第2章电力负荷的计算素材.ppt

1、第二章是电力负荷的计算。电力负荷的计算是正确选择供配电系统中电线、电缆、开关电器、变压器等电气设备的基础，也是保证供配电系统安全可靠运行的重要环节。本章是分析工厂供配电系统和计算供电设计的基础。本章主要研究以下内容：电力负荷和负荷计算电力负荷的基本概念；负荷计算的内容和目的；负荷曲线和计算负荷曲线的基本概念、功能和分类负荷曲线的绘制与负荷计算有关的几个物理量，第二章电力负荷的计算，计算负荷的实用计算方法设备容量的计算方法；需要系数法求解计算负荷；二项式法用于求解计算负荷；单相负载峰值电流计算基本概念峰值电流计算方法功率损耗和功率损耗线路功率损耗计算变压器功率损耗计算全厂负载计算逐步计算方法第1

2、节功率负载和负载计算1功率负载和电量1功率负载电气设备所需的电功率简称为负载或功率。区别：负载和负载负载都是功率；加载耗电设备(设备、装置等)。消耗能量并能完成某些任务)；第一部分是电力负荷和负荷计算，第二部分是用电设备所需的电能量，即一段时间内的电能累计量；二、负荷计算的目的和内容1。负荷计算的目的工厂电气设备工作时的实际负荷不等于设备的额定负荷(安装容量)；在工厂供配电系统的设计中，如果将额定容量直接用于设计，将不可避免地造成浪费；应首先计算所有设备的实际负载。第一节是电力负荷和负荷计算。2.负荷计算的主要内容(1)计算计算负荷(要求负荷、假想负荷):即正常运行时的实际最大负荷。目的选择各

3、级供电网络、变压器容量和电气设备型号；确保通过正常最大工作电流时不会过热和损坏。(选择设备)(2)峰值电流计算：目的是计算电压波动和电压损失，并选择熔断器和保护元件。(检查设备)(3)计算平均负荷：目的是计算全厂的电力需求和功率损耗，选择无功补偿容量；(节能措施)，第2节负荷曲线和计算负荷，第1节。负载曲线)1。负载曲线表示一组电气设备随时间的功率变化图。纵轴是功率，横轴是时间。第二部分是荷载曲线和计算荷载。2.负荷曲线中的负荷曲线能直观地反映用户用电的特点和规律；对于设计师来说，获取数据有助于设计分析；对于运营商来说，合理规划安排用户、车间、班次或大容量设备的用电时间，以降低负荷高峰，填补负

4、荷低谷。这种“消峰填谷”的方法可以使负荷曲线相对平缓，有利于节电。3.特点：功率负载不等于设备的额定功率，而是设备的实际功耗；负荷曲线是规则的；第2节，荷载曲线和计算荷载；第4节，负荷曲线分类；第2节，荷载曲线和计算荷载；第五节负荷曲线绘制(1)日有功负荷曲线的绘制及意义主要采用追踪点和步骤的绘制方法；意思是：日有功功率曲线和时间轴之间的区域是一天消耗的有功功率。第二部分是荷载曲线和计算荷载。(2)根据全年日负荷曲线的变化趋势特征绘制年连续负荷曲线。为便于分析，一般分为两种代表性类型：冬季日负荷特性曲线；夏季日负荷特性曲线；年连续负荷曲线的绘制需要依靠一年中有代表性的夏季日负荷曲线和冬季日负荷

5、曲线；全年夏季和冬季的天数取决于地理位置和气温：第二节负荷曲线和计算负荷，年连续负荷曲线的绘制方法：绘制夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线，并绘制年连续负荷的坐标系(注意横坐标最大值为365 * 24=8760h)；从夏冬两季日负荷曲线的最大功率开始，按照功率递减的顺序，将其画入年连续负荷曲线坐标系：第二节负荷曲线和计算负荷。假设P1在(a)上有t1小时，全年与P1运行的总小时数为：T1=200 * T1如果某一功率同时出现在冬季和夏季的日负荷曲线上，则两者的转换时间将相加。图中P5同时出现在冬季和夏季的日负荷曲线中。那么转换后的总时间是t5=(t5) * 200t5 * 165 (h)。最后，将

6、相应的功率和时间绘制成年连续负荷曲线。(3)年连续负荷曲线的意义年连续负荷曲线和横轴所包围的区域代表用户全年消耗的总电能。(4)注意日负荷曲线和年负荷曲线的区别。日负荷曲线按时间绘制，年连续负荷曲线按负荷大小和累计时间绘制。第二节：荷载曲线和计算荷载；第2节：与负荷计算相关的几个物理量；1.年最大负荷和最大负荷利用小时数；最大负荷转移：一年中最大负荷月至少发生23次的最大负荷转移(以防止意外情况)。全年最大负荷：全年最大工作班次半小时的最大平均功率，也称30分钟最大负荷；表示为：或，第二节负荷曲线和计算负荷，年最大负荷利用小时数物理意义：年最大负荷连续运行小时用户消耗的电能等于全年实际消耗的电

7、能。即有功和无功负荷平衡的标志，平衡越大；第2节荷载曲线和计算荷载，2。平均负荷和负荷系数平均负荷一段时间内电力用户的平均用电量；表示为：年平均有功负荷是：负荷系数(Load coefficient)最大工作班平均负荷与最大负荷之比，也称负荷率和负荷曲线填充系数；在第二节中，用负荷曲线和计算的负荷及负荷系数来表征负荷变化规律：数值越大，曲线越平坦，负荷波动越小；将军：3.需求系数和利用系数需求系数：(按最大值准备)利用系数：(根据实际需求值评估)对于负荷系数、需求系数和利用系数相似的同类型工厂或车间，可通过查表得到典型值。第2节荷载曲线和计算荷载，4。一昼夜高峰负荷和高峰负荷(连续24小时以内

8、)，用户最大负荷(1小时内平均值的最大值)；用户日夜(连续24小时内)的最小负荷(1小时内平均值的最小值)；高峰负荷和低谷负荷的出现时间与具体行业有关，并呈现出一定的规律性。第2节，荷载曲线和计算荷载；第3节，计算荷载(计算荷载)计算荷载的等效荷载；在该负载下连续运行产生的热效应等于在实际可变负载下长期运行产生的最大热效应。具体表现如下：1 .目的和依据：根据加热条件选择导体和电气设备：在计算负荷下连续运行时，设备的加热温度不会超过其允许值。导体加热时间常数t=10分钟；实验表明，导体达到恒定温升的时间约为3t-4t；因此，通常需要30分钟来确保导体达到恒定的温升。第二节：荷载曲线和计算荷载；

9、2:计算负荷应达到最高的恒定温升，因此有：第3节：计算负荷的实用计算方法，这是电源设计计算的基本依据。计算负荷是否合理直接影响到电器和电线电缆选择的经济性；过多会造成投资和有色金属的浪费；选用过小的电气设备长期过载运行，增加了功率损耗和过热，导致绝缘老化甚至烧毁；由于计算复杂，影响因素多，很难准确计算负荷。负载是可变的；它与设备性能、生产组织、生产者技能和能源供应状况等多种因素有关。计算负荷的方法有很多：估算法、需求系数法、二项式法、单相负荷计算法和其他近似解法。本节主要介绍两种方法：需求系数法和二项式法。第三节，计算负荷的实用计算方法，设备容量的确定1。电气设备额定容量铭牌上标明的功率(或容

10、量)PN；2.设备容量实际电气设备的实际工作性质决定了它并不总是在额定状态下工作：有的工作时间长，有的工作时间短，有的重复工作；因此，在计算多台电气设备的实际功耗时，不能直接将额定功率相加得到总功率负载。各种电气设备的额定功率转换为相同标准工况(统一标准工作制)下的“额定功率”，称为设备功率(设备容量)Ps或Pe。第三节：计算载荷的实用计算方法；3:电气设备的工作系统及相应设备容量的计算(1)连续工作系统设备(长期工作系统)的特点：在恒定负荷下运行，运行时间足够长，使其达到热平衡状态。如：通风机、水泵、空气压缩机、发电机组、照明灯等。设备功率计算：(2)短时工作设备的特点：恒负荷运行，短时间连

11、续工作，并能达到热平衡。例如：控制闸门的电机；设备功率的计算：第3节计算负荷的实用计算方法，(3)间歇周期工作设备(重复短时工作系统)的特点：重复周期短时工作、工作或停止不足以达到设备的热平衡。如电焊机和起重机电机。临时负荷率(占空比也称为负荷持续率):其中：表示设备的工作周期；额定临时负荷率注意：额定临时负荷率是设备的额定参数；第三节，计算负荷的实用计算方法，电焊机组：标准临时负荷率为：设备功率：其中：设备负荷换算为标准临时负荷率；是设备的额定参数；第三节载荷计算的实用计算方法，起重机电机：标准载荷率：设备功率：参数同上。第三节负荷计算的实用计算方法，概要：短期运行设备功率的计算：需要将额定

12、负荷率下的额定功率转换为标准负荷率下的设备功率。设备容量不是设备的计算负荷，而是实际上转换成某一标准工作系统的额定负荷。在实践中，求解计算荷载的思路如下：第三节：计算荷载的实用计算方法；2.根据需求系数法确定计算负荷的设备分组：在计算范围内(如干线、一段母线或一台变压器)，所有电气设备的计算负荷不等于其设备容量之和，两者之间存在比例关系，即需求系数：具体含义：需求系数是综合系数和需求系数的定义。第3、1节计算荷载的实用计算方法。单个电气设备组的计算负荷，其中：电气设备组的设备功率之和；电气设备组需求系数；查找表；第三部分，车间内有一台冷加工车床组，有39台电机，电压为380伏(包括3台10KW

13、、8台4KW、18台3KW和10台1.5KW)。尝试用需求系数法计算设备组的计算负荷。解决方案：电气设备组是一个连续的工作系统，所以可以从表中找到：第3节中计算负荷的实际计算方法可以引入：从上面的例子可以看出：(1)如果车间只有这一组负荷，那么计算的负荷实际上就是车间低压进线的计算负荷。(2)某个设备组的设备能力计算方法为多个设备组的计算提供了依据。第三节，负荷计算的实用计算方法，图中显示了两个以上电气设备组的计算负荷，在配电干线或变压器低压母线上，往往有许多电气设备组同时工作，但考虑到每个电气设备组的最大负荷不一定同时出现，引入了一个同期系数，其中：有功同期系数和无功同期系数一般相等；第三节

14、，负荷计算的实用计算方法，m是连接到配电干线或车间变电所的低压母线上的电气设备组的总数；是其中一个设备组的参数；主线或低压母线上的计算电流；可以看出是多组电气设备的干线或变压器的低压母线上的计算负荷和电流；如果变压器低压母线上安装了无功补偿装置，且补偿容量为，则低压母线上的无功计算负荷为：第三节计算负荷的实用计算方法，注意无功补偿的特点：此时低压母线上的有功计算负荷不变；无功补偿后：第三节负荷计算的实用计算方法，注意几点：由于各电气设备组的功率因数不一定相同，总视在功率计算负荷和计算电流不能用各组的视在功率和计算电流直接相加，而应通过以下公式计算：查表得到的需求系数和同期系数是长期积累的经验数

15、据。一般来说，这与设备数量、设备之间的能力差距是否大等因素无关。但是，这种处理方法不够全面，有条件：只有当设备数量大，总容量足够大，并且没有特殊的大型电气设备时，表中的需求系数才更切合实际。该算法的应用对象：计算用户、全厂和大型车间变电站的计算负荷；然而，二项式方法通常用于确定设备相对较少且容量差异较大的支线干线的计算负荷。第三节，计算荷载的实用计算方法3。根据二项式方法确定计算负荷。二项式方法考虑了设备的平均负载和由几个最大电气设备引起的附加负载。第三节，计算荷载的实用计算方法，1。计算单台电气设备组负荷的计算公式：其中：设备组的基本负荷；电气设备组的设备功率之和；设备功率计算方法与以前相同

16、；附加负荷是大容量设备的功率之和，可以通过查表得到；与设备类型相关的二项式系数可在表中查阅；第三节，计算负荷的实用计算方法，峰值负荷产生的原因：大容量电机在某一阶段满负荷运行或同时频繁启动。在第3节中，计算载荷的实际计算方法是通过计算得到的。在第三节中，计算荷载的实际计算方法仍然考虑最大值通常，它是根据“舍入”修订规则进行舍入的。第四节单相负荷的计算目的：保证系统三相负荷尽可能平衡，避免一相过大或过小；计算原则：1 .当三相线路单相设备总容量不超过三相总容量的15%时，单相设备可按三相平衡设备计算；2当三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时，需要将单相设备等效为三相设备容量，并加上原三相负荷，从而得到三相线路的总计算负荷。本节将介绍如何将单相有功负荷等效为三相负荷，与单相无功负荷的等效方法相同。在第四节单相负荷的计算中，