【正文】 第 2章 供電負荷計算 安徽建筑工業(yè)學院機電學院 2 第 2章 供電負荷計算 負荷曲線與計算負荷 用電設備額定容量的確定 負荷計算的方法 功率損耗與電能損耗 變電所中變壓器臺數與容量的選擇 功率因數與無功功率補償 3 負荷曲線與計算負荷 負荷曲線 負荷曲線 （ load curve）是指用于表達電力負荷隨時間變化情況的函數曲線。在直角坐標系中，縱坐標表示負荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）。 4 1．負荷曲線的分類 ? 按負荷的功率性質分： 可分為有功負荷曲線和無功負荷曲線 ； ? 按所表示的負荷變動的時間分： 可分為日負荷、月負荷和年負荷曲線。 5 6 7 2．年最大負荷和年最大負荷利用小時數 （ 1） 年最大負荷 Pmax 年最大負荷 Pmax就是全年中負荷最大的工作班內消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷。 （ 2） 年最大負荷利用小時數 Tmax 年最大負荷利用小時數又稱為年最大負荷使用時間Tmax，它是一個假想時間，在此時間內，電力負荷按年最大負荷 Pmax持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。 8 下圖為某廠年有功負荷曲線，此曲線上最大負荷 Pmax就是年最大負荷， Tmax為年最大負荷利用小時數。 9 Pav 平均負荷 Pav，就是電力負荷在一定時間 t內平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間內消耗的電能 W除以時間 t的值，即 Pav=W/t 年平均負荷為 Pav=Wa/8760 10 計算負荷 （ calculated load） 通常將以 半小時平均負荷 為依據所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設備的依據，用 Pca(Qca、 Sca、 Ica)或 用 P30(QS I30)表示。 11 ? 規(guī)定取“半小時平均負荷”的原因 ： 一般中小截面導體的發(fā)熱時間常數 τ為 10min以上，根據經驗表明，中小截面導線達到穩(wěn)定溫升所需時間約為 3τ=3 10＝ 30（ min），如果導線負載為短暫尖峰負荷，顯然不可能使導線溫升達到最高值，只有持續(xù)時間在 30min以上的負荷時，才有可能構成導線的最高溫升。 12 計算負荷的意義和計算目的 負荷計算主要是確定計算負荷，如前所述，若根據計算負荷選擇導體及電器，則在實際運行中導體及電器的最高溫升不會超過允許值。 計算負荷是設計時作為選擇供配電系統(tǒng)供電線路的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數的依據。 正確確定計算負荷意義重大，是供電設計的前提，也是實現供電系統(tǒng)安全、經濟運行的必要手段。 返回目錄 13 用電設備額定容量的確定 用電設備的工作方式 用電設備按其工作方式可分為三種： （ 1） 連續(xù)運行工作制 （長期工作制） （ 2） 短時運行工作制 （短暫工作制） （ 3） 斷續(xù)周期工作制 （重復短暫工作制） 14 ? 連續(xù)運行工作制（長期工作制） 在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運行，設備任何部分溫升均不超過最高允許值，負荷比較穩(wěn)定。如通風機水泵、空氣壓縮機、皮帶輸送機、破碎機、球磨機、攪拌機、電機車等機械的拖動電動機，以及電爐、電解設備、照明燈具等，均屬連續(xù)運行工作制的用電設備。 15 ? 短時運行工作制（短暫工作制） 用電設備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內，用電設備的溫升尚未達到該負荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時間內其溫度又降低為周圍介質的溫度，這是短暫工作的特點。如機床上的某些輔助電動機（如橫梁升降、刀架快速移動裝置的拖動電動機）及水閘用電動機等設備。這類設備的數量不多。 16 ? 斷續(xù)周期工作制（重復短暫工作制） 用電設備以斷續(xù)方式反復進行工作，其工作時間（ t）與停歇時間（ t0）相互交替。工作時間內設備溫度升高，停歇時間溫度又下降，若干周期后，達到一個穩(wěn)定的波動狀態(tài)。如電焊機和吊車電動機等。斷續(xù)周期工作制的設備，通常用暫載率 ε表征其工作特征，取一個工作周期內的工作時間與工作周期的百分比值，即為 ε ，即： 式中： t， t0—— 工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期 T。 %1 0 00????tttTt?17 用電設備額定容量的計算 在每臺用電設備的銘牌上都有“額定功率” PN，但由于各用電設備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其 換算為同一工作制下的額定功率 ，然后才能相加。經過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設備額定容量”，用 Pe表示。 18 （ 1）長期工作制和短時工作制的設備容量 Pe=PN （ 2）重復短暫工作制的設備容量 ① 吊車機組用電動機（包括電葫蘆、起重機、行車等 ）的設備容量統(tǒng)一換算到 ε=25%時的額定功率（ kW），若其 εN不等于 25%時應進行換算，公式為 : ② 電焊機及電焊變壓器的設備容量統(tǒng)一換算到 ε＝100%時的額定功率（ kW）。若其銘牌暫載率 εN不等于 100%時，應進行換算，公式為 : nNNNe PPP ?? 2%25 ???NNNNNe SPP ??? cos??19 （ 3）電爐變壓器的設備容量 電爐變壓器的設備容量是指在額定功率因數下的額定功率（ kW），即： Pe=PN=SNcos?Ｎ 20 （ 4）照明設備的設備容量 ①白熾燈、碘鎢燈設備容量就等于燈泡上標注的額定功率（ kW）； ②熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈管功率的 20%），其設備容量應為燈管額定功率的 （ kW）； ③高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的 10%），其設備容量應為燈泡額定功率的（ kW）； ④金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡