工厂供电第二章.

Page1工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三江南大学通信与控制工程学院电气工程系PlantPowerSupply工厂供电工厂供电Page2工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三第二章工厂的电力负荷及其计算Page3工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三本章的重点：三相用电设备组负荷的计算。两种计算方法：（1）需要系数法；（2）二项式系数法。供电系统的功率损耗和电能损耗。全厂负荷的计算。123Page4工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三第二章工厂的电力负荷及其计算第一节工厂的电力负荷与负荷曲线第二节三相用电设备组计算负荷的确定第三节单相用电设备组计算负荷的确定一.工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求二.工厂用电设备的工作制三.负荷曲线及有关物理量一.概述二.按需要系数法确定计算负荷三.按二项式法确定计算负荷一.概述二.单相设备组等效三相负荷的计算一.工厂计算负荷的确定第四节工厂的计算负荷及年耗电量的计算二.工厂年耗电量的计算Page5工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三第五节尖峰电流及其计算复习思考题习题一.概述二.用电设备尖峰电流的计算Page6工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三第一节电力负荷和负荷曲线一、负荷的分级和对供电的要求（一）工厂电力负荷的分级电力负荷的两种含义用电设备或用电单位耗用的电功率或电流大小Page7工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三依据：1供电的可靠性；2中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响。1、一级负荷：中断供电造成政治、经济重大损失。如：重要的国家机关；国家电视台，机场等。2、二级负荷：中断供电会造成政治、经济比较大的损失。如：医院（手术室）、学校，体育场等。3、三级负荷：为一般的电力负荷。但是，也有可靠性的要求，不是可以随意停止供电的。Page8工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三（二）各级负荷对供电电源的要求1，一级负荷：要求两个独立电源供电。对其中特别重要的负荷，配置专用应急电源，而且严禁其它负载接入应急电源。2，二级负荷：要求由两回路供电；供电变压器也应两台。负荷较小或两路供电有困难时，可有一路6KV以上的专用架空线供电；若供电线路从配电所引出采用电缆，必须用两根电缆，每根能承受全部二级负荷，且同时运行，互为“热备用”。3，三级负荷：无特殊要求。Page9工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三二、用电设备的工作制1、长期连续工作制：设备长期运行，负荷比较稳定。2、短时工作制：设备工作时间很短，停歇时间相当长。如：机床的辅助电动机。3、断续周期工作制：周期性工作，时停、时运行，工作周期一般少于10min（如电焊机，吊车电动机等）。可用负荷持续率表示其工作状态。注意：断续周期工作的设备，在计算负荷时，必须按实际负荷率换算其设备容量。%100%1000tttTtPage10工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三按实际负荷率换算其设备容量。NNCPPPage11工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三三、工厂负荷曲线（一）绘制及类型图2-11、绘制：纵坐标---有功功率无功功率横坐标---时间2、类型：工厂、车间、设备的。有功功率、无功功率。年、月、日、工作班。（二）有关的物理量1、年最大负荷和最大负荷利用小时。（图２－2）（１）年最大负荷Ｐｍａｘ定义：全年负荷最大的工作班内，消耗电能最大的半小时平均功率。Ｐｍａｘ＝Ｐ３０（２）年最大负荷利用小时。定义：是假想的时间。在该时间内，电力负荷按Ｐｍａｘ所消耗的电能等于全年实际消耗的电能。（图２－3）。Page12工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三工厂日有功负荷曲线Page13工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三图2-2年负荷持续时间曲线的绘制a)夏日负荷曲线b)冬日负荷曲线c)年负荷持续时间曲线Page14工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三上述年负荷曲线，根据其一年中具有代表性的夏日负荷曲线（图2-2a）和冬日负荷曲线（图2-2b）来绘制。其夏日和冬日在全年中所占的天数，应视当地的地理位置和气温情况而定。例如在我国北方，可近似地取夏日165天，冬日200天；而在我国南方，则可近似地取夏日200天，冬日165天。假设绘制南方某厂的年负荷曲线（图2-2c），其中P1在年负荷曲线上所占的时间T1=200(t1+t1′)，P2在年负荷曲线上所占的时间T2=200t2+165t2′)，其余类推。Page15工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三图2-3年每日最大负荷曲线Page16工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三一年实际消耗的电能：所以，maxmax87600)(TPdttPWamaxmaxPWTaTmax是反映电力负荷特性的一个重要参数；它与工厂的生产班制有关：一班制：Tmax=1800~2500小时；二班制：Tmax=3500~4500小时；三班制：Tmax=5000~7000小时。Page17工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三2、平均负荷与负荷系数Page42/图2---4/5（1）平均负荷Pav其中：Wt---时间t内消耗的电能。所以，年平均负荷：8760为一年的小时数。tWPtav8760tavWP（2）负荷系数：有称负荷率；对负荷曲线有称负荷曲线的充填系数，表示负荷变化的程度。定义：对于用电设备：其中：P---设备输出功率。PN---设备额定功率。maxPPKavLNLPPKPage18工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三图2-4年最大负荷和年最大负荷利用小时Page19工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三图2-5年平均负荷Page20工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三第二节三相用电设备组计算负荷的确定一、概述计算负荷是供电设计计算的基本依据。因为截面16mm2的导体的发热时间常数一般都10min，而导体通过电流达到稳定温升（这正是负荷计算的重要依据）一般要3~4（约30min）；此间消耗的电能与负荷曲线上半小时消耗的电能相当；所以，计算负荷用下标“30”表示。如P30（KW）、Q30（Kvar）、S30（KVA）、I30（A）等。负荷计算的方法：1、需要系数法；2、二项式系数法。Page21工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三图2-6用电设备组的计算负荷说明Page22工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三二、需要系数法（一）单组用电设备的计算公式：Pe----设备组所有设备（不包括备用设备）的额定容量PN之和。K---设备组的同时系数；KL---设备组的负荷系数；e---设备组的平均效率；wl---配电线路的平均效率。eWleLPKKP30其中：Kd为需要系数。Page434/附表1：查Kd。Kd表示用电设备组在最大负荷时，需要的有功功率与设备容量之比。所以：dWleLKKKedPPK30edPKP30Page23工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三注意：附表1中的Kd值是按车间内设备台数比较多的情况确定的。一般偏低。因此：（1）需要系数法适用于车间及车间以上的计算负荷。（2）计算干线或分支线的负荷时，附表的Kd偏小，适当取大。（COS也适当取大）。（3）只有1~2台设备时，认为：Kd=1；P30=Pe。（4）只有1台电动机时，P30=Pe/。---电动机效率。其余负荷的计算：无功负荷Q30=P30•tanKvar视在负荷S30=P30/COS=KVA计算电流I30=S30/A一台三相电动机：I30=IN=PN/•COS•A230230QPNU3NU3Page24工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三例2-1已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW3台，4kW8台，3kW17台，1.5kW10台。试求其计算负荷。解：此机床组电动机的总容量为查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得(取0.2)，，因此可求得：有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流cos330NNNUPII7.53483171.510120.5ePkWkWkWkWkW0.16~0.2dKcos0.5tan1.73,3048.273.230.38kVAIAkV300.2120.524.1PkWkW3024.11.7341.7varQkWk3024.148.20.5kWSkVA30dePKPPage25工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三（二）设备容量Pe的计算Pe与设备组的工作制有关1、长期连续工作制和短时工作制：iNniePP12、断续周期工作制：设备容量要按标准负荷持续率进行换算。公式如下：N---设备的实际负荷持续率。----设备的标准负荷持续率。一般：电焊机为100%；吊车为25%时换算最简便。NNePP例2---1：单组负荷的计算题中“机修车间”即“小批量生产”之意。Page26工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三（1）电焊机组：一般的标准负荷持续率=100%。NNNNeNNNNeCOSSPPCOSSPP100100（2）吊车电动机组：标准负荷持续率=25%。NNNNePPP225Page27工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三（三）多组用电设备负荷的计算考虑以下两个因数：1、各组用电设备不同时工作在最大负荷状态。2、所有设备未必同时启动，未必都运行。所以，多组问题负荷计算时应该考虑：有功同时系数KP，无功同时系数Kq。K的具体取值见：Page47NiqUSIQPSQKQ3PKP3030230230303030i30P30总的计算电流：总的视在功率：总的无功功率：总的有功功率：Page28工厂供电----第二章--工厂电力负荷及其计算--2020年1月1日星期三例2-2某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台，4kW3台，2.2kW7台)，通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。解：先求各组的计算负荷(1)金属切削机床组查附录表1，取故(2)通风机组查附录表1，取故0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.25010PkWkWvar3.1773.110)1(30kkWQ0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.832.4PkWkW30(2)2.40.751.8varQkWk(3)电阻炉查附录表1，取0.7,cos1,tan0dK30(3)0.721.4PkWkW30(3)0Q故因此总的计算负荷为（取）0.95,0.97pqKK300.95(102.41.4)13.1