供配电系统 教学课件 ppt 作者 徐滤非第二章 第二章教学

1、内容简介 负荷曲线和负荷计算有关的物理量 三相用电设备组计算负荷的确定方法 单相用电设备的负荷计算 用户总计算负荷的确定 功率因数和无功功率补偿 尖峰电流的计算,重点内容 需要系数法确定三相用电设备组计算负荷 逐级计算法确定用户总计算负荷 无功补偿计算,第2章 供配电系统负荷计算,教学目标 了解负荷曲线，熟悉年最大负荷、最大负荷利用小时数、负荷系数的物理意义及用途 掌握三相用电设备组计算负荷和全厂计算负荷的确定方法 了解单相用电设备的负荷计算 掌握无功补偿的意义、方法及计算 了解尖峰电流的计算,第2章 供配电系统负荷计算,安排学时：46 学时 课后作业 习题2-,第2章 供配电系统负荷计算,2.1 概 述,负荷计算的目的与意义,确定用户供配电系统方案,负荷计算目的,无功功率补偿的依据,选择电气设备,计算负荷概念,根据用电设备容量统计计算求出的，用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷,按计算负荷选择的电气设备和导线电缆，在计算负荷下连续运行，其发热温度不会超过允许值,计算负荷是电气元件连续运行时能够承受的最大负荷,第2章 负荷计算,2.1 概 述,负荷计算的目的与意义

2、,负荷计算意义,如何根据用电设备资料正确估计计算负荷，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理,计算负荷确定过大,电气设备和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费,计算负荷确定过小,电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失,但,影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但仍难准确确定计算负荷大小,力求接近实际,第2章 负荷计算,2.1 概 述,负荷曲线,负荷曲线: 表征电力负荷随时间变动情况的一种图形,负荷曲线类型,第2章 负荷计算,2.1 概 述,负荷曲线,日有功负荷曲线（一班制）,横坐标一般按半小时分格,第2章 负荷计算,2.1 概 述,负荷曲线,年负荷曲线,通常绘成负荷持续时间曲线,年负荷曲线反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间全年（按8760h计）的关系,从各种负荷曲线上，可以直观的了解电力负荷 变动的情况。通过对负荷曲线的分析，可以更 深入的掌握负荷变动的规律。 经过长期观察、统计、分析，可以发现同一类 型工厂、车间或用电设备组的负荷曲线均具有 大致相似的规律、形状。因此，在新建工厂或 民

3、用建筑时，就可以利用同类电能用户的负荷 曲线，从中获得有关参数，进行负荷计算。,第2章 负荷计算,2.1 概 述,与负荷曲线和负荷计算有关的物理量,年最大负荷和年最大负荷利用小时 年最大负荷（半小时最大负荷） 全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率 反映用户综合的对电力需求的水平 年最大负荷利用小时 假想时间 反映用户取用电能的深度， 也反映用户生产活动的方式 一班制：18003000h 二班制：35004800h, 三班制：50007000h,根据计算负荷的概念，按热效应相同的观点，计算负荷实际上与年最大负荷是基本相当的，所以计算负荷可以认为就是年最大负荷，也即是半小时最大负荷，用 P30 表示,第2章 负荷计算,2.1 概 述,与负荷曲线和负荷计算有关的物理量,平均负荷和负荷系数 平均负荷 年平均负荷 综合反映用户对电能消费的水平 负荷系数 反映用户负荷变化的规律 希望负荷系数越接近于1越好,第2章 负荷计算,2.1 概 述,用电设备的工作制,连续工作制 长期连续运行，负荷较稳定 热平衡 如风机、水泵、空压机、搅拌机、电炉和照明灯、机床、电解电镀设备,第2章 负荷计

4、算,2.1 概 述,用电设备的工作制,短时工作制 运行时间短(短于达到热平衡所需的时间)，而停歇间长(长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度) 机床进给电动机、控制闸门的电动机，轧钢车间：加热炉炉门升降、滤油器、干油泵,第2章 负荷计算,2.1 概 述,用电设备的工作制,断续周期工作制 时而工作，时而停歇，反复运行，工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡 电焊机、吊车电动机,负荷持续率,第2章 负荷计算,2.1 概 述,用电设备的工作制,断续周期工作制,断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）,热效应相同：,第2章 负荷计算,2.1 概 述,用电设备容量的确定(不计备用容量),连续工作制和短时工作制设备,连续工作制和短时工作制设备,电焊机组：统一换算到,吊车电动机组：统一换算到,第2章 负荷计算,用电设备组：按照用电设备的工作制、加工特点等，将用电设备分成不同类型的组。如： 金属切削机床 通风机 电炉 照明,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,第2章 负荷计算,需要系数法 用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷 方法比较简便，应用广泛 用电

5、设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线，配变电所的负荷计算,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,确定用电设备组计算负荷的方法,二项式法 二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平均功率，而且考虑了少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响 确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算也较方便,第2章 负荷计算,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,需要系数法,需要系数的确定及需要系数法基本公式,不一定同时运行,不太可能都满负荷运行,设备损耗,线路损耗,第2章 负荷计算,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,需要系数法,按需要系数法确定计算负荷,单台用电设备分支线计算负荷,在选择向单台用电设备供电的分支线的导线截面、开关和保护电器时，需要计算该分支线的计算负荷。考虑到单台用电设备总会有满载运行的时候，所以其计算负荷应为,第2章 负荷计算,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,需要系数法,按需要系数法确定计算负荷,单组用电设备组计算负荷,第2章 负荷计算,例2.1,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,需要系数法

6、,按需要系数法确定计算负荷,多组用电设备组计算负荷,考虑各组用电设备组最大负荷不同时出现，计入同 时系数,注意：在计算多组设备总的计算负荷时， 为了简化和统一，各组的设备台数不论 多少，各组的计算负荷均按附录表1所列 的计算系数来计算，而不必考虑设备台 数少而适当增大Kd和值的问题,第2章 负荷计算,例2.2,适用情况 设备台数少，容量差别大的低压干线 机械加工行业 其它行业数据(b,c,x)缺乏，应用受限,二项式法,基本公式,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,第2章 负荷计算,二项式法,多组用电设备计算负荷的确定,各组用电设备中一组最大的附加负荷,最大附加负荷,设备组的,平均功率因数角的正切值,2.2 三相用电设备组计算负荷的确定,第2章 负荷计算,2.3 单相用电设备组负荷计算,单相设备接在三相线路中，应尽可能地均匀分配，使三相负荷尽可能地平衡,如果三相线路中单相设备的总容量不超过计算范围内三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算,如果单相设备容量超过三相设备容量15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容

7、量相加,第2章 负荷计算,2.3 单相用电设备组负荷计算,单相用电设备接于相电压,等效三相用电设备：,单相用电设备接于线电压,接于同一线电压,按效应相同：,单相用电设备接于线电压：,第2章 负荷计算,2.3 单相用电设备组负荷计算,单相用电设备接于线电压,接于不同一线电压,按等效发热原理:,第2章 负荷计算,2.3 单相用电设备组负荷计算,单相用电设备分别接于线电压和相电压,1. 接于线电压单相设备容量换算到接于相电压的设备容量,2. 总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷的3倍,第2章 负荷计算,2.4 用户总计算负荷的确定,目的 选择工厂电源进线 选择工厂进线端一、二次设备 计算工厂的功率因数 确定工厂需电容量,与电力部门签定用电协议的依据 确定工厂计算负荷的方法 需要系数法 年产量估算 单位面积负荷密度估算 逐级计算法,进行设备选择时采用，较详细,第2章 负荷计算,2.4 用户总计算负荷的确定,需要系数法,全厂的需要系数,按年产量估算,第2章 负荷计算,逐级计算法,第2章 负荷计算,变压器功率损耗的计算 变压器的有功功率损耗 铁耗：由变压器空载实验确定，变压器的

8、空载损耗可认为就是铁耗 铜耗：由变压器短路实验确定，变压器的短路损耗可认为就是铜耗，与负荷电流（或功率）的平方成正比,2.4 用户总计算负荷的确定,逐级计算法,简化公式：,第2章 负荷计算,线路功率损耗的计算 有功功率损耗 ：电流通过线路电阻所产生 无功功率损耗：电流通过线路电抗所产生,2.4 用户总计算负荷的确定,逐级计算法,对一般工厂供电系统，线路一般不长，往往略去,第2章 负荷计算,2.5 功率因数和无功功率补偿,功率因数,瞬时功率因数,用来了解和分析生产过程中无功功率的变化情况，以便采取适当的补偿措施 测量计算方法 直接测量（功率因数表） 间接测量 （功率表、电流表和电压表）,第2章 负荷计算,2.5 功率因数和无功功率补偿,功率因数,平均功率因数,测量计算方法 有功电度表、无功电度表 月平均功率因数：电费调整因素之一,第2章 负荷计算,2.5 功率因数和无功功率补偿,功率因数,最大负荷时的功率因数,无功补偿设计计算依据,供用电规则： 高压供电的用户功率因数为0.90以上 其他电力用户功率因数为0.85 功率因数不能达到上述规定的新用户，供电企业可拒绝接电 凡未达到上述规定的，

9、应增添无功补偿装置。对在规定期限内仍未采取措施达到要求的用户，供电企业可中止或限制供电,第2章 负荷计算,2.5 功率因数和无功功率补偿,无功功率补偿,功率因数达不到要求，需人工补偿 补偿方法：并联电容器 补偿容量计算：,第2章 负荷计算,2.5 功率因数和无功功率补偿,无功功率补偿,并联电容器台数确定,对于单相电容器n应取3的倍数，以便三相均衡分配 并联电容器 BAM(BFM)系列全膜高压并联电容器 BSMJ、BZMJ系列自愈式低电压并联电容器 型号说明,第2章 负荷计算,提高功率因数好处 变电所主变压器的容量可选得小一些 降低初投资 减少工厂的电费开支 系统的电能损耗和电压损耗降低,2.5 功率因数和无功功率补偿,无功功率补偿,无功补偿后用户的计算负荷,第2章 负荷计算,例2.4,尖峰电流:持续12秒短时最大负荷电流 计算目的 选择熔断器、低压断路器 整定保护装置动作电流 单台设备尖峰电流计算,2.6 尖峰电流计算,第2章 负荷计算,多台设备尖峰电流计算,2.6 尖峰电流计算,第2章 负荷计算,知识点 用电设备的工作制 负荷曲线 年最大负荷和年最大负荷利用小时 平均负荷和负荷系数 计算负荷含义,小 结,第2章 负荷计算,问题 负荷持续率与容量关系 需要系数含义 提高功率因数意义 计算 三相用电设备组计算负荷的确定（需要系数法） 无功补偿计算 工厂计算负荷确定（逐级计算 ） 尖峰电流计算,小 结,第2章 负荷计算,一、选择题 1、提高功率因数对工厂配电系统的好处 A、减小线路电压损失 B、减小用电设备电流 C、减小线路电能损耗 D、减小变压器容量 2、 关于计算负荷,正确的说法有 A、计算负荷 是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷 B、计算负荷的大小即设备容量之和 C、计算负荷可认为就是半小时最大负荷 D、计算负荷和实际变动负荷的最高温升是等值的,自 测 题,第2章 负荷计算,3、断续周期工作制设备的容量 A、对应于某一标准负荷持续率 B、设备容量与负荷持续率的平方根值成反比 C、设备容量

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