第二章工廠的電力負荷及計算第一節 工廠的電力負荷和負荷曲線第二節 三相用電設備組計算負荷的確定

第三節 單相用電設備組計算負荷的確定第四節 工廠供電系統的功率損耗和電能損耗

第五節 工廠的計算負荷和年電能消耗量第六節 尖峰電流的計算NEXT1/23/20231工業與民用供電第一頁，共三十六頁。第一節工廠的電力負荷和負荷曲線1、工廠電力負荷的分級及其對供電的要求電力負荷:電力負荷又稱電力負載。工廠電力負荷的分級:工廠的電力負荷，按GB50052-95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。HOMEBACKNEXT1/23/20232工業與民用供電第二頁，共三十六頁。2、工廠用電設備的工作制連續工作制短時工作制斷續周期工作制斷續周期工作制的設備，可用“負荷持續率（又稱暫載率）來表征其工作特征。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，即式中：T為工作周期；t為工作周期內的工作時間；t。為工作周期內的停歇時間。HOMEBACKNEXT1/23/20233工業與民用供電第三頁，共三十六頁。斷續周期工作制設備的額定容量（銘牌功率）PN，是對應于某一標準負荷持續率的。HOMEBACKNEXT1/23/20234工業與民用供電第四頁，共三十六頁。3、工廠的負荷曲線負荷曲線：表示一組用電設備的功率隨時間變化關系的圖形?？芍庇^地反映出用戶用電特點，對于同類型的用戶，其負荷曲線形狀大致相同。（1）按負荷性質分HOMEBACKNEXT1/23/20235工業與民用供電第五頁，共三十六頁。有功負荷曲線無功負荷曲線（2)按持續工作時間分日負荷曲線(24h)日最大負荷全年時間變化曲線（運行年負荷曲線〕年負荷曲線（8760h〕HOMEBACKNEXT1/23/20236工業與民用供電第六頁，共三十六頁。四、與負荷曲線和負荷計算有關的物理量（一）年最大負荷和年最大負荷利用小時年最大負荷Pmax：全年中負荷最大的工作班內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。HOMEBACKNEXT1/23/20237工業與民用供電第七頁，共三十六頁。2.年最大負荷利用小時年最天負荷利用小時Tmax：一個假想時間，在此時間內，電力負荷按年最大負荷Pmax（或P30）持續運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能，如圖所示。年最大負荷和年最大負荷利用小時HOMEBACKNEXT1/23/20238工業與民用供電第八頁，共三十六頁。（二）平均負荷和負荷系數平均負荷Pav:電力負荷在一定時間t內平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間t內消耗的電能Wt除以時間t的值，即HOMEBACKNEXT1/23/20239工業與民用供電第九頁，共三十六頁。負荷系數:負荷系數又稱負荷率，它是用電負荷的平均負荷

Pav,與其最大負荷Pmax的比值，即對用電設備來說，就是設備的輸出功率P與設備額定容量PN的比值，即HOMEBACKNEXT1/23/202310工業與民用供電第十頁，共三十六頁。第二節三相用電設備組計算負荷的確定1、概述計算負荷: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。HOMEBACKNEXT1/23/202311工業與民用供電第十一頁，共三十六頁。2、按需要系數法確定計算負荷（一）基本公式用電設備組的計算負荷:是用電設備組從供電系統中取用的半小時最大負荷P30，如圖所示。用電設備組計算負荷HOMEBACKNEXT1/23/202312工業與民用供電第十二頁，共三十六頁。用電設備組的設備容量Pe：是指用電設備組所有設備（不含備用設備）的額定容量PN之和，即Pe=ΣPN。設備的額定容量：是設備在額定條件下的最大輸出功率。HOMEBACKNEXT1/23/202313工業與民用供電第十三頁，共三十六頁。用電設備組的有功計算負荷：式中：P30——計算有功功率(kw)；Kd

——需要系數(三臺以下時Kd

＝1)；Pe——用電設備組的設備容量(kw)。式中，Kd為需要系數。無功計算負荷：式中，tanΦ為對應于用電設備組cosΦ中的正切值。HOMEBACKNEXT

141/23/2023工業與民用供電第十四頁，共三十六頁。視在計算負荷：式中，cosΦ為用電設備組的平均功率因數。計算電流：式中，UN為用電設備組的額定電壓。HOMEBACKNEXT1/23/202315工業與民用供電第十五頁，共三十六頁。例：已知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.

5kW3臺；4kW8臺；3kW17臺；1.

5kW10臺。試求其計算負荷。解 此機床組電動機的總容量為Pe=7.5kW×

3+4

kW×

8+3

kW×17+1.5

×10

+120.5kW查附錄表1中“小批生產的金屬冷加工機床電動機”項，得Kd=16-0.2(取0.2),cosΦ=0.5,tanΦ

=1.73。因此求得:有功計算負荷無功計算負荷視在計算計算電流HOMEBACKNEXT1/23/202316工業與民用供電第十六頁，共三十六頁。（二）設備容量的計算需要系數法基本公式中的設備容量Pe計算與用電設備組的工作制有關:一般連續工作制和短時工作制的用電設備組:設備容量就是所有設備的銘牌額定容量之和。HOMEBACKNEXT1/23/202317工業與民用供電第十七頁，共三十六頁。對斷續周期工作制的用電設備組設備容量換算的公式如式(2-2)所示。電焊機組要求統一換算到ε=100%的設備功率。吊車電動機組要求統一換算到f=25％的設備功率。HOMEBACKNEXT1/23/202318工業與民用供電第十八頁，共三十六頁。2.多個用電設備組的計算負荷（ 配電干線和 變電所低壓母線）K∑

p－－

同時系數注：（1）配電干線和變電所的計算負荷為各用電設備組的計算負荷之和再乘以同時系數K∑p，一般取為0.8~0.9。（2）當不同類別的建筑(如辦公樓和宿舍樓)共用一臺變壓器時，其同時系數可適當減小。HOMEBACKNEXT1/23/202319工業與民用供電第十九頁，共三十六頁。3、按二項式法確定計算負荷當確定的用電設備臺數較少而容量差別相當大的低壓支線和干線的計算負荷時，采用。（略〕HOMEBACKNEXT1/23/202320工業與民用供電第二十頁，共三十六頁。第三節單相用電設備組計算負荷的確定1、概述單相負荷應均衡的分配到三相上。當單相負荷的總容量小于計算范圍內負荷的總容量的15％時，全部按三相對稱負荷計算；如單相用電設備不對稱容量大于三相用電設備總容量的15％時，則設備容量應按三倍最大相負荷計算。HOMEBACKNEXT1/23/202321工業與民用供電第二十一頁，共三十六頁。2、單相設備組等效三項負荷計算單相用電設備應盡可能均衡分配在三相線路上。（單相設備的總容量不超過三相設備的

15％〕否則：（一）單相用電設備僅接于相電壓等效三相負荷取最大相負荷的三倍Pe=3

Pe.maxHOMEBACKNEXT1/23/202322工業與民用供電第二十二頁，共三十六頁。（二）單相用電設備僅接于線電壓如Pab≥Pbc

≥Pca當Pbc

＞0.15

Pab時Peq=1.5(Pab+

Pbc)當Pbc

≤0.15

Pab時HOMEBACKNEXT1/23/202323工業與民用供電第二十三頁，共三十六頁。（三）用電設備分別接于線電壓和相電壓先將接于的線電壓的單相用電設備換算為接于相電壓的單相負荷。再將各負荷相加，選出最大相負荷取其3倍即為等效三相負荷。HOMEBACKNEXT1/23/202324工業與民用供電第二十四頁，共三十六頁。第四節工廠供電系統的功率損耗和電能損耗1、供電線路的功率損耗式中RX

線路每相電阻

線路每相電抗1/23/2023HOME工業與民用供電BACKNEXT25第二十五頁，共三十六頁。2、變壓器的功率損耗式中鐵心損耗(鐵耗)；繞組損耗(銅耗)；空載損耗；短路損耗。HOMEBACKNEXT1/23/202326工業與民用供電第二十六頁，共三十六頁。HOMEBACK27NEXT1/23/2023工業與民用供電第二十七頁，共三十六頁。式中:變壓器空載無功損耗

變壓器在額定負荷下,消耗在一、二次繞組電抗上的無功損耗。變壓器空載電流占額定電流的百分比。變壓器短路電壓占額定電壓的百分比。變壓器負荷率HOMEBACKNEXT1/23/202328工業與民用供電第二十八頁，共三十六頁。在負荷計算中，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下式近似計算：HOMEBACKNEXT1/23/202329工業與民用供電第二十九頁，共三十六頁。3、供配電系統年電能損耗假設，線路電壓不變，則HOMEBACKNEXT1/23/202330工業與民用供電第三十頁，共三十六頁。在時HOMEBACKNEXT1/23/202331工業與民用供電第三十一頁，共三十六頁。線路年平均損耗變壓器年平均損耗HOMEBACKNEXT1/23/202332工業與民用供電第三十二頁，共三十六頁。最大負荷損失小時數。其物理意義為：當線路和變壓器中以最大負荷電流 流過 小時后所產生的電能損耗，等于實際變化電流時的電能損耗，與年最大負荷利用小時數 和負荷功率因數 有關。HOMEBACKNEXT1/23/202333工業與民用供電第三十三頁，共三十六頁。第六節 尖峰電流的計算尖峰電流是持續1～2s的短時最大負荷電流，它用來計算電壓波動，選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等。1、單臺用電設備HOMEBACKNEXT1/23/202334工業與民用供電第三十四頁，共三十六頁。－－用電設備的額定電流；－－用電設備的起動電流；－－用電設備的起