第2章建筑供配电系统的负荷计算与无功功率补偿

(3) 电炉组为连续工作制设备，故Pe = Pr
P C3 K X 3P e 3 0.8010 8.00kW QC 3 P C 3 tan3 8.00 0.00 0.00k var
SC 3 8.00kVA
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I C 3 12.16A
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例2-1 已知小型冷加工机床车间0.38kV系统，拥有设备如下：
1〄计算负荷的概念及作用
所谓负荷计算〃就是计算用电设备、配电线路、 配电装置、以及发电机、变压器中的电流或功率。 这些按照一定方法计算出来的电流或功率称为计 算电流或计算功率〃我们也把它称为计算负荷。
计算负荷又称需要负荷或最大负荷〃是一个假想 的持续性负荷〃其热效应与同一时间内实际变动负荷 所产生的最大热效应相等。
内，平均负荷与最大负荷之比称为负荷系数。
有功负荷系数： Pav Pmax 无功负荷系数： Qav Qmax
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一般工厂负荷系数年平 均值 0.70 ~ 0.75 ， 0.76 ~ 0.82 、 越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。
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（5）需要系数Kx√
Pmax KX Pe

Wq Qmax
8760
0
p (t )dt
8760
Pmax
无功：Tmax( 无功)

0
q (t )dt
Qmax
一班制工厂Tmax=1800～3000h 两班制工厂Tmax=3500～4800h 三班制工厂Tmax=5000～7000h 户内照明及生活用电Tmax=2000～3000h
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各类工厂的Tmax 见15页表2-1
(4)行车2台总计5.60kW；(KX4=0.80,cos4=0.80,tan4=0.75,4=15%) (5)电焊机3台总计17.50kVA；(KX5=0.35,cos5=0.60,tan5=1.33,5=65%)
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2〄设备功率的确定
用需要系数法进行负荷计算时，需将用电设备按其性 质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。 用电设备的额定功率Pr或额定容量Sr是指铭牌上的数 据。对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换 算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率Pe。 （1）连续工作制 （2）短时工作制
S C1 39.17 I C1 59.51A 3U r 3 0.38
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例2-1 已知小型冷加工机床车间0.38kV系统，拥有设备如下：
(2)通风机4台总计5.00kW；(KX2=0.80,cos2=0.80,tan2=0.75) (3)电炉4台总计10.00kW；(KX3=0.80,cos3=1.00,tan3=0.00)
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（3）平均负荷Pav(Qav、Sav)√
是指电力用户在一段时间内消耗功率的平均值。
Wt Pav t

t t0
t0
p(t )dt t
Wa 则年平均负荷 Pav 8760 Wa 全年消耗的总电量
（4）负荷系数(负荷率或负荷曲线填充系数) ( )√ 是表征负荷变化规律的一个参数。在最大工作班
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2〄负荷曲线
削峰填谷
负荷曲线是反映电力负荷随时间变化情况的曲线，它直观 的反映了用户用电的特点和规律。
根据负荷性质分类
有功负荷曲线 无功负荷曲线
根据负荷持续时间分类
日负荷曲线(0~24h) 年负荷曲线(0~8760h)
逐 点 描 绘 法
日负荷曲线与坐标轴所包围的面
积代表该日所消耗的电能量。
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2.2 用电设备的主要特征（工作制）
3. 断续周期工作制
这类设备周期性地工作—停歇—工作， 如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，如电焊机和起 重机械。这类用电设备在工作时间内，电器载流导体不会达到 稳定的温升，停歇时间内也不会完全冷却，在工作循环期间内 温升会逐渐升高并最终达到稳定值。 断续周期工作制的设备，可用负荷持续率（又称暂载率） 来表征其工作特征。负荷持续率为一个工作周期内工作时间与 工作周期的百分比，用来表示，即 √
第2章 建筑供配电系统的负荷计算与 无功功率补偿
2.1 计算负荷的意义与主要内容 2.2 用电设备的主要特征(工作制) 2.3 负荷计算的方法 2.4 建筑用电负荷的特征 2.5 建筑供配电系统无功功率的补偿 2.6 典型建筑工程的负荷计算
2.7 供配电系统中的能量损耗
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2.1 计算负荷的意义与主要内容
试求：每组负荷的计算负荷（PC、QC、SC、IC）？
解：(2) 通风机组为连续工作制设备，故Pe = Pr
PC 2 K X 2 Pe 2 0.80 5 4.00kW QC 2 P C 2 tan2 4.00 0.75 3.00k var
SC 2 5.00kVA
I C 2 7.60A
2 SC PC2 QC
SC IC 3U r
Pe — 用电设备组的设备功率 (kW) K X — 需要系数，见教材表 2 - 2 ~ 表2 - 6 tan — 用电设备组功率因数角 的正切值 U r — 用电设备的额定电压 (线电压 )(kV)
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例2-1 已知小型冷加工机床车间0.38kV系统，拥有设备如下：
Pmax(=PC)—用电设备组负荷曲线上最大有功负荷(kW) Pe —用电设备组的设备功率(容量)(kW)
在供配电系统设计和运行中，常用需要系数KX见表22~表2-6。Pe是所有用电设备的额定容量或额定功率之和。
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4〄负荷计算的主要内容√
（1）设备容量Pe ：安装容量，是用户安装的所有用电设 备的额定容量或额定功率之和。 （2）计算容量PC ：计算负荷、需要负荷或最大负荷。它 标志用户的最大用电功率。 （3）计算电流IC ：是计算负荷在额定电压下的电流。 （4）尖峰电流Ijf ：短时最大负荷电流(如电动机起动)， 是计算电压损失、电压波动和选择导体、电器及保护元件 的依据。
(1)机床35台总计98.00kW；(KX1=0.20,cos1=0.50,tan1=1.73) (2)通风机4台总计5.00kW；(KX2=0.80,cos2=0.80,tan2=0.75)
(3)电炉4台总计10.00kW；(KX3=0.80,cos3=1.00,tan3=0.00)
(4)行车2台总计5.60kW；(KX4=0.80,cos4=0.80,tan4=0.75,4=15%) (5)电焊机3台总计17.50kVA；(KX5=0.35,cos5=0.60,tan5=1.33,5=65%)
t t 100% 100% T t t0
T—工作周期
t —工作周期内的工作时间
t0—工作周期内的停歇时间
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2.3 负荷计算的方法
1〄负荷计算的方法及用途
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、二项式 法、单位面积功率法等几种。√
（1）需要系数法
用电设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负 荷。这种方法比较简便，应用广泛，适用于变配电所以及施工 现场的负荷计算。
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2.2 用电设备的主要特征（工作制）√
1. 长期连续工作制 这类设备长期连续运行，负荷比较 稳定，如通风机、水泵、空气压缩机、电动扶梯、电炉、 照明灯和大多数的机床电动机等。由于载流导体大约经 30min后可达到稳定的温升值，因此这类用电设备在工作 时间内，电器载流导体能达到稳定的温升。 2. 短时工作制 这类设备的工作时间较短，而停歇时间 相对较长，如机床上的某些辅助电动机(如进给电动机、 升降电动机、水渠闸门电动机等)。这类用电设备在工作 时间内，电器载流导体不会达到稳定的温升，断电后却能 完全冷却。
Pe Pr Pr — 电动机的额定功率 (kW)
Pe Pr
（3）断续工作制(如起重机用电动机、电焊机等)的设备功 率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。
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2〄设备功率的确定
①当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，起重机用电动机 类的设备功率为统一换算到负载持续率 = 25%下的有功功率。
量减产、或在政治、经济上造成较大损失，这类负荷属于（
（A）一级负荷 B （B）二级负荷 （C）三级负荷
）。
（D）四级负荷
4、某设备一个工作周期内，工作时间为20分钟，停歇时间为20分钟， 则其负荷持续率为（ ）。 （A）20% （B）50% （C）80% （D）100% 供电可靠性
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5、供配电系统的供电质量主要由（
r Pe Pr 2 Pr r 25
Pr — 负载持续率为 r时电动机的额定功率 (kW)
r — 电动机的额定负载持续 率
②当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，断续工作制电焊 机的设备功率是指将额定容量换算到负载持续率 = 100%时的 有功功率。
Pe
r Pr r S r cos 100
梯 形 曲 线 法
W p(t )dt
0
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日有功负荷曲线
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3〄负荷曲线中的几个物理量
（1）年最大负荷Pmax(Qmax、Smax)√ 年最大负荷是年持续负荷曲线上的最高点，指全 年中最大工作班内半小时平均功率的最大值，因此年 最大负荷也称为半小时最大负荷P30。 所谓最大工作班，是指一年中最大负荷月份内最 少出现2～3次的最大负荷工作班，而不是偶然出现的 某一个工作班。
试求：每组负荷的计算负荷（PC、QC、SC、IC）？
解：(1) 机床组为连续工作制设备，故Pe = Pr