3第三章电力负荷

Sc
P c
cos
Ic Sc Ic P c
3 U N 3 U N cos
（1）单个用电设备的计算负荷 （2）成组用电设备的计算负荷.
P c P N
K sim K L Pc N x
P
N
同时系数=某组工作着的用电设备容量/ 该组全部用电设备总容量 负荷系数：表示在最大负荷时,某组工作着的用电设备实际所需
用电和水利业用电减少。
3.城乡居民生活用电负荷特征 (1)在一日内变化大。 (2)季节变化对居民用电负荷的影响大。
§3.2计算负荷
一、计算负荷概念 通常为了按发热条件选择供电系统元件而需 要Baidu Nhomakorabea算的负荷功率或者负荷电流。
1、用电设备分类 第一类：长时工作制用电设备（使用时间较长或者连续 工作的用电设备） 第二类：短时工作制用电设备（使用时间较短而停歇时 间相当长的用电设备） 第三类：反复短时工作制用电设备
②某一供电单元的实际供电负荷曲线，就是由各
单独负荷曲线叠加而成的。
③负荷除了正常要求之外，还有一些特殊的临时
因素影响它。
5、负荷率 ①概念：是指在规定时间(日,月,年)内的平均负
荷与最大负荷之比的百分数. ②目的：衡量在规定时间内负荷变动的情况；
考核电气设备利用的程度；
对日负荷曲线来说,可通过下式计算日负荷率:
万kw
Pmax Pav Pmin
0
6
12
18
24
T(小时)
电力系统日用电负荷曲线
P
万kw
0
3
6
9
12
T(月)
电力系统年用电负荷曲线
3、负荷计算 对于一条负荷曲线，曲线下的面积就是这段 时间内所需用的能量，以一天为例就是指24小 时内所耗总电量。
E Pdt
0

24
P是负荷以KW（MW）计，t是时间（小时）
返回
根据对供电可靠性的要求不同分 ①一类负荷；
②二类负荷；
③三类负荷。
返回
根据国际上用电负荷的通用分类原则分
①农,林,牧,渔,水利业－ 7%。 ②工业 －80%。 ③地质普查和勘探业－ 0.07%。 ④建筑业.－0.76%。 ⑤交通运输,邮电通信业－1.7%。 ⑥商业,公共饮食业,物资供应和仓储业－1.2%。 ⑦其他事业单位－3.1%。 ⑧城乡居民生活用电－6.2%。
(2)变压器损耗计算 近似值：
P Sc T 0.015
QT 0.06Sc
(3)电力线路功率损耗计算 有功损耗：
P L 3I c R 10
无功损耗：
2
3
QL 3I c X 103
2
(4)例题
计算负荷 车间名称
35~110kv电源进线
企业总降压变 电所6
10kv母线
Pav KL 100% Pmax
式中: K L ---日负荷率
Pav
---日平均负荷,kw ---日最大负荷,kw
Pmax
三、负荷基本特性描述
以日负荷曲线为例
基本信息
①最大负荷发生点。
②某电厂一天的发电量。
③总的负荷曲线。
④一天内的平均负荷量。
⑤日负荷率。
⑥一天内不同时刻的具体负荷值。
四、不同行业负荷特性介绍 1、工业用电负荷特性
PN 25－暂载率为25 ％时的额定设备容量 kw
例：有一台10t桥式吊车，额定功率 试求该设备的设备容量
PN＝ 40kw
＝40％
N 40 PN 25＝ PN 40 50kw 25 25
二、计算负荷的方法：需要系数法、二项式系数
1、需要系数法
Qc Pc tg
Sc Pc 2 Qc 2
（3）多组用电设备的计算负荷 在确定多组用电设备的计算负荷时,除了将各组计算负荷累加
之外,还必须乘以一个需要系数的”同时使用系数” K sp K sq ，
Pc K sp Pc i K sp K r Pn
i 1 i 1
m m
m
m


i
Qc K sq Pc tg i K sq Kr Pn tg
高压配电线 4 3 6~10/0.4kv 车间变电所2
车间低压母线1 低压配电线
用电设备
工厂供电示意图
35~110kv电源进线
2、逐级相加法计算法
7 企业总降压变 电所6 6~10kv母线
③所有车间变电所高压侧的计算负荷， 加上厂区高压配电线4的损耗功率， 得到总降压变电所低压侧5的计算负 K sp )K 荷(选择 、 ； sq
的功率与其设备总容量之比值.
P c Kr P N
[例]
已知小批量生产的冷加工机床组拥有电压为380v的三
项交流电动机,功率7kw的3台, 功率4.5kw的8台,功率2.8kw 的有17台,功率1.7kw 的有10台.试求该机床组计算负荷. 注意事项： （1）合理确定用电设备组的设备容量； （2）本方法适用于设备台数较多，而单台设备容量差别不大 的用电设备组； （3）若设备台数较少，一般取上限值。
35~110kv电源进线
三、工厂企业总计算负荷的确定
1、需要系数法 2、逐级相加法计算法
7 企业总降压变 电所6 6~10kv母线
5
高压配电线 4 3
3、单耗估算法
6~10/0.4kv
车间变电所2
车间低压母线1 低压配电线
用电设备
工厂供电示意图
1、需要系数法 将全厂用电设备的总设备容量 PN （不计备用设备容量） 乘以一个全厂需要系数 Kr ，可得出全厂计算负荷：
QL 3I c X 103
2
5
高压配电线 4 3 6~10/0.4kv 车间变电所2
④工厂总降压变电所低压侧的计算负 荷，加上主变压器6的损耗功率，得 到总降压变电所高压侧7处的计算负 荷，即为全厂进线处的总计算负荷。
车间低压母线1 低压配电线
用电设备
工厂供电示意图
(2)变压器损耗计算 有功损耗：
当用电设备只有一两台设备时，可认为 P c P N （即取b=1,c=0）,相应的 cos 可适当取大一些。
(1) 用电设备组的计算负荷 [例] 已知某矿井有电压380V的通风机：20kw的3台，15kw
的4台，7kw的8台。试用二项式系数法求该通风机组的计 算负荷。
(2) 多组用电设备的计算负荷 在确定干线上总计算负荷时，只能在各组用电设备中取其中
P c Kr P N
35~110kv电源进线
2、逐级相加法计算法
7 企业总降压变 电所6 6~10kv母线
5
（1）计算步骤 从用电端开始，逐级向电源推移的 计算方法： ①先计算各用电设备的计算负荷， 然后计算车间干线和车间变电所低 压母线1处的计算负荷，包括电力照 明； ②车间变电所低压侧总计算负荷， 加上车间变电所2处的损耗功率，得 到车间变电所高压侧3处的计算负荷；
按电能的产、供、销过程分
① 发电负荷：指电网或发电厂的实际出力（KW、MW）。
② 供电负荷：发电负荷－厂用电负荷＋输入负荷－输出负荷 （KW、MW）; 或者：用电负荷＋线路损失负荷
③ 用电负荷：指地区供电负荷减去线损功率后的负荷（KW或
者MW）。
④ 线路损失负荷:电能在从发电厂到用户的输配电过程中,不可避 免的发生一定量的损失,即线路损失,与这种损失相对应的电功 率称为线路损失负荷。 ⑤ 厂用电负荷:发电厂在发电过程中自身要有许多常用电设备在 运行,对应于这些用电设备所消耗的电功率,称为厂用电负荷。
第三章 电 力 负 荷
§3.1电力负荷及负荷曲线 一、负荷
1、概念 负荷是指发电厂、供电地区或电网在某一时 刻或者某一段时刻所承担的某一范围内
耗电设备所消耗的电功率的总和(工作
负载)。
2、负荷的分类
按照电能的产、供、销生产过程分 根据对供电可靠性的要求不同分 根据国际上用电负荷的通用分类原则分 根据国民经济各个时期的政策和季节的要求分类
返回
根据国民经济各个时期的政策和季节的要求分类
①优先保证供电的重点负荷； ②一般性供电的非重点负荷； ③可以暂时限电或停电的负荷；
返回
3、电力系统中用户对电能的基本要求的要求
①随时需要就随时有； ②电能质量能满足要求； ③用电量由用户自身决定；
④希望能廉价的使用电能。
二.负荷曲线
1、概念 所谓负荷曲线就是指负荷要求在某一段时间内 随时间变化的曲线。 2、曲线用途 对于预测某一段时间内用户所需的电能，以及 决定为满足峰值负荷要求必须有多大的装机容量， 都必须研究负荷曲线。
Q0
I0 % SN 100
Sc S N

2
Q N
Uk % SN 100
QT 变压器无功损耗， kvar
Q0 产生主磁通所需的无功 功率，kvar I 0 % 变压器空载电流占额定 电流的百分比 U k % 变压器短路电压占额定 电压的百分比 QN 额定负荷下消耗在一、 二次绕组漏电抗上的无 功功率，kvar
P c b P N c P N
'
b
c
P
N
用电设备组的平均负荷 表示用电设备组中,N 台容量最大功率设备 运行时的附加负荷

PN '
不同工作制的不同类用电设备,取用大功率设备的数
量N应有所不同.一般规定: 金属切割机床采用N=5; 反复 短时工作制采用N=3; 加热炉采用N=2; 电焊设备采用N=1.
①年负荷变化； ②季负荷变化； ③月负荷变化； ④日负荷变化。
请对比下面3个负荷曲线图
2、农、林、牧、渔、水业用电负荷特性 （1）受季节影响较大：春季和夏季排灌用电和水
利业用电较多，在秋季以上两种用电会有所
减少，但是农业用电（主要是场上作业）和 农副产品加工用电增加，冬季这些用电会相 对减少。 （2）受气候影响较大：在风调雨顺的年份，排灌
一组的最大附加负荷 cPn'
，再加上所有设备的平均负荷 bPn
得到总的有功和无功计算负荷。
bP 和bP tg －所有各组有功和无功平均负荷的总和。
n t n t
cP
'
n max和
cP
'
－所有各组有功和无功附加负荷的最大值。 n tg max

例：某机修车间380v线路中，接有冷加工机床电动机20台， 共50kw（其中功率较大的电动机7kw1台，4.5kw的2台， 2.8kw的7台）；通风机2台，共5.6kw;电阻炉1台，2kw。 用二项式系数法确定线路上的计算负荷。
Pc
834 851 1284 927 650 4546
Qc
793 784 1154 606 736 4073
Sc
1150 1157 1725 1107 1000 6139
采矿车间
采矿 选矿 炼铁 动力 其他
选 矿 车 间
炼 铁 车 间
其 他
补 偿 电 容 器
动力车间
总计
3、单耗估算法
(1)单位产品电耗法确定工厂计算负荷
全年耗电量A(kwh).即:A=q*m
Pc
A
(2)单位产值电耗法确定工厂计算负荷 年产值为M(万元),单位产值耗电量为b(kwh/万元),,则工厂 全年耗电量为: A=M*b
Tmax
Pc
A
Tmax
§3.3用电负荷预测
一、用电负荷预测分类
1.长期预测。
暂载率
tg 工作时间 ＝ ＝ 100% 工作周期 t t t g t g ：每周期的工作时间min t t ：每周期的停歇时间min
2、设备容量的确定
（1）一般用电设备容量
（2）反复短时工作制用电设备容量
N PN 25＝ PN 25 N 给定的设备暂载率（换 算前） 25－暂载率为25％
电力系统不但要考 虑用户在一段时间
负荷 kW
A
需要多少电能，而
且需要分析用户是 怎样消耗这些电能。
B
时间 图2.1 T
4、几种不同类型的负荷曲线
负荷曲线注意的几点问题： ①实际上的负荷曲线都不会如此平滑，一些其他 负荷，如牵引，焊接，锻压，大型轧钢设备等， 可能启动负荷很大，所以造成负荷曲线波动极 大。
i 1 i 1


i
[例] 某厂机修车间低压配电装置对机床, 长时间工作制的水 泵和通风机以及卷扬机等三组负荷供电,见图.已知机床组有 5kw电动机4台,10kw电动机3台; 水泵和通风机组有10kw 电动 机5 台;卷扬运输机有7kw 电动机4台.试确定机修车间的计算 负荷.
2、二项式系数法
P T P 0
Sc P S N
k

2
P kW T 变压器有功损耗， P kW 0 变压器空载损耗， Pk 变压器短路损耗， kW Sc 变压器计算负荷， kVA S N 变压器额定容量， kVA
(2)变压器损耗计算 无功损耗：
QT Q0 QN