负荷计算与短路计算总结.ppt

负 荷 计 算,,,,,,,,用电设备的工作制 1、连续工作制：这类工作制的设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足以使之达到热平衡状态 2、短时工作制：这类工作制的设备在恒定负荷下运行的时间短，而停歇时间长 3、短续周期工作制：这类工作制的设备周期性地时而工作，时而停歇如此反复运行，而工作周期一般不超过10min 1）负荷持续率（暂载率）FC： 2）功率的换算： 电动机： 电焊变压器：,,2）负荷系数（负荷率）：用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值，即： 设备的负荷系数：,确定计算负荷的系数,一、计算负荷 1、计算负荷：通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值 2、表示方式： P30——有功计算负荷；Q30——无功计算负荷； S30——视在计算负荷；I30——计算电流 3、计算负荷的意义： 计算负荷时供电设计的基本依据，确定的是否合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理 4、常用的计算负荷的方法：需要系数法和二项式法 二、按需要系数法确定计算负荷 1、基本公式：,用电设备组的有功计算负荷： 需要系数： 三相用电设备组有功计算负荷： 三相用电设备组无功计算负荷： 三相用电设备组视在计算负荷： 三相用电设备组计算电流：,例2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW3台，4kW8台，3kWl7台，1.5kWlO台。

试求其计算负荷 解：此机床组电动机的总容量为 Pe=7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+1.5kW×10=120.5kW 查表得：Kd＝0.16～0.2（取0.2） ，cosφ=0.5，tanφ=1.73 有功计算负荷：P30＝0.2×120.5kW=24.1kW 无功计算负荷: Q30=24.1kW×l.73=41.7kvar 视在计算负荷: 计算电流 ：,2、设备容量的计算： 1）对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组： 就是设备组所有设备（不含备用设备）额定容量之和 2）对短续周期工作制的用电设备组： 电焊机组： 吊车电动机组： 3、多组用电设备计算负荷的确定： 1）同时系数的确定： 车间干线取：K∑p=0.85～0.95 K∑q=0.90～0.97 低压母线取： a、由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取： K∑p=0.80～0.90 K∑q=0.85～0.95,,b、由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取： K∑p=0.90～0.95 K∑q=0.93～0.97 2）总计算负荷的确定： a、总的有功计算负荷： b、总的无功计算负荷： c、总的视在计算负荷： d、总的计算电流：,例2-2 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW (其中较大容量电动机有7.5kWl台，4kW3台，2.2kW7台)，通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。

试确定此线路上的计算负荷解：先求各组的计算负荷 (1)金属切削机床组 查表，取Kd＝0.2，cosφ＝0.5，tanφ＝1.73 故 P30(1)＝0.2×50kW＝lOkW Q30(1)＝lOkW×1.73＝17.3kvar (2)通风机组 查表，取Kd＝0.8，cosφ＝0.8，tanφ＝0.75 P30(2)＝0.8×3kW＝2.4kW Q30(2)＝2.4kW×0.75＝1.8k (3)电阻炉 查表，取Kd＝0.7，cosφ＝1，tanφ＝0 P30(3)＝0.7×2kW＝1.4kW Q30(3)＝0,因此380V线路上的总计算负荷为(取K∑p＝0.95，K∑q＝0.97) P30 ＝ 0.95×(10十2.4+1.4)Kw＝13.1kW Q30＝0.97×(17.3+1.8)kvar=18.5kvar 在供电工程设计说明书中，为了使人一目了然，便于审核，常采用计算表格的形式，如表所示三、按二项式法确定计算负荷 1、基本公式： bPe—二项式第一项，设备组的平均负荷； cPx—二项式第二项，投运x台容量最大的设备 增加的附加负荷； Pe—设备组的设备总容量； Px—x台最大容量的设备总容量； b、c —二项式系数。

例2－3 试用二项式法来确定例2－1所示机床组的计算负荷解：查表得：b=0.14，c=0.4，x=5，cosφ=0.5，tanφ=1.73 设备组总容量为： Pe=120.5KW x台最大容量的设备容量为： Px=P5=7.5KW×3+4KW×2=30.5KW 有功计算负荷为： P30=0.14×12.5KW+0.4×30.5KW＝29.1KW 无功计算负荷为： Q30=1.73×29.1KW＝50.3KW 视在计算负荷为： 计算电流为：,2、多组用电设备计算负荷的确定： 总的有功计算负荷： 总的无功计算负荷： 总的视在计算负荷： 总的计算电流：,例2－4 试用二项式法来确定例2－2所示机修车间380V线路 的计算负荷解：先求各组的bPe和cPx 1、金属切削机床组： 查表得：b=0.14，c=0.4，cosφ=0.5，tanφ=1.73，故： bPe(1)＝0.14×50KW=7KW cPx(1)=0.4×(7.5KW×1+4KW×3+2.2KW×1)=8.68KW 2、通风机组： 查表得：b=0.65，c=0.25，cosφ=0.8，tanφ=0.75，故： bPe(2)＝0.65×3KW=1.95KW cPx(2)=0.25×3KW=0.75KW 3、电阻炉： 查表得：b=0.7，c=0，cosφ=1，tanφ=0，故：,bPe(3)＝0.7×2KW=1.4KW cPx(3)=0 以上各组中，附加负荷以cPx(1)为最大，因此总计算负荷为： P30=(7+1.95+1.4)KW+8.68KW=19KW Q30=(7×1.73+7.95×0.75+0)Kvar+8.68×1.73Kvar=28.6Kvar,在供电工程设计说明书中，是以电力负荷计算表形式表示。

电力负荷计算表,供电系统的功率损耗和电能损耗,一、供电系统的功率损耗 1、线路功率损耗的计算 1）有功功率损耗：是电流通过线路电阻所产生的 2）无功功率损耗：是电流通过线路电抗所产生的 几何均距：是指三相线路各相导线之间距离的几何平均值变压器功率损耗简化计算方式： 有功： 无功： 工厂供电系统的电能损耗 1、线路的电能损耗： 线路上全年的电能损耗,无功功率补偿 1、无功补偿容量 无功补偿率 （比补偿容量）： 是表示要使1KW的有功功率由 COSφ提高到 所需要的 无功补偿容量Kvar值，其单位 为“Kvar/KW”2、并联补偿电容器数量的确定： 无功补偿后的计算负荷 1、总的无功计算负荷； 2、总的视在计算负荷：,例2－6 某厂拟建一座降压变电所，装设一台主变压器已知变电所低压侧有功计算负荷为650kW，无功计算负荷为800kvar为了使工厂(变电所高压侧)的功率因数不低于0.9，如果在低压侧装设并联电容器补偿时，需装设多少补偿容量?并问补偿前后工厂变电所所选主变压器的容量有何变化?,解：1、补偿前应选变压器容量及功率因数值 变电所低压侧的视在计算负荷为： 变压器容量选择应满足的条件为SN.T≥S30，因此未进行无功补偿时，变压器容量应选为1250kV·A 。

这时变电所低压侧的功率因数为：,2、无功补偿容量 ： 按规定，变电所高压侧的COSφ≥0.90，考虑到变压器的无功功率损耗，远大于有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略于高压侧补偿后的功率因数0.9，这里取 要使低压侧功率因数由0.63提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量应为： 取： 3、补偿后的变压器容量和功率因数 ： 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：,因此补偿后变压器容量可选为800kV·A 变压器的功率损耗为 : 变电所高压侧的计算负荷为: 无功补偿后，工厂的功率因数(最大负荷时)为： 这一功率因数满足规定(0.90)要求4、无功补偿前后比较 ： 主变压器容量在补偿后减少450KVA短路电流计算及电气设备的选择与校验,,,,,,,,短路冲击电流有效值 短路冲击系数的选取： 高压三相短路，Ksh=1.8，则： 低压三相短路，Ksh=1.3，则： 短路稳态电流：是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流，其有效值用I∞表示对称短路电流的计算方法,1、短路电流的计算步骤： 1）绘出计算电路图； 短路计算点得选择：使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。

2）按短路计算点绘出等效电路图，并计算短路电路中各主要元件的阻抗 2、短路电流计算的条件： 1）不论短路发生在何处，在计算时假定作用于短路点的电压Uc，是该电压等级线路电压的平均值Uav； 2）由电源至短路点之间的短路阻抗应包括电阻和电抗 3、短路电流的计算方法： 1）欧姆法，也成为有名单位制法； 2）标幺值法，也成为相对单位制法短路计算电路图,4、工程中常采用的单位： 电流——KA； 电压——KV； 短路容量和断流容量——MVA； 设备容量——KW 或 KVA； 阻抗——Ω 采用欧姆法进行短路计算 1、计算公式： 不计电阻时： 三相短路容量：,2、电力系统的阻抗： 电力系统的电抗，可由系统变电所高压馈电线出口断路器的断流容量Soc来估算 3、电力变压器的阻抗： 1）变压器的电阻RT： 2）变压器的电抗XT：,4、电力线路的阻抗： 1）线路的电阻RWL： 由导线电缆的单位长度电阻R0值求得 2）线路的电抗XWL： 由导线电缆的单位长度电抗X0值求得 5、阻抗值的换算：,例4－1 某供电系统如图示已知电力系统出口断路器为SN10－10Ⅱ型试求工厂变电所高压10KV母线上k－1点短路和低压380V母线上k－2点短路的三相短路电流和短路容量。

解：1、求k－1点的三相短路电流和短路容量（Uc1=10.5KV) 计算机短路电路中各元件的电抗和总电抗 1）电力系统的电抗：查表可得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量Soc=500MVA，因此： 2）架空线路的电抗：查表可得X0=0.35Ω/km，因此： X2=X0l=0.35(Ω/Km)×5Km=1.75Ω 3)绘k-1点短路的等效电路如图所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗（分母），然后计算电路总电抗： X∑(k-1)=X1+X2=0.22Ω +1.75Ω =1.97Ω,计算三相短路电流和短路容量 1）三相短路电流周期分量有效值： 2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： 3）三相短路冲击电流及其有效值： 4）三相短路容量：,,,短路等效电路图（欧姆法）,2.求k-2点的三相短路电流和短路容量（Uc2=0.4KV） 计算各元件的电抗和总电抗 1）电力系统的电抗： 2）架空线路的电抗： 3）电力变压器的电抗：查表得Uk％=4.5，因此：,4）绘k-2点短路的等效电路如图所示，并计算其总电抗如下： 计算三相短路电流和短路容量 1）三相短路电流周期分量有效值：,2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： 3）三相短路冲击电流及其有效值： 4）三相短路容量：,采用标幺值进行短路计算 1、基准： 基准容量Sd：工程设计中通常取Sd=100MVA； 基准电压Ud：通常取元件所在处的短路计算电压，Ud=Uc； 基准电流Id： 基准电抗Xd： 2、各主要元件的电抗标幺值的计算： 1）电力系统的电抗标值：,2）电力变压器的电抗标幺值： 3）电力线路的电抗标幺值：,3、短路电流的计算： 短路电流的周期分量有效值： 短路容量：,例4－2 某供电系统如图示。

已知电力系统出口断路器为SN10－10Ⅱ型试用标幺值法计算求工厂变电所高压10KV母线上k－1点短路和低压380V母线上k－2点短路的三相短路电流和短路容量解：1、确定基准值： 取Sd＝100MVA，Ud1＝Uc1＝10.5KV，Ud2＝Uc2＝0.4KV 而 2、计算。