工业企业供电-第二章.ppt

第二章 工业企业电力 负荷计算 第二章 工业企业电力 负荷计算 §2-1 负荷曲线与计算负荷基本概念 §2-2 用电设备计算负荷的确定 §2-3 工业企业供电系统的功率损耗和电 能损耗 §2-4 工业企业计算负荷的确定 第二章 工业企业电力 负荷计算 u求总线上的 电流、电压为多大，才能保证给N 台设备供电 uPA=∑ PNi u考虑的问题： ①各负荷不一定同时运行 ②负荷是变化的 ③最大负荷不同时出现 所以实际上PA ∑ PNi 2.1负荷曲线与计算负荷 u负荷曲线 是表示电力负荷随时间变化情况的一种 图形，它绘制在直角坐标系中，纵坐标 表示负荷（有功或无功功率），横坐标 表示对应于负荷变动的时间（一般以小 时为单位） 2.1负荷曲线与计算负荷 uS1=S2 u横坐标：日(24h)、月 、季、年 u纵坐标：P、Q、S uPmax/PN∑≈恒=Kd(需用 系数) uPav/PN∑≈恒=Ku(利用系 数) 2.1负荷曲线与计算负荷 u最大负荷 Pmax(一天中最高) u平均负荷 Pav u尖峰负荷 P△=Pmax-Pav u曲线与横轴所围面积 与平均负荷与横轴所 围面积相等 2.1负荷曲线与计算负荷 uS3=S4 uT=t1×夏日天数 uTi=(t2+t2′) ×夏日天数+(t3+t3′) ×冬日天数 2.1负荷曲线与计算负荷 u企业年电能需求量 指企业一年内消耗的电能，它是企业供 电设计的重要指标。

u已知企业的年负荷曲线，则负荷曲线下 面的面积即为企业的有功年电量需要量 Wa 2.1负荷曲线与计算负荷 u Wa=∫ 08760 p × dt u将负荷曲线下面的面 积用一个等值的矩形 面积OABM代替，则 Wa=Pmax×Tmax.a Pmax： 年最大负荷 Tmax.a：企业有功年 最大负荷利用小时 2.1负荷曲线与计算负荷 u计算负荷 通过负荷经验统计求出的，用来代替实 际负荷作为负荷计算和按发热条件选择 供电系统各元件的负荷值其物理意义 是指由这个计算负荷所产生的恒定温升 等于实际变化负荷所产生的最大温升 2.1负荷曲线与计算负荷 u由于一般16mm2以上的导线的发热时间 常数均在10min以上，而导线达到稳定温 升的时间约为30min，所以只有持续时间 在半小时以上的负荷值，才有可能造成 导体的最大温升，因此计算负荷一般取 负荷曲线上的半小时最大负荷P30(年最大 负荷Pmax)相应其他计算负荷可分别表 示为Q30、S30、I30 2.2用电设备计算负荷的确定 u需用系数法 基本公式 Pjy=PN∑/ η PN∑：该组内各设备 额定功率之和 η：设备组的平均加 权效率 2.2用电设备计算负荷的确定 u考虑因素： ⑴不同时运行，定义K∑为同时运行系数 P30′= (K∑× PN∑)/ η ⑵不满负荷运行，定义KL为平均加权负荷系数 P30″= (K∑× KL ×PN∑)/ η ⑶网络效率，定义ηWL为配电线路的平均效率 P30= (K∑× KL ×PN∑)/ (η×ηWL) =Kd× PN∑ Kd：需用系数 2.2用电设备计算负荷的确定 u若每台设备的效率并不相同， 加权平均值 η=(η1×PN1+…+ ηn×PNn)/ PN∑ 权重为该设备所用电能在总消耗中的比 重 PNi/ PN∑ (i=1，2，3……n) 2.2用电设备计算负荷的确定 u ⒈单台设备支线(G点) ⑴对于D总有满负荷 ⑵运行的情况→ KL=1 ⑶一台设备， K∑=1 P30= (K∑× KL ×PN∑)/ (η×ηWL) =PN∑/ η= Kd× PN∑ 2.2用电设备计算负荷的确定 其余计算负荷为： 2.2用电设备计算负荷的确定 u额定容量的计算 ⑴长时工作制设备 PN=P标 没有导线加热再冷却的问题。

⑵反复短时工作制 暂载率 ε=t1/(t1+t2) ⑶电焊机 2.2用电设备计算负荷的确定 u照明设备 ⑴白炽灯 PN=P标 ⑵白光灯 PN=1.1 P标 u电炉变压器(一般单独供电) 包括电阻炉、电磁炉、电弧炉三种 2.2用电设备计算负荷的确定 u某车间有吊车一台，其基本参数 如下：ε%=40，P标=39.6kw， η= 0.8 cosφ =0.5，求供电支线负荷 解： 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u⒉设备组供电支线(F点) PN∑ ：该用电设备组内各设备额定容量总和，但不包括备用设备容量； Kd ：该用电设备组需用系数 用途 ：选择设备组供电支线导线截面及开关设备 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u例：某车间有生产用5kw通风机一台，5kw 机械加工机床一台，试求该设备组计算负 荷(UN=380V) u解：查表得 通风机 Kd1=0.75 tanφ1=0.75 机械加工机床 Kd2=0.2 tanφ2 =1.33 设备组 Kd=(Kd1×PN1+Kd2×PN2)/ PN∑ =0.475 tanφ=(tanφ1×PN1+tanφ2×PN2)/ PN∑=1.04 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u⒊车间低压干线(E点) 对于几个性质不同的用电设备组供电 ⑴性质相同的设备组，同F点计算 ⑵性质不同的设备组用下面的公式计算 用途：选择分干线导线截面及开关设备 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u⒋车间低压母线计算负荷(D点) 在车间变电站低压母线上接有多组用电设备，这 时应考虑各组用电设备最大负荷不同时出现的因 素，在计算公式中加入同时系数(又称参差系数 )K∑P 和K∑Q。

K∑P=投运设备运行合成有功功率最大值/投运设备 额定容量总和 K∑P ∈[0.9，0.95] K∑Q=投运设备运行合成无功功率最大值/投运设 备额定容量总和 K∑Q ∈[0.93，0.97] 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u⒌企业高压配电线(C点) P30(C)=P30(D)+△PWL+ △PT Q30(C)=Q30(D)+△QWL+ △QT △PWL：线上有功损耗 △PT：变压器有功损耗 △QWL：线上无功损耗 △QT：变压器无功损耗 2.2用电设备计算负荷的确定 u⒍企业高压母线(B点) u计算公式中 K∑P∈[0.8，0.95] K∑Q∈[0.85，0.97] 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u⒎企业高压进线(A点) P30(A)=P30(B)+△PT Q30(A)=Q30(B)+△QT 2.2用电设备计算负荷的确定 u需用系数法评价： 适用于用电设备、低压干线； 适用负荷平均失败容量差异不大，设备 台数较多的场合； 公式简单、统计数据完善 2.2用电设备计算负荷的确定 u基本公式 P30=Pmax=Pav+P△ =Ku×PN∑+c×Px =c×Px+b×PN∑ b×PN∑：用电设备组的 平均负荷 c×Px：用电设备组中x台 容量最大的设备投入运 行时增加的附加负荷 2.2用电设备计算负荷的确定 u提示： 用需用系数法可以计算的，用二项式法 也可算；不能用需用系数法计算的，也 不能用二项式法计算。

u计算步骤 2.2用电设备计算负荷的确定 u⑴计算G点负荷 (需用系数法) u⑵计算F点负荷 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u计算E点负荷 计算S30(E)、I30(E)的方法与前述需用系数法相同 2.2用电设备计算负荷的确定 u二项式法评价： 适用于设备台数相对较少、容量差别较 大的场合 适用范围小、使用受限、统计数据不全 公式相对复杂，是学习的重点、难点 2.2用电设备计算负荷的确定 u例：已知车间供电系统及有关参数如下，表中均为小批量生产、冷加工、金属切削机床、其计算系数为0.4PX+0.14PN∑ ，cosφ =0.5，试用二项式法求点A的计算负荷(线路功率损耗不计) 2.2用电设备计算负荷的确定 P30(A)=c×PX+b×PN∑ =0.4×(20×2+14×1+10×2)+0.14× (10×10+7×8+14×1+20×2+4.5×10) =65.3(kw) Q30(A)= P30(A)×tanφ=65.3×1.73=112.97(kvar) 2.2用电设备计算负荷的确定 u某车间供电线路如图所示，求图中A点的计算负荷(需用二项式法)，图中各设备组设备如下： NO.1：小批金属冷加工机床 10kw×3台 5kw×4台 NO.2：通风机 10kw×5台 NO.3：非联锁运输机 7kw×4台 2.2用电设备计算负荷的确定 ⑴ c1=0.4 x1=5 b1=0.14 tanφ1=1.73 P30(1)=c1×PX1+b1×PN∑1 =0.4×(10×3+5×2)+0.14×(10×3+5×4) =16+7=23(kw) Q30(1)= P30(1)×tanφ1 = c1×PX1 ×tanφ1 +b1×PN∑1× tanφ1 =27.7+12.1=39.8(kvar) 2.2用电设备计算负荷的确定 ⑵ c2=0.25 x2=5 b2=0.65 tanφ2=0.75 P30(2)=c2×PX2+b2×PN∑2 =0.25×(10×5)+0.65× (10×5) =12.5+32.5=45(kw) Q30(2)=P30(2)×tanφ2 =c2×PX2×tanφ2+b2×PN∑2×tanφ2 =9.4+22.4=31.8(kvar) 2.2用电设备计算负荷的确定 ⑶c3=0.4 x3=5 b3=0.4 tanφ3=0.88 P30(3)=c3×PX3+b3×PN∑3 =0.4×(7×4)+ 0.4×(7×4) =112.+11.2=22.4(kw) Q30(1)= P30(3)×tanφ3=c3×PX3×tanφ3+b3×PN∑3 ×tanφ3=9.86+9.86=19.72(kvar) u确定A点计算负荷，设备组中最大尖峰充当 E点尖峰(cPX)max 2.2用电设备计算负荷的确定 2.2用电设备计算负荷的确定 u单相用电设备组计算负荷的确定 在工业企业中，除了广泛应用的三相设备外 ，还有各种单相设备，如电焊机，电炉，照 明灯具等。

单相设备接在三相线路中，应尽 可能地均衡分配，以使三相负荷尽可能地平 衡如果单相设备总容量小于三相设备总容 量的15%，则无论单相设备如何分配，均可 按三相平衡负荷计算 2.2用电设备计算负荷的确定 u单相设备接于相电压时的负荷计算 ⑴单相设备接相电压，PN∑=3Pφmax 3Pφmax：最大负荷所接的单相设备容量 ⑵单相设备接于同一个线电压，采用电流相等的方法 2.2用电设备计算负荷的确定 u⑶首先应将接于线电压的单相设备 容量换算为接于相电压的设备容量，然后分相计算各相设备容量和计算负荷而总的等效三相有功计算负荷就是最大有功负荷相的有功计算负荷的3倍，同理总的等效三相无功计算负荷为最大有功负荷相的无功计算负荷的3倍，即： 2.3供电系统中的功率损耗与电能损耗计算 ⑴线路功率损耗的计算 线路功率损耗包括有功功率损耗 和无功功率损耗两部分，其计算公式为： 式中：I30— 线路的计算电流； RWL— 线路每相的电阻 XWL— 线路每相的电抗 l — 线路长度 2.3供电系统中的功率损耗与电能损耗计算 u⑵变压器功率损耗 变压器的功率损耗也包括有功和无功两部分 （1）变压器的有功功率损耗 （2）变压器无功功率损耗 2.3供电系统中的功率损耗与电能 损耗计算 u⑶供电线路的损耗 企业一年内所耗用的电能，一部分用于生产，还有一 部分在供电系统元件（主要是线路及变压器）中损耗 掉。

掌握这部分损耗的计算，并设法降低它们，便可 节约电能，提高电能的利用率 一年内线路的电能损耗为： △。