1、第2章電力負(fù)荷計(jì)算，電力工程基礎(chǔ)，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020/7/11，第2章電力負(fù)荷計(jì)算，2.1電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線2.2計(jì)算負(fù)荷及相關(guān)系數(shù)2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法2.4計(jì)算峰值電流2.5計(jì)算功率損耗及電能損耗2.6確定企業(yè)計(jì)算負(fù)荷2.7無(wú)功補(bǔ)償，河北科技大學(xué)電氣工程系，3，2020/7/11，1。電力負(fù)荷分類(lèi)及其對(duì)電源的要求，電源模式：由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電。一級(jí)負(fù)荷：供電中斷會(huì)造成人身傷害、重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢或重大政治經(jīng)濟(jì)損失。二次負(fù)荷：供電中斷會(huì)造成重大設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品會(huì)報(bào)廢，大量重點(diǎn)企業(yè)會(huì)減產(chǎn)，或造成巨大的政治和經(jīng)濟(jì)損失。電源模式：由雙電路供電。3三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二

2、級(jí)負(fù)荷的所有電氣負(fù)荷。電源模式：對(duì)電源沒(méi)有特殊要求。2.1電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線，河北科技大學(xué)電氣工程系，4，2020/7/11，2。電氣設(shè)備工作系統(tǒng)，1連續(xù)運(yùn)行工作系統(tǒng)(長(zhǎng)期工作系統(tǒng))，2短期運(yùn)行工作系統(tǒng)(短期工作系統(tǒng))，3間歇循環(huán)工作系統(tǒng)(重復(fù)短期工作系統(tǒng))，臨時(shí)負(fù)荷率(負(fù)荷持續(xù)率):指設(shè)備工作時(shí)間和起重機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)臨時(shí)負(fù)荷率分別為15%、25%、40%和60%，電焊機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)臨時(shí)負(fù)荷率分別為50%、65%、75%和100%，2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線，河北科技大學(xué)電氣工程系，5，220負(fù)荷曲線按性質(zhì)劃分：有功負(fù)荷曲線和無(wú)功負(fù)荷曲線按負(fù)荷持續(xù)時(shí)間劃分：日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；2荷載曲線的繪

3、制；2.1電力負(fù)荷及負(fù)荷曲線、日負(fù)荷曲線(圖2-1):逐點(diǎn)作圖法、梯形曲線法、年負(fù)荷曲線：年最大負(fù)荷曲線(圖2-2):或運(yùn)行年負(fù)荷曲線。圖2-2河北科技大學(xué)電機(jī)工程系最大負(fù)荷曲線，2020年6月/7月11日，圖2-1有功負(fù)荷曲線A)線圖B)梯形圖，2.1功率負(fù)荷及負(fù)荷曲線，河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，2020年7月11日，冬季213天，夏季152天。圖2-3年時(shí)間負(fù)荷曲線的繪制a)夏季典型日負(fù)荷曲線b)冬季典型日負(fù)荷曲線c)年時(shí)間負(fù)荷曲線，2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線，年時(shí)間負(fù)荷曲線(圖2-3):或年負(fù)荷延續(xù)曲線。河北科技大學(xué)電氣工程系，8，2020/7/11，4。與負(fù)荷曲線、年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利

4、用小時(shí)數(shù)、年最大負(fù)荷Pmax相關(guān)的物理量：指全年消耗電能最多的半小時(shí)平均功率，即年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax:在此期間，用戶在年最大負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行所消耗的電能正好等于實(shí)際年功率，可見(jiàn)年負(fù)荷曲線越平坦，Tmax越大；年負(fù)荷曲線越陡，Tmax越小。圖2-4最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線，河北科技大學(xué)電氣工程系，9，2020/7/11，2平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)，平均負(fù)荷Pav:某一時(shí)間t內(nèi)電力負(fù)荷消耗的平均功率，即負(fù)荷系數(shù)KL:平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，即年平均負(fù)荷為(圖2-5-年平均負(fù)荷，河北科技大學(xué)電氣工程系，2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線通過(guò)根據(jù)加熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的負(fù)荷的

5、統(tǒng)計(jì)計(jì)算獲得的假想連續(xù)負(fù)荷值，稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷，用Pc(或Qc、Sc、Ic)表示。1.計(jì)算負(fù)荷的含義，根據(jù)半小時(shí)平均負(fù)荷繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”通常稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷，它被用作根據(jù)加熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。因此，2.1對(duì)于電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線，中小截面導(dǎo)體的加熱時(shí)間常數(shù)一般大于10分鐘，而導(dǎo)體通過(guò)電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間約為34分鐘。也就是說(shuō)，載流導(dǎo)體在大約半小時(shí)(30分鐘)后可以達(dá)到穩(wěn)定的溫升，河北科技大學(xué)電氣工程系，11，2020/7/11，2.1電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線，2。確定計(jì)算負(fù)荷系數(shù)，3個(gè)二項(xiàng)式系數(shù)b和c。1需要系數(shù)Kd:負(fù)荷曲線中最大有功計(jì)算負(fù)荷Pmax與所有電氣設(shè)備額定功率之比，即2利用

6、系數(shù)Ku:負(fù)荷曲線中平均計(jì)算負(fù)荷Pav與所有電氣設(shè)備額定功率之比，即河北科技大學(xué)電氣工程系，12，2020/7/11。一、概述，計(jì)算負(fù)荷的方法有：需要系數(shù)法，2 2。根據(jù)需求系數(shù)確定計(jì)算負(fù)荷；1.確定設(shè)備容量Pe。對(duì)于長(zhǎng)期工作制的電氣設(shè)備，對(duì)于重復(fù)短期工作制的電氣設(shè)備，設(shè)備容量是指換算成統(tǒng)一臨時(shí)負(fù)荷率的額定功率。2.3確定計(jì)算負(fù)荷的方法，換算方法：根據(jù)同一循環(huán)的等效加熱條件換算。河北科技大學(xué)電氣工程系，13，2020/7/11，起重機(jī)電氣單元(包括電動(dòng)葫蘆、起重機(jī)、行車(chē)等)的設(shè)備容量。):指統(tǒng)一換算為=25%時(shí)的額定功率(千瓦)，即：2.3，計(jì)算負(fù)荷確定方法，河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，2020年

7、第14期/。熒光燈應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器中的功率損耗(約為燈泡功率的20%)，其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍；高壓汞熒光燈和金屬鹵化物燈還應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器的功率損耗(約為燈泡功率的10%)，其設(shè)備容量應(yīng)為燈額定功率的1.1倍。2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020年7月11日15，單相負(fù)荷的設(shè)備容量：當(dāng)單相電氣設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相電氣設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，其設(shè)備容量可直接視為三相平衡負(fù)荷；當(dāng)超過(guò)15%時(shí)，應(yīng)換算成等效的三相設(shè)備容量，然后與三相電氣設(shè)備一起進(jìn)行三相負(fù)荷計(jì)算。轉(zhuǎn)換方法如下：當(dāng)單相設(shè)備接入相電壓時(shí)：當(dāng)單相設(shè)備接入同一線電壓時(shí)：其中為等效三相設(shè)備容量(千瓦)；最大負(fù)載相連

8、接的單相設(shè)備的容量(千瓦)。其中是連接到同一線路電壓的單相設(shè)備的容量(千瓦)。2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，2020年7月11日、16日。一般情況下，連接到線路電壓的單相設(shè)備的容量應(yīng)轉(zhuǎn)換為連接到相電壓的設(shè)備的容量，轉(zhuǎn)換公式如下：a相：b相：c相：然后按相計(jì)算各相的設(shè)備容量。2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，17，2020/7/11，2單個(gè)電氣設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的單個(gè)電氣設(shè)備，對(duì)于需要考慮效率的單個(gè)電氣設(shè)備(如電機(jī))，3電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，其中P30、Q30和S30的單位分別為Kd，是需要系數(shù)，見(jiàn)本書(shū)表2-3。2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科

9、技大學(xué)電機(jī)工程系，2020年7月11日。在確定電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：1、由于工作條件不同，電氣設(shè)備可能無(wú)法同時(shí)工作，因此應(yīng)考慮同時(shí)使用因素；所有電氣設(shè)備因此，電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為：2.3。計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，19，2020/7/11，兩個(gè)以上電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，其中為同期系數(shù)，見(jiàn)本書(shū)表2-5。當(dāng)車(chē)間配電干線上有多組電氣設(shè)備時(shí)，每組電氣設(shè)備的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)包含一個(gè)同步系數(shù)。2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020年7月20日，電力負(fù)荷計(jì)算表，例2-1(P35)，2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020

10、年7月21日，2.3最大容量的x臺(tái)電氣設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)，附加負(fù)荷(kw)是否增加；是電氣設(shè)備組的平均負(fù)載(千瓦)。河北科技大學(xué)電氣工程系，2020年7月22日，2對(duì)多組不同工作系統(tǒng)的電氣設(shè)備，、其中每組電氣設(shè)備的最大附加負(fù)荷；是每個(gè)電氣設(shè)備組的平均負(fù)荷之和；是相應(yīng)功率因數(shù)角的正切值；是每個(gè)電氣設(shè)備組對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)的正切值。2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020年7月23日，例2-2(P37)，電力負(fù)荷計(jì)算表，與例2-1(S30=29.67kVA，I30=45.1A)相比，可以看出二項(xiàng)式計(jì)算的結(jié)果優(yōu)于需要系數(shù)法，2.3計(jì)算負(fù)荷的確定方法，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020年7月1

11、1日也就是說(shuō)，兩個(gè)或多個(gè)電氣設(shè)備的峰值電流，或、和是啟動(dòng)電流和額定電流之間差異最大的設(shè)備。 2.4峰值電流計(jì)算，河北科技大學(xué)電氣工程系，2020年7月25日，3。電氣設(shè)備同時(shí)自啟動(dòng)的峰值電流。如果一組電氣設(shè)備需要同時(shí)參與自啟動(dòng)，則其峰值電流等于所有電氣設(shè)備的啟動(dòng)電流之和，即n為參與自啟動(dòng)的電氣設(shè)備數(shù)量；并且是分別對(duì)應(yīng)于第I個(gè)電氣設(shè)備的啟動(dòng)電流倍數(shù)和額定電流。2.4峰值電流的計(jì)算是除啟動(dòng)電流和額定電流之間差值最大的裝置之外的其他n-1個(gè)裝置的額定電流之和；是n-1設(shè)備的同時(shí)系數(shù)，一般為0.71，I30是所有設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)線路的計(jì)算電流。河北科技大學(xué)電氣工程系，26，2020/7/11，1。功率損

12、失，1。變壓器的功率損耗，即鐵芯中的有功功率損耗，即鐵損：在施加的電壓和頻率恒定時(shí)是固定的，與負(fù)載無(wú)關(guān)。變壓器空載損耗可視為鐵損，即變壓器有功功率損耗：2.5功率損耗和電能損耗計(jì)算，河北科技大學(xué)電氣工程系，27，2020/7/11，變壓器短路損耗可視為額定負(fù)載下的銅損，因此任何負(fù)載下的銅損為：因此，在公式中，它是變壓器的負(fù)載率；S30為變壓器的計(jì)算負(fù)荷(千伏安)；SN是變壓器的額定容量(千伏安)。2.5功率損耗和電能損耗的計(jì)算，初級(jí)和次級(jí)線圈電阻消耗的有功功率損耗，即銅損耗：與負(fù)載電流(或功率)的平方成正比。可變損耗，河北科技大學(xué)電氣工程系，28，2020/7/11，2.5功率損耗和電能損耗的

13、計(jì)算，用于產(chǎn)生主磁通(即勵(lì)磁電流)的無(wú)功功率損耗：它僅與電網(wǎng)電壓相關(guān)，與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，可用于表征。因此，變壓器的無(wú)功功率損耗與負(fù)載電流(或功率)的平方成正比，可以用來(lái)表征。，河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，2020年7月29日，2.5功率損耗和電能損耗的計(jì)算，因此額定負(fù)載下的損耗和任意負(fù)載下的損耗分別為：以下近似公式可用于負(fù)載估算：河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，2020年7月30日，11月2.5功率損耗和電能損耗的計(jì)算。含義：年最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)實(shí)際上是一個(gè)假想時(shí)間，在此期間線路通過(guò)計(jì)算電流(I30)造成的功率損耗正好等于全年實(shí)際負(fù)荷電流造成的功率損耗。圖2-6，與天貓的關(guān)系曲線，河北科技大學(xué)電氣工程系，3

14、1，2020/7/11，2變壓器功率損耗，2.5功率損耗和功率損耗的計(jì)算，變壓器鐵損引起的功率損耗：變壓器銅損引起的功率損耗：因此，變壓器的年功率損耗為，河北科技大學(xué)，32，200功率損耗和電能損耗的2.5計(jì)算；3.線損率的計(jì)算；1.線損：發(fā)電廠的電能在電網(wǎng)的傳輸、轉(zhuǎn)換和分配中所造成的損耗稱(chēng)為電網(wǎng)電能損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)線損。包括理論線損和管理線損。2.線損率：指電網(wǎng)供電中線損電量的百分比，即：實(shí)際線損率、理論線損率、河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，33，2020/7/11，2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定，1。按照分步計(jì)算的方法確定企業(yè)計(jì)算負(fù)荷，即從企業(yè)用電端開(kāi)始。一般工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)圖見(jiàn)圖2-7:圖2-7負(fù)荷計(jì)算供

15、電系統(tǒng)，河北科技大學(xué)電氣工程系，34，2020/7/11，2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定，1。電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷(圖2-7中的1點(diǎn))，2。車(chē)間變壓器低壓母線計(jì)算負(fù)荷(圖2-7注：當(dāng)變電站低壓母線裝有用于無(wú)功補(bǔ)償?shù)撵o電電容器組，其容量為時(shí)，河北科技大學(xué)電氣工程系，35，2020/7/11，2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定，3。車(chē)間變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷(圖2-7中3點(diǎn))，注：如果計(jì)算負(fù)荷時(shí)未確定車(chē)間變壓器的容量和型號(hào)，變壓器的功率損耗可為SL7、S9、SC9等低損耗變壓器：SJL1等變壓器：河北科技大學(xué)電氣工程系，36，2020/7/11，2.6，企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定，4，車(chē)間變電所高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷(圖2-7中4點(diǎn))，5。 主降壓變電站出線計(jì)算負(fù)荷(圖2-7高壓線路功率損耗小，在負(fù)荷計(jì)算中可以忽略不計(jì)，故有河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，37，2020/7/11，2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)荷的確定，6。 主降壓變電站低壓母線計(jì)算負(fù)荷(圖2-7中6點(diǎn))，注：如果主降壓變電站610千伏二次母線側(cè)用于無(wú)功補(bǔ)償，7。企業(yè)總計(jì)算負(fù)荷(圖2-7 7分)，河北科技大學(xué)電機(jī)工程系，38，2020/7/11，2.6企業(yè)計(jì)算負(fù)