第2章负荷的计算2x负荷计算.ppt

1、第2章 电力负荷及其计算,2.1,计算负荷及其确定方法,电力负荷和负荷曲线,供电系统中的功率损耗和电能损耗,2.2,2.3,2.1 电力负荷及负荷曲线 1 电力负荷：是指电气设备或线路中通过的功率或电流。不论是一台用电设备还是一组，其用电负荷均不可能保持不变，而是在一昼夜内或一年内均随时变化。 2 负荷曲线：把一台用电设备每半小时的有功功率平均值（利用有功功率自动记录仪记录连续值求均值）记录下来绘成曲线，横轴表示时间，纵轴表示有功负荷值，这种曲线叫做负荷曲线。 3 分类：根据表示时间（横轴）的不同有日负荷曲线和年负荷曲线； 根据表示负荷（纵轴）的不同有功率负荷曲线和无功率负荷曲线。2.1.1

2、日负荷曲线,日负荷曲线,绘制方法：用测量的方法绘制，即根据变电所的功率表，每隔一定时间（一般半小时）的读数，在直角坐标中逐点绘制而成。时间间隔越短越能反映负荷的实际变化情况。,日负荷曲线如图所示，表示电力负荷在一昼夜内变化的情况。,有功日负荷曲线：根据有功功率表的读数绘制； 无功日负荷曲线：根据无功功率表的读数绘制。 为了计算简单，往往用阶梯形曲线来代替逐点描绘的曲线，如下图，图中曲线所包围的面积代表一天24H内所耗的总电能。,有功日负荷曲线,2.1.2 年负荷曲线 1 分类：年最大负荷曲线和年持续负荷曲线。 年最大负荷曲线：在一年12个月取每个月（30天）中日负荷的最大值绘制出的曲线。如上图

3、所示。,某工厂最大负荷曲线,时间/月,P/KW,年持续负荷曲线：不分日月界限，而是以有功功率的大小为纵坐标，以相应的有功功率所持续实际使用时间（小时）为横坐标绘制的。,年持续负荷曲线,由图知，年持续负荷曲线下以0-8760h所包围的面积等于该工厂在一年时间内所消耗的有功电能。 如果将此面积用与其面积相等的矩形Pmax, -C-T-O面积表示，则矩形的高代表最大负Pmax,矩形的底Tmax就是最大负荷年利用小时。 它的意义是：当某厂以年最大负荷Pmax持续运行时，在Tmax内所消耗的电能恰好等于全年按实际负荷曲线运行所消耗的电能。所以Tmax的大小，说明了用户消耗电能的程度，也反映了用户用电的性

4、质。,c,2.2.1 概述 供电系统要安全可靠运行，电力变压器、开关设备、导线、电缆必须选择合适，因此必须对各环节的电力负荷进行计算。 有功计算负荷通常采用时间间隔为半小时的平均负荷最大值作为计算负荷，也叫半小时最大负荷，记做P30、无功计算负荷记做Q30、视在功率值S30、电流计算负荷记做I30. 把负荷曲线的平均值称为“平均负荷”记做PP（平均有功负荷）、QP（平均无功负荷）及IP（平均负荷电流）。 2.2.2 计算负荷的确定方法 计算负荷的方法 ：需要系数法 ，二项式系数法，利用系数法。 其中需要系数法应用最广泛，这种方法计算简便，计算结果基本上符合实际。 1、需要系数法 将用电设备的功

5、率的总和PN(或设备容量)乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便计算方法。,2.2 计算负荷及其确定方法,用电设备组的计算负荷,用电设备组计算负荷：,需要系数：,（1）基本公式：,网络供电效率c，额定电压-,功率因数-,设备铭牌上给定的功率因数角的正切值-,Pe=用电设备组总容量,半小时最大负荷:,电流计算负荷:,无功计算负荷:,视在功率值:,如果是一台电机：,单台用电设备的额定功率 设备在额定负载下的效率,（2）设备容量的计算 连续工作制和短时工作制用电设备组设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。,（3）多组用电设备计算负荷的确定 应该考虑各用电设备最大负荷不同时出现的因素，对有

6、功、无功负荷分别计入一个同时系数 及,车间干线： 0.850.95及0.900.97 低压母线：用电设备组计算负荷直接相加时取 0.800.90及0.850.95 由车间干线计算负荷直接相加时取 0.900.95及0.930.97,总的计算负荷为:,2、按二项式法确定计算负荷,（1）基本公式：,Pe=用电设备组总容量 Px=X台最大容量的设备总容量 B、C为二项式系数 见附表1,（2）多组用电设备计算负荷的确定,考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（cPx）max，再加各组的平均负荷bPe,3 尖峰电流的计算,尖峰电流是指持续时间1-2S的短时最大

7、负荷电流（电动机起动时出现）。,(1)、单台用电设备（指单台电动机）,(2)、多台用电设备（两台及以上电动机）,K为起动电流倍数， 为额定电流,为起动电流，为最大的一台电动机起动电流,为配电线路除起动电动机之外的计算电流,4 全厂计算负荷的确定 工厂计算负荷是选择电源进线、电气设备、主变压器的依据。,(1)、按需要系数法确定工厂计算负荷,用电设备总容量（不包括备用）乘上一个需要系数,(3)、按年产量估算工厂计算负荷,式中 A为工厂的年产量；a为单位产品耗电量。,(2)、按逐级计算法确定工厂计算负荷,计算负荷加上各级损耗进行计算,-变压器的有功功率损耗,-一级有功功率损耗,1、工厂供电系统的功率

8、损耗 工厂供电系统的功率损耗分为线路损耗和变压器损耗两部分。 1） 线路功率损耗的计算 有功功率损耗：PWL3I230R R为线路每相的电阻 无功功率损耗:QWL3I230X X为线路每相的电抗 2）变压器功率损耗的计算 变压器的有功功率损耗：PTPo PN2 (S30SN ） 变压器的无功功率损耗: QTQQQN 2,2.3 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗,PN,QN,变压器额定功率下有功功率损耗,变压器额定功率下无功功率损耗,PQ,变压器空载有功功率损耗,QQ,变压器空载无功功率损耗,2、工厂供电系统的电能损耗 1）线路的电能损耗 2）变压器的电能损耗 Wa=Wa1Wa2,Wa1= Pk

9、Tj(Kw.h),Wa2=,Pk空载有功功率损耗,Tj变压器在一年内接入电网的时间,负载率,变压器额定短路有功损耗,2.4.1 照明的有关知识,2.4 工厂的电气照明,1、电光源 电光源按其发光原理分，有热辐射光源和气体放电光源两大类。 1）热辐射光源是利用物体加热时辐射发光的原理制成的光源，如白炽灯、卤钨灯等。 （1）白炽灯的结构简单，价格低廉，使用方便，而且显色性好，但是它的发光效率较低，使用寿命较短，且耐震性较差。 （2）卤钨灯(碘钨灯) 发光效率比白炽灯高，卤钨灯的显色性较好,使用寿命较之白炽灯大大延长。卤钨灯的耐震性差，安装时灯管必须保持水平，工作时管壁温度可高达600OC，不能与易

10、燃物靠近,主要用于需高照度的场所，如下图所示。 2）气体放电光源是利用气体放电时发光的原理所制成的光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。 （1）荧光灯：利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许可见光和大量紫外线，紫外线又激励管内壁的荧光粉，使之再发出大量的可见光。荧光灯的发光效率比白炽灯高得多，使用寿命也比白炽灯长得多。,（2）高压汞灯(又称高压水银荧光灯)：它是荧光灯的改进产品，属于高气压的汞蒸气放电光源。高压汞灯的光效高，寿命长，但启动时间较长，显色性较差。 （3）高压钠灯：利用高气压的钠蒸气放电发光，其光谱集中在人眼比较敏感的区间，其光效比高压汞灯还高一倍，且

11、寿命长，但显色性更差，启动时间也较长。 （4）金属卤化物灯：在高压汞灯基础上为改善光色而发展起来的一种新型光源，其主要辐射，来自充入灯内的钠、铊、铟、镝、钪等金属的卤化物在高温下分解后产生的金属蒸气和汞蒸气混合物的激发。 （5）单灯混光灯：近几年发展起来的一种高效节能型光源，如金卤钠灯是由一支金属卤化物灯管芯和一支中显钠灯管芯串联构成，吸取了中显钠灯和金属卤化物灯光效高、寿命长等优点，又克服了这两种光源光色差。 （6）氙灯：一种充有高气压氙气的大功率(可达lOOkW)的气体放电灯，俗称“人造小太阳”，不过一般工厂照明中不用。,2、工厂常用灯具的选择和布置 （1）照明光源的选择要求 当灯具悬挂高

12、度在4m及以下时，宜采用荧光灯；在4m以上时，宜采用高强气体放电灯；当不宜采用高强气体放电灯时，也可采用白炽灯。当采用一种光源不能满足光色或显色性要求时，可采用两种光源组合的混光光源或单灯混光灯。在下列工作场所，宜采用白炽灯照明：1)局部照明场所。2)防止电磁波干扰的场所。3)频闪效应会影响视觉效果的场所。4)灯的开关频繁及需要及时点亮或需要调光的场所。5)照度不高，且照明时间较短的场所。 （2）室内灯具的布置方案与要求 室内灯具的布置，既要实用、经济，又要尽可能协调、美观。 1、均匀布置：灯具在整个车间内均匀分布，其布置与设备位置无关。 2、选择布置：灯具的布置与生产设备的位置有关，大多按工

13、作面对称布置。,2.4.2 照明设备容量及照明计算负荷的确定 1照明设备容量的确定 (1)按照明设备铭牌确定照明设备容量。 工厂常用的照明设备有白炽灯、碘钨灯、荧光灯、高压汞灯和金属卤化物灯等。照明设备应属长期连续工作制设备，照明设备的设备容量通常按下列原则考虑： 白炽灯、碘钨灯设备容量是指灯泡上标出的额定功率（kW）。 荧光灯的设备容量应为灯管额定功率的1.2倍。 高压汞灯的设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍。 在采用镇流器时，金属卤化物灯的设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍,若采用触发器启辉，则设备容量应为灯泡的额定功率。 照明设备的总容量等于单个照明设备容量的代数和： (2)照明设备容量的估算。 PeP0A 式中Pe为受照空间的照明设备安装容量；P0为比功率，根据工作场所水平作业面上的平均照度 E、受照面积A和选用灯具等条件查有关手册，一般车间比功率值可按表3-5选取。,表一般车间比功率值 P0 （以白炽灯计算）,2照明计算负荷的确定 照明设备通常都是单相负荷，在设计安装时应将它们均匀地分配到三相上，力求减少三相负荷不平衡状况。设计规范规定，如果三相电路中单相设备总容量不超过三相设备容量的15%时，则单相设备可按三相平衡负荷考虑；如果三相电路中单相设备总容量超过三相设备容量的15%，且三相明显不对称时，则