1、第二部分第二部分 工廠供電一次系統工廠供電一次系統工廠供電一次系統設計的基本內容工廠供電一次系統設計的基本內容負荷計算短路計算無功補償計算變配電所位置和型式的選擇變壓器臺數容量選擇主接線方案設計一次設備的選擇與校驗導線的選擇導線截面積計算一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.電力負荷的分級電力負荷的分級：工廠的電力負荷，按GB50052-1995供配電系統設計規范規定，根據其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級： (1) 一級負荷 (2) 二級負荷 (3) 三級負荷 一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一

2、）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）1.1.電力負荷的分級電力負荷的分級：工廠的電力負荷，按GB50052-1995供配電系統設計規范規定，根據其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級： (1) 一級負荷：雙電源雙電源供電，特別重要負荷還需加備用電源一般選不同變電所的兩路出線或者一路公網電源一路自備電源 (2) 二級負荷：雙回路雙回路供電（高壓側雙回路）一般選同一變電所的兩路不同變壓器出線 或一路公網一路自備 (3) 三級負荷 MMM一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）2.2.用電設備的工作制用電設備的工作制：關系到設

3、備容量的計算 (1) 連續工作制設備 (2) 短時工作制設備 (3) 斷續周期工作制設備 斷續周期工作制設備，可用“負荷持續率”（又稱暫載率）來表示其工作特征。負荷持續率為一個工作周期內工作時間與工作周期的百分比值，用表示，即0100%100%ttTtt一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）2.2.用電設備的工作制用電設備的工作制：關系到設備容量的計算 (1) 連續工作制設備 (2) 短時工作制設備 (3) 斷續周期工作制設備 Pe=PNNeNPP 電焊機組：取100%，即coseNNNNPPS 吊車電動機組：取25%，即252NeNNNPPP

4、一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負荷曲線：負荷曲線：負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，它繪在直角坐標紙上?？v坐標表示負荷（有功或無功功率），橫坐標表示對應的時間（一般以小時h為單位）。圖2-1 日有功負荷曲線 (1) 日負荷曲線一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負荷曲線：負荷曲線：負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，它繪在直角坐標紙上?？v坐標表示負荷（有功或無功功率），橫坐標表示對應的時間（一般以小時h為單位）。 (2) 年負荷曲線 年負荷持續

5、時間曲線：反映負荷（功率）及其持續時間 年每日最大負荷曲線：反映一年中每日最大負荷的變化情況一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負荷曲線：負荷曲線： (2) 年負荷曲線圖2-2 年負荷持續時間曲線的繪制a) 夏日負荷曲線 b) 冬日負荷曲線 c) 年負荷持續時間曲線一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負荷曲線：負荷曲線： (2) 年負荷曲線圖2-3 年每日最大負荷曲線一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）3.3.負荷曲線：負荷

6、曲線： (3) 與負荷曲線相關的物理量年最大負荷Pmax，年最大負荷利用小時Tmax，平均負荷Pav，負荷系數KL一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.計算負荷：計算負荷： 通過負荷的統計計算求出的、用來按發熱條件選擇供電系統中各元件的負荷值，稱為計算負荷（calculated load）。根據計算負荷選擇的電氣設備和導線電纜，如果以計算負荷連續運行，其發熱溫度不會超過允許值。從此定義出發，顯然在上述幾個物從此定義出發，顯然在上述幾個物理量中，我們最應關心的是理量中，我們最應關心的是Pmax P3030 ，Q3030 ，S3030 和和

7、3030 負荷計算的最終輸出：一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（一）概述（基本概念）（一）概述（基本概念）4.4.計算負荷：計算負荷： 用電設備組的計算負荷P30(6) 多組用電設備的計算負荷P30(5) 低壓配電干線的計算負荷P30(4) 低壓母線的計算負荷P30(3) 高壓配電干線的計算負荷P30(2) 工廠的計算負荷P30(1)一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定負荷計算的方法：需要系數法和二項式法負荷計算的方法：需要系數法和二項式法 三相用電設備組的計算負荷P301.1.需要系數法：需要系數法：30

8、LeeWLK KPP M1M2MnPN1PN2PNnK為設備組的同時系數KL為設備組的負荷系數e為設備組的平均效率WL為配電線路的平均效率Pe用電設備組的設備容量一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定 三相用電設備組的計算負荷P301.1.需要系數法：需要系數法：30LeeWLK KPP /()LeWLdK KK Kd為需要系數30dePK PKd查表求得一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定 三相用電設備組的計算負荷P301.1.需要系數法：需要

9、系數法：30dePK PKd查表求得 設備組容量Pe：NePPNNePPNNePP 2一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定 三相用電設備組的計算負荷P301.1.需要系數法：需要系數法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIUcos,tan 查表求得一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定例例2-1 已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機7.5kW 3臺，4kW 8臺，3kW 17臺，1.5kW

10、 10臺。試求其計算負荷。1.1.需要系數法：需要系數法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIU 解：解：此機床組電動機的總容量為7.53 48 317 1.510120.5ePkWkWkWkWkW 查附錄表1，Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73有功計算負荷：無功計算負荷：3048.273.230.38kVAIAkV300.2 120.524.1PkWkW3024.11.7341.7 varQkWk3024.148.20.5kWSkVA視在計算負荷： 計算電流：一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負

11、荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定注意事項：注意事項：1.1.需要系數法：需要系數法：30dePK P3030tanQP3030cosPS30303NSIU需要系數值與用電設備的類別和工作狀態關系極大，因此在計算時，首先要正確判明用電設備的類別和工作狀態正確判明用電設備的類別和工作狀態，否則會造成錯誤。只有12臺設備時，可認為Kd =1，即P30=Pe 。對于電動機，由于它本身功率損耗較大，因此當只有一臺電動機時，其P30 =PN /，這里PN 為電動機額定容量，為電動機效率。應用場合：應用場合：需要系數法適用于確定車間的計算負荷，設備臺數較多的場合。一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電

12、力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030對車間干線，對車間干線，95. 085. 0pK0.90 0.97qK一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：M1M2MnPN1PN2PNnM1

13、M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030對低壓母線，對低壓母線，（1）由用電設備組的計算負荷直接相加來計算時，取0.80 0.90pK0.85 0.95qK一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030)1(30P)(30 iP?30PiqQKQ3030對低壓母線，對低壓母線，（2）由車間干線的計算負荷直接相加

14、來計算時取，取95. 090. 0pK97. 093. 0qK一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：M1M2MnPN1PN2PNnM1M2MmPN1PN2PnmipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU)1(30P)(30 iP?30P一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：

15、1.1.需要系數法：需要系數法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW (其中較大容量電動機有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風機2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。解：解：先按需要系數法求各組的計算負荷 (1) 金屬切削機床組 查附錄表1，取 ,故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110) 1 (30kkWQ一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電

16、設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW (其中較大容量電動機有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風機2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。解：解：先按需要系數法求各組的計算負荷 (2)通風機組0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8

17、varQkWk (3)電阻爐0.7,cos1,tan0dK30(3)0.721.4PkWkW30(3)0Q一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW (其中較大容量電動機有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風機2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷

18、。 因此總的計算負荷為 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (102.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定多組用電設備計算負荷的確定：多組用電設備計算負荷的確定：1.1.需要系數法：需要系數法：ipPKP3030iqQKQ303022303030SPQ30303NSIU 例例2-2 某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床

19、電動機20臺共50kW (其中較大容量電動機有7.5kW1臺， 4kW3臺，2.2 kW7臺)， 通風機2臺共3kW， 電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風機217.3101.730.50.25020切削機床1計 算 負 荷 需要系數容 量 臺數n設備名稱 序號kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI /300.95,0.97pqKK一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二

20、）三相用電設備組計算負荷的確定基本公式：基本公式：2.2.二項式法：二項式法：30exPbPcP用電設備組的計算負荷為該設備組的平均功率bPe與 x臺容量最大的設備投入運行時對總計算負荷的額外影響cPx之和。其中的b，c，x均由附表1查得。其余Q30、S20、I30與需要系數法計算相同3030tanQP3030cosPS30303NSIU一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（二）三相用電設備組計算負荷的確定（二）三相用電設備組計算負荷的確定注意事項：注意事項：2.2.二項式法：二項式法：30exPbPcP按二項式法確定計算負荷時，如果設備總臺數n 少于附錄表1中規定的最大容量設備臺數x

21、 的2倍，即nS30(2)，因此在未進行無功補償時，主變壓器容量應選為1250kVA（參看附錄表5）。這時變電所低壓側的功率因數為(2)cos650/10310.63一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（四）工廠計算負荷的確定（四）工廠計算負荷的確定 4.工廠的功率因數及無功補償工廠的功率因數及無功補償 （6 6）無功補償后的計算負荷）無功補償后的計算負荷解：解： (2) 無功補償容量按規定變電所高壓側的 ，低壓側補償后的功率因數應略高于0.9，這里取 。要使低壓側功率因數由0.63提高到0.92，低壓側需裝設的并聯電容器容量為cos0.9(2)cos0.92650 (tanarcco

22、s0.63tanarccos0.92) var525 varCQkk530 varCQk取若采用PGJ1型低壓無功自動補償屏，可選用方案1：1#主屏1臺，3#輔屏6臺，共計84*7=588kvar方案2：2#主屏1臺，4#輔屏4臺，共計112*5=560kvar一、工廠的電力負荷計算一、工廠的電力負荷計算（四）工廠計算負荷的確定（四）工廠計算負荷的確定 4.工廠的功率因數及無功補償工廠的功率因數及無功補償 （6 6）無功補償后的計算負荷）無功補償后的計算負荷解：（解：（3）補償后的變壓器容量和功率因數補償后變電所低壓側的視在計算負荷為因此補償后變壓器容量可改選為800kVA，比補償前容量減少450kVA。 變壓器的功率損耗為AkVAkVS693)560800(65022)2(30kWSPT769301. 001. 0)2(30var3569305. 005. 0)2(30kSQT一、工廠的電力負荷計算一、工廠的