第二章電力負(fù)荷計(jì)算 (輸配電技術(shù)課件13級)

輸配電技術(shù)第二章電力負(fù)荷計(jì)算第二章電力負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷基本概念1負(fù)荷計(jì)算方法2電能用戶總計(jì)算負(fù)荷的確定3提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償4第二章電力負(fù)荷計(jì)算本章內(nèi)容:

負(fù)荷曲線，負(fù)荷的設(shè)備容量，負(fù)荷的計(jì)算方法，功率因數(shù)和無功功率補(bǔ)償。教學(xué)要求:

掌握負(fù)荷設(shè)備容量的計(jì)算，用需要系數(shù)法確定負(fù)荷的計(jì)算方法，掌握功率因數(shù)的計(jì)算和無功功率補(bǔ)償計(jì)算。1。什么是計(jì)算負(fù)荷？計(jì)算負(fù)荷的物理意義是什么？負(fù)荷計(jì)算的方法有哪些？各適用什么場合？2。為什么要進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償？如何進(jìn)行功率補(bǔ)償？第二章電力負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容一：電力負(fù)荷基本概念第二章電力負(fù)荷計(jì)算

一、知識目標(biāo)1、了解負(fù)荷計(jì)算的意義2、深刻理解計(jì)算負(fù)荷的定義和物理意義3、熟悉用電設(shè)備的設(shè)備容量計(jì)算

二、能力目標(biāo)1、為下面進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算打下基礎(chǔ)2、會(huì)對實(shí)際中各種用電設(shè)備歸類并確定其設(shè)備容量內(nèi)容一：電力負(fù)荷基本概念

（一）負(fù)荷計(jì)算工作的意義與要求：新建一個(gè)企業(yè)或?qū)ΜF(xiàn)有的企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)建或改建時(shí)，都要進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)又首先需要確定企業(yè)的負(fù)荷，負(fù)荷計(jì)算得準(zhǔn)確，可使設(shè)計(jì)工作建立在可靠的基礎(chǔ)資料之上，得出的工程設(shè)計(jì)方案也會(huì)經(jīng)濟(jì)合理。所以正確合理地確定計(jì)算負(fù)荷具有很大的意義。123準(zhǔn)確可靠經(jīng)濟(jì)

在確定用戶負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇合適的負(fù)荷計(jì)算方法，使得出的計(jì)算負(fù)荷準(zhǔn)確。

準(zhǔn)確的計(jì)算負(fù)荷能使設(shè)計(jì)建立在可靠的基礎(chǔ)上。

使工程設(shè)計(jì)方案合理，在滿足用戶對電能需求的前提下投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地節(jié)約電能。第二章電力負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容一：電力負(fù)荷基本概念

“電力負(fù)荷”在不同的場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流的大小。

1.計(jì)算負(fù)荷的定義

計(jì)算負(fù)荷是指按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個(gè)“假想負(fù)荷”。計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)和實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)應(yīng)相等。通常把根據(jù)半小時(shí)平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的最大負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷。2.計(jì)算負(fù)荷的物理意義設(shè)有一根電阻為R的導(dǎo)體，在某一時(shí)間內(nèi)通過一變動(dòng)負(fù)荷，其最高溫升達(dá)τ值；如果這根導(dǎo)體在相同時(shí)間內(nèi)通過另一不變的負(fù)荷，其最高溫升也達(dá)到τ值，那么這個(gè)不變的負(fù)荷就叫做變動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷。第二章電力負(fù)荷計(jì)算

內(nèi)容二：負(fù)荷計(jì)算方法

一、知識目標(biāo)熟悉負(fù)荷計(jì)算方法和適用范圍二、能力目標(biāo)對各種實(shí)際負(fù)荷能選用合適的負(fù)荷計(jì)算方法第二章電力負(fù)荷計(jì)算

內(nèi)容二：負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算方法

需要系數(shù)法

需要系數(shù)是按用電設(shè)備組或車間以上的負(fù)荷情況來確定的，適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算。估算法估算法實(shí)為指標(biāo)法。用于在做設(shè)計(jì)任務(wù)書或初步設(shè)計(jì)階段，尤其當(dāng)需要進(jìn)行方案比較時(shí)，該方法方便。二項(xiàng)式系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法考慮了用電設(shè)備中幾臺(tái)功率較大的設(shè)備工作時(shí)對負(fù)荷影響的附加功率，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。第二章電力負(fù)荷計(jì)算

內(nèi)容三：電能用戶總計(jì)算負(fù)荷的確定一、知識目標(biāo)1、了解電能用戶各級負(fù)荷情況2、掌握電能用戶總計(jì)算負(fù)荷的確定二、能力目標(biāo)會(huì)運(yùn)用需要系數(shù)法對各類電能用戶確定總計(jì)算負(fù)荷第二章電力負(fù)荷計(jì)算

內(nèi)容三：電能用戶總計(jì)算負(fù)荷的確定第二章電力負(fù)荷計(jì)算用逐級推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷P30.5=KΣ5ΣP30.6iP304=P30.5+?PwL2P30.3=KΣ3ΣP304iP302=P303+?PT+?PwL1P301=KΣ1

P302i

內(nèi)容三：電能用戶總計(jì)算負(fù)荷的確定第二章電力負(fù)荷計(jì)算用逐級推算法計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷有功功率損耗：

無功功率損耗：

線路功率損耗:ΔPWL=3I302RWL×10-3

ΔQWL=3I302XWL×10-3

P30.5=KΣ5ΣP30.6iP30.4=P30.5+?PwL2P30.3=KΣ3ΣP304iP302=P303+?PT+?PwL1P301=KΣ1

P302i

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償一、知識目標(biāo)二、能力目標(biāo)1、理解提高功率因數(shù)的意義2、掌握無功補(bǔ)償?shù)姆椒ê瓦m用范圍具備高低壓無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)能力第二章電力負(fù)荷計(jì)算1．功率因數(shù)分類和計(jì)算

瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)自然功率因數(shù)總功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值

P——功率表測出的三相有功功率讀數(shù)；U——電壓表測出的線電壓讀數(shù)；I——電流表測出的線電流讀數(shù)。指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)指用電設(shè)備或工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值WP——有功電度表讀數(shù)；WQ——無功電度表讀數(shù)。

指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)

P30——工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30——工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算2．無功功率補(bǔ)償

高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其他用戶功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。2．2．4功率因數(shù)及無功補(bǔ)償

人工補(bǔ)償無功功率提高功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算并聯(lián)電容器的裝設(shè)地點(diǎn)選擇無功補(bǔ)償點(diǎn)的條件(1)高壓集中補(bǔ)償(2)低壓集中補(bǔ)償(3)分散補(bǔ)償(4)單獨(dú)就地補(bǔ)償

Cosj<0.60Cosj≤0.45Cosj≤0.90Cosj≤0.75Cosj’>0.80Cosj’=0.85~0.90Cosj’≤0.95Cosj’=0.85~0.90

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例1

例1如某一工廠的計(jì)算負(fù)荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補(bǔ)償），問需要裝設(shè)多大容量的并聯(lián)電容器？如果采用BWF-10.5-40-1型電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？(B：并聯(lián)；W：十二烷基苯；F：紙、薄膜復(fù)合)

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例1解：tanjav1=tan(arccos0.67)=1.1080tanjav2=tan(arccos0.9)=0.4843

Qcc=Pav（tanjav1－tanjav2）=0.75×2400×(1.1080-0.4843)＝1122.66kvarn=Qcc

/QcN=1122.66/40=28個(gè)舉例1

考慮三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè)30個(gè)，每相10個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際值為

30×40=1200kvar此時(shí)的實(shí)際平均功率因數(shù)為滿足要求。

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2

例2有一工廠修建10/0.4kV的車間變電所，已知車間變電所低壓側(cè)的視在功率S30.1為800kVA，無功計(jì)算負(fù)荷Q30.1為540kvar，現(xiàn)要求車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9，如果在低壓側(cè)裝設(shè)自動(dòng)補(bǔ)償電容器，問補(bǔ)償容量需多少？補(bǔ)償后車間總的視在計(jì)算負(fù)荷（高壓側(cè)）降低了多少？

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2解（1）補(bǔ)償前低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2低壓側(cè)的功率因數(shù)

cosj1=590.25/800=0.74

變壓器的功率損耗（設(shè)選低損耗變壓器）

△PT=0.015S30.1=0.015×800=12kW△QT=0.06S30.1=0.06×800=48kvar

變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為

P30.2=P30.1+△PT=590.25+12=602.25kW

Q30.2=Q30.1+△QT=540+48=588kvar

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為：cosj=602.25/841.7=0.716(2)確定補(bǔ)償容量現(xiàn)要求在高壓側(cè)不低于0.9，而補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，所以我們考慮到變壓器損耗，可設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92，來計(jì)算需補(bǔ)償?shù)娜萘浚?/p>

Qc=P30.1(tgj1–tgj2)=590.25×(tgarccos0.74－tgarccos0.92)=285.03kvar查附表A-2-2選BW0.4–14–3型電容器，需要的個(gè)數(shù)為：n=285.03/14=21個(gè)實(shí)際補(bǔ)償容量為：

Qc=21×14=294kvar

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2(3)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷此時(shí)變壓器的功率損耗

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷

△S=841.7–663.84=177.86kVA

變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)符合要求。如果結(jié)果小于0.9，則需重新計(jì)算，同時(shí)把一開始的設(shè)定值0.92取大一點(diǎn)，到cosj’的值滿足要求為止。

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算舉例2

通過上述計(jì)算可得：需補(bǔ)償?shù)娜萘繛?94kvar，補(bǔ)償后車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.904，高壓側(cè)的總視在功率減少了177.86kVA（841.7kvar-663.84kvar）。補(bǔ)償前車間變電所變壓器容量應(yīng)選1000kVA，補(bǔ)償后選800kVA即滿足要求。

內(nèi)容四：提高功率因數(shù)和無功補(bǔ)償?shù)诙码娏ω?fù)荷計(jì)算課后復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí)思考題：課后歸納總結(jié)本次課程的知識。預(yù)習(xí)第三章供電系統(tǒng)常用的電氣設(shè)備和主結(jié)線的內(nèi)容1。供電系統(tǒng)常用的電氣設(shè)備有哪些？并列表說明各電氣設(shè)備的作用、文字符號和圖形符號。2。什么是主結(jié)線？如何分類的？各種主結(jié)線的適用范圍？課后作業(yè)1.試確定下圖所示供電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)G和變壓器1T、2T和3T的額定電壓。課后作業(yè)2.某車間380V線路供電給下列設(shè)備：長期工作的設(shè)備有7.5kW的電動(dòng)機(jī)2臺(tái)，4kW的電動(dòng)機(jī)有3臺(tái)，3kW的電動(dòng)機(jī)有10臺(tái)；反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備有42kVA的電焊機(jī)1臺(tái)（額定占載率為60%，cosjN=0.62，hN=0.85），10t吊車1臺(tái)（在占載率為40%的條件下，其額定功率為39.6kW，

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