电力负荷和短路电流的计算.ppt
《电力负荷和短路电流的计算.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力负荷和短路电流的计算.ppt(66页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第2章 电力负荷和短路电流的计算,2.1工厂的电力负荷2.2三相用电设备组计算负荷的确定2.3单相用电设备容量的确定 2.4短路的基本形式及原因2.5三相短路电流的计算2.6两相和单相短路电流的计算,电力负荷(设备)按工作制可分以下三类:(1)长期连续工作制 这类设备长期连续运行,负荷比较稳定,例如通风机、空气压缩机、电动发电机组、电炉和照明灯等。机床电动机的负荷虽然变动一般较大,但大多也是长期连续工作的。(2)短时工作制 这类设备的工作时间较短,而停歇时间相对较长,例如机床上的某些辅助电动机(如进给电动机、升降电动机等)。(3)断续周期工作制 这类设备周期性地工作-停歇-工作,如此反复运行,
2、而工作周期一般不超过10min,例如电焊机和起重机械。负荷持续率,又称暂载率或相对工作时间,符号为,其定义为一个工作周期T内工作时间t与工作周期T的百分比,即 式中,t0为工作周期T内的停歇时间。T、t和t0的单位均为秒(s)。,2.1工厂的电力负荷,2.2三相用电设备组计算负荷的确定,用电设备容量的计算需要系数法确定计算负荷二项式法确定计算负荷单相设备组等效三相负荷的计算,用电设备容量的计算,1.一般用电设备的额定容量用电设备的额定容量,是指用电设备在额定电压下、在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。(1)电动机其额定容量是指其轴上正常输出的最大功率。因此其耗用的功率即从电网吸取的功
3、率,应为其额定容量除以其本身的效率。设备容量就是其铭牌额定功率,用有功功率PN表示,单位为瓦(W)瓦(kW)。(2)电炉其额定容量是指其在额定电压下耗用的功率,而不是指其输出的功率。设备的额定容量就按其铭牌容量来计算。(3)变压器、互感器和电焊机等设备的额定容量按其铭牌容量来计算。一般用视在功率SN表示,单位为伏安(VA)或千伏安(kVA)。,(4)电容器类设备的额定容量,则用无功功率Qc表示,单位为乏(var)或千乏(Kvar)。(5)照明灯具设备容量。白炽灯和碘钨灯等其容量就按其铭牌容量计算,即为(2-2)荧光灯其容量就按其铭牌容量乘1.2来计算,即为(2-3)高压汞灯钠灯其容量就按其铭牌
4、容量乘1.1来计算,即为(2-4),2.断续周期工作制设备的额定容量,对断续周期工作制的用电设备组,其设备容量应为各设备在不同负荷持续率下的铭牌容量换算到统一的负荷持续率下的容量之和。断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机(电葫芦、起重机、行车等),其容量换算要求如下:1)电焊机组的容量换算 要求统一换算到=100,因此可得换算后的设备容量为:(2-5)式中PN、SN为电焊机的铭牌容量(PN为有功容量,SN为视在容量);为与PN、SN对应的负荷持续率(计算中用小数);为其值为=100的负荷持续率(计算中用1);为铭牌规定的功率因数。,2)吊车电动机组的容量换算要求统一换算到=25的
5、负荷持续率,因此可得换算后的设备容量为:(2-6)式中,PN为吊车电动机的铭牌容量;N为与PN对应的负荷持续率(铭牌数据);为25%的负荷持续率(计算中用0.25)。,【例2-1】某装配车间380V线路,供电给3台吊车电动机,其中1台7.5kW(=60%),2台3kW(=15%)。试求吊车电动机总容量。解:按规定,吊车电动机容量要统一换算到=25%,由式(2-6)可得三台吊车电动机总容量为:Pe=7.52+232=16.3(kW),需要系数法确定计算负荷,1计算负荷的意义 计算负荷是指如果导体中通过一个假想不变负荷时所产生的最高温升正好与它通过实际负荷时产生的最高温升相等,那么该假想不变负荷就
6、称为实际负荷的“计算负荷”,计算负荷实际上是一个虚设的负荷。由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需(34),为发热时间常数,而截面在16mm2以上的导体的均在10min以上,也就是载流导体大约经30min后可达到稳定的温升值。因此通常取半小时平均最大负荷P30(亦即年最大负荷Pmax)作为“计算负荷”。计算负荷是供配电设计计算的基本依据。如果计算负荷确定过大,将使设备和导线电缆选择偏大,造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定过小,又将使设备和导线电缆选择偏小,造成设备和导线电缆运行时过热,增加电能损耗和电压损耗,甚至使设备和导线电缆烧毁,造成事故。确定用电设备组计算负荷的方法,有需要系数
7、法和二项式法。,2需要系数法,用电设备组的计算负荷,是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷P30。在所计算的范围内,将用电设备按其设备性质不同分成若干组,对每一组选用合适的需要系数,算出每组用电的计算负荷,然后由各组计算负荷求总的计算负荷,这种方法称为需要系数法。需要系数法一般用来求多台三相用电设备的计算负荷。,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)的额定容量PN之和,即Pe=PN。用电设备组进线上的有功计算负荷应为:(2-7),式中,K为设备组的同时系数,即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部(不含备用)设备容量之比;KL为设备组的负荷系数,即设备组在最大负荷
8、时的输出功率与运行的设备容量之比;e为设备组的平均效率,即设备组在最大负荷的输出功率与其取用功率之比;WL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(亦即设备组的取用功率)与其首端功率(亦即计算负荷P30)之比。,令式(2-7)中的KKL/eWL=Kd,这里的Kd即“需要系数”。由此可得需要系数的定义式为:(2-8)即用电设备组的需要系数Kd,是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值。实际上,用电设备组的需要系数Kd与其工作性质、设备台数、设备效率及线路损耗等因素有关,附录表A-1分别列出了工业和民用建筑用电设备组的需要系数值,供计算参考。,(1)单台设备的计算负荷
9、,当只有一台用电设备时,不能直接按附录表A-1取需要系数,这是因为影响需要系数的几个因素除用电设备本身的效率外均可能为1,此时的需要系数只包含了效率,因此(2-9)无功计算负荷(2-10)视在计算负荷(2-11)计算电流(2-12),(2)单组用电设备的计算负荷,(2-13)式(2-13)中:单组用电设备的设备容量总和;无功计算负荷(2-14)视在计算负荷(2-15)计算电流(2-16),以上各式中,cos 为用电设备组的平均功率因数;tan为对应于cos的正切值;UN为用电设备组的额定电压;负荷计算中常用的单位:有功功率为“千瓦”(kW);无功功率为“千乏”(kvar);视在功率为“千伏安”
10、(kVA);电流为“安”(A);电压为“千伏”(kV)。,由于需要系数值与用电设备的类别和工作状态有很大关系,因此采用需要系数法计算时,首先要正确判别用电设备的类别和工作状态,否则将造成错误。例如机修车间的金属切削机床电动机,应属小批生产的冷加工机床电动机,因为金属切割就是冷加工,而机修车间不可能是大批生产。又如压塑机、拉丝机和锻锤机等,应属热加工机床。,【例2-2】已知某机修车间的金属切削机床组,拥有电压为380V的三相电动机11kW1台,7.5kW3台,4kW12台,1.5kW8台,0.75kW10台。试求其计算负荷。,解:此机床组电动机的总容量 为:=11kW1+7.5 kW3+4kW1
11、2+1.5kW8+0.75kW10=101 kW查附录表A-1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项,得Kd=0.160.2(取0.2),cos=0.5,tan=1.73,因此可求得:有功计算负荷 P30=0.2101kW=20.2 kW无功计算负荷 Q30=20.2 kW1.73=34.95kvar视在计算负荷 计算电流,(3)多组用电设备的计算负荷,确定有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时,应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时,应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个综合系数(又称同时系数或参差系数):Kp和Kq。对车
12、间干线可取Kp=0.850.95,Kq=0.900.97对低压母线:(1)由用电设备组计算负荷直接负荷直接相加来计算时可取Kp=0.800.90,Kq=0.850.95;(2)由车间干线计算负荷直接相加来计算时可取Kp=0.900.95,Kq=0.930.97。,总的有功计算负荷为:P30=KpP30.i(2-17)总的无功计算负荷为:Q30=KqQ30.i(2-18)以上两式中P30.i和Q30.i,分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。总的视在计算负荷为:(2-19)总的计算电流为:(2-20),【例2-3】有一机修车间,拥有冷加工机床52台,共200kW;其中天车1台,共5.1kW(=
13、15%),通风机4台,共5kW;点焊机3台,共10.5kW(=65%)。车间采用380/220V三相四线制供电,试确定车间的计算负荷P30、Q30、S30和I30。,解:先求各组的计算负荷。1冷加工机床:查附录表A-1:取Kd=0.2,cos=0.5,tan=1.73 2天车:查附录表A-1:取Kd=0.15,cos=0.5,tan=1.73 3通风机:查附录表A-1:取Kd=0.8,cos=0.8,tan=0.75,4点焊机:查附录表A-1:取Kd=0.35,cos=0.6,tan=1.33 5车间计算负荷取Kp=0.95,Kq=0.97 P30=KpP30.i=0.95(40+0.59+4
14、+2.97)=45.2KW Q30=KqQ30.i=0.97(69.2+1.03+3+3.94)=74.9Kvar,二项式法确定计算负荷,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更为合理,且计算也较简便。,1单组用电设备的计算负荷,二项式法确定有功计算负荷的基本公式为:P30=bPe+cPx(2-21)式中,bPe为用电设备组的平均负荷,其中Pe为用电设备组的设备总容量,其计算方法与需要系数法相同;cPx 为用电设备组中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台容量最大设备的设备容量;按二项式法确定计
15、算负荷时,如果设备总台数n2x时,则x宜相应地取小一些,建议取为x=n/2,且按“四舍五入”的修约规则取为整数。b、c为二项式系数。二项式系数b、c及最大容量的设备台数x和、等值,可查附录表A-1。其余的计算负荷Q30、S30和I30的计算公式与前述需要系数法相同。,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/,这里为电动机效率。当设备台数较少时,cos也宜适当取大。二项式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压分支干线的计算负荷。,【例2-4】试用二项式法确定例2-2所述机修车间金属切削机床组的计算负荷。,解:由附录
16、表A-1查得b=0.14,c=0.4,x=5,=0.5,=1.73。而设备总容量为:=101kW(见例2-2)x台最大容量设备的容量为:Px=P5=11kW1+7.5kW3+4kW1=37.5kW因此按式(2-21)可求得其有功计算负荷为:P30=0.14101kW+0.437.5kW=29.14 kW按式(2-14)可求得其无功计算负荷为:Q30=29.14 kW1.73=50.4 Kvar按式(2-15)可求得其视在计算负荷为:S30=29.14 kW/0.5=58.3KVA按式(2-16)可求得其计算电流为:,2多组用电设备的计算负荷,采用二项式法确定多组用电设备总的计算负荷时,亦应考虑
17、各组设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在各组设备中取其中一组最大的附加负荷(cPx)max,再加上各组的平均负荷bPe。由此可得总的有功计算负荷为:(2-22)总的无功计算负荷为:(2-23)式(2-23)中,为最大附加负荷 的设备组的平均功率因数角的正切值。总的视在计算负荷S30仍按式(2-19)计算;总的计算电流I30仍按式(2-20)计算。,2.3单相用电设备容量的确定,单相负荷计算原则 单相设备接在三相线路中,应尽可能地均衡分配,使三相负荷尽可能地平衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备容量的15%时,则不论单相设备如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力 负荷 短路 电流 计算

链接地址:https://www.31ppt.com/p-6479051.html