第二章工业企业电力负荷计算,2.1 企业电力负荷计算的主要目的 2.2 负荷曲线及计算负荷的概念 2.2.1 负荷曲线 2.2.2 企业年电能需要量 2.2.3 计算负荷的定义 2.3 用电设备计算负荷的确定 2.3.1 按需要系数法确定计算负荷 2.3.2 按二项式法确定计算负荷 2.3.3 单相用电设备组计算负荷的确定 2.4 供电系统中的功率损耗与电能需要量计算 2.4.1 供电系统的功率损耗 2.4.2 供电系统的电能损耗 2.5 工业企业计算负荷的确定 2.5.1 按逐级计算法确定企业计算负荷 2.5.2 按需用系数法确定企业计算负荷 2.5.3 按估算法确定企业计算负荷,本章小结,2.1 企业电力负荷计算的主要目的,是为下列选择提供科学的依据： 正确选择各级变电所的 变压器容量 正确选择各种电气设备的型号、规格 正确选择供电网络所用导线 举例1：某企业供电系统如下图：必须计算下列各部分的电力负荷。,第二章工业企业电力负荷计算,1计算流过总降压变电 站的变压器和车 间变压器的负荷电流及视在功率，作 为选择这两级变压器容量的依据。 2计算流过变电站主要电器设备（如断 路器、 隔离开关、母线、 熔断器） 的负荷电流作为选择这些设备的依 据。 3计算流过各条线路（电源进线和 高、低压配电线路）的负荷电流， 作为选择这些导线和电缆截面的依 据。,2.1 企业电力负荷计算的主要目的,第二章工业企业电力负荷计算,某钢厂电渣车间,第二章工业企业电力负荷计算,问题：怎样确定该车间的负荷电流？ 电渣车间低压电力线路如左图所示。 一回路电压为380V低压线 路为10台额定容量为10KW 电动机供电。 已知每台电机参数： 求：干线电流 I 的大小 方法一：简单的求和计算 I=1020.4204A （实际输入有功功率）P=10 =10 11.36=113.6KW,2.1 企业电力负荷计算的主要目的,第二章工业企业电力负荷计算,根据实际经验，实际的干线负荷（电流，功率）比此计算值小，分析表明： 第一：这些设备可能不会同时运行； 第二：这些电动机不可能都同时满载运行； 第三：额定容量相同，但性质不同的用电设备，其运行特征各不相同，实际负荷大小也各不相同。 因此，不能采用此种方法的负荷值选择设备与电缆，否则将增加投资。 方法二：本节所讲的方法计算负荷法 在讨论电力负荷的计算方法之前，有必要先介绍一下有关电力负荷的一些基本概念。,2.1 企业电力负荷计算的主要目的,本节结束,第二章工业企业电力负荷计算,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,2.2.1负荷曲线 用来表示一组用电设备的用电功率随时间变化关系的图 形。它反映了用电的特点和规律，该曲线绘制在直角坐标轴 内，纵坐标表示电力负荷，横坐标表示时间。 负荷曲线分类： (1)按纵坐标标示分：有功负荷曲线和无功负荷曲线。 (2)按横坐标表示的持续时间不同分： 日负荷曲线（24小时） 年负荷曲线（8760小时）。 日负荷曲代表一昼夜（24小时）实际用电负荷的变化情况。,第二章工业企业电力负荷计算,图210企业日有功负荷曲线,2.2.1负荷曲线,2.2负荷曲线及计算负荷的概念, 日负荷曲线可用测量的方法来绘制，先将横坐标按一定时间间隔（一般为30min，半小时）分格，根据功率表读数，将每一时间间隔内功率的平均值，对应于横坐标相应的时间间隔绘在图上，即得阶梯形日负荷曲线。 日负荷曲线与坐标所包围的面积代表全日所消费的电能数。 最大负荷日负荷曲线中各个30min负荷中的最大值称为最大负荷记作： 最大有功负荷 最大无功负荷 最大负荷电流,2.2.1负荷曲线,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,平均负荷把负荷曲线的平均值称为“平均负荷” 记作 平均有功负荷（average） 平均无功负荷 平均负荷电流 尖峰负荷最大负荷平均负荷,2.2.1负荷曲线,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,年负荷曲线 把工厂在一年（8760h）内的用电负荷按数值大小排对，最大负荷排在左侧， 根据负荷大小依次向右排列，并按照各负荷持续时间绘出梯形年 负荷曲线。 坐标线所包围的面积，表示用户 全年消耗电能，曲线表示用户用 电的规律；即看出一个企业在一 年内负荷值所持续的时间，但不 能看出相应负荷而出现在什么时 间。,2.2.1负荷曲线,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,本节结束,企业年电能需要量即一年消耗的电能。 电能功率*时间 （常说的电度表读数） 此项计算的目的： 衡量企业供电系统设计方案是否符合技术经济要求， 估算企业每年应交付的电费 计算方法：负荷曲线下面的面积 有功电能 =矩形面积OABM的面积 无功电能,2.2.2 企业年电能需要量,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,由表21得 企业“有功年最大负荷利用小时”（矩形的宽） 企业“无功年最大负荷利用小时”（矩形的宽） a-active有功 r-reative无功,2.2.2 企业年电能需要量,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,本节结束,由于干线的负荷确定是非常复杂，因此工程上一般采用经验方法来计算干线上的负荷，即通过长期观察和分析各用电设备组（各企业、车间）的负荷曲线，把根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线中的最大值等取出来代表该干线的实际负荷，这个负荷叫做“计算负荷”。,2.2.3 计算负荷的定义,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,实际上，“计算负荷”是按发热条件选择导体和电器设 备时所使用的一个假想负荷，其物理意义是：按这个“计 算负荷”持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长 期运行所产生的最大热效应相等。换句话说，当导体持 续流过 “计算负荷”时所产生的导体恒定温升，恰好等于 导体流过实际变动负荷时所产生的平均最高温升，从发热的结果来看，二者是等效的。 为什么取用“半小时的平均负荷的最大值”作为“计算 负荷”而不选用最大负荷？,2.2.3 计算负荷的定义,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,这是因为： 对于中、小截面的导体，其表示发热过程进行快慢的发热时间常数约为10分钟左右，时间很短暂的尖峰负荷通过导体时，导体温度来不及升高到相应值而尖峰负荷就消失了，所以尖峰负荷虽比 大，但它不是造成导体达到最高温升的主要原因。实验表明，导体达到稳定温升的时间可近似为34，所以对中、小截面的导体达到稳定温升的时间可近似为331030分钟。 对于较大截面导体，发热时间常数多大于10，因而在30分钟时间内，一般达不到稳定温升，取30分钟平均最大负荷为计算负荷偏于保守，但为选择计算的方便和一致性，如上规定还是合理的。,2.2.3 计算负荷的定义,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,因此，计算负荷作为我们选择变压器容量，按发热条件选择导线、电缆的截面（第四章）和按正常运行情况选择电气设备（第四章）的依据。,本节结束,2.2.3 计算负荷的定义,2.2负荷曲线及计算负荷的概念,2.3 用电设备计算负荷的确定,我国设计部门在进行工业企业供电设计时，经常采用的 电力负荷计算方法有： 需用系数法应用最广泛的方法 特点：计算简便，结果基本符合实际， 对任何性质的工业企业均适用。 二项式法主要使用于机械加工企业的电力负荷计算 特点：考虑大用电负荷对计算负荷的影响。 利用系数法逐渐不被采用 特点：利用平均负荷作为计算的依据，利 用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，计算繁琐，精确度并不比前两种高。 本节重点介绍前两种方法。,第二章工业企业电力负荷计算,2.3 用电设备计算负荷的确定,第二章工业企业电力负荷计算,工业企业供电系统及计算负荷的确定： 图2-12供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算图,2.3 用电设备计算负荷的确定,第二章工业企业电力负荷计算,例：某企业控制系统配电柜,本节结束,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,2.3.1.1基本公式 设一组用电设备，共有n台电动机，其额定容量的 总和为 ,现在我们考虑这n台电动机运行时可能的 各种情况，从而确定有功负荷。 考虑用电设备在运行时要产生功率损耗， 用电设备的效率 = 此时：满载和全部输入容量,( 平均加权效应）,2.3 用电设备计算负荷的确定, 考虑不可能同时运行，采用一个修正系数同时使用系数. 考虑投入运行的这些不可能都满载运行。 采用一个修正系数，设备组的负荷系数（平均加权）,2.3.1.1基本公式,2.3.1按需要系数法确定计算负荷, 考虑用电设备组的在运行时，在线路内也会引起一些 功率损耗，这个网络功率消耗也得由电网供给，采用一个修正系数： -网络供电效率，此值一般为0.950.98,2.3.1.1基本公式,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,需用系数 的基本含义： d-demand 标志着用电设备组在投入电网运行时，需从电网实 际取用功率所必须考虑的一个综合系数。与下列参数有关： 设备组同时运行系数 设备组负荷系数 设备组平均加权效率 网络供电效率 除单台设备外，需用系数 恒小于1。,2.3.1.1基本公式,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,我国相关部门通过长期的调查研究，并参考国外资料，统计出一些用电设备组、各种车间、各种工厂的典型 供计算工业的负荷时考虑， 见表22，23，24。 求出 后，可按下式分别计算其余的计算负荷：,-功率因数正切值,-功率因数,-用电设备组的额定电压,2.3.1.1基本公式,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,（用途：选择该支线的导线或电缆截面及开关设备） 特点： 总会有满载的时候 (负荷系数) 只有一台设备的时候 (同时运行系数) 长度均很短 (网路供电效率) 因此，计算负荷为：,Q,P,S,2.3.1.2对单台设备供电支线G点的计算负荷的确定,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,设备在额定负载下的效率。 对持续运行的电动机，,2.3.1.2对单台设备供电支线G点的计算负荷的确定,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,对反复短时工作制的电动机（如吊车） 铭牌上给出这样两个参数：额定暂载率 额定功率 为了考虑整个系统计算负荷的统一性，必须将换算到同一暂载率下。对反复短时工作制的电动机。,2.3.1.2对单台设备供电支线G点的计算负荷的确定,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,电焊机及电焊装置（间歇运行工作制） 铭牌给定：额定暂载率 额定容量 （暂载率为 时的容量） 换算到暂载率为100时额定容量(考虑其连续工作时的负荷),2.3.1.2对单台设备供电支线G点的计算负荷的确定,2.3.1按需要系数法确定计算负荷,电炉变压器（持续运行工作制） 铭牌只给出：电炉变压器的额定容量 视在功率（ ） -额定功率因数 （KW） （为什么变压器只给视在功率容量？因为负荷的不同其功率因数不同。） 照明设备 设备上标定的额定功率 例如10