电力负荷计算课件.ppt

2022/12/20,电力负荷计算(1),电力负荷计算(1),(一)工厂电力负荷的分级: 工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级 。,1一级负荷：中断供电将造成人身伤亡者；或 政治、经济上将造成重大损失者。 在一级负荷中，特别重要的负荷是指在中断供电时 将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷。 2二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济 上造成较大损失者， 3三级负荷：三级负荷为一般的电力负荷，,重点！,1.一级负荷对供电电源的要求 一级负荷属重要负荷，应有两个独立电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。 一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统中。可作为应急电源的电源有：独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池；干电池。2.二级负荷对供电电源的要求 二级负荷也属重要负荷但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%二级负荷。 3.三级负荷对供电电源的要求 三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。,（二）各级电力负荷对供电电源的要求,二、工厂用电设备的工作制工厂的用电设备，按其工作制分以下三类： 连续工作制短时工作制断续周期工作制 断续周期工作制的设备，可用“负荷持续率（又 称暂载率）来表征其工作特征。 负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，即,式中：T为工作周期；t为工作周期内的工作时间； t。为工作周期内的停歇时间。,重点！,断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）PN，是对应于某一标准负荷持续率的。 则对应于实际运行的负荷持续率下的容量,PN对应的某一标称负荷持续率N,例:某吊车电动机在1=60%时的容量P1=10KW。试求2=25%时的容量P2为多少?,重点！,三、负荷曲线的概念负荷曲线：是表征电力负荷随时间变动情况的图形。,负荷曲线按负荷对象分：有工厂（企业）的、车间 的或某类设备的负荷曲线。按负荷的功率性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线。按所表示的负荷变动时间分：年的、月的、日的或 工作班的负荷曲线。按绘制方式分：有依点连成的负荷曲线（如图2-la）和 绘成梯形的负荷曲线（如图2-lb所示）,分析负荷曲线可以了解负荷变化的规律。对供电设计人员来说，可从中获得一些对设计有用的资料；对运行人员来说，可合理地、有计划地安排用户、车间、班次或大容量设备的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种“削峰填谷”的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到节电效果。,以某个检测点为参考点，在24h中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲线，见图2.1(a)；,通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间隔(一般为半小时)将其读数记录下来，求出半小时的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的成梯形的负荷曲线，如图2.1(b)所示。,年负荷曲线：通常是根据典型的冬日和夏日负荷曲线来绘制。这种曲线的负荷从大到小依次排列，反映了全年负荷变动与负荷持续时间的关系，因此称为负荷持续时间曲线，一般简称年负荷曲线。,(a) 夏日负荷曲线 (b) 冬日负荷曲线 (c) 年负荷持续时间曲线图2.2 年负荷持续时间曲线的绘制,全年按8760h计,其夏日和冬日在全年中所占的天数，应视当地的地理位置和气温情况而定。例如在我国北方，可近似地认为夏日165天，冬日200天；而在我国南方，则可近似地认为夏日200天，冬日165天。假设绘制南方某厂的年负荷曲线(图2.2(c)所示)，其中在年负荷曲线上所占的时间 ，在年负荷曲线上所占的时间 .,年负荷曲线的另一种形式，是按全年每日的最大负荷(通常取每日最大负荷的半小时平均值)绘制的，称为年每日最大负荷曲线，如图2.3所示。横坐标依次以全年12个月的日期来分格。这种年最大负荷曲线，可以用来确定拥有多台电力变压器的变电所在一年内的不同时期宜于投入几台运行，即所谓经济运行方式，以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益。,注意：年每日负荷曲线是按时间的先后绘制，而年负荷曲线是按负荷的大小和累积时间绘制的。,图2.3 年每日最大负荷曲线,Pm,四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 1、年最大负荷和年最大负荷利用小时 （1）年最大负荷 Pmax ： 全年中负荷最大的工作班内(该工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是在负荷最大的月份内至少出现过2次3次) 消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。,（2）年最大负荷利用小时 年最大负荷利用小时 Tmax： 是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax（或P30）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，如图所示。,年最大负荷和年最大负荷利用小时,它与工厂的生产班制有关。例如一班制工厂，Tmax=1800 2500h ; 二班制工厂，Tmax=3500 4500h ;三班制工厂，Tmax=5000 7000h。,Wa-年实际消耗的电能量,2、平均负荷和负荷系数 （1）平均负荷Pav:是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能Wt除以时间t的值，即,全年时间内耗用的电能,负荷系数: 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav,与其最大负荷Pmax的比值，即,对用电设备来说，就是设备的输出功率P与设备额定容量PN的比值，即,对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。从充分发挥供电设备的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高越趋近于1越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使不平坦的负荷曲线“削峰填谷”，提高负荷系数。,第二节 三相用电设备组计算负荷的确定,一、概述 计算负荷:通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。,根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。 由于导体通过电流达到稳定温升的时间需3 4 ，为发热时间常数。截面在16mm2及以上的导体，其10 min，因此载流导体大约经30 min(半小时)后可达到稳定温升值。由此可见，计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷 (亦即年最大负荷Pmax)是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷。,有功计算负荷为P30，无功计算负荷Q30、视在计算负荷S30和计算电流I30,重点！,计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷也不可能一成不变的，他与设备的性能、生产组织以及能源供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。,如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。,我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。,二、按需要系数法确定计算负荷（一）基本公式 用电设备组的计算负荷: 是用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷P30，如图所示。,如图用电设备组的设备容量 ，是指用电设备组所有设备(不含备用的设备)的额定容量之和。,但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为,-配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率 (亦即设备组取用功率)与首端功率 (亦即计算负荷)之比。,-设备组的同时系数，即设备组在最大负荷 时运行的设备容量与全部设备容量之比；,- -设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行 的设备容量之比；,-设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比,用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值。由此，可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为,实际上，需要系数不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关，而且与操作人员的技能和生产组等多种因素有关，因此应尽可能地通过实测分析确定，使之尽量接近实际。,用电设备组的设备容量Pe： 是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量PN之和，即Pe =PN。设备的额定容量： 是设备在额定条件下的最大输出功率。,必须注意：表内所列需要系数值是按车间范围内设备台数较多的情况来确定的，所以需要系数值一般都比较低，例如冷加工机床组的需要系数值平均只有0.2左右。因此需要系数法较适用于确定车间的计算负荷。如果采用需要系数法来计算分支干线上用电设备组的计算负荷，则表中的需要系数值往往偏小，宜适当取大。只有1台2台设备时，可认为 Kd=1,用电设备组的有功计算负荷：式中： P30计算有功功率(kw)； Kd 需要系数(三台以下时Kd 1)； Pe用电设备组的设备容量(kw)。 式中，Kd为需要系数。无功计算负荷： 式中，tan为对应于用电设备组cos中的正切值。,需要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大,视在计算负荷： 式中，cos为用电设备组的平均功率因数。计算电流： 式中，UN为用电设备组的额定电压。,重点！,重点！,例2-1已知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；3kW17台；1. 5kW10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+4 kW 8+3 kW17+1.5 10=120.5kW 查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项， 得Kd=0.16-0.2(取0.2), cos=0. 5,tan =1. 73。因此求得: 有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算 计算电流,（二）设备容量的计算 需要系数法基本公式中的设备容量Pe（不含备用设备的容量）计算与用电设备组的工作制有关:1、一般连续工作制和短时工作制的用电设备组: 设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和。,若含叫安装容量,2、对断续周期工作制的用电设备组设备容量换算的公式如式(2-2)所示。（1）电焊机组要求统一换算到=100%的设备功率。（2）吊车电动机组要求统一换算到= 25的设备功率。,（三）多个用电设备计算负荷的确定 （配电干线和变电所低压母线） Kq 同时系数注：（1）配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组 的计算负荷之和再乘以同时系数Kq，一般取为0.80.9。 （2）当不同类别的建筑(如办公楼和宿舍楼)共用一台变压 器时，其同时系数可适当减小。 (3)由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和 来计算。,重点！,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7.5kW1台， 4kW3台， 2.2kW7台），通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。试确定线路上总的计算负荷。,解先求各组的计算负荷,Q 30（1） 10kW1.73=17.3kvar,1金属切削机床组查附录表1得Kd=0.2，cos0.5，tan1.73，因此,2. 通风机组查附录表1得Kd=0.8（取0.8），cos=0.8, tan=0.75, 因此,P 30（2）=0.83kW=2.4kW Q 30（2）=2.4kW0.75=1.8kvar,P30（1）= 0.250kW=10kW,3.电阻炉查附录表1得Kd=0.7，cos=1，tan=0,P300.95(102.41.4)kW=13.1kW Q300.97(17.3+1.8+0)kvar=18.5kvar,总计算负荷（取Kp0. 95， Kq0. 97 ）为,P 30（3）=0.72kW=1.4kW Q 30（3）=0,例2.2的电力负荷计算表(按需要系数法),3、按二项式法确定计算负荷,(一)基本公式为:P30=bPe+cPx 式中 bPe-用电设备组的平均负荷， cPx-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，其中Px是X台最大容量设备的设备容量； b、c-二项式系数。 二项式系数 b、c和最大容量设备台数X及cos tan等也可查表,但是必须注意：按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备总台数n2x时，则x 宜相应取小一些，建议取为x=n/2，且按“四舍五入”的修约规则取为整数。例如某机床电动机组电动机只有7台，而附录表A-6规定 X=5, 但是这里n=7 2x =10，因此 ，可取x=7/24来计算。 如果用电设备组只有12台设备时，就可认为P30=Pe，即 b= 1、c=0。对于单台电动机，则P30=Pn/。在设备台数较少时，cos也宜相应地适当取大。,二项式系数法较需要系数法更适于确定设备台数较少而容量差别较大的低干线和分支线的计算负荷。,例 2-3 试用二项式法确定例2-1所述机工车间380V线路上各组的和总的计算负荷。解 附录表1得b=0.14,c=0.4,x=5, cos=0.5, tan=1.73,设备总的容量 Pe=120.5kWx台最大容量的设备容量为 Px=P5=7.5kW*3+4KW*2=30.5kW P30=0.14120.5kW+0.4kW30.5kW=29.1kW Q30=29.1kW*1.73=50.3kvar S30=29.1/0.5=58.2KVA I30=58.2/(3*0.38)=88.4A (I30=73.2A),例2-1已知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；3kW17台；1. 5kW10台。试求其计算负荷。,比较例2-1和例2-3的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下。供电设计的经验说明，选择低压分支干线或支线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜。我国建筑行业标准JGJ/T16-1992民用建筑电气设计规范也规定：用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法。,(二) 多组用电设备计算负荷的确定 按二项式系数法确定多组用电总的计算负荷时，同样应考虑各组设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定其总的计算负荷时，只能考虑一组有功附加负荷为最大的做总计算负荷的附加负荷，再加上所有各组的平均负荷。 所以总的有功和无功计算负荷分别为 P30 = (b Pe)i+( c Px )max Q30 = (b Pe tan) i +( c P x )max tanmax 式中(b Pe)i -各组有功平均负荷之和； (b Pe tan) i -各组无功平均负荷之和； ( c Px )max -各组中最大的一个有功附加负荷； tanmax - ( c Px )max的那一组设备的正切值。,为了简化和统一，按二项式法计算多组设备的计算负荷时，也不论各组设备台数多少，各组的计算系数b、C、X和cos、tan等均按附录表1所列数值.,例 2-4 试用二项式法确定例2-2所述机工车间380V线路上各组的和总的计算负荷。解 先求各组的平均负荷 ,附加负荷及计算负荷。（1）机床组：查附录表1得b=0.14,c=0.4,x=5, cos=0.5, tan=1.73,因此 b Pe(1)=0.1450kW=7kW cPx(1)=0.4(7.5kW1+4kW3+2.2kW1)=8.68kW,（2）通风机组：查附录表1得b=0.65，c=0.25，x=5，cos=0.8, tan=0.75，因此 b Pe(2)=0.653kW=1.95kW c PX(2)=0.253kW=0.75kW,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7.5kW1台， 4kW3台， 2.2kW7台），通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。试确定线路上总的计算负荷。,（3）电阻炉：查附录表1得b=0.7，x=0，c=0，cos=1， tan=0因此 b Pe(3)=0.72kW=1.4kW c Px(3)=0,比较以上各组的附加负荷c Px可知，机床组的c Px(1)为最大。因此总计算负荷为：,P30=（7+1.95+1.4）kW+8.68kW=19kW Q30=（71.73+1.95 0.75+0）kvar+8.68kvar1.73=28.6kvar,表2-3 例2.4的电力负荷计算表(按二项式法),比较例2.2和例2.4的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果较之按需要系数法计算的结果大得比较多，这也更为合理。,例2.2的电力负荷计算表(按需要系数法),第三节 单相用电设备组计算负荷的确定,一、概述 单相负荷应均衡的分配到三相上。1、当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的15时，全部按三相对称负荷计算；2、如单相用电设备不对称容量大于三相对称用电设备总容量的15时，则设备容量应按最大相负荷的三倍。3、在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应以最大负荷相有功负荷的三倍作为等效三相有功负荷。,重点！,1、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算 等效三相设备容量Pe应按最大负荷相所接单相设备容量Pe.m的3倍计算，即 Pe=3 Pe.m,二、单相设备组等效三相负荷的计算,2、单相设备接于线电压时的等效三相负荷的计算,1）容量为Pe.m单相设备接于同一线电压时,2）单相设备接于不同线电压时,等效三相设备容量,多台时取最大线间负荷的 倍加次大线间负荷的（3- ）倍,3、单相设备分别接于线电压和相电压时的等效负荷计算 1）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； 2）计算各相的设备容量和计算负荷； 3）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷P30.m的三倍，,P30=3 P30.m,总的等效三相无功计算负荷为其最大有功负荷相的无功计算负荷的3倍，即,Q30=3Q30.m,（简化方法）,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问题，可按下列换算公式进行换算：,（一般方法）,A相 PA=pAB-APAB+pCA-APCA QA=qAB-APAB+qCA-APCA B相 PB=pBC-BPBC+pAB-BPAB QB=qBC-BPBC+qAB-BPABC相 PC=pCA-CPCA+pBC-CPBC QC=qCA-CPCA+qBC-CPBC,1、仅有单相220V负荷-折算到三相380V上 15%,2、仅有单相380V负荷-折算到三相380V上,1）容量为Pe.m单相设备接于同一线电压时，等效三相设备容量,2）单相设备接于不同线电压时,多台时取最大线间负荷的 倍加次大线间负荷的（3 - ）倍,3、既有单相220V,又有单相380负荷-折算到三相380V上 1）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； 2）计算各相的设备容量和计算负荷； 3）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷P30.m的三倍，,P30=3 P30.m,总的等效三相无功计算负荷为其最大有功负荷相的无功计算负荷的3倍，即,Q30=3Q30.m,小结：,重点！,例2-5 在220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱4台，其中2台10kw接于A相，1台30kW接于B相，一台20kW接于C相。另有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（=100%）接于AB相，1台20kW（ =100%）接于BC相，1台30kW( =60%)接于CA相。试求此线路的计算负荷。,（1）电热干燥箱的各相计算负荷查附录表1得Kd=0.7，cos=1，tan=0A相 P30.A（1）=KdPe.A=0.7210kW=14kWB相 P30.B（1）=Kd Pe.B=0.7130kW=21kWC相 P30.C（1）=KdPe.C=0.7120kW=14kW,（2）对焊机的各相计算负荷 先将接于CA相的30kw(=60%)换算至=100%时的容量，可得：,查附录1 得Kd=0.35, cos=0.7, tan=1.02;再由表2-3查得cos=0.7时的功率换算系数pAB-A=pBC-B=pCA-A=0.8, pAB-B=pBC-B=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22, qAB-B=qBC-C=qCA-A=0.8.因此各相的有功和无功设备容量为：,A相 pA=0.8214kw+0.223kw=27kw QA=0.22214kvar+0.823kvar=24.6kwB相 PB=0.820+0.2214kw=21.6kw QB=0.2220kvar+0.8214kvar=26.8kvarC相 PC=0.823kw+0.220kw=22.4kw QC=0.2223kvar+0.820kvar=21.1kvar,各相的有功和无功计算负荷为：A相 P30.A(2)=0.3527kw=9.45kw Q30.A(2)=0.3524.6kvar=8.61kvarB相 P30.B(2)=0.3521.6kw=7.56kw Q30.B(2)=0.3526.8kvar=9.38kvarC相 P30.C(2)=0.3522.4kw=7.84kw Q30.C(2)=0.35 21.1kvar=7.39kvar,(3) 各相总的有功和无功计得负荷A相 P30.A=P30.A(1)+P30.A(2)=14KW+9.45KW=23.5KW Q30.A=Q30.A(1)+Q30.A(2)=0+8.61kvar=8.61kvarB相 P30.B=P30.B(1)+P30.B(2)=21kw+7.5kw=28.6kw Q30.B=Q30.B(1)+Q30.B(2)=0+9.38kvar=9.38kvarC相 P30.C=P30.C(1)+P30.C(2)=14kw+7.84kw=21.8kw Q30.C=Q30.C(1)+Q30.C(2)=0+7.39kvar=7.39kvar,(4) 总的等效三相计算负荷由以上计算可知，B相的有功计算负荷最大， P30=3P30.B=328.6kw=85.8kw Q30=3Q30.B=39.38kvar=28.1kvar,2022/12/20,电力负荷计算(1),45,第四节 工厂供电系统功率损耗与电能损耗,一、功率损耗（有功+无功）线损（线阻-有功；线抗-无功）变压器损耗（铁损+铜损-有功；主励磁损+1、2线抗-无功）二、电损,第五节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算,一、工厂计算负荷的确定,（一）按需要系数法确定工厂计算负荷 将工厂用电设备的总容量Pe（不包括备用设备容量）乘上 一个需要系数Kd, 即得全厂的有功计算负荷，即 P30= Kd Pe 附录表2列出了部分工厂的需要系数值，供参考。,（二）按年产量估算工厂计算负荷 将工厂的年产量A乘以单位产量损耗电量a，就可得到工厂全年耗电量： Wa=Aa 各类工厂的单位产品年耗电量Wa可由有关设计单位根据实测统计资料确定，亦可查有关设计手册。,工厂的年最大负荷利用小时Tmax,工厂的有功计算负荷：,（三）按逐级计算法确定工厂的计算负荷 工厂的计算负荷（这里举有功负荷为例）P30.1，应该是高压配电所母线上所有高压配电线路计算负荷之和，再乘上一个同时系数。而高压配电线路的计算负荷P30.2，应该是该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷P30.3，加上变压器的功率损耗PT高压配电线路的功率损耗PWL1。依次类推。,重点！,在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：,但对于一般的企业供配电系统来说，由于其高低压配电线路一般不长，因此在确定其计算负荷时往往不计线路损耗。,(四) 工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷,1、 工厂的功率因素 我国有关规程规定：高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，其它工厂则不得低于0.85。,（1）瞬时功率因数,（2）平均功率因数,WP为某一段时间内消耗的有功电能，,Wq为某一段时间内消耗的无功电能，,（3）最大负荷时功率因数 指在最大负荷即计算负荷时的功率因数,供电营业规则规定：用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，100kVA及以上高压供电的用户，不得低于0.90；其他电力用户，不得低于0.85。的情况下，尚达不到规定的功率因数要求时，必须考虑进行的人工补偿。,要使功率因数由cos提高到cos, 必须装设的无功补偿装置容量为：QC=Q30-Q30=P30(tan-tan)或QC=qcP30式中，qc= (tan-tan)， 称为“无功补偿率”，或“比补偿容量”。,2、无功功率补偿,如图所示 表示功率因数的提高与无功功率、和视在功率变化的关系。,确定了总的补偿容量以后，即可根据所选电容器的单个容量qc来确定电容器的个数,工厂（或车间）装设了无功补偿装置以后，则在确定补偿装置装设地点以前的总计算负荷时，应扣除无功补偿容量，即总的无功计算负荷为无功补偿后总的视在计算负荷： Q30=Q30-QC 由上式可以看出，在变电所低压侧装设无功补偿装置后，由于低压侧总的视在计算负荷减小，从而可使变电所主变压器的容量选得小一些。,补偿后总的视在计算负荷,3、无功补偿后的工厂计算负荷,例2-6 某厂拟建一降压变电所，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。为使工厂（变电所高压侧）的功率因数不低于0.9，如在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿时，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容量有什么变化？ 解 （1）补偿前的变压器容量和功率因数 变电所低压侧的视在计算负荷为：,主变压器容量选择条件为 SN.TS30(2)，因此未进行无功 补偿时，主变压器容量的应选为1250kVA。这时变电所低压侧的功率因数为： cos(2)=650/1031=0.63,重点！,负荷率=S30/SN=83%,（2）无功补偿容量 按规定，变电所高压侧的cos0.90。考虑到变压器的无功功率损耗QT,远大于其有功功率损耗PT， 一般QT(4-5)PT，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90，这里取cos=0.92。 要使低压侧功率因数为0.63提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为：QC=650tan(arccos0.63)-tan(arccos0.92)=525kvar 取 Qc=530kvar,（3）无功补偿后的主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,因此无功补偿后，主变压器容量可改选为800kVA。变压器的功率损耗为：PT0.015S30(2)=0.015704kVA=10.6kWQT0.06S30(2)=0.06704kVA=42.2kvar 变电所高压侧的计算负荷为：P30(1)=650kW+10.6kW=661KWQ30(1)=(800-530)kvar+42.2kvar=312kvar,无功补偿后的功率因数提高为,负荷率91%,二、工厂年耗电量的计算,为年平均有功负荷系数，一般取0.70.75；为年平均无功负荷系数，一般取0.760.82；Ta为年实际工作小时数,一班制可取 2300h,二班制可取 4600h,三班制可取 6900h。,第六节 尖峰电流的计算,尖峰电流是指持续12s的短时最大负荷电流，它用来选择熔断器和低压断路器，整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。,（一）单台用电设备尖峰电流的计算单台用电设备尖峰电流就是其起动电流为： IN为用电设备的额定电流， ISt为用电设备的起动电流KST 用电设备的起动电流倍数：笼型电动机为57，绕线转子电动机为23，直流电动机1.7，电焊变压器为3或稍大。,一、概述,二、用电设备尖峰电流的计算,2、多台用电设备,式中Ist.max和 ( Ist- IN)max分别为用电设备中起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流及其起动电流及额定电流之差。,为将起动电流与额定电流之差为最大的那台设备除外的其它n-1台设备的额定电流之和；,为上述n-1台设备的同时系数，按台数多少选取，一般取0.71；I30为全部设备投入运行时的计算电流。,【例2.7】 有一380V三相线路，给4台电动机供电。求该配电线路的尖峰电流。解：,2022/12/20,电力负荷计算(1),演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,