《工厂电力负荷及计》.docx

工厂电力负荷及计算3.2工厂电力负荷的计算3.2.1计算负荷及设备容量1.计算负荷的概念:f根据用电设备的安装容量，采用一定的计算方法得出的负荷，称为计算负荷计算负荷是一个假想负荷，其热效应和实际负荷产生的热效应相等如以计算负荷连续运行，根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆其发热温度不会超过允许值导体通过电流达到稳定温升的时间大约为（3-4）T,T为发热时间常数截面在16皿成及以上的导体，其『10min因此，载流导体大约经30min后可达到稳定温升值，计算负荷也就是半小时最大负荷分别用A°>@0、S30和山表示有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流［计算负荷是分析和设计供电系统的基础，是选择供电系统导线、变压器、开关电器等设备的依据如计算负荷过大，则将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷过小，又将使电器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因此，正确确定计算负荷意义重大2.设备容量的确定采用需要系数法确定计算负荷时，首先要知道设备的容量设备容量与设备的工作制有关，设备容量不一定就是设备铭牌上所标定的额定容量因此，当统计设备的安装容量时，不能将铭牌上的额定功率直接相加，而应按不同的工作性质将用电设备分组，再将不同负荷持续率下的额定功率换算为统一持续率下的功率，这就是设备容量。

1）长期连续运行工作制采用长期连续运行工作制的设备工作时间长，连续运行，绝大多数用电设备都属于这一类设备，如风机、泵类、机床、照明等这类设备的设备容量就是设备铭牌上的额定容量2）短时运行工作制采用短时运行工作制的设备工作时间短，停歇时间长，如船闸电动机、机床中的辅助电动机等，其设备容量按铭牌额定容量计算13)断续周期工作制J继续周期工作制也称反复短时工作制，采用这种工作制的设备时而工作，时而停歇，反复运行，如吊车用电动机、电焊机等，其设备容量是将所有设备在不同负载持续率下的铭牌额定容量换算到一个统一的负荷持续率下的功率之和断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机，换算要求如下：(1)电焊机组要求统一换算到e=100%,换算后的设备容量为即Pe=PN底二SNCOSO屎(321)式中:PN、SN为吊车电动机的铭牌容量；％为与铭牌容量对应的负荷持续率（计算中用小数）；5o为其值为I的负荷持续率（计算中用1）；COSO为铭牌规定的功率因数换算后（2）吊车电动机组要求统一换算到e二25%,的设备容量为(322)负荷持续0式中：为吊车电动机的铭牌容量；为与铭牌容量对应的率；・5为其值为25%的负荷持续率（计算中用0.25）3.2.2按需要系数法确定计算负荷1.二相用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需要系数相近的用电设备血为需要系数，反映用电设备组中投入运行的设备性质、容量、线路损耗、设备效率及操作人员的技能等诸多因素，是一个综合系数。

不同用电设备组的©值列于表3.2.1中用电设备组设备台数较少时，血值适当取大些，如只有1~2台设备时，取血=1o当只有一台电动机时，P3o=PnZ,Pn为电动机额定容量，〃为电动机的效率代为用电设备组中各设备容量之和（不包括备用设备）合并组成的用电设备组的计算负荷是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷，其基本公式为To=K*(323)在求出有功计算负荷户30后，可按下列各式分别求出无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流无功计算负荷为00二P3otan©(3.2.4)式中：tan为对应于用电设备组cosQ的正切值视在计算负荷为1o_%1d30一(3.2.5)COSO式中：cos0为用电设备组的平均功率因数计算电流为3030(326)式中：氐为用电设备组的额定电压负荷计算中常用的单位：有功功率为“千瓦”（kW）,无功功率为“千乏〃（kvar）,视在功率为“千伏安”（kVA）,电流为“安”（A）,电压为“千伏”（kV）02.多组用电设备计算负荷的确定；确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的情况因此，在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数K〃、则计算负荷为030七M工30o30』S3。

I"；正::■以上两式中的和5030,份别为各组设备的有功和无功计算负荷之和对车间干线取%=0.85-0.95,K》q二0.90~0.97；对车间母线取K刃=0.90-0.95,K&二0.93~0.97注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算此外，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供电设计手册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位和cos值的问题1) 3•确定全厂计算负荷的方法按逐级计算法确定全厂计算负荷从计算低压用电设备的负荷开始，逐级向电源方向计算，只需要在每级配电点乘以同时系数K》p器的功率、k》q,然后再考虑变压损失：玮o=Ro+A^r(3.2.8)030二030+AQr式中，Ao、Q30、P；为变压器高、低压侧计算负荷；A片、人QT海压器有功、无功损耗，按经验估算值为APt«0.O1553o(3.2.9)AQtQ0.06S30最后确定出工厂总计算负荷2）按不同工厂的需要系数确定全厂计算负荷；首先确定全厂总设备容量，再乘以工厂的需要系数位，就得到该厂的计算负荷。

L二Kk(3.2.10)其中查有关工厂需要系数的资料3）按年产量估算工厂计算负荷按年产量估算工厂计算负荷为(3.2.11)MW式中，M为工厂年产量；W为单位产品耗电量；鼻为工厂年最3.2.3工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷；1.工厂常用的几种功率因数；；；’1）瞬时功率因数:瞬时功率因数可由功率因数表直接测量，亦可由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出coso=P(3.2.12)y/3IU式中：P为功率表测出的三相功率读数(kW)；/为电流表测出的线电流读数(A)；U为电压表测出的线电压读数(kV)o瞬时功率因数只用来了解和分析工厂或设备在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平均功率因数平均功率因数亦称加权平均功率因数，按下式计算1COSO二L(3.2.13)式中：冷为某一时间内消耗的有功电能，由有功电度表读出；卷为某一时间内消耗的无功电能，由无功电度表读出我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数的高低来调整3）最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数，按下式计算"30C0S0二（3.2.14）S30我国电力规程规定：高压供电的用户功率因数应达到0.90以上，其它电力用户功率因数应为0.85以上；同时还规定，凡功率因数未达到上述规定的，应增添无功补偿装置。

这里所指的功率因数为最大负荷时的功率因数2.无功功率补偿:达不到规定的工厂功率因数要求时，则需要考虑人工补偿人工补偿最普遍采用的方法是并联电容器来提高功率因数要使功率因数由cos0提高到cos’，必须装设的无功补偿装置容量为Qc-030-030二丹30(tan6°-tan0)(3.2.15)式中，称为无功补偿率，表示要使IkW的有功功率由提高到所需要的无功补偿容量kvar值在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量纶来确定电容器的个数，即Qc72(3216)Qc并联电容器有三相和单相之分如采用三相电容器组进行补偿，其个数按上述计算值取整数选择，如采用单相电容器进行补偿,其个数应是3的整数倍，以便电容器三相均衡分配。