1、第三章電力負(fù)荷及其補(bǔ)正算，本章首先介紹有關(guān)電力負(fù)荷等級(jí)、類(lèi)別和負(fù)荷曲線的概念，其次重點(diǎn)論述電氣設(shè)備集團(tuán)的負(fù)荷補(bǔ)正算，企業(yè)的負(fù)荷和年耗電量補(bǔ)正算，最后是峰值負(fù)荷補(bǔ)正算。 本章的內(nèi)容是配電系統(tǒng)的運(yùn)行分析和設(shè)置訂正算法的基礎(chǔ)。 第一節(jié)電力負(fù)載和負(fù)載曲線一致、電力負(fù)載的等級(jí)以及對(duì)供電電源的要求電力負(fù)載，既可以指消耗電力設(shè)備或消耗電力單位(用戶)，也可以指消耗電力設(shè)備或消耗電力單位消耗的電力或電流。 (1)電力負(fù)載的分級(jí)電力負(fù)載，根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求和中斷供電給政治、經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失和影響的程度，有以下三級(jí)1 .一級(jí)負(fù)載2 .二級(jí)負(fù)載3 .三級(jí)負(fù)載；(2)各級(jí)電力負(fù)載對(duì)供電電源的要求1 .一級(jí)負(fù)載是重要

2、負(fù)載的一方的電源裝置發(fā)生故障時(shí)，另一方的電源裝置發(fā)生故障時(shí)一次負(fù)載中特別重要的負(fù)載，除了由2個(gè)電源供電外，請(qǐng)?jiān)鲈O(shè)應(yīng)急電源，不要將其他負(fù)載放入應(yīng)急供電系統(tǒng)。 可以作為緊急電源使用的電源是，與正常電源獨(dú)立的發(fā)電機(jī)組和供電網(wǎng)絡(luò)中的與正常電源獨(dú)立的專(zhuān)用供電線路和蓄電池干電池。 2 .二次負(fù)載對(duì)供電電源的要求二次負(fù)載也是重要的負(fù)載，其重要度僅次于一次負(fù)載。 二次負(fù)載最好由兩條線路供電，供電變壓器一般也需要兩個(gè)。 在負(fù)載小或地區(qū)供電條件困難的情況下，二次負(fù)載一次可以通過(guò)6kV以上的專(zhuān)用架空線路或電纜供電。 在采用架線的情況下，在采用能夠向架線供電的電纜線路的情況下，要用由2根電纜組成的線路供電，各電纜能夠

3、承受100%的二次負(fù)荷。 3 .三級(jí)負(fù)載對(duì)供電電源的要求三級(jí)負(fù)載不重要，對(duì)供電電源沒(méi)有特別要求。 二、電力負(fù)載種類(lèi)的電力負(fù)載按用途分為照明負(fù)載和動(dòng)力負(fù)載，前者為單相負(fù)載，三相系統(tǒng)中三相平衡困難的后者一般可視為三相平衡負(fù)載。 按行業(yè)分，有工業(yè)負(fù)荷、非工業(yè)負(fù)荷、居民生活負(fù)荷等。 工廠用電氣設(shè)備根據(jù)動(dòng)作控制，(1)長(zhǎng)期連續(xù)動(dòng)作控制(2)短時(shí)間動(dòng)作控制(3)斷續(xù)循環(huán)動(dòng)作控制、三、消費(fèi)電氣設(shè)備的額定容量、負(fù)載繼續(xù)率及負(fù)載系數(shù)1 .消費(fèi)電氣設(shè)備的額定容量，意味著能夠以額定電壓以規(guī)定的壽命連續(xù)：對(duì)于斷續(xù)周期工作控制的設(shè)備來(lái)說(shuō)， 額定容量對(duì)應(yīng)于一定的負(fù)載持續(xù)率，2 .負(fù)載持續(xù)率負(fù)載持續(xù)率也稱為“暫時(shí)負(fù)載率”或

4、“相對(duì)工作時(shí)間”，符號(hào)被定義為一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間t和工作周期t的百分比，即相同設(shè)備，以不同的負(fù)載持續(xù)率，這是同一周期內(nèi)的不同的負(fù)載(P1或P2 即，由于設(shè)備容量和負(fù)載繼續(xù)率的平方根成反比關(guān)系，所以3 .消耗電力設(shè)備的負(fù)載系數(shù)(或稱為負(fù)載率 )被繪制在設(shè)備為最大負(fù)載時(shí)輸出或消耗電力p與設(shè)備額定容量PN之比，即，4、與負(fù)載曲線相關(guān)的概念(一)負(fù)載曲線的繪圖和類(lèi)型即直角坐標(biāo)上根據(jù)負(fù)載的功率特性，有有效和無(wú)效的負(fù)載曲線。 按照顯示的負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間，有年、月、日、工作班的負(fù)荷曲線。 在標(biāo)繪方式中，有以點(diǎn)連接的負(fù)荷曲線(圖3-la )和注意負(fù)荷曲線(圖3-lb )，圖31日的有效負(fù)荷曲線的年負(fù)荷曲線通

5、常標(biāo)繪負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，按負(fù)荷的大小順序排列(圖3-2c )。按每年8760h進(jìn)行訂正。 圖32c，另一種形式的年負(fù)荷曲線是以每年每天的最大負(fù)荷(通常取每天最大負(fù)荷的30小時(shí)平均值)繪制的，如圖3-3所示，稱為每年每天的最大負(fù)荷曲線。 橫軸是以每年12個(gè)月的日期為順序評(píng)定的。 該年最大負(fù)荷曲線可以確定具有多臺(tái)電力變壓器的變電站適合一年中不同時(shí)期投入多臺(tái)運(yùn)行，即所謂的“經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式”，用于減少電力損失，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。圖33年最大負(fù)荷賀年最大負(fù)荷利用時(shí)間、(2)復(fù)合曲線相關(guān)的物理量1、年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用時(shí)間。 全年最大負(fù)載Pmax是全年負(fù)載最大的工作班級(jí)中消耗功率最多的30小時(shí)

6、平均負(fù)載P30。 年最大負(fù)載利用時(shí)間Tmax如圖3-4所示，假設(shè)電力負(fù)載以年最大負(fù)載Pmax繼續(xù)運(yùn)行，則在該時(shí)間Tmax內(nèi)電力負(fù)載消耗的電力與電力負(fù)載年實(shí)際消耗的電力正好相等。 因此，一年中最大負(fù)載收益時(shí)間是虛擬時(shí)間，并且在方程(34 )中，Ws是一年中實(shí)際消耗的功率。 負(fù)荷特性的重要?dú)垔W表之一，與工廠年最大負(fù)荷利用時(shí)間是反映電力負(fù)荷的生產(chǎn)班制有明顯關(guān)系。 例如一組制造工廠、Tmax18003000h； 二班制工廠，Tmax35004800h； 三班制工廠，Tmax50007000h。 2、平均負(fù)載和負(fù)載曲線填充系數(shù)平均負(fù)載Pav是電力負(fù)載在一定年間t內(nèi)平均消耗的電力，即Pav=(3-5式中，

7、Wt是t時(shí)間內(nèi)消耗的電力)。 如圖3-5所示，年平均消耗功率即Pav=(3-6)，負(fù)荷曲線填充系數(shù)是通過(guò)對(duì)起伏變動(dòng)的負(fù)荷曲線“削山填谷”求出的平均負(fù)荷Pav與最大負(fù)荷Pmax之比，也稱為“負(fù)荷系數(shù)”或“負(fù)荷系數(shù)”的修正負(fù)荷是供電設(shè)定修正實(shí)際上，負(fù)荷的變化并不一定，與設(shè)備的性能、生產(chǎn)組織、能源供給狀況等諸多因素有關(guān)，所以負(fù)荷修正計(jì)算也只能接近實(shí)際。 決定如何糾正我國(guó)目前普遍采用的用電設(shè)備組負(fù)荷，需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。 需求系數(shù)法是確定世界各國(guó)普遍采用的修正負(fù)荷的基本方法，二項(xiàng)式法的應(yīng)用界限大，但確定設(shè)備臺(tái)數(shù)少、設(shè)備容量差大的分支干線的修正負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法比采用需求系數(shù)法更合理，修正也更簡(jiǎn)便。

8、 二、在通過(guò)需求系數(shù)法確定三相用電氣設(shè)備組的修正負(fù)荷(一)需求系數(shù)的意義上，用電氣設(shè)備組的修正負(fù)荷是指，如圖3-6所示，用電氣設(shè)備組從供電系統(tǒng)取得的30分鐘的最大負(fù)荷p。 所謂消耗電力設(shè)備組的設(shè)備容量p，是消耗電力設(shè)備組的所有設(shè)備(備用設(shè)備除外)的額定容量p的和。 另一方面，設(shè)備的額定容量是設(shè)備額定條件下的最大輸出功率。 但是，實(shí)際上消耗電力設(shè)備組的設(shè)備未必同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)動(dòng)作的設(shè)備也難以變滿，同時(shí)設(shè)備自身存在電力損失，所以消耗電力設(shè)備組的有效的校正負(fù)荷實(shí)際上需要系數(shù)k不僅是消耗電力設(shè)備組的動(dòng)作性質(zhì)、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備效率以及線路損失等(二)需求系數(shù)法的基本修正公式與操作員的技能水平和生產(chǎn)組織等多個(gè)

9、要素有關(guān)；(二)能夠根據(jù)公式通過(guò)需求系數(shù)法確定三相用電氣設(shè)備組的有效修正負(fù)荷的基本公式為： P30=KdPe。 在此，對(duì)于斷續(xù)周期動(dòng)作控制的用電設(shè)備組，必須指出其設(shè)備容量應(yīng)該將各設(shè)備的不同負(fù)載持續(xù)率下的銘牌容量換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的容量之和。斷續(xù)周期工作制的消費(fèi)電氣設(shè)備常用的是電焊機(jī)和起重機(jī)，它們的容量換算要求是，(2)起重機(jī)電動(dòng)機(jī)單元要求統(tǒng)一換算成=25%，(3-2)能換算的設(shè)備容量，請(qǐng)注意：電葫蘆、起重機(jī)、行駛等要用起重機(jī)電動(dòng)機(jī)來(lái)考慮(1)由于要求電焊機(jī)組統(tǒng)一地?fù)Q算為=100%，所以關(guān)于能夠根據(jù)式(3-2)換算的設(shè)備容量，在消耗電力設(shè)備組的無(wú)效校正運(yùn)算負(fù)荷為Q30=P30tan用電氣設(shè)備

10、組的視在校正運(yùn)算負(fù)荷為s30=p30的電動(dòng)機(jī)只有1臺(tái)的情況下，根據(jù)該(s30=p30 ) 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的校正計(jì)算電流I30=In=Pn/(1.732Uncos )最后，必須指出需求系數(shù)值與消耗電力的種類(lèi)和動(dòng)作狀態(tài)有很大的關(guān)系，所以在用需求系數(shù)法進(jìn)行校正時(shí)，首先必須正確判斷消耗電力設(shè)備的種類(lèi)和動(dòng)作狀態(tài)。 不那樣做的話會(huì)出錯(cuò)。 例如機(jī)械修理廠的金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)應(yīng)該是小批量生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)。 因?yàn)榻饘偾邢魇抢浼庸?，機(jī)修廠不是大量生產(chǎn)。 另外，沖壓機(jī)、拉絲機(jī)、鍛造錘等應(yīng)屬于熱加工機(jī)。 (3)確定多組耗電設(shè)備的校正負(fù)荷確定具有多組耗電設(shè)備的干線上或工廠變電站低壓母線上的校正負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組耗電設(shè)

11、備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。 因此，在決定多組消耗電力設(shè)備的校正負(fù)荷時(shí)，根據(jù)具體的狀況，必須將該有效負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別校正為一個(gè)綜合系數(shù)(k )和(k )。 對(duì)工廠干線直接加上K=0.85-0.95 KQ=0.90-0.97低壓母線1、電氣設(shè)備組中修正的負(fù)荷進(jìn)行修正時(shí)K=0.80-0.90 K=0.85-0.95 2、直接加上工廠干線的修正負(fù)荷進(jìn)行修正時(shí)k=0. 90-0.95 k=0 例3-1某機(jī)械工廠的380V生產(chǎn)線上，接受流水作業(yè)的金屬切削機(jī)床的馬達(dá)30臺(tái)為85kW，其中大容量馬達(dá)11kW1臺(tái)、7.5kW3臺(tái)、4kW6臺(tái)，其他為更小容量的馬達(dá)。 另外，通風(fēng)機(jī)3臺(tái)，合訂5kW電葫蘆1個(gè)，

12、3kW。 確認(rèn)一下各小組的訂正的訂正負(fù)荷。 各組的修正負(fù)荷(1)機(jī)床組查看附錄表10，kd=0.180.25(kd=0.25 )，cos=0.5，tan=1.73，p 30 (1)=0. 2585 kw=21.3 kwq 30 (1)=21.3 kw1. 73=。 cos=0.5、tan=1.73、p 30 (2)=0. 85千瓦=4千瓦30 (2)=4千瓦0.75=3千瓦30 (2)=4千瓦/0。 因?yàn)閏os=0.5、tan=1.73、=25%、Pe(=25%)=3kW2=3.79 kW，所以按照p 30 (3)=0. 153.79kw=0. 569 kwq 30 (3)=0. 569 kw

13、1. 73=0. 984 kw (0. 38kv )=1. 73 a進(jìn)行總訂正p30=0.95 (21.340.569 ) kw=24.6 kwq 30=0.97 (36.83.984 ) kvar=39.6 kvars 30=kv var的三、二項(xiàng)式法確定三相用電氣設(shè)備組的修正計(jì)算負(fù)荷的(一)二項(xiàng)式法的基本式及其應(yīng)用要注意：用二項(xiàng)式法確定修正負(fù)荷時(shí)，設(shè)備的總臺(tái)數(shù)n2x的情況下，x應(yīng)該相應(yīng)地小。 設(shè)定x=n/2，以四舍五入的修理規(guī)則為整數(shù)。在電子設(shè)備組僅有12臺(tái)的情況下，可認(rèn)為P30=Pe，即b=1，c=0。 電機(jī)單體時(shí)，P30=PN/，此處為電機(jī)效率。 在設(shè)備臺(tái)數(shù)少的情況下，最好也適當(dāng)?shù)卦龃?/p>

14、cos。 二項(xiàng)式法適用于決定設(shè)備臺(tái)數(shù)比需求系數(shù)法少、容量差大的低壓分支干線的修正負(fù)荷。 (2)使用多組消耗電力設(shè)備的修正運(yùn)算負(fù)荷的確定項(xiàng)式法確定多組消耗電力設(shè)備的修正運(yùn)算負(fù)荷時(shí)，也應(yīng)該考慮各組消耗電力設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。 但是，不是修正一個(gè)綜合系數(shù)k，而是從各組的消耗電力設(shè)備取出最大上午附加負(fù)載(cPx)max并相加各組的平均負(fù)載bPe，由此求出總有效修正負(fù)載，即總有效修正負(fù)載： P30=(bPe)i (cPx)max的總和(1)機(jī)床組：查看附錄表10，b=0.14，c=0.5，x=5，cos=0.5，tan=1.73，bpe (1)=0. 1485 kw=11.9 kwc px (1)=0.5(11kw1.5kw 34kw1)=18.8 kw 成為=11.9kw18.8kw=的0.5=61.4 kvai 30 (1)=61.4 kva/(0. 38kv )=93.3 a，(2)關(guān)通風(fēng)單元：在附錄表10中調(diào)查的話，b=0.65，c=0.25，x。 由于bpe (2)=0. 655 kw=3. 25 kw CPE (2)=0. 255 kw=