【正文】 1 （ ε=25%） 1 電葫蘆 3 5 3 4 5 3 通風機 組 2 20 10 50 20 機床組 1 S30 (kVA) Q30 (kVar) P30 (kW) 計算負荷 tan? cos? Kd 設備容量 （ kW） 臺數(shù) 用電設備組名稱 序號 返回目錄 47 48 49 三、計算負荷的確定方法 二項式系數(shù)法 1. 用電設備組的計算負荷 （ 1） 有功計算負荷 基本公式 ： P30=bPe+cPx 式中， b Pe為二項式的第一項，表示設備組的平均負荷，其中 Pe是用電設備組的設備總容量（同樣不包括備用設備容量） 。如臺數(shù)多時，一般取用較小值，臺數(shù)少時取用較大值；設備使用率高時，取用較大值，使用率低時取用較小值。 40 2. 用電設備組的計算負荷 （ 1） 有功計算負荷 ： Kd— 用電設備組的需要系數(shù) ，見附錄表 3； Pe— 用電設備組的設備額定容量之和，但不包括備用設備容量。1tan? （ 2） 無功計算負荷 ： （ 1） 有功計算負荷 ： 考慮到單臺用電設備總會有滿載運行的時候，其計算負荷 P30所以 Kd只能靠測量統(tǒng)計確定 ,見附錄表 3~5。m 估算法實為指標法，在做設計任務書或初步設計階段，尤其當需要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。l—— 接于同一線電壓的單相設備容量。 32 ? 設備接于相電壓或線電壓時，設備容量 Pe的計算如下： ?單相設備接于相電壓時 Pe＝ 3Pe 28 （ 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 : nNNNe PPP ??2%25???29 （ 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(shù)下的額定功率（ kW），即： Pe=PN=SN如電焊機和吊車電動機等。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。計算負荷不能定得太大，否則選擇的電器設備和導線電纜將會過大而造成投資和有色金屬的浪費；計算負荷也不能定得過小，否則選擇的電器設備和導線電纜將會長期處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導致絕緣過早老化甚至燒毀。 計算負荷是設計時作為選擇工廠供配電系統(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(shù)的依據(jù)。 計算負荷的物理意義：設有一電阻為 R的導體，在一定時間內(nèi)通過一變動負荷，其最高溫升達到 τ值，如果這根導體在相同的時間內(nèi)通過另一不變負荷其最高溫升也達到 τ值，則這個不變負荷就是該變動負荷的計算負荷，即計算負荷和實際負荷最高溫升是等值的。 對于單個用電設備或用電設備組 ， 負荷系數(shù)是指設備的輸出功率 P和設備額定容量 PN之比值 ， 即 LNPKP?17 二、 計算負荷 （ 30lculated load） 計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)，它是選擇供電系統(tǒng)中各元件的依據(jù)，故非常重要。 avmPP? ? avm? ?一般工廠年負荷系數(shù)年平均值為： α=~ β =~ 16 負荷系數(shù)又稱負荷率或負荷填充系數(shù)，他表征負荷曲線不平坦的程度，負荷系數(shù)越接近 1，負荷越平坦。該值越大，則負荷越平穩(wěn)。 7 8 9 2．年最大負荷和年最大負荷利用小時數(shù) （ 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(nèi)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 P30。一般在北方，近似認為冬季 200天，夏季 165天；在南方，近似認為冬季 165天，夏季 200天。 年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。繪制的方法是： （ 1）以某個監(jiān)測點為參考點，在 24h中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線，見圖 21a。 ? 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。第 2章 電力負荷及其計算 供配電技術 山東農(nóng)業(yè)大學電氣工程系 第 2章 負荷計算及無功補償 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 工廠的計算負荷和年電能消耗量 建筑用電負荷的計算方法 功率因數(shù)與 無功功率補償 尖峰電流計算 2 負荷曲線與計算負荷 一、 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(shù)曲線。 4 2 日負荷曲線 日負荷曲線表示負荷在一晝夜間（ 0~24h）變化情況。 （ 2）通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔（一般為半小時）將其讀數(shù)記錄下來，求出 功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的是階梯形負荷曲線，圖 21b所示。年運行負荷曲線可根據(jù)全年日負荷曲線間接制成；年持續(xù)負荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬季日負荷曲線和夏季日負荷曲線。圖 22是南方某用戶的年負荷曲線，圖中 P1在年負荷曲線上所占的時間計算為 T1=200t1+165t2。 （ 2） 年最大負荷利用小時數(shù) Tmax 年最大負荷利用小時數(shù)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(nèi)，電力負荷按年最大負荷 Pmax (或 P30)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。如果年最大負荷利用小時為 8760h，說明負荷常年不變（實際不太可能）。 所以用戶應盡量提高負荷系數(shù)，從而充分發(fā)揮供電設備的供電能力、提高供電效率。 計算負荷的定義： 通過負荷的統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇導體和電器設備的一個假想負荷。 19 ? 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(shù) τ為10min以上，根據(jù)經(jīng)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。 22 正確確定計算負荷意義重大，是供電設計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。 返回目錄 23 用電設備額定容量的確定 一、 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)運行工作制 （重復短暫工作制） 24 ? 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。這類設備的數(shù)量不多。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(nèi)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。cos?Ｎ 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）。m? 式中 Pe—— 等效三相設備容量； Pe lee PP ?? 3返回目錄 33 負荷計算的方法 ★ 在供配電工程設計中常用的負荷計算方法有：負荷密度法 、 單位指標法 、 需要系數(shù)法 、 二項式系數(shù)法等 。 36 表 21 各種產(chǎn)品的單位耗電量 工作母機 T 1000 產(chǎn)品名稱 單位 單位產(chǎn)品耗電量 （ kW上述各種因素可供設計人員在變動的系數(shù)范圍內(nèi)選用時參考。1為 計算目的：用于選擇分支線導線及其上的開關設備。 （ 2） 無功計算負荷 ： tan?值見附錄表 3。當一條線路內(nèi)的用電設備的臺數(shù)較小（ n3臺）時，一般是將用電設備額定容量的總和作為計算負荷，或者采用較大的Kd值 (~1)。 cPx為二項式的第二項，表示設備組中 x臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負荷，其中 Px是 x臺最大容量的設備總容量 。 51 多組用電設備組計算負荷的確定 30 m a x( ) ( )ne i xiP bP c P???30m a x m a x( ta n ) ( ) ta nne i xiQ bP c P?????tanφmax 為最大的附加負荷 (cPx)max的設備組的平均 功率因數(shù)角 φ的正切值 52 53 54 四、單相負荷計算 工廠里除了三相設備外，還有電焊機、電燈等單相設備。在進行用戶或全廠負荷計算時，應計入這部分損耗。 一般對架空線路，其值為 ，對電纜線路，其值為 ， L為線路的計算長度（ km）。 變壓器主磁通只與外加電壓有關，當外加電壓和頻率恒定時，鐵損與負荷無關，是定值。 59 變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成： (2) 無功功率損耗 ① △Q0，是變壓器空載時，由產(chǎn)生主磁通的勵磁電流所造成的。因變壓器繞組的電抗遠大于電阻，故可認為其在額定電流時的值與短路電壓（即阻抗電壓）成正比，即 式中， Uk%為變壓器的短路電壓百分值。 稱為年最大負荷損耗時間 。 確定等效三相設備容量用戶計算負荷的方法很多，可根據(jù)不同的情況和要求采用不同的方法。 68 (1)、首先按負荷的性質劃分用電設備組； (2)、根據(jù)各組負荷的需要系數(shù)計算單組用電設備的計算負荷； (3)、考慮分支線路的導線損耗，計算出線路始端計算負荷； （往往分支線路的長度比較短，所以這一步可忽略） (4)、考慮同時系數(shù)，計算多組用電設備的計算負荷； (5)、考慮配電干線的導線損耗，計算出干線始端的計算負荷； (6)、考慮同時系數(shù)，計算低壓母線上的計算負荷； (7)、考慮變壓器的損耗，計算出變壓器高壓側的計算負荷； (8)、考慮變壓器高壓側輸電線路的損耗，計算出變配電系統(tǒng)總的計算負荷。 （ 2） 無功計算負荷 ： Q30 71 =KdPe =? 2230 . 2 30 . 2 30 . 2S P Q??計算目的： 用于選擇各組配電干線及其上的開關設備 。3＝Ｋ ∑QΣQ30４ 、 S303+ΔPT Q303 （ kvar） 74 5. 確定全車間變電所中高壓母線上的計算負荷 P304 2230 5 30 5 30 5S P Q? ? ??? 計算目的：用于車間變電所高壓母線的選擇。5 Q306 ≈S 307＝Ｋ ΣΣP307時，應減去補償設備的容量 Qc7 ，即 Q308＝ P30 78 二、 企業(yè)年電能需要量（消耗量） 企業(yè)年電能需要量也就是企業(yè)在一年內(nèi)所消耗的電能，它是企業(yè)供電設計的重要指標之一。也可據(jù)工廠有功和無功計算負荷計算： =αP30Ta = β Q30Ta 80 建筑用電負荷的計算方法 對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位指標法。 例 商