工厂供电第2章
工厂供电第6版 第二章资料
• ▲ 负荷负P荷max系的比数值。又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav与其最大
• 注意：A 对于负荷曲线来说，负荷系统亦称负荷曲线填充系数，它
表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。从充分发 挥供电设备的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高越趋于1越 好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使不平坦的负荷曲线“ 削峰填谷”，提高负荷系数。
设备容量的确定，暂载率；按需用系数法确定计算负荷；按二 项式法确定计算负荷；计算负荷的估算方法。 • ★单相负荷计算
单相用电设备仅接于相电压；单相用电设备仅接于线电压；一 般情 况。 • ★尖峰电流计算
单台电动机支线；接有多台电动机的配电线路。 • ★全厂负荷计算 。
第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念
1、年最大负荷和年最大负荷利用小时
• ▲年最大负荷： 年最大负荷Pmax，就是全年中负荷最大的 工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率。因此年最大 负荷也称为半小时最大负荷P30。
• ▲年最大负荷利用小时 ：Tmax，是一个假想时间，在此时 间内，电力负荷按年最大负荷Pmax持续运行所消耗的电能， 恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。
• 年负荷曲线的另一种形式，按全年每日的最大负荷（通常 取每日最大负荷的半小时平均值）绘制的，称为年每日最 大负荷曲线。横坐标依次以全年十二个月份的日期来分格 。这种表达形式是用来确定拥有多台电力变压器的工厂变 电所在一年内的不同时期宜于投入几台运行。提高经济效 益。
年每日最大负荷曲线
*四、与负荷曲线和负荷有关的物理量
• 年最大负荷利用小时为：
Wa为年实际消耗的电能量。
2、平均负荷和负荷系数 • （1）平均负荷 ： 平均负荷Pav，就是电力负荷在
《工厂供电》课程教学大纲
《工厂供电》课程教学大纲课程名称：工厂供电课程类型：专业技术课程课程学时：48学时课程编号：ELEC1005课程目标：本课程旨在培养学生对工厂供电系统的理论知识和实际应用的理解和应用能力。
通过本课程的学习，学生应具备工厂供电系统设计与维护的基本知识和能力。
课程内容：第一章：工厂供电基础知识1.1 工厂供电系统的概述1.2 工厂负荷特点及需求分析1.3 工厂电气设备及其电源要求第二章：工厂供电系统设计2.1 工厂供电系统的结构和布置2.2 工厂变电站设计与选型2.3 工厂配电系统设计与选型2.4 工厂电气线路设计与选型第三章：工厂供电系统调试与运行3.1 工厂供电系统调试原理3.2 工厂变电站调试与运行3.3 工厂配电系统调试与运行3.4 工厂电气设备运行与检修第四章：工厂供电系统维护与管理4.1 工厂供电系统维护与保养4.2 工厂供电系统事故处理与应急预案4.3 工厂供电系统能源优化和节能管理4.4 工厂供电系统监测与运行管理教学方法：本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。
理论部分将通过课堂讲授和案例分析的方式进行；实践部分将通过实地考察和实验操作的方式进行。
教师还将引导学生进行小组讨论、课堂演示和开展小型实践项目。
教学评价：本课程将通过学生作业、课堂互动、实验报告、论文写作、实践能力考核等多种方式进行教学评价。
其中，学生实践能力考核的成绩占总评成绩的30%。
课程参考教材：1. 罗明义，《工厂供电》，中国电力出版社，2010年。
2. 杨德明，《工厂供电设计与运行》，中国电力出版社，2012年。
备注：本课程的教学大纲仅供参考，具体教学进度和内容根据教师和学生的实际需求而确定。
为了提高学生的综合能力，教师还应引导学生进行课程相关的实践项目，如实地考察、实验实训等。
通过课堂教学和实践训练的结合，学生将真正掌握工厂供电系统的设计与维护技术，为今后从事相关工作打下良好的基础。
第一章：工厂供电基础知识1.1 工厂供电系统的概述工厂供电系统是一个复杂而重要的电力系统，用于为工厂提供稳定、可靠的电力供应。
第02章_电力负荷及其计算(刘介才)工厂供电
Wp.a 0.7 657kW 4000h 1.84 106 kW h
工厂年无功耗电量为
Wq.a 0.8 305k var 4000h 0.976 106 k var h
第二章复习思考题
2-1 电力负荷按重要性分哪几级?各级电力负荷对供电电源有什么要求? 2-2 工厂用电设备的工作制分哪几类?各有哪些特点? 2-3 什么叫负荷持续率? 它表征哪一类工作制设备的工作特性? 2-4 什么叫最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 2-5 什么叫计算负荷？为什么计算负荷采用半小时最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 2-6 确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点？各适用哪些场合？
常采用并联电容器）容量为
' ' QC Q30 Q30 P 30 (tan tan )
（2-59） （2-60） 图2-12 功率因数的提高与 无功功率、视在功率的变化
或
QC qC P 30
式中 qC tan tan ' ，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使 1kW 的有功功率由cos 提高到cos ' 所需要的无功补偿容量 kvar值，其单位为 “kvar/kW ”。 在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qC 来确定电容器个数：
工厂供电 第二章 电力负荷及其计算
第五节 工厂的计算负荷和年电能消耗量
指导老师：庞清乐
主讲人：唐嘉松
学号：10055308 电气103班 第三小组
第五节 工厂的计算负荷与年耗电量
一. 工厂计算负荷的确定 工厂计算负荷是选择工厂电源进线及其一、二次设备的基本依据，也是计算工厂功率因数和工厂需电容量的基本依据。 确定工厂计算负荷的方法很多，可按具体情况选用。 (一). 按逐级计算法确定工厂计算负荷 如前面图2-9所示，工厂的计算负荷P30(1)，应该是高压母线上所有高压配电线计算负荷之和，再乘上一个同时系数。
工厂供电第二章
PT 0.015S30.3 0.015S30 QT 0.06S30.3 0.06S30
20
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第二章
5、车间变电所高压母线计算负荷P30.5的确定：图
6、总降压变电所低压母线出线 计算负荷P30.6的确定：图
P30.5 P30.4 Q30.5 Q30.4
S30 P Q30 30
2 2
23 KVA
S30 I 30 35 A 3 0.38 实际工程中常采用表格的形式，见课本38页表2—1。
23
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第二章
三、按二项式法确定计算负荷 （一）基本公式 同一工作制单组用电设备计算负荷的确定：
P30 cPx bPe KW Q30 P30 tan k var
P30.6 P30.5 Q 30.6 Q 30.5
K∑=0.9~1
K∑=0.8
2 2
7、总降压变电所低压母线总计算负荷P30.7的确定：图
1）计算负荷小于5000kw时：
P30.7 K P30.6 Q30.7 K Q30.6
最大负荷时的 功率因数
2）计算负荷为5000~10000时：K∑=0.85 3）计算负荷超过10000kw时
cos ——用电设备组平均功率因数。可查附录表1。
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第二章
∑Pe——用电设备组的设备容量kw。
Pe的定义：经换算到同一工作制下的额定功率。 注意
cos Kd、 tan 、 可查附录表1，查表时应注意：
1）查Kd时， tan 与 cos 对应同一角度 ；
2）设备组中台数少时，Kd取较大数值；设备组中台数 多时，Kd取较小数值；当只有1~2台设备时，可取Kd=1；
工厂供电_第四版 课后习题习题答案
第一章 习题1-1 试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。
解：T1：6.3/121kv ；WL1：110KV ；WL 2：35KV 。
1-2试确定图1-24所示供电系统中各发电机和各变压器的额定电压。
解：G ：10.5kV ；T1：10.5/38.5kV ；T2：35/6.6kV ；T3：10/0.4kV 。
第二章 习题2-2 某机修车间,拥有冷加工机床52台，共200kw ；行车一台，共5.1kw(ε=15%)；通风机4台，共5kw ；点焊机3台，共10.5kw(ε=65%)。
车间采用220/380v 三相四线制（TN-C ）配电。
试确定该车间计算负荷P 30、Q 30、S 30和I 30。
解：① 对于冷加工机床，P e =200kW ，K d =0.2,cos φ=0.5,tan φ=1.73 P 30(1)=K d P e =0.2×200kW=40kW Q 30(1)=P 30tan φ=40×1.73kvar=69.2kvar ②对于行车组,P e =P N 25εεN=5.1%25%15=3.95Kw,K d =0.15, cos φ=0.5, tan φ=1.73P 30(2)= K d P e =0.15×3.95kW=0.59 kW Q 30(2)= P 30tan φ=0.59×1.73=1.02kvar③对于通风机组, P e = P N =5 kW, K d =0.8, cos φ=0.8, tan φ=0.75 P 30(3)= K d P e =0.8×5Kw=4kW Q 30(3)= P 30tan φ=4×0.75kvar=3kvar ④对于点焊机组, P e = P N100Nεε=10.5×%100%65=8.47 kW ，K d =0.35,cos φ=0.6, tan φ=1.33P 30(4)= K d P e =0.35×8.47 kW=2.96kW Q 30(4)= P 30tan φ=3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 K ∑p =0.9,K ∑q =0.95总的有功计算负荷为：P 30=（P 30(1)+P30(2)+P 30(3)+P 30(4)）×K ∑p =（40+0.59+4+2.96）×0.9 =42.8（kW ）总的无功计算负荷为：Q 30=（Q 30(1)+Q 30(2)+Q 30(3)+Q 30(4)）×K ∑q =（69.2+1.02+3+3.94）×0.95 =77.3（kvar ） 视在计算负荷为：S 30=223030Q P +=223.778.42+=84.9视在电流为：I 30=S 30/3U N =84.9/(1.732×0.38)=1292-3 有一380v 三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW ，其中较大容量的电动机有7.5kW ，4kW3台，3kW12台。
工厂供电 第二章 负荷计算
连续工作制设备
短时工作制设备
如：金属切削用的辅助机械(龙门刨横 梁升降电动机、刀架快速移动装臵)、 水闸用电动机等。 设备的工作呈周期性，时而工作时而 停歇，如此反复，且工作时间与停歇 时间有一定比例。如起重机、电焊机、 电梯等
第二章 负荷计算 17/104
反复短时工作制设备
2013-6-20
工厂供电
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工厂供电
3、特点 （1）电力负荷是变化的，不等于额定功率。 （2）电力负荷的变化是有规律的。
（a）折线形负荷曲线
依点连成的负荷曲线
2013-6-20 第二章 负荷计算
（b）阶梯形负荷曲线
梯形负荷曲线
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工厂供电
二、年负荷曲线
（1）年负荷曲线分为：年负荷持续曲线和年运行负荷曲线。 ◆年负荷持续曲线：不分日月先后，仅按全年的负荷变化， 按不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。 ◆年运行负荷曲线：根据全年日负荷曲线间接制成，反映一 年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。 年负荷持续时间曲线，反
荧光灯：
Pe= PN
Pe=1.2PN
高压水银灯、金属卤化物灯： Pe= 1.1PN ③还可按建筑物的单位面积容量法估算：
Pe S /1000
式中：
2013-6-20
建筑物单位面积的照明容量，S为建筑物的 面积。
第二章 负荷计算 23/104
工厂供电
第三节 负荷计算的方法
计算负荷是根据等效温升确定的。
设备铬牌功率因数
Pe PN N S N cos N
设备铬牌额定容量
PN为电焊机额定有功功率；SN为额定视在功率；εN为额 定负荷持续率； cosφN为额定功率因数。
工厂供电第6版 (刘介才)第2章工厂的电力负荷及计算教程文件
下图是一班制工厂的日有功负荷曲线。 图a是依点连成的负荷曲线， 图b是依点绘成梯形的负荷曲线。为便于计算，负荷曲线多绘成梯形， 横坐标一般按半小时分格，以便确定“半小时最大负荷” 。
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第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线
三. 负荷曲线及有关物理量
(一) 负荷曲线的概念 年负荷曲线，通常绘成负荷持续时间曲线，按负荷大小依 次排列，如图所示 。全年按8760h计。
荷持续率 。因此 ，即设备容t 量与负荷持续率的平方根值成反比。
由此可见，如果设备在 量Pe 为N
下的容P量为1/ ，则换算到实PN际 下的容
Pe PN
N
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第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线
三. 负荷曲线及有关物理量
(一) 负荷曲线的概念 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它 绘在直角坐标纸上。
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第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线
二. 工厂用电设备的工作制
工厂的用电设备其工作制分为三类： (3)断续周期工作制设备
这类工作制设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反 复运行，而工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇， 均不足以使设备达到热平衡，如电焊机和吊车电动机等。
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第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线
纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应 的时间（一般以小时h为单位）。
负荷曲线按负荷对象分，有工厂的、车间的或某类设 备的负荷曲线。按负荷性质分，有有功和无功负荷曲线。 按所表示的负荷变动时间分，有年的、月的、日的或工作 班的负荷曲线。
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第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线
三. 负荷曲线及有关物理量
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第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线
工厂供电习题答案第2章_百度文库.
第2章负荷预测2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。
2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？答：年最大负荷利用小时是指负荷以年最大负荷持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是最大负荷利用小时。
年最大负荷指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现2～3次）30分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为30分钟最大负荷。
负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？答：计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。
导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4，为发热时间常数。
对中小截面的导体，其约为10min左右，故截流倒替约经 30min后达到稳定温升值。
但是，由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min，30min还不能达到稳定温升。
由此可见,计算负荷 Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。
计算符合的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理。
计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘体过早老化甚至烧毁。
工厂供电第3版刘介才课后习题详细答案
《工厂供电》第三版刘介才主编课后习题解答第一章习题解答1-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压？图1-25 习题1-1的供电系统解：1.变压器Ｔ１的一次侧额定电压：应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为10.5ｋＶ。
变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷＬ1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242ｋＶ。
因此变压器Ｔ1的额定电压应为10.5／242ｋV。
2.线路ＷＬ1的额定电压：应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220ｋV。
3.线路ＷＬ2的额定电压：应为35ｋV，因为变压器Ｔ2二次侧额定电压为38.5ｋV，正好比35ｋV高10％。
1-2 试确定图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？图1-26 习题1-2的供电系统解：1.发电机Ｇ的额定电压应比6ｋV线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为6.3ｋV。
2.变压器Ｔ1的额定电压：一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6ｋV。
Ｔ1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10％，因此其二次额定电压应为0.4ｋV。
因此变压器Ｔ1的额定电压应为6／0.4ｋV。
3.变压器Ｔ2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为6.3ｋV。
Ｔ2的二次额定电压应比110ｋV电网电压高10％，即其二次额定电压应为121ｋV。
因此变压器Ｔ2的额定电压应为6.3／121ｋV。
4.变压器Ｔ3的额定电压：其一次额定电压应与110ｋV线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为110ｋV。
Ｔ3的二次额定电压应比10kＶ电压高10％，即其二次额定电压应为11ｋV。
因此变压器Ｔ3的额定电压应为110／11ｋV。
1-3 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。
其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、—5% 三个电压分接头，现调在主接头“0”的位置（即U1 N ）运行。
《工厂供电(第3版)》刘介才(课后习题详细答案)
《工厂供电(第3版)》刘介才(课后习题详细答案)《工厂供电》第三版刘介才主编课后习题解答第一章习题解答11-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压？图1-25 习题1-1的供电系统解：1.变压器Ｔ１的一次侧额定电压：应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为ｋＶ。
变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷＬ1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242ｋＶ。
因此变压器Ｔ1的额定电压应为／242ｋV。
2.线路ＷＬ1的额定电压：应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220ｋV。
3.线路ＷＬ2的额定电压：应为35ｋV，因为变压器Ｔ2二次侧额定电压为ｋV，正好比35ｋV高10％。
1-2 试确定图1-26所示供电系统中的发电机和各变压器的额定电压？图1-26 习题1-2的供电系统解：1.发电机Ｇ的额定电压应比6ｋV线路额定电压高５％，因此发电机Ｇ的额定电压应为ｋV。
2.变压器Ｔ1的额定电压：一次额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，因此其一次额定电压应为6ｋV。
Ｔ1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10％，因此其二次额定电压应为ｋV。
因此变压器Ｔ1的额定电压应为6／ｋV。
3.变压器Ｔ2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定电压应为ｋV。
Ｔ2的二次额定电压应比110ｋV电网电压高10％，即其二次额定电压应为121ｋV。
因此变压器Ｔ2的额定电压应为／121ｋV。
4.变压器Ｔ3的额定电压：其一次额定电压应与110ｋV 线路的额定电压相同，即其一次额定电压应为110ｋV。
Ｔ3的二次额定电压应比10kＶ电压高10％，即其二次额定电压应为11ｋV。
因此变压器Ｔ3的额定电压应为110／11ｋV。
1-3 某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。
其中某一车间变电所装有一台无载调压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、—5% 三个电压分接头，现调在主接头“0”的位置运行。
工厂供电课后参考答案
2Hale Waihona Puke 3什么叫最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？
2-4 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用半小时最大负荷？正确确定计算负荷有 何意义？ 答:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷 时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷. 导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t 为发热时间常数.对中小截面的导 体.其 t 约为 10min 左右,故截流倒替约经 30min 后达到稳定温升值.但是,由于较大截面的 导体发热时间常数往往大于 10min,30min 还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷 Pc 实际
第一章 习题
第二章 思考题
2-1 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？ 答：电力负荷按对供电可靠性可分为三类，一级负荷，二级负荷和三级负荷。 对供电的要求：一级负荷要求最严，应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时， 另一电源应不同时受到损坏，在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个独立电源外，还必 须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级 负荷要求比一级负荷低，应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台，从而做到当电力变压 器发生故障或电力线路发生常见故障时， 不致中断供电或中断后能迅速恢复。 三级负荷要求 最低，没有特殊要求，一般有单回路电力线路供电。 2-2 工厂用电设备按工作制分哪几类？什么叫负荷持续率？它表征哪类设备的工作特性？
1-5、我国规定的工频是多少？对其频率偏差有何要求？
1-6 衡量电能质量的两个基本参数是什么？电压质量包括哪些方面的要求？ 答：频率偏差、电压偏差。 电压质量是以电压偏离额定电压的幅度（电压偏差） 、电压波动与闪变和电压波形来衡 量。 1-7 用电设备 的额定电压为什么规定等于电网（线路）额定电压？为什么现在同一 10KV 电网的高压开关，额定电压有 10KV 和 12KV 两种规格？ 答：就是用电设备使用的规定电压条件。在此条件下用电设备能安全可靠运行。用电设备由 于线路运行时要产生电压降， 所以线路上各点的电压都略有不同。 但是批量生产的用电设备， 其额定电压不可能按使用处线路的实际电压来制造， 而只能够按线路的首端与末端的平均电 压即电网的额定电压来制造 。因此用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。 根据线路长短来决定变压器二次侧的电压等级， 相应的高压开关， 如果是近距离输电就 用 10kv,如果是远距离输电就用 12KV。 1-8 发电机的额定电压为什么规定要高于同级电网的 5%？ 答：通常认为用电设备一般允许电压偏移±5％，即沿线的电压降一般为 10％，这就要求线 路始端电压为额定值的 105％，以使其末端电压不低于额定值的 95%。发电机接于电力线路 始端，因此，发电机电压一般比电力网额定电压高 5％ 。 1-9 电力变压器的额定一次电压，为什么规定有的要高于相应的电网额定电压 5%，有的又 可等于相应电网的额定电压？而其额定二次电压，为什么规定有的要高于相应电网额定电 压的 10%，有的 又可只高于相应电网额定电压的 5%？ 答：电力变压器的一次电压，按与发电机连接还是与电网连接其电压规定不同。发电机电压 一般比电力网额定电压高 5％，而且发电机至该变压器间的连线压降较小，为使变压器一次 绕组电压与发电机额定电压相配合，可以采用高出电力网额定电压 5％的电压作为该变压器 一次绕组的额定电压。不与发电机相连的变压器，其一次绕组可以当做受电器看待，因而其 额定电压取与受电器的额定电压即电力网额定电压相等 。 变压器二次绕组的额定电压， 是指变压器空载情况下的额定电压。 当变压器带负载运行 时，其一,二次绕组均有电压降，二次绕组的端电压将低于其额定电压，如按变压器满载时 一、 二次绕组压降为 5％考虑， 为使满载时二次绕组端电压仍高出电力网额定电压 5％,则必 须选变压器二次绕组的额定电压比电力网额定电压高出 10％。 当电力网用电设备端由变压器供电时， 线路很短其线路压降很小， 也可采用高出电力网
工厂供电技术第二章 负荷计算
3、计算负荷的实际意义
负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述，若根据计算负
荷选择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温 升不会超过允许值。
计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供电线路的导
线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的
依据。
正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也是实
3、负荷计算的方法
Байду номын сангаас 需要系数法、二项式法、利用系数法、形状系数法、附加 应用最广泛
系数法。
负 荷 计 算 的 常 用 方 法
需要系数法
需要系数是按照车间以上的负 荷情况来确定的，适用于变、 配电所的负荷计算。
二项式系数法考虑了用电设备 中几台功率较大的设备工作时 对负荷影响的附加功率，一般 适用于低压配电支干线和配电 箱的负荷计算。
用电的特点和规律。 2、负荷曲线的表示 值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。
t /h
在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率）
3、负荷曲线的用途
供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等）； 安排供电计划；
安排设备的维修方式；
4、负荷曲线的分类
按负荷的功率性质分：
可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；
按所表示的负荷变动的时间分：
可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。
（1）日负荷曲线
特点
24小时内负荷随时间的变化，随季节、地区不同而变化。
绘制方法
依次连线 梯形连线 负荷曲线时间轴单位长度越小，越能反映出负荷的变化；
日负荷曲线与时间轴围成的面积表示日消耗电能的多少；
Pmax（或P30）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负
供电第2章
工作制
1） 连续运行工作制
采用长期连续运行工作制的设备工作时 间长，连续运行， 绝大多数用电设备都属于 这一类设备， 如风机、泵类、搅拌机、球磨 机、机床、 照明、电炉等。 这类设备的设备 容量就是设备铭牌上的额定容量。
2） 短时运行工作制
采用短时运行工作制的设备工作时间短，停歇时间长， 如 船闸电动机、机床中的辅助电动机等，其设备容量按铭牌额定 容量计算。
用电设备组名称
小批量生产的金属冷加工机床电动 机 大批量生产的金属冷加工机床电动 机 小批量生产的金属热加工机床电动 机 大批量生产的金属热加工机床电动 机 通风机、水泵、空压机及电动发电 机组电动机 非连锁的连续运输机械及铸造车间 整砂机械 连锁的连续运输机械及铸造车间整 砂 机械 锅炉房和机加工、机修、装配等类 车间的吊车( =25%)
S30
I30
P320 Q320
S30 3U N
以上两式中的∑P30,i和∑Q30, i分别为各组设备的有功和无功 计算负荷之和。对车间干线取K∑p=0.85～0.95，K∑q=0.90～0.97； 对车间母线取K∑p=0.90～0.95，K∑q=0.93～0.97。
注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视 在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算 电流之和来计算。此外，在计算多组设备总的计算负荷时，为 了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均 按供电设计手册所列的计算系数来计算，而不必考虑设备台数 少而适当增大Kd和cosφ值的问题。
工厂供电
第二章 电力负荷计算
本章主要内容：电力负荷有关概念 用电设备组计算负荷 工厂计算负荷 尖峰电流及其计算
2.1.1 电力负荷与负荷曲线
工厂供电的一次系统
4
第二章 工厂供电的一次系统
第一节 工厂变配电所的电气主接线
2.单母线分段接线 单母线分段接线是由电源的数量和负
荷计算、电网的结构来决定的。
可采用隔离开关或断路器分段，隔离开 关分段因倒闸操作不便，现已不再采用。单 母线分段接线可以分段单独运行，也可以并 列同时运行。
高压放射式线路
12
第二章 工厂供电的一次系统
第二节 工厂供电线路
2、树干式接线 优点：①引出线发生故障时互不影响。 ②高压开关设备用得较少，耗用导线少。 ③增加用户时不必另增线路，易适应发 应发展。 缺点：某段干线发生故障或检修时，其后的若 干变电所都要停电，供电可靠性较低。
3、环形接线 优点：高压开关设备用得较少，耗用导 线少，增加用户时不必另增线路 易适应发展。 缺点：①供电可靠性较差； ②某段干线发生故障或检修时， 其后的若干变电所都要停电。
高压树干式线路 高压环形接线 13
第二章 工厂供电的一次系统
第二节 工厂供电线路
（二）双电源供电方式
有双放射式、双树干式、公共备用干线式等。
双放射式接线
双树干式接线
环网供电方式实质是两端供电的树干式，多采用“开口”运行方式。 环网供电方式适用于允许短时间停电的二、三级负荷供电。
工厂高压线路的接线力求简单可靠。 高压配电线路应尽可能深入负荷中心，减少电能损耗和金属的消耗 量，同时尽可能采用架空线路以节约投资。
14
第二章 工厂供电的一次系统
第二节 工厂供电线路
二、低压线路的接线方式
有放射式、树干式、环形等几种基本接线方式
（一）放
缺点：有色金属消耗量较多，开 关设备较多,系统的灵活 性较差。
工厂供电刘介才.第二章课后答案
PCA = 0.6 × 30KW = 23kW
查附录表 1 得 Kd = 0.35, cosϕ = 0.7, tan ϕ = 1.02 ；再由表 2—3 查得 cosϕ = 0.7 时的
功率换算系数 p AB− A = pBC−B = pCA−C = 0.8, p AB−B = pBC−C = pCA −A = 0.2, q AB− A = qBC−B = qCA−C = 0.22,
2 通风机
2 3 O.8 0.8 0.75 2.4 1.8
3 电阻炉 车间总计
1 2 0.7
1
0
23 55
取 K∑p=0.95 K∑q=0.97
1.4 13.8 13.1
0 19.1 18.5
22.7 34.5
3、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有 380V 的三相电动机 7.5kw3 台，4kw8 台， 3kw17 台，1.5kw10 台。试用二项式法来确定机床组的计算负荷。
第二章—1
1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求? 一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要 的负荷。双电源供电，必要时增设应急电源。 二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电，当负荷较小时可 以专线供电。 三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。
bPe(2) =0.65×3kw=1.95kw
cPx(2 ) =0.25×3kw=0.75kw
（3） 电阻炉
查附录表 1 得 b=0.7，c=0，x=0， cosϕ =1， tanϕ =0，故 bPe(3) =0.7×2kw=1.4kw
工厂供配电技术
第2章 工厂的电力负荷及计算
工厂供配电技术
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
“电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电
单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。
2022年1月9日
EXIT
第2章第4页
第四页，编辑于星期六：二十三点 二十九分。
第2章 工厂的电力负荷及计算
复，其运行特点为工作时温度达不到稳定温度， 停歇时也达不到环境温度。且工作时间与停歇时间
有一定比例
2022年1月9日
EXIT
第2章第12页
第十二页，编辑于星期六：二十三点 二十九分。
第2章 工厂的电力负荷及计算
2.1.2 工厂用电设备的工作制
工厂供配电技术
通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示负荷持续率（或 称暂载率）ε。
2022年1月9日
EXIT
第2章第14页
第十四页，编辑于星期六：二十三点 二十九分。
第2章 工厂的电力负荷及计算
工厂供配电技术
例2.1 某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共20台（其中10.5kW-4
台，7.5kW-8台，5kW-8台），车间有380V电焊机2台（每台容量20kVA，
,
第2章 工厂的电力负荷及计算
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1 工厂常用用电设备
2．电焊和电镀设备 电焊机的工作特点是：
（1）工作方式呈一定的同期性， 工作时间和停歇时间相互交替。
（2）功率较大。 （3）功率因数很低。 （4）一般电焊机的配置不稳定，
经常移动。
2022年1月9日
EXIT
工厂供配电技术
（2）供电采用直流电源，需要晶
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≤0.25 ≤0.35 ≤10 ≤8 6～20 ≤10 20～50 30～100 50～150 200～300
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第四节 电力系统的电压与电能质量
（二）
第四节 电力系统的电压与电能质量
（三）
第四节 电力系统的电压与电能质量
二、三相交流电网和电力设备的额定电压
第四节 电力系统的电压与电能质量
第四节 电力系统的电压与电能质量
第四节 电力系统的电压与电能质量
第四节 电力系统的电压与电能质量
第四节 电力系统的电压与电能质量
第六章 工厂供电系统的过电流保护
目 录
第七章 工厂供电系统的二次回路 和自动装置 第八章 防雷、接地及电气安全 第九章 节约用电、计划用电 及供电系统的运行维护 附录
习题参考答案
第一章 工厂供电概论
第一节 工厂供电的意义、要求 及课程任务
第二节 工厂供电系统及其电源 和负荷的基本知识 第三节 电力系统中性点运行方式 及低电压配电系统接地型式题 第四节 电力系统的电压与电能质量
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
图1-3
具有总降压变电所的工厂供电系统简图
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
图1-4 高压深入负荷中心的工厂供电系统简图
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
对于小型工厂，由于其容量一般不大于1000kVA或稍多， 因此通常只设一个降压变电所，将6～10kV降为低压用电设备 所需的电压，如图1-5所示。
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第一节 工厂供电的意义、要求 及课程任务
工厂供电（plant power supply）是指工厂所需 电能的供应和分配，也称工厂配电。
第一节 工厂供电的意义、要求 及课程任务
工厂供电的要求： （1）安全 （2）可靠 （3）优质 （4）经济 工厂供电的课程任务：讲述中小型工厂内部的电 能供应和分配问题，并讲述电气照明，使学生初步掌 握中小型工厂供电系统和电气照明运行维护和简单设 计计算所必需的基本理论和基本知识。
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷的 基本知识
图1-7是从发电厂到用户的送电过程示意图。
图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷的 基本知识
（三）动力系统
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷的 基本知识
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
（四）工厂的自备电源简介
普通高等本科教育机电类专业规划教材 机 械 工 业 出 版 社 精 品 教 材
工 厂 供 电
刘介才 编
机械工业出版社
CHINA MACHINE PRESS
目 录
第一章 工厂供电概论
第二章 工厂变配电所及其一次系统
第三章 工厂的电力负荷及其计算 第四章 短路电流计算及变配电所 电气设备选择 第五章 工厂电力线路及其选择计算
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
对于大型工厂及某些电源进线电压为35kV及以上的中型工 厂，一般经两次降压 ，即电源进厂以后，先经总降压变电所 压，然后通过高压配电线将电能送到各个车间变电所，也有的 经高压配电所再送到车间变电所，最后经配电变压器降为一般 低压用电设备所需的电压。其简图如图1-3所示。 有的35kV进线的工厂，只经一次降压，即35kV线路直接引 入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直 接降为低压用电设备所需的电压，如图1-4所示。
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第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
一、工厂供电系统概况
图1-1是一个比较典型的中型工厂供电系统简图。
图1-1 中型工厂供电系统简图
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
图1-2是如图1-1所示工厂供电系统的平面布线示意图。
图1-2 图1-1中型工厂供电系统的平面布线示意图
图1-16 低压配电的TT系统
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
（三）IT系统 该系统中所有设备的外露可导电部分均经各自的PE线单独 接地，如图1-17所示。
图1-17
低压配电的IT系统
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第四节 电力系统的电压与电能质量
一、概述 （一）
第四节 电力系统的电压与电能质量
图1-5 只设一个降压变电所的工厂供电系统简图 a）装有一台主变压器 b）装有两台主变压器
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
二、电力系统和发电厂简介
（一）电力系统
（二）发电厂
第二节 工厂供电系统及其电源和负 荷的基本知识
第二节 工厂供电系统及其电源和 负荷的基本知识
例： 比较简单的整个电力系统示意图。
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
图1-15 低压配电的TN系统 a）TN-C系统 ； b）TN-S系统 ； c）TN-C-S系统
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
（二）TT系统 TT系统的中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分 均各自经PE线单独接地，如图1-16所示。
第四节 电力系统的电压与电能质量
图1-21
装设分流滤波器吸收高次谐波
第四节 电力系统的电压与电能质量
六、三相不平衡及其改善 七、工厂供配电电压的选择
（一）工厂供电电压的选择 工厂供电的电压，主要取决于当地电网的供电电压等级， 同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。 各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离，如表1-3所示。 （二）工厂高压配电电压的选择 （三）工厂低压配电电压的选择
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
（二）中性点经消弧线圈接地的电力系统
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
图1-13是电源中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相 接地时的电路图和相量图。
一、电力系统的中性点运行方式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
（一）中性点不接地的电力系统
。
图1-11
正常运行时的中性点不接地的电力 a）电路图 b）相量图
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
1.采用柴油发电机组的自备电源。图1-9是采用快速自启 动型柴油发电机组作备用电源的主接线图。
图1-9 采用柴油发电机组作备用 电源的主接线图
第二节 工厂供电系统及其电源和负荷 的基本知识
2.采用柴油发电机组的自备电源
柴油发电机组组成示意图
三、工厂电力负荷简介（第三章介绍）
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第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
图1-13
中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地故障 a）电路图 b）相量图
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
（三）中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
第四节 电力系统的电压与电能质量
图1-20 电力变压器的分接开关 1-帽 2-密封垫圈 3-操动螺母 4-定位钉 5-绝缘底座 6-静触头 7-动触头
第四节 电力系统的电压与电能质量
四、电压波动及其抑制 五、电网谐波及其抑制
（一）电网谐波的有关概念 （二）电网谐波的抑制 抑制电网谐波，可采取下列措施： （1）三相整流变压器采用Yd或Dy联结。 （2）增加整流变压器二次侧的相数。 （3）使各台整流变压器二次侧互有相角差。 （4）装设分流滤波器 。在大容量静止“谐波源”（如大 型晶闸管整流器）与电网连接处，装设如图1-21所示的分流滤 波器，使滤波器的各组R-L-C回路分别对需要消除的5，7，1 1„等次谐波进行调谐，使之发生串联谐振。 （5）选用Dyn11联结组三相配电变压器。 （6）其他抑制谐波的措施。
第四节 电力系统的电压与电能质量
表1-3 各级电压线路合理的输送功率和输送距离
线路电压/kV
线路结构
输送功率/kW
输送 10 35 66 110 220
架空线 电缆 架空 线 电缆 架空线 电缆 架空线 架空线 架空线 架空线
≤100 ≤175 ≤1000 ≤3000 ≤2000 ≤5000 2000～10000 3500～30000 10000～50000 100000～500000
图1-14是电源中性点直接接地的电力系统发生单相接地时 的电路图。
图1-14 中性点直接接地的电力系统在发生单相接地故障
第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
二、低压配电系统的接地型式
（一）TN系统 TN系统的中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均 接公共的保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。这 种接公共PE线或PEN线的方式，通称“接零”。TN系统又分TNC系统、TN-S系统和TN-C-S系统，如图1-15所示。
三、电压偏差与电压调整
（一）电压偏差的有关概念 （二）电压调整的措施 （1）正确选择无载调压型变压器的电压分接头或 采用有载调压变压器。我国工厂供电系统中应用的 6～10kV电力变压器，一般为无载调压型，其高压绕 组（一次绕组）有±5%的电压分接头，并装设有无载 调压分接开关，如图1-20所示。 （2）合理减小系统的阻抗。 （3）合理改变系统的运行方式。 （4）尽量使系统的三相负荷均衡。 （5）采用无功功率补偿装置。