工厂供电负荷计算与无功功率补偿 PPT

解 此机床组电动机得总容量为
Pe＝ PN.i ＝22 kW×2＋7.5 kW×6＋4kW×12＋1.5kW×6 =146 kW
查附录表1“小批生产得金属冷加工机床电动机”项得Kd ＝0、2、cosφ ＝0、5、tanφ＝1、73。因此可得
Pc=KdPe＝0、2×146kW=29、2kW
Qc Pc tan =29.2kW 1.73=50.52kvar
设备需归算为同一容量得用电设备,于就是可得到其等效台数
neq为:
P2 e.i
neq
Pe.i neq
2
neq
2
Pe.i P2
e.i
根据利用系数Ku与等效台数neq查附录表6,可得到附加系数Ka 值。
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4、 年最大负荷利用小时数
年最大负荷利用小时数Tmax就是假设电力负荷按年最大负 荷Pm持续运行时,在此时间内电力负荷所耗用得电能恰与电力 负荷全年实际耗用得电能相同。
负荷曲线就是表征电力负荷随时间变动情况得图形。 绘制负荷曲线采用得时间间隔△t为30min。
求确定计算负 荷得有关系数,一 般就是依据用电设 备组最大负荷工作 班得负荷曲线。
一班制工厂日 有功负荷曲线
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年最大负荷Pm——全年中有代表性得最大负荷班得半小 时最大负荷。
从发热等效得观点来瞧,计算负荷实际上与年最大负荷就 是基本相当得。所以计算负荷也可以认为就就是年最大负荷, 即Pc=Pm＝P30。
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(3)选择电容器组数及每组容量
初 选 BSMJ0、4-20-3 型 自 愈 式 并 联 电 容 器 , 每 组 容 量 qN、 C=20kvar。
n QNC 238.4k var 11.92 qNC 20k var
取12组
补偿后得视在计算负荷
Sc Pc2 (Qc QNC )2 8002 (580 240)2 869.3kVA
调整电费用。
cos Pc
Sc
确定需要无功补偿容量用。
二、无功补偿容量得确定
QN、C=Qc－Qc’ ＝Pc(tanφ-tanφ’)
三、无功补偿装置得选择
稳态无功功率补偿设备,主要有
同步补偿机与并联电容器(自愈式)。
QN.C
低压并联电容器装置根据负荷
变化相应自动循环投切得电容器组数,
在 无 功 补 偿 容 量 QN、C 确 定 后 可 根 据 选定得单组容量qNC来选择:
t 100%
t t0
停歇时间
长期连续工作制与短时工作制得设备容量Pe,就取所有设备 (不含备用设备)得铭牌额定容量PN之与。
断续周期工作制设备容量P与其负荷持续率ε密切相关,对供
电系统而言,按发热等效原则(同一周期内)求得其关系式:
P 1
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则得:
铭牌容量
Pe
P N
N
等效容量
铭牌负荷持续率 规定负荷持续率 25％或100％
视在计算负荷(kVA)
Pc Pm Kd Pe
Qc Pc tan
S
c
Pc
cos
计算电流(A)
Ic
Sc 3U N
例2-1
例2-1 已知某机修车间得金属切削机床组,拥有电压 380V得三相电动机22kW2台,7、5kW6台,4kW12台,1、5kW6 台。试用需要系数法确定其计算负荷Pc、Qc、Sc与Ic。
Pc1 , Qc1 Pc2 , Qc2
Pci , Qci
Pc Kp Pc.i
Qc Kq Qc.i
Sc Pc2 Qc2
Ic
Sc 3U N
注意:总得视在计算负荷与计算电流不能用各组得视在计算负荷
或计算电流之与乘以K∑来计算。
例2-2
例2-2 某380V线路上,接有水泵电动机(15kW以下)30台共 2 0 5 kW, 另 有 通 风 机 2 5 台 共 4 5 kW, 电 焊 机 3 台 共 1 0 、
neq
2
Pe.i P2
e.i
3、根据Ku与neq查附录表6,得出附加系数Ka。
4、利用下列公式求出总计算负荷:
Pc Ka Pav.i
Sc Pc2 Qc2
Qc Ka Qav.i
Ic
Sc 3U N
例2-3
例2-3已知某机修车间得金属切削机床组,拥有电压380V 得三相电动机22kW2台,7、5kW6台,4kW12台,1、5kW6台。 试用利用系数法来确定机床组得计算负荷。
Qc Ka Qav.i ＝2×30、34 kvar＝60、68kvar
Sc Pc2 Qc2 ＝ 35.042 60.682 kVA =70.07kVA
Ic
Sc ＝ 70.07kVA ＝106.46A
3U N
3 0.38kV
第三节 单相用电设备组计算负荷 得确定
如果单相设备容量超过三相设备容量15%时,则应将单相 设备容量换算为等效三相设备容量,再进行负荷计算。
解 1、用电设备组在最大负荷班得平均负荷
机床电动机 查附录表5得Ku=0、12,tanφ=1、73, 因此
Pav=K u Pe ＝0、12×146 kW =17、52kW
Q
＝
av
Pav
tanφ
＝17、52 kW×1、73=30、
2、 平均利用系数34kvar
因只有1组用电设备,故 Ku、av＝Ku＝0、12 3、用电设备得有效台数
第四节 尖峰电流得计算
尖峰电流就是指只持续1～2s得短时最大负荷电流,它用来计 算电压波动、选择熔断器与低压断路器及整定继电保护装置等。
单台用电设备(如电动机)得尖峰电流Ipk,就就是其起动电
流Ist,即
Ipk＝Ist＝kstIN、M
接有多台用电设备得线路,只考虑一台设备起动时得尖峰
电流,按下列公式计算
在ε＝100%下的设备容量： Pe=10.5
65%=8.46kW。
100%
P c3=0、35×8、46kW=2、96kW
Q c3=2、96kW×2、68=7、94kvar 总计算负荷(取K∑p＝0、 95, K∑q＝0、 97 )为
Pc＝0、95×(164＋36＋2、96)kW=192、81kW
Qc＝0、97×(123+27+7、94)kvar=153、20kvar
年负荷曲线
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年平均负荷Pav——电力负荷在全年时间内平均耗用得
功率,即
P
av
Wa 8760
全年时间内耗用的电能
负荷曲线填充 系数,亦称负 荷率或负荷系 数,即
Pav
Pm
四、确定计算负荷得系数
1、 需要系数Kd
需要系数定义为:
Pm
Pe
Kd
Pm Pe
设备容量
Kd值得相关因素:用电设备组中设备得负荷率; 设备得平均效率;
Sc= 192.812 153.202 =246.26kVA Ic=246.26kVA/( 3 ×0.38kV)=374.2A
三、利用系数法
1、求用电设备组在最大负荷班得平均负荷:
Pav.i Ku.i Pe.i
Qav.i Pav.i tan i
2、求平均利用系数及等效设备台数:
Ku
Pav.i Pe.i
Tmax
Wa Pm
第二节 三相用电设备组计算负荷 得确定
一、单位容量法 在进行供电工程方案设计阶段,可采用单位容量法确定计算
负荷。
1、 单位产品耗电量法 2、 单位面积负荷密度法
二、需要系数法
(一)一组用电设备得计算负荷
按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷得基本公式为
有功计算负荷(kW) 无功计算负荷(kvar)
neq
2
Pe.i P2
e.i
222
2
7.52
1462 6 42
12
1.52
6
14.1(取14)
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4、计算负荷及计算电流
利用Ku、av=0、12及neq=14查附录表6,通过插值求得Ka.1) 2.1 0.15 0.1
2
Pc Ka Pav.i ＝2×17、52 kW ＝35、04kW
（1）电焊机组 要求设备容量统一换算到 100%下,则
Pe PN
N
PN
N SN cos
N
100
（2）吊车电动机组 当采用需要系数法计算负荷时，要
求设备容量统一换算到 25% 下,则
Pe PN
N
2PN
N
25
当采用利用系数法计算负荷时，要求设备容量统一换算到
100%下。
三、负荷曲线
设备得同时利用系数;
电源线路得效率。
Kd值只能靠测量统计确定。
2、 利用系数Ku 利用系数定义为:
Ku
Pav Pe
Ku可查附录表5
大家有疑问得,可以询问与交流
可以互相讨论下,但要小声点
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3、 附加系数Ka 附加系数定义为:
Ka
Pm Pav
Ka值与设备容量差别程度、设备台数与利用系数有关。
为便于分析比较,从导体发热得角度出发,不同容量得用电
1、接于相电压得单相设备容量换算 Pe 3Pe.m
2、接于同一线电压得单相设备容量换算 Pe 3Pe. 3、单相设备接于不同线电压时得负荷计算
Pe = 3P1+(3- 3)P2 Qe = 3P1 tan 1 (3- 3) P2 tan 2
4、单相设备分别接于线电压与相电压时得负荷计算 •应将接于线电压得单相设备容量换算为接于相电压得设备容量; •分相计算各相得设备容量,并按需要系数法计算其计算负荷; •总得等效三相计算负荷为其最大有功负荷相得计算负荷得3倍。
解:(1)求补偿前得视在计算负荷及功率因数
Sc Pc2 Qc2 8002 5802 kVA 988.1kVA (2)确定无功补偿容量
cos Pc 800kW 0.810
Sc 988.1kVA
QNC Pc (tan tan ')
＝800×(tanarccos0、810－tanarccos0、92) ＝238、4kvar
Ipk Ist.max Ic(n-1)
式中,Ist、max为起动电流最大得一台设备得起动电流;Ic(n-1)为 除起动设备以外得线路计算电流。
第五节 无功功率补偿
一、功率因数定义
1、瞬时功率因数
cos P P
S 3UI
监测负荷用。
2、平均功率因数
cosav
Wp Wp2 Wq2
3、最大负荷时得功率因数
2 、 通 风 机 组 查 附 录 表 1 得 Kd=0、7~0、8( 取 0、 8),cosφ=0、8, tanφ=0、75, 因此
P c2=0、8×45kW=36kW
Q c2=36kW×0、75=27kvar
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3、 电 焊 机 组 查 附 录 表 1 得 Kd=0、35,cosφ=0、
35,tanφ=2、68。
减少118、8kVA。
第六节 供电系统得总计算负荷
一、供电系统得功率损耗
(一)电力线路得功率损耗
有功损耗(kW)
PWL 3Ic2R 103
R=r0l
该类设备不允许过载运 行(只允许短时过载)。
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2、 短时运行工作制
指工作时间很短,停歇时间相当长得用电设备,工作时间内 达不到稳定温升。允许过载运行。
3、断续周期工作制
指有规律性得,时而工作、时而停歇得用电设备。工作时
间内也达不到稳定温升,允许过载运行。
工作时间
用负荷持续率表征其工作特性 (二)设备容量得计算
5kW(ε=65%)。试确定线路上总得计算负荷。
解 先求各组用电设备得计算负荷
1、 水 泵 电 动 机 组 查 附 录 表 1 得 Kd=0、7~0、8( 取 0 、 8),cosφ＝0、8,tanφ＝0、75,因此
Pc1= Kd1Pe1＝0、8×205kW=164kW
Q c1＝ Pc1 tanφ ＝164kW×0、75=123kvar
Sc
Pc
cos
29.2kW 0.5
58.4kVA
Ic
Sc 3U N
58.4 kVA 88.73A 3 0.38kV
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(二)多组三相用电设备得计算负荷
在确定低压干线上或低 压母线上得计算负荷时,可 结合具体情况对其有功与无 功计算负荷计入一个同时系 数K∑。
Pc , Qc Sc , Ic
工厂供电负荷计算与无功功率补偿
第一节 概 述
一、计算负荷得概念 计算负荷就是根据已知得用电设备容量按一定统计方法确 定得,预期不变得最大假想负荷,作为按发热条件选择供电系统 各元件得依据。
二、用电设备工作制及设备容量得计算
(一)用电设备工作制
载流导体温升曲线
1、长期连续运行工作 制
指工作时间内能达到稳 定温升得用电设备。
n QN.C qN.C
动态无功功率补偿设备(SVC)用于急剧变动得冲击负荷如
炼钢电弧炉、轧钢机等得无功补偿。
四、无功补偿装置得装设位置 在用户供电系统中,有三种方式:高压集中补偿、低压集中 补偿与分散就地补偿(个别补偿)。
例2-3
例2－3 某用户10kV变电所低压计算负荷为800kW＋580kvar。 若欲使低压侧功率因数达到0、92,则需在低压侧进行补偿得并联电 容器无功自动补偿装置容量就是多少？并选择电容器组数及每组 容量。