3第三章电力负荷

第三章电力负荷§3.1电力负荷及负荷曲线一、负荷1、概念负荷是指发电厂、供电地区或电网在某一时刻或者某一段时刻所承担的某一范围内耗电设备所消耗的电功率的总和(工作负载)。2、负荷的分类按照电能的产、供、销生产过程分根据对供电可靠性的要求不同分根据国际上用电负荷的通用分类原则分根据国民经济各个时期的政策和季节的要求分类返回①发电负荷：指电网或发电厂的实际出力（KW、MW）。②供电负荷：发电负荷－厂用电负荷＋输入负荷－输出负荷（KW、MW）;或者：用电负荷＋线路损失负荷③用电负荷：指地区供电负荷减去线损功率后的负荷（KW或者MW）。④线路损失负荷:电能在从发电厂到用户的输配电过程中,不可避免的发生一定量的损失,即线路损失,与这种损失相对应的电功率称为线路损失负荷。⑤厂用电负荷:发电厂在发电过程中自身要有许多常用电设备在运行,对应于这些用电设备所消耗的电功率,称为厂用电负荷。按电能的产、供、销过程分根据对供电可靠性的要求不同分返回①一类负荷；②二类负荷；③三类负荷。返回根据国际上用电负荷的通用分类原则分①农,林,牧,渔,水利业－7%。②工业－80%。③地质普查和勘探业－0.07%。④建筑业.－0.76%。⑤交通运输,邮电通信业－1.7%。⑥商业,公共饮食业,物资供应和仓储业－1.2%。⑦其他事业单位－3.1%。⑧城乡居民生活用电－6.2%。返回根据国民经济各个时期的政策和季节的要求分类①优先保证供电的重点负荷；②一般性供电的非重点负荷；③可以暂时限电或停电的负荷；3、电力系统中用户对电能的基本要求的要求①随时需要就随时有；②电能质量能满足要求；③用电量由用户自身决定；④希望能廉价的使用电能。二.负荷曲线1、概念所谓负荷曲线就是指负荷要求在某一段时间内随时间变化的曲线。对于预测某一段时间内用户所需的电能，以及决定为满足峰值负荷要求必须有多大的装机容量，都必须研究负荷曲线。2、曲线用途T(小时)06121824万kwPmaxPavPmin电力系统日用电负荷曲线T(月)036912P万kw电力系统年用电负荷曲线3、负荷计算对于一条负荷曲线，曲线下的面积就是这段时间内所需用的能量，以一天为例就是指24小时内所耗总电量。240dtPEP是负荷以KW（MW）计，t是时间（小时）电力系统不但要考虑用户在一段时间需要多少电能，而且需要分析用户是怎样消耗这些电能。T时间负荷kW图2.1AB4、几种不同类型的负荷曲线负荷曲线注意的几点问题：①实际上的负荷曲线都不会如此平滑，一些其他负荷，如牵引，焊接，锻压，大型轧钢设备等，可能启动负荷很大，所以造成负荷曲线波动极大。②某一供电单元的实际供电负荷曲线，就是由各单独负荷曲线叠加而成的。③负荷除了正常要求之外，还有一些特殊的临时因素影响它。5、负荷率①概念：是指在规定时间(日,月,年)内的平均负荷与最大负荷之比的百分数.②目的：衡量在规定时间内负荷变动的情况；考核电气设备利用的程度；对日负荷曲线来说,可通过下式计算日负荷率:%100maxPPKavL式中:LK---日负荷率avP---日平均负荷,kwmaxP---日最大负荷,kw三、负荷基本特性描述以日负荷曲线为例①最大负荷发生点。②某电厂一天的发电量。③总的负荷曲线。④一天内的平均负荷量。⑤日负荷率。⑥一天内不同时刻的具体负荷值。基本信息四、不同行业负荷特性介绍1、工业用电负荷特性①年负荷变化；②季负荷变化；③月负荷变化；④日负荷变化。请对比下面3个负荷曲线图2、农、林、牧、渔、水业用电负荷特性（1）受季节影响较大：春季和夏季排灌用电和水利业用电较多，在秋季以上两种用电会有所减少，但是农业用电（主要是场上作业）和农副产品加工用电增加，冬季这些用电会相对减少。（2）受气候影响较大：在风调雨顺的年份，排灌用电和水利业用电减少。3.城乡居民生活用电负荷特征(1)在一日内变化大。(2)季节变化对居民用电负荷的影响大。通常为了按发热条件选择供电系统元件而需要计算的负荷功率或者负荷电流。一、计算负荷概念1、用电设备分类第一类：长时工作制用电设备（使用时间较长或者连续工作的用电设备）第二类：短时工作制用电设备（使用时间较短而停歇时间相当长的用电设备）第三类：反复短时工作制用电设备§3.2计算负荷minmin%100：每周期的停歇时间：每周期的工作时间＝工作周期工作时间＝tggtgttttt暂载率2、设备容量的确定（1）一般用电设备容量（2）反复短时工作制用电设备容量kwPPPNNNNN％时的额定设备容量－暂载率为％－暂载率为算前）给定的设备暂载率（换＝252525252525例：有一台10t桥式吊车，额定功率试求该设备的设备容量kwPN40＝％＝40kwPPNNN504025402525＝二、计算负荷的方法：需要系数法、二项式系数ccQPtg22cccSPQcosccPS3ccNISU3cosccNIPU1、需要系数法（1）单个用电设备的计算负荷（2）成组用电设备的计算负荷.cNPPsimLcNNxKKPP同时系数=某组工作着的用电设备容量/该组全部用电设备总容量负荷系数：表示在最大负荷时,某组工作着的用电设备实际所需的功率与其设备总容量之比值.crNPKP[例]已知小批量生产的冷加工机床组拥有电压为380v的三项交流电动机,功率7kw的3台,功率4.5kw的8台,功率2.8kw的有17台,功率1.7kw的有10台.试求该机床组计算负荷.注意事项：（1）合理确定用电设备组的设备容量；（2）本方法适用于设备台数较多，而单台设备容量差别不大的用电设备组；（3）若设备台数较少，一般取上限值。（3）多组用电设备的计算负荷在确定多组用电设备的计算负荷时,除了将各组计算负荷累加之外,还必须乘以一个需要系数的”同时使用系数”，spKsqK11mmcspcsprniiiiPKPKKP11mmcsqcsqrniiiiQKPtgKKPtg[例]某厂机修车间低压配电装置对机床,长时间工作制的水泵和通风机以及卷扬机等三组负荷供电,见图.已知机床组有5kw电动机4台,10kw电动机3台;水泵和通风机组有10kw电动机5台;卷扬运输机有7kw电动机4台.试确定机修车间的计算负荷.2、二项式系数法'cNNPbPcPNPb用电设备组的平均负荷'NPc表示用电设备组中,N台容量最大功率设备运行时的附加负荷不同工作制的不同类用电设备,取用大功率设备的数量N应有所不同.一般规定:金属切割机床采用N=5;反复短时工作制采用N=3;加热炉采用N=2;电焊设备采用N=1.当用电设备只有一两台设备时，可认为（即取b=1,c=0）,相应的可适当取大一些。cNPPcos(1)用电设备组的计算负荷[例]已知某矿井有电压380V的通风机：20kw的3台，15kw的4台，7kw的8台。试用二项式系数法求该通风机组的计算负荷。(2)多组用电设备的计算负荷在确定干线上总计算负荷时，只能在各组用电设备中取其中一组的最大附加负荷，再加上所有设备的平均负荷'ncPnbP得到总的有功和无功计算负荷。平均负荷的总和。－所有各组有功和无功和tntntgbPbP附加负荷的最大值。－所有各组有功和无功和max'max'tgcPcPnn例：某机修车间380v线路中，接有冷加工机床电动机20台，共50kw（其中功率较大的电动机7kw1台，4.5kw的2台，2.8kw的7台）；通风机2台，共5.6kw;电阻炉1台，2kw。用二项式系数法确定线路上的计算负荷。三、工厂企业总计算负荷的确定1、需要系数法2、逐级相加法计算法35~110kv电源进线6~10kv母线高压配电线企业总降压变电所67543车间变电所26~10/0.4kv车间低压母线1低压配电线用电设备工厂供电示意图3、单耗估算法1、需要系数法crNPKP将全厂用电设备的总设备容量（不计备用设备容量）乘以一个全厂需要系数，可得出全厂计算负荷：NPrK（1）计算步骤从用电端开始，逐级向电源推移的计算方法：①先计算各用电设备的计算负荷，然后计算车间干线和车间变电所低压母线1处的计算负荷，包括电力照明；②车间变电所低压侧总计算负荷，加上车间变电所2处的损耗功率，得到车间变电所高压侧3处的计算负荷；2、逐级相加法计算法35~110kv电源进线6~10kv母线高压配电线企业总降压变电所67543车间变电所26~10/0.4kv车间低压母线1低压配电线用电设备工厂供电示意图③所有车间变电所高压侧的计算负荷，加上厂区高压配电线4的损耗功率，得到总降压变电所低压侧5的计算负荷(选择、)；④工厂总降压变电所低压侧的计算负荷，加上主变压器6的损耗功率，得到总降压变电所高压侧7处的计算负荷，即为全厂进线处的总计算负荷。2、逐级相加法计算法35~110kv电源进线6~10kv母线高压配电线企业总降压变电所67543车间变电所26~10/0.4kv车间低压母线1低压配电线用电设备工厂供电示意图spKsqK32103XIQcL(2)变压器损耗计算有功损耗：NcPPPSSkT20WkPT变压器有功损耗，W0kP变压器空载损耗，WkPk变压器短路损耗，VAkSc变压器计算负荷，VAkSN变压器额定容量，(2)变压器损耗计算无功损耗：NcQQQSSNT20arkQTv变压器无功损耗，arkQv0功率，产生主磁通所需的无功电流的百分比变压器空载电流占额定%0IarkQNv功功率，二次绕组漏电抗上的无额定负荷下消耗在一、电压的百分比变压器短路电压占额定%kUNSIQ100%00NkNSUQ100%(2)变压器损耗计算近似值：cTSQ06.0cTSP015.0(3)电力线路功率损耗计算有功损耗：32103RIPcL无功损耗：32103XIQcL(4)例题35~110kv电源进线10kv母线企业总降压变电所6采矿车间选矿车间炼铁车间动力车间其他车间名称计算负荷PcQcSc采矿8347931150选矿8517841157炼铁128411541725动力9276061107其他6507361000总计454640736139补偿电容器(2)单位产值电耗法确定工厂计算负荷年产值为M(万元),单位产值耗电量为b(kwh/万元),,则工厂全年耗电量为:A=M*bmaxcAPT(1)单位产品电耗法确定工厂计算负荷全年耗电量A(kwh).即:A=q*mmaxcAPT3、单耗估算法§3.3用电负荷预测一、用电负荷预测分类1.长期预测。2.中期预测。3.短期预测。4.近期预测。5.即期预测:。二、预测方法介绍1、简单平均法:kwhiAnkwhAAnAinniin期的实际需用电量－第所取实际需用电量期数预测期用电量1111例:某工厂1991-1995年逐年实际用电量如下表，试预测1996年度需用电量。（单位kwh）19911992199319941995838008760092410972701027202、加权平均数法）＝期的权数（一般取第ikikkAkAiiniiniiin:1113、平均增长率法年期间平均增长率速度：从基年到年实际用电量：基年后第：基年实际用电量）的预测需用电量后第（：基年（初期第一年）nckwhnAkwhAkwhinAcAAcAAnininininin00)2()1()1()1(例：已知某工厂1991年和1995年的实际用电量分别为83800kwh和102720kwh。该厂经济发展稳步增长，试预测1996，1997，1998年的实际电量。4、电力弹性系数法00(1)1Ct:tntytnttyAAKCKAkwhAkwhKK其中：：预测需用电量，：基年实际用电量，：计算期电力弹性系数，一般：预测期国民经济总产值年均增长率：计划期