负荷计算-例题讲解..

3章例题讲解【案例一7】某车间有下列用电负荷：1）机床：80kW2台；60kW4台；30kW15台。2）通风机：80kW4台，其中备用1台；60kW4台，其中备用1台；30kW12台，其中备用2台。3）电焊机：三相380V，75kW4台，50kW4台30kW10台，负载持续率100%。4）起重机：160kW2台，100kW2台，80kW1台，其负载持续率25%。5）照明：采用高压钠灯，功率~220V，400W，数量90个，镇流器的功率消耗为灯管功率的8%。负荷计算系数表设备名称需要系数Kxcbncosφtgφ机床0.150.40.1450.51.73通风机0.80.250.6550.80.75电焊机0.500.3500.61.33起重机0.150.20.0630.51.73照明（高压钠灯含镇流器）0.90.451.98有功和无功功率同时系数K∑p、K∑q均为0.9上述负荷中通风机为二类级负荷，其余为三类级负荷。请回答下列问题：1.采用需要系数法确定本车间的照明计算负荷，并确定把照明负荷功率因数提高到0.9，计算需要无功功率的补偿容量是多少？（A）58.16kvar（B）52.35kvar（C）48.47kvar（D）16.94kvar答案【B】解答过程：依据《配电手册》P2、P3、P21。气体放电灯的设备功率应计入镇流器损耗，即Pe=0.4×90×1.08=38.88kW；照明负荷计算功率Pc=KxPe=0.9×38.88=34.99kW。功率因数提高到0.9所需的补偿容量QC=Pc（tgφ1-tgφ2）=34.99（1.98-0.484）=52.35kvar。2.采用二项式法计算本车间通风机组的视在功率应为（）。(A)697.5kVA(B)716.2kVA(C)720kVA(D)853.6kVA答案【A】解答过程：依据《钢铁手册》。通风机设备功率不应包括备用设备，即Pe=80×3+60×3+30×10=720kW；最大5台设备功率之和P5=80×3+60×2=360kW。二项式法计算功率Pc=cP5+bPc=0.25×360+0.65×720=558kW；Qc=Pctgφ=558×0.75=418.5kvar；Sc=22225.418558ccQP697.5kVA。3.采用需要系数法计算本车间动力负荷的计算视在功率应为（）。(A)1615.3kVA(B)1682.6kVA(C)1792.0kVA(D)1794.7kVA答案【A】解答过程：依据《配电手册》P3，列表计算如下：用电设备组名称设备功率Pe（kW）需要系数Kxcosφtgφ计算功率Pc（kW）Qc（kvar）Sc（kVA）机床8500.150.51.73127.5220.6通风机7200.80.80.75576432电焊机8000.50.61.33400532起重机6000.150.51.7390155.7小计1193.51340.3乘上同时系数K∑p=K∑q=0.9共计29701074.21206.31615.3注1、电焊机为三相、给出的是有功功率（kW），负载持续率为100%；因此设备功率不需换算。注2、起重机的负载持续率为25%；因此设备功率不需换算。注3、本小题为动力计算，不应计入照明负荷！引申思考：设备功率换算问题；照明负荷功率因数问题。4.假设本车间的计算负荷为1600kVA，其中通风机的计算负荷为900kVA，车间变压器的最小容量应选择下列哪项？（不考虑变压器过负载能力。）并请说明理由。(A)2×800kVA(B)2×1000kVA(C)1×1600kVA(D)2×1600kVA4.答案【B】解答过程：依据《配电手册》P41，有大量二级负荷时，宜装设两台变压器；一台断开时，其余变压器应满足二级负荷900kVA用电。故变压器最小容量应为2×1000kVA。(本题依据也可直接引用GB50053的3.3.1和3.3.2条。)5.本车间的低压配电系统采用哪一种接地型式时，照明宜设专用变压器供电？并请说明理由。(A)TN-C系统(B)TN-C-S系统(C)TT系统(D)IT系统答案【D】解答过程：依据同4题，在IT系统的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。(本题依据也可直接引用GB50053的3.3.4条。)【案例二6】某企业在采用需要系数法计算负荷时，有下列用电设备组：*水泵电动机5台，每台额定容量为100kW，其中4台工作，1台备用，需要系数为KX=08，cos=0．8；*生产用通风机，额定容量共计120kW，需要系数为KX=0．75，cos=0．8；*大批生产金属冷加工机床，额定容量共计1400kW，需要系数为KX=0．2，cos=0.5；*起重机负荷共计760kW，负载持续率为=25％，需要系数为KX=0.15，cos=0.5；*照明负荷为高强气体放电灯及荧光灯(不带无功功率补偿装置)，包括镇流器功率损耗在内的容量为84kW，需要系数为KX=0.95。1.在用需要系数法计算负荷时，水泵电动机的设备功率应按()进行计算。A、500kW：B、400kW；C、300kW：D、200kW。答案【B】解答过程：依据《工业与民用配电设计手册》，第2页之2。设备功率不包括备用设备。2、照明负荷的计算功率因数cos可采用的数值为()。A、1.0；B、0.9；C、0.5；D、0.4。答案【C】解答过程：依据同上，第6页表1-5。3、在用需要系数法进行负荷计算后（不考虑同时系数）的视在功率SJS为()。A、1510kVA；B、1435kVA；C、1405kVA；D、1250kVA。答案【B】解答过程：依据《工业与民用配电设计手册》，第3页式1-5、1-6、1-7，列表计算如下：4、计算后的自然功率因数为()。A、0.58：B、0.71；C、0.68；D、0.62。答案【D】解答过程：依据计算表，cosφ=P/S=883.8/1432.4=0.617。用电设备组名称设备功率Pe(kW)需要系数Kxcosφtanφ计算负荷Pjs(kW)Qjs（kvar)Sjs(kVA)水泵电动机4000.80.80.75320240生产用通风机1200.750.80.759067.5大批生产金属冷加工机床14000.20.51.73280484.4起重机7600.150.51.73114197.2照明负荷840.950.51.7379.8138.1补偿前合计883.81127.21432.4电容器-800补偿后合计883.3327.29425、在安装补偿电容器总功率为800kvar后的功率因数为()。A、0.88：B、0.92；C、0.90；D、0.94。答案【D】解答过程：依据计算表，cosφ=P/S=883.8/942=0.938。【案例三5】某公寓200户，每户设备容量6kVA，cosф＝0.9，需要系数取0.3；空调设备功率120kW，cosф＝0.8，需要系数0.75；电梯设备功率60kW，cosф＝0.65，需要系数取0.8；生活泵设备功率80kW，cosф＝0.8，需要系数0.75；消防泵设备功率90kW，cosф＝0.8，需要系数1；消防风机设备功率55kW，cosф＝0.8，需要系数1。有功功率、无功功率同时系数分别取0.9和0.95。计算负荷视在功率应为（）：A.562；B.578；C.725；D.603。自然功率因数应为（）：A.0.78；B.0.84；C.0.76；D.0.83。【分析】本题有两个干扰项：一是每户的设备容量6kVA应换算为有功功率（即乘0.9得5.4kW，200户共1080kW）。二是消防泵和消防风机不进入计算（即计算表中根本不列这两项）。【计算】见下表：需要系数法负荷计算表用电设备组设备功率Pe（kW）需要系数KxcosфtgфPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)住户用电10800.30.90.48324155.5空调1200.750.80.759067.5电梯600.80.651.174856生活泵800.750.80.756045合计1340522324乘以同时系数K∑P＝0.9，K∑Q＝0.950.836470308562【答案】]计算负荷视在功率应为【A】；自然功率因数应为【D】。注：计算负荷应四舍五入；功率因数宜就低不就高。【引申思考题】1）消防电梯是否列入计算表？2）应急照明是否列入计算表？3）应急设备专用的配电线路，如何进行负荷计算？4）应急设备和正常设备混用的配电线路，如何进行负荷计算？【思考题答案】1）应列入：消防电梯通常是工作的，例如兼作服务梯。2）分别对待：正常点燃者列入，应急点燃者不计。3）同正常线路：剔除备用设备，需要系数可取1。4）命题错误：应急线路应与正常线路完全分开。【案例四05】单相负荷计算UV相电焊机共47kVA，功率因数为0.6，负载持续率为60％；VW相电焊机共47kVA，功率因数为0.6，负载持续率为60％；电焊机的需要系数为0.5。W相照明共6kW，功率因数为0.9，需要系数为0.9。冷加工机床共420kW，功率因数为0.5，需要系数为0.14。通风机共80kW，功率因数为0.8，需要系数为0.8。不考虑同时系数，试求出计算负荷。【答案及解答过程】1、电焊机设备功率：8.216.0%6047cosrreSPkW。2、单相负荷是否换算的判断：单相负荷设备功率共21.8X2＋6＝49.6kW；三相负荷设备功率共420＋80＝500kW。单相负荷设备功率/三相负荷设备功率＝49.6/500≈0.1≤0.15。不必换算！3、需要系数法负荷计算表用电设备组名称设备容量(kW)需要系数Kxcostan计算负荷Pjs(kW)Qjs（kvar)Sjs(kVA)冷加工机床4200.140.51.7358.8101.7通风机800.80.80.7564.048.0电焊机43.60.50.61.3321.829.0照明60.90.90.485.42.6小计150（155.5）181.3（164.4193.5）235.3（226.3248.2）[注]括号中为网上原答案数据，其中单相负荷（电焊机和照明）是按下表换算的。12345678910设备功率（kW）pqWKxcosψtgψ有功计算负荷(kW)无功计算负荷(kvar)UVVWWUUVWUVW21.8U0.890.380.50.69.73.7通过计算，V相为最大相，取其3倍作为三相的等效负荷，其有功计算负荷为32.7kW，无功计算负荷为14.743.8kvar。【评论】1、上述换算是不必要的。2、无功计算负荷算错了！10列=1列×6列×4列，而不是9列×4列。（cos为0.6，Q应大于P。）3、从对比可知，换算后的计算负荷较大。[附原文“特别说明”]单相负荷的计算，求三相等效设备功率有不同，以下举例说明。P1＝14kWcos=0.8（tan=0.75）；P2＝20kWcos=0.65（tan=1.17）；P3＝22kWcos=0.9（tan=0.48）；P4＝10kWcos=1.0（tan=0）；P5＝16kWcos=0.65（tan=1.17）；P6＝6kWcos=0.8（tan=0.75）；[解法1]线间负荷设备功率P3P2P1,46.6320)33(223)33(3231PPPekW99.4717.120)33(48.0223)33(322331tgPtgPQekvar相间负荷设备功率P5为最大48163352PPekW16.5617.11633552tgPQekvar46.1114846.6321eeePPPkW15.10416.5699.4721eeeQQQkvar55.15215.10446.1112222eeeQPSkVA[解法2]4.1V0.110.961.21.210.521.8V0.890.389.73.74.1W0.110.961.21.210.560.90.90.485.42.69.71