠計(jì)算負(fù)荷時(shí)，需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)A.需要系數(shù)法：17

低壓母線Ｂ：

a處：

b處：

c處：

d處：BaaabbcdBaaabbcd18B.形狀系數(shù)法：如果生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，可采用此方法.步驟： a.將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總額定容量。b.查出各組用電設(shè)備的利用系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。則：

c.求負(fù)荷的有效值

B.形狀系數(shù)法：如果生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，可采用此方法.19c.附加系數(shù)法考慮了設(shè)備不同容量不同臺(tái)數(shù)，以及投入工作隨機(jī)性因素，對(duì)計(jì)算負(fù)荷結(jié)果產(chǎn)生影響。步驟：a）同形狀系數(shù)法（1）、（2）；

b）求出上述用電設(shè)備組的加權(quán)利用系數(shù)

c）求出上述用電設(shè)備組的等效臺(tái)數(shù)d）查曲線e）利用，求出計(jì)算負(fù)荷的有功功率和無(wú)功功率。c.附加系數(shù)法c）求出上述用電設(shè)備組的等效臺(tái)數(shù)e）利用20例：按Kf法求車間總計(jì)算負(fù)荷并選擇變壓器容量。例：按Kf法求車間總計(jì)算負(fù)荷并選擇變壓器容量。21工廠供電課件222§２-５單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定

一、歸算原則：?jiǎn)蜗嘤秒娫O(shè)備容量，其額定容量歸算至各相時(shí)，其不平衡度如不超過(guò)２０％時(shí)（ΣPNd>ΣPNs)，則可以將其總?cè)萘康刃槿鄬?duì)稱條件進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。如果超過(guò)２０％，則應(yīng)將負(fù)荷最大相的歸算容量乘以３作為總?cè)萘窟M(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。二、給出三臺(tái)以下的單相用電設(shè)備歸算方法：A.當(dāng)用電設(shè)備接于相電壓時(shí)――歸算后的用電設(shè)備額定容量――用電設(shè)備的銘牌容量――接于相電壓上的負(fù)荷最大相的單極用電設(shè)備額定容量§２-５單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定一、歸算原則：二、給出三23

B.當(dāng)用電設(shè)備接于線電壓時(shí)：?jiǎn)闻_(tái)：2—3臺(tái)：C.接于相電壓或線電壓間的單相用電設(shè)備，當(dāng)臺(tái)數(shù)雖超過(guò)三臺(tái)，但相同，則計(jì)算負(fù)荷為：

24例：電焊變壓器３臺(tái)，電壓３８０v，求計(jì)算負(fù)荷。解：1）將電焊機(jī)的FC值歸算至１００％，則2）計(jì)算各相平均擔(dān)負(fù)的負(fù)荷S3S1S2abc例：電焊變壓器３臺(tái)，電壓３８０v，2）計(jì)算各相平均擔(dān)負(fù)的負(fù)荷25負(fù)荷最大相為a相，故計(jì)算負(fù)荷為：負(fù)荷最大相為a相，26§２－６供電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗

一、供電系統(tǒng)的功率損耗：1）特點(diǎn)：工廠供電系統(tǒng)的線路不長(zhǎng)，且多采用電纜供電，阻抗較小，固而線路上的功率損耗可忽略不計(jì)算，只計(jì)算變壓器的功率損耗。2）變壓器功率損耗：有功功率損耗：

無(wú)功功率損耗：§２－６供電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗一、供電系統(tǒng)的功率損耗27式中：――變壓器的有功、無(wú)功功率損失kw,kvar；――變壓器的空載有功、無(wú)功功率損失kw,kvar；――變壓器在額定負(fù)載下的銅損kw；――變壓器在額定負(fù)載下無(wú)功功率損失的增量kvar；――計(jì)算負(fù)荷的視在容量kVA；――變壓器的額定容量kVA；由于查表式中：由于查表28又

——變壓器空載電流占額定電流百分?jǐn)?shù);——變壓器短路電壓占額定電壓百分?jǐn)?shù)。3）變壓器功率損失的估算查表查表29二、供電系統(tǒng)能量損耗的估算（一）利用最大負(fù)荷損耗時(shí)間近似地決定電能損耗。1）線路全年實(shí)際電能損耗：

式中：――計(jì)算電流（A）――導(dǎo)線電阻（Ω）――最大負(fù)荷損耗時(shí)數(shù)（h）2）與年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)的關(guān)系：見P.２４圖２－７3）變壓器的年電能損耗：式中：――變壓器年投入工作時(shí)數(shù)。二、供電系統(tǒng)能量損耗的估算30（二）在設(shè)計(jì)時(shí)采用利用系數(shù)，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)負(fù)荷曲線求出最大負(fù)荷工作班的年電能損耗估算：對(duì)變壓器：

式中：對(duì)工廠進(jìn)戶線?。ǎ薄?５）Kz——負(fù)荷曲線的形狀系數(shù)：配電線路?。?１一班制――年工作時(shí)數(shù)二班制三班制

（二）在設(shè)計(jì)時(shí)采用利用系數(shù)，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)負(fù)荷曲線求出最大負(fù)荷31§２－７全廠功率因數(shù)的確定

一、全廠功率因數(shù)的確定：

――某組用電設(shè)備在最大負(fù)荷班內(nèi)的有功電能消耗量；――某組用電設(shè)備在最大負(fù)荷班內(nèi)的無(wú)功電能消耗量。多組用電設(shè)備或全廠自然功率因數(shù)正切的均權(quán)平均值：§２－７全廠功率因數(shù)的確定一、全廠功率因數(shù)的確定：32二、補(bǔ)償容量：――求得的全廠最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷。二、補(bǔ)償容量：33§2.8按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

一、建設(shè)電網(wǎng)的投資費(fèi)：包含：1）線路的設(shè)計(jì)堪測(cè)，桿塔、絕緣子、開關(guān)設(shè)備等與導(dǎo)線截面無(wú)關(guān)的費(fèi)用(Z0)。2）與導(dǎo)線截面有關(guān)的費(fèi)用，截面越大，則投資費(fèi)用越大。投資費(fèi)用：――單位長(zhǎng)度的第一項(xiàng)費(fèi)用，元/km;b――線路造價(jià)與導(dǎo)線截面的關(guān)系系數(shù);A――導(dǎo)線截面mm2;――線路長(zhǎng)度，km。§2.8按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面一、建設(shè)電網(wǎng)的投34二、電網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)用F：包含項(xiàng)目：1）為了更新設(shè)備，每年需提取的設(shè)備折舊費(fèi)，元/年2）網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)修理費(fèi)，元/年3）管理費(fèi)，元/年設(shè)a――為反映以上三項(xiàng)費(fèi)用的系數(shù)，查手冊(cè)4）電網(wǎng)中由于電能損耗每年應(yīng)付出的電能損耗費(fèi)設(shè)計(jì)階段：二、電網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)用F：35――測(cè)得的導(dǎo)線平均電流；A――形狀系數(shù)；――導(dǎo)線電阻；――全年工作時(shí)數(shù)；h――電價(jià)，元/(kmh)――設(shè)計(jì)時(shí)求得的最大電流，即A――最大負(fù)荷損耗時(shí)數(shù)，h三、經(jīng)濟(jì)電流密度：根據(jù)年運(yùn)行費(fèi)用最小的原則求最小值――測(cè)得的導(dǎo)線平均電流；A36

(常數(shù))查表2-9

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積工廠供電課件237負(fù)荷計(jì)算例題

例１：某分支線供給一臺(tái)由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)機(jī)用電，該電動(dòng)機(jī)的額定功率，額定電壓，功率因數(shù)，效率試求其計(jì)算電流。解：工作制為連續(xù)運(yùn)行工作制，負(fù)荷計(jì)算例題例１：某分支線供給一臺(tái)由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的通38例２：有一臺(tái)吊車用三相異步電動(dòng)機(jī)，額定負(fù)載持續(xù)率FD%=40%時(shí)的銘牌功率為１１kw，額定電壓為380V，試求其計(jì)算電流。解：工作制為短續(xù)周期工作制，起重類FC=40%。取例２：有一臺(tái)吊車用三相異步電動(dòng)機(jī)，額定負(fù)載持續(xù)率FD%=4039例３：某玻璃纖維廠紡織車間的動(dòng)力配電箱引出一條干線，配電給48臺(tái)織布機(jī)用電，每臺(tái)織布機(jī)裝有一臺(tái)額定電壓為380V，額定功率為0.75kw的三相異步電動(dòng)機(jī)，試求該干線上的計(jì)算電流。解：查手冊(cè)得工作制：連續(xù)運(yùn)行工作制例３：某玻璃纖維廠紡織車間的動(dòng)力配電箱引出一條干線，配電給40例４：某機(jī)械修理車間220/380V低壓進(jìn)線配電給下列用電設(shè)備用電：1）小批生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床３６臺(tái)，共178kw，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有１５kw１臺(tái)，１１kw３臺(tái)，７.５kw２臺(tái)。2）衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)１２臺(tái)，每臺(tái)為0.75kw3）5t行車２臺(tái)，每臺(tái)行車裝有１１kw電動(dòng)機(jī)１臺(tái)，５kw電動(dòng)機(jī)２臺(tái)和２.２kw電動(dòng)機(jī)１臺(tái)，F(xiàn)C%=25%4）實(shí)驗(yàn)室用單相電烘箱３臺(tái)，每臺(tái)容量為１０kw5）白熾燈照明設(shè)備14.76kw試確定該車間低壓進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷。解：１）用電設(shè)備分組，確定各用電設(shè)備有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷。a.小批生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床組，查表取例４：某機(jī)械修理車間220/380V低壓進(jìn)線配電給下列用電設(shè)41b.衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)，查表取c.起重機(jī)組，工作制為斷續(xù)周期工作制,FC=25%,故不用換算。查表取工廠供電課件242d.電烘箱組，照明組，屬單相用電設(shè)備電烘箱取最大相負(fù)