供電負(fù)荷預(yù)測與計(jì)算(已修改)
2025-05-26 18:07 本頁面
【正文】 第 2章 供電負(fù)荷計(jì)算 安徽建筑工業(yè)學(xué)院機(jī)電學(xué)院 2 第 2章 供電負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷 用電設(shè)備額定容量的確定 負(fù)荷計(jì)算的方法 功率損耗與電能損耗 變電所中變壓器臺(tái)數(shù)與容量的選擇 功率因數(shù)與無功功率補(bǔ)償 3 負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷 負(fù)荷曲線 負(fù)荷曲線 （ load curve）是指用于表達(dá)電力負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)為單位）。 4 1．負(fù)荷曲線的分類 ? 按負(fù)荷的功率性質(zhì)分： 可分為有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線 ； ? 按所表示的負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間分： 可分為日負(fù)荷、月負(fù)荷和年負(fù)荷曲線。 5 6 7 2．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) （ 1） 年最大負(fù)荷 Pmax 年最大負(fù)荷 Pmax就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷。 （ 2） 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)又稱為年最大負(fù)荷使用時(shí)間Tmax，它是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷 Pmax持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。 8 下圖為某廠年有功負(fù)荷曲線，此曲線上最大負(fù)荷 Pmax就是年最大負(fù)荷， Tmax為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。 9 Pav 平均負(fù)荷 Pav，就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間 t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間內(nèi)消耗的電能 W除以時(shí)間 t的值，即 Pav=W/t 年平均負(fù)荷為 Pav=Wa/8760 10 計(jì)算負(fù)荷 （ calculated load） 通常將以 半小時(shí)平均負(fù)荷 為依據(jù)所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，用 Pca(Qca、 Sca、 Ica)或 用 P30(QS I30)表示。 11 ? 規(guī)定取“半小時(shí)平均負(fù)荷”的原因 ： 一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù) τ為 10min以上，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，中小截面導(dǎo)線達(dá)到穩(wěn)定溫升所需時(shí)間約為 3τ=3 10＝ 30（ min），如果導(dǎo)線負(fù)載為短暫尖峰負(fù)荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達(dá)到最高值，只有持續(xù)時(shí)間在 30min以上的負(fù)荷時(shí)，才有可能構(gòu)成導(dǎo)線的最高溫升。 12 計(jì)算負(fù)荷的意義和計(jì)算目的 負(fù)荷計(jì)算主要是確定計(jì)算負(fù)荷，如前所述，若根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇導(dǎo)體及電器，則在實(shí)際運(yùn)行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會(huì)超過允許值。 計(jì)算負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇供配電系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。 正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大，是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。 返回目錄 13 用電設(shè)備額定容量的確定 用電設(shè)備的工作方式 用電設(shè)備按其工作方式可分為三種： （ 1） 連續(xù)運(yùn)行工作制 （長期工作制） （ 2） 短時(shí)運(yùn)行工作制 （短暫工作制） （ 3） 斷續(xù)周期工作制 （重復(fù)短暫工作制） 14 ? 連續(xù)運(yùn)行工作制（長期工作制） 在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分溫升均不超過最高允許值，負(fù)荷比較穩(wěn)定。如通風(fēng)機(jī)水泵、空氣壓縮機(jī)、皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)、球磨機(jī)、攪拌機(jī)、電機(jī)車等機(jī)械的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以及電爐、電解設(shè)備、照明燈具等，均屬連續(xù)運(yùn)行工作制的用電設(shè)備。 15 ? 短時(shí)運(yùn)行工作制（短暫工作制） 用電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長，在工作時(shí)間內(nèi)，用電設(shè)備的溫升尚未達(dá)到該負(fù)荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時(shí)間內(nèi)其溫度又降低為周圍介質(zhì)的溫度，這是短暫工作的特點(diǎn)。如機(jī)床上的某些輔助電動(dòng)機(jī)（如橫梁升降、刀架快速移動(dòng)裝置的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)）及水閘用電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。這類設(shè)備的數(shù)量不多。 16 ? 斷續(xù)周期工作制（重復(fù)短暫工作制） 用電設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進(jìn)行工作，其工作時(shí)間（ t）與停歇時(shí)間（ t0）相互交替。工作時(shí)間內(nèi)設(shè)備溫度升高，停歇時(shí)間溫度又下降，若干周期后，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài)。如電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)等。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用暫載率 ε表征其工作特征，取一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與工作周期的百分比值，即為 ε ，即： 式中： t， t0—— 工作時(shí)間與停歇時(shí)間，兩者之和為工作周期 T。 %1 0 00????tttTt?17 用電設(shè)備額定容量的計(jì)算 在每臺(tái)用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率” PN，但由于各用電設(shè)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(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設(shè)備額定容量”，用 Pe表示。 18 （ 1）長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量 Pe=PN （ 2）重復(fù)短暫工作制的設(shè)備容量 ① 吊車機(jī)組用電動(dòng)機(jī)（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等 ）的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 ε=25%時(shí)的額定功率（ kW），若其 εN不等于 25%時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算，公式為 : ② 電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 ε＝100%時(shí)的額定功率（ kW）。若其銘牌暫載率 εN不等于 100%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換算，公式為 : nNNNe PPP ?? 2%25 ???NNNNNe SPP ??? cos??19 （ 3）電爐變壓器的設(shè)備容量 電爐變壓器的設(shè)備容量是指在額定功率因數(shù)下的額定功率（ kW），即： Pe=PN=SNcos?Ｎ 20 （ 4）照明設(shè)備的設(shè)備容量 ①白熾燈、碘鎢燈設(shè)備容量就等于燈泡上標(biāo)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(shè)備容量應(yīng)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(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的（ kW）； ④金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時(shí)亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡
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