电力负荷的计算方法

%3.电焊机的设备功率是将额定容量换算到负载持续率　为100　时的有功功率：PisQis+第1页Qis=Kq　(KxPetgφ)kvarPis=Kp(KxPe)kW2.配电干线或车间变电所的计算负荷：无功功率：有功功率：视在功率：22Ｓis=kVAAＳisＵr３Ｉis=计算电流：Pis+QisAＳisＵr计算电流：Ｉis=３5.成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率kVA22视在功率：Ｓis=无功功率：Qis=Pis　tgφkvarPis=KxPekW有功功率：1.用电设备组的计算负荷及计算电流：二.需要系数法确定计算负荷%%镇流器的功率损耗（荧光灯加20，荧光高压汞灯和高压钠灯及镝灯加8）.7.白炽灯的设备功率为灯泡额定功率，气体放电灯的设备功率为灯管额定功率加上之和.式中：电炉变压器的额定容量，kVA.---Ｓr=ＰeＳrcosφkW4.电炉变压器的设备功率是指额定功率因数时的有功功率：4.整流器的设备功率是指额定直流功率.cosφ---功率因数.电焊机的额定容量，kVA.---Ｓr式中：cosφrrＳeＰ=kW一.设备功率的确定kWr2Ｐr=25rＰreＰ=%当采用需要系数法计算负荷时,应统一换算到负载持续率　为２５　下的有功功率：统一负载持续率下的有功功率.2.短时或周期工作制电动机(如起重机用电动机等)的设备功率是制将额定功率换算为1.连续工作制电动机的设备功率等于额定功率.率或额定容量,应换算为统一负载持续率下的有功功率,即设备功率Pe.用电设备的额定功率Pr或额定容量Sr是指名牌的数据.对于不同负载持续率下的额定功电力负荷计算一般采用需要系数法,照明采用单位面积功率法.第一章电力负荷计算数Kp和Kq.对配电所的Kp和Kq分别取0.85~01和0.95~1,对总降压变电所的Kp和Kq分别第2页取0.8~0.9和0.93~0.97.当简化计算时,同时系数Kp和Kq都取Kp.3.配电所或总降压变电所的负荷计算,为各车间变电所计算负荷之和再乘以同时系Uj---用电设备额定电压,kV.Kp,Kq---有功功率,无功功率通时系数,分别取0.8~0.9和0.93~0.97;有功功率:Pe---用电设备组的设备功率,kW;以上式中:Kx---需要系数,见表.tgφ---用电设备功率因数角的正切值,见表.三.单相负荷计算单相负荷应均衡的分配到三相上,使各相的计算负荷尽量相等.1.计算原则(1).单相负荷与三相负荷同时存在时,应将单相负荷换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加.(2).在进行单相负荷换算时,一般采用计算功率.对需要系数法,计算功率即为需要功率;当单相负荷均为同类用电设备时,则可直接采用设备功率计算.所谓单相负荷,在各个具体情况下分别代表需要功率或设备功率.另外,单相用电设备接于线电压或相电压时的负荷,相应的称为线间负荷和相负荷.2.单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法对于既有线间负荷又有相负荷的情况,计算步骤如下:(1).先将线间负荷换算为相负荷,各相负荷分别为:a相:Pa=Pabp(ab)a+Pcap(ca)aQa=Pabq(ab)a+Pcaq(ca)aQb=Pabq(ab)b+Pbcq(bc)bb相:Pb=Pabp(ab)b+Pbcp(bc)bQc=Pbcq(bc)c+Pcaq(ca)cc相:Pc=Pbcp(bc)c+Pcap(ca)c上式中:Pab,Pbc,Pca---接于ab,bc.ca的线间负荷,kW.Pa,Pb,Pc---换算为a,b.c相的有功负荷,kW.Qa,Qb,Qc---换算为a,b.c相的无功负荷,kvar.p(ab)a,q(bc)a.....---接于ab,bc....的线间负荷换算为a,b,.....相负荷的有功及无功换算系数,见下表.负荷功率因数0.35p(ab)a,p(bc)b,p(ca)cp(ab)b,p(bc)c,p(ca)aq(ab)a,q(bc)b,q(ca)cq(ab)b,q(bc)c,q(ca)a换算系数0.400.500.600.650.700.800.901.001.171.270.500.640.720.800.840.891.000-0.17-0.270.110.160.200.280.360.500.580.861.05-0.050.090.220.300.38-0.290.290.530.670.800.880.961.161.441.68线间负荷换算为相负荷的有功无功换算系数3.单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法tgφ=Pd=3Pb=3x76=228kW根据计算结果表明,最大的负荷相为b相,其等效三相负荷为:第3页(1).只有线间负荷时,将各线间负荷相加,选取较大两相数据进行计算.以Pab≥Pbc≥Pca(2).各相负荷分别相加,选出最大相负荷,取其3倍作为等效三相负荷.为例进行计算:3Pd=Pab+(3-)Pbc=1.73Pab+1.27Pbc3当Pab=Pbc时:Pd=3Pab当只有Pab时:Pd=Pab3接于ab，bc,ca线间负荷,kW.PabPbcPca---r式中：等效三相负荷,kW.Pd---(2).只有相负荷时,等效三相负荷取最大相负荷的3倍.(3).当多台单相用电设备的设备功率小于计算范围内三相负荷设备功率的15时,按三相平衡负荷计算.不需换算.%有单相用电设备的三相网络负荷的计算4046+51组名称及例题.某线路上装有单相220V电热干燥箱40kW2台,20kW2台.电加热器20kW1台;单相380V自动弧焊机(=100)46kW3台,51kW2台,32kW1台,进行负荷计算.%解题:除首先应将单相负荷逐相分配,使其尽量三相平衡.计算列表入下:用电设备额定电压设备功率(kW)用电设备台数接于线电压单相的的用电设备的设备功率(kW)=97换算系数相序pq接于相电压的用电设备的设备功率(kW)bca系要需数Kxcosφ(tgφ)各相平均负荷有功功率无功功率Qp(kvar)Pp(kvar)bacabc单相220V电热干燥箱及电加热器单相380V自动焊接机abbcca21220801381023232146+32=7846+51=97ba204040400.60.95(0.33)0.50.5(1.73)总计412119778970.890.110.380.960.890.960.960.11cb0.890.960.960.11ca122424244888435184735415374354718404060727671737463Q(b)P(b)==76740.97cosφ(b)=0.72b相的自然平均功率因数为:b相的平均等效无功负荷为:Qd=Pb228x0.97=221kvartgφ=如果在计算的范围内,单相和三相负荷同时存在时,以上计算的等效三相有功和无功负荷就可以与计算的三相负荷相加.第4页上式中:企业年电能消耗量用年平均负荷和年实际工作小时数计算.当已知企业的计算有功Pj=3IjsRx10kWR',X,---线路单位长度的交流电阻及电抗,Ω/km.R---每相线路电阻,Ω.R=R'L;四.功率损耗计算2-3有功损耗:无功损耗:Qj=3IjsXx10kvar-32X---每相线路电抗,Ω.R=X'L;Ijs---计算电流,A;式中:1.三相线路中有功及无功损耗2.电力变压器的有功及无功损耗电力变压器的有功及无功损耗在工程计算中,为了简化计算,当负荷率不大于85,一般按下式计算:%无功损耗:QT=0.05Sjskvar有功损耗:PT=0.01SjsRkWR---每相线路电阻,Ω.R=R'L;Ijs---计算电流,A;X---每相线路电抗,Ω.R=X'L;式中:五.电能损耗计算功率Pis及计算无功功率Qjs后,企业的年有功及无功电能消耗量可按下式计算:Qn=βnQjsTnkvarhWn=αnPjsTnkWhαn,βn---年平均有功,无功负荷系数,αn值一般取0.7~0.75,βn值取Tn---年实际工作小时数,一班可取2300h,二班制可取4600h,三0.76~0.82;班制可取6900h.六.供电系统中电能损耗计算1.供电线路的年有功损耗:WL=PLτkWhPL---三相线路中有功功率损耗,kW;上式中:τ---最大负荷年损耗小时数,可按最大负荷的年利用小时数Tmax及功率因数cosφ的关系曲线查得.2.变压器的年有功损耗:WT=P0t+P()τkWhSjsSrP---变压器负载(短路)运行小时数,kW.P0---变压器空载有功率损耗,kW;上式中:第5页企业的无功功率补偿分为高压并联补偿和低压并联补偿两类,一般在较大负荷企业六.无功功率补偿式中:Pjs---计算总有功功率,kW;t---变压器全年投入运行小时数,可取缔760h;Sjs---变压器计算负荷,kVA;Sr---变压器额定容量,kVA.的高压用户中,采用高低压混合补偿方式较为普遍.在现行工业企业的工程设计中,一般低压功率因数要求在0.9以上,高压要求在0.95以上.cosφ企业的计算视在容量Sjs=PjsPjs0.9kVA=-PisSis22-Pis22Pjs0.9()Qjs1==Qjs2=Qjs-Qjs1Qjs---计算总无功功率,kW;Sjs---计算总视在功率,kW;Qjs1---功率因数达到0.9是无功率,kvar;Qjs1---功率因数达到0.9时所需的无功容量,kvar;率因数达不到要求时,就必须采用人工无功功率补偿措施,用以提高企业的功率因数,满足要求.企业经过人工无功功率补偿措施后,变压器负荷率宜选择在75％~85％,不低于60％.无功功率补偿容量的计算:cosφ=0.9时的计算无功功率cosφ=0.9时所需的无功补偿容量kvarkvar需要系数法负荷计算示例设备组名称设备功率(kW)需要系数Kxcosφtgφ有功功率(kW)计算负荷无功功率(kvar)视在功率(kVA)选择变压器nxkVA台数x容量机床风机压力机起重机高频加热设备3000.60.7/1.021801841468000.150.5/1.7322380.250.6/1.332002662501502000.8/0.750.800.200.5/1.732404151200例题的单相负荷4120.5530.27/0.97228221合计1274107030089101210乘以0.85和0.95系数低压电力电容器补偿-810400910低压电力电容器补偿后(2x405)9941x1250变压器损耗1050Pb=0.01SjsQb=0.05Sjs92045010kV高压侧10240.30.310.92/0.430.9/0.48