2电力负荷及其计算
工业企业供电第2章电力负荷及其计算计算
工业企业供电第2章电力负荷及其计算计算工业企业的电力负荷及其计算是工业企业供电的重要内容之一、电力负荷是指工业企业所需要的电力。
合理的电力负荷计算有助于企业安全、高效地使用电能，从而达到节约能源、降低成本的目的。
工业企业的电力负荷是根据其生产规模、生产设备及工艺流程的需求来确定的。
为了确保供电的稳定性和可靠性，电力负荷的计算需要考虑以下几个方面的因素。
首先，要确定生产规模。
生产规模是工业企业电力负荷计算的基础。
生产规模包括产品的种类、生产线的数量以及每条生产线的产能等。
其次，要估算工艺设备的用电量。
工业企业的生产过程通常需要使用各种设备，如机床、压力机、冷却设备等。
这些设备的功率和使用时间会直接影响电力负荷的大小。
因此，需要对每个设备的功率进行测算，并结合每个设备的使用时间来计算工艺设备的用电量。
再次，要综合考虑生产过程的电力负荷。
生产过程中，不同工艺环节的电力负荷可能有所不同。
在计算电力负荷时，应将每个工艺环节的电力负荷综合起来，并考虑其在生产过程中的使用时间。
最后，还要考虑额外的电力负荷。
电力负荷计算中还应考虑一些额外的因素，如照明设备、办公设备、空调设备等的用电量。
这些额外的电力负荷虽然不是生产过程中必需的，但对企业的正常运行和员工的生活都有一定的影响。
根据上述因素，可以采用下列计算公式来计算工业企业的电力负荷：电力负荷=生产规模的电力负荷+工艺设备的电力负荷+生产过程的电力负荷+额外的电力负荷通过对工业企业的电力负荷进行计算，可以得出合理的供电需求。
同时，电力负荷的计算还应考虑到未来发展的需要，以确保供电系统的可持续发展。
总之，工业企业的电力负荷及其计算是电力供应的基础工作之一、准确和合理的电力负荷计算可以保证工业企业的用电需求得到满足，有助于提高电力供应的质量和可靠性，为企业的发展提供有力支持。
同时，节约能源和降低成本也是电力负荷计算的重要目标，通过科学的计算方法，可以为企业的节能减排工作做出积极的贡献。
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。
电力负荷的计算.
电力负荷的计算一、设备额定容量的确定确定计算负荷，首先必须先确定用电设备的容量。
用电设备铭牌上标示的功率(或容量称为用电设备的额定功率PN，该功率是指用电设备(如电动机的额定输出功率。
由于各种用电设备的额定工作条件不同，有长期连续工作制、短时工作制和断续工作制等，不能简单的将各用电设备的额定容量直接相加，而须将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定工作制条件下的功率，称这个功率为用电设备的容量(或功率，用P N∑表示。
1．长期连续工作制这种工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。
机床电动机虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。
对长期连续运行的设备有(1电炉变压器。
电炉变压器在额定功率因数时的额定功率(kw，即(2照明设备组。
1白炽灯、碘钨灯设备的容量就等于灯泡上标注的额定功率，kw；2荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失，其值约为灯管功率的20％，因此设备容量应为灯管额定功率的1.2倍，kw；3金属卤化物灯当采用镇流器时也要考虑镇流器的功率损失，其值约为灯泡功率的10％，因此设备容量应为灯泡功率的1.1倍，kw。
(3不对称单相负荷的设备容量。
当有多台单相用电设备时，一般将这些设备均匀地分接在三相上组成对称三相负荷，并力求减少三相负载的不对称度。
设计规程规定，在计算范围内，负荷最大的单相用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的15％时，可按三相对称分配考虑，不对称度可用公式表示为当不对称度βn超过15％时，则设备容量应按3倍最大相负荷的原则进行换算。
根据负荷接线方式不同：2．短时工作制这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间较长。
如煤矿井下的排水泵等。
在工作时间内，用电设备的温升尚未达到该负荷下的稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低为周围介质的温度，这是短时工作制的特点。
对这类用电设备也同样用3．短时连续工作制用电设备这类工作制的用电设备周期性的时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，如电焊机、吊车电动机等。
工厂电力负荷及其计算
工厂电力负荷及其计算一、工厂电力负荷的计算方法1.定额法计算定额法是根据工厂的生产工艺和设备，以及设备运行的时间及运行电压、额定电流等参数来计算工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下：(1)根据生产工艺和设备确定每台设备的额定功率和运行时间。
(2) 计算每台设备的实际功率，实际功率等于额定功率乘以load rate（负载率）。
(3)计算每台设备的用电量，用电量等于实际功率乘以运行时间。
(4)将每台设备的用电量累加得到总用电量，即工厂的电力负荷。
2.统计法计算统计法是通过对过去一段时间的用电数据进行统计分析，得出工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下：(1)收集过去一段时间的用电数据，包括电力仪表的读数、运行时间及环境参数等。
(2)对用电数据进行整理和分析，得出工厂的平均负荷和尖峰负荷。
(3)根据工厂的生产计划和负荷曲线，预测未来的负荷变化。
(4)根据预测的负荷变化，确定合理的电力供应方案。
3.标准法计算标准法是根据国家规定的工厂电力负荷标准来计算工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下：(1)根据国家规定的工厂电力负荷标准，确定工厂的负荷等级。
(2)根据负荷等级和工厂的总用电量，计算工厂的电力负荷。
二、工厂电力负荷的影响因素2.工艺流程：不同的工艺流程对电力负荷的要求也不同，一些工艺流程需要大量的电力支持，而另一些工艺流程则相对较少。
3.工作时间：工厂的电力负荷还与工作时间有关，长时间连续运行的工厂需要更多的电力供应，而短时间间断运行的工厂则需要较少的电力供应。
4.环境因素：环境温度、湿度等因素也会对工厂的电力负荷产生影响，一些设备在高温高湿的环境下需要更多的电力支持。
三、工厂电力负荷的管理与调控1.合理安排生产计划：根据工厂的电力负荷情况，合理安排生产计划，避免电力负荷过高或过低的情况发生。
2.用电系统的优化设计：通过优化用电系统的设计，如改进设备的能效、增加系统的稳定性、提高用电设备的负荷率等，以减少工厂的电力负荷。
第二章 电力负荷计算
电力负荷的计算是正确选择供配电系统 中导线、电缆、开关电器、变压器等电气 设备基础，也是保障供配电系统安全可靠 运行必不可少的环节。本章是分析工厂供 配电系统和进行供电设计计算的基础。
本章主要学习以下几个内容：
电力负荷与负荷曲线 ✓电力负荷的基本概念； ✓电力负荷分级 ✓负荷曲线的基本概念、作用及分类 ✓ 与负荷曲线相关的几个物理量
计算负荷情况复杂，影响计算负荷的因素 很多，难以精确计算； ✓负荷是变化的； ✓与设备性能、生产组织、生产者的技能熟 练程度及能源供应的状况等多种因素有关。
计算负荷的方法很多：估算法、需要系数 法和二项式法和单相负荷等近似求解方法
本节主要介绍两种：需要系数法和 二项式法
（一）设备容量的计算 1.用电设备的额定容量
三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般由 单回路电力线路供电。
三. 负荷曲线
1、负荷曲线（load curve） 是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，
绘在直角坐标纸上，纵坐标表示负荷（有功功 率或无功功率）值，横坐标表示对应的时间， 一般以小时（h）为单位。
某厂日有功负荷曲线
2、负荷曲线的作用 负荷曲线能够直观的反映出用户的用电特点和
额度负荷（安装容量）；在工厂供配电系统设计时， 如果直接采用额定容量进行设计势必会造成浪费； 应首先计算出全部设备的实际负荷。 2 .负荷计算的主要内容 （1）求计算负荷（需要负荷，假想负荷）：即正 常工作时的实际最大负荷。目的选择各级电压供电 网络、变压器容量、电气设备的型号等；保证使其 在通过正常最大工作电流时不至过热而损坏。（选 择设备）
（3）年持续负荷曲线意义 年持续负荷曲线与横轴所包围的面积代表
了用户全年消耗的总电能。
负荷计算方法和步骤详解
负荷计算方法和步骤详解在进行电力系统和电气设计时，负荷计算是非常关键的一步，它决定了电力系统的稳定性和可靠性。
以下是常见的负荷计算方法及其步骤。
1.需用系数法需用系数法是一种根据最大负荷和需用系数来确定负荷的方法。
需用系数是指设备功率与额定功率之比。
通过乘以额定功率，可以得到设备在额定工况下的功率。
这种方法简单易行，适用于中小型电力负荷计算。
步骤：a.收集设备的功率数据和运行时间；b.计算设备的需用系数；c.将所有设备的需用系数相加，得到总需用系数；d.将总需用系数乘以额定功率，得到电力负荷。
2.利用系数法利用系数法是一种考虑设备运行时间对负荷的影响的方法。
它基于设备的利用系数来确定负荷。
利用系数是指设备在额定工况下的运行时间与总运行时间之比。
这种方法适用于需要考虑到设备运行时间因素的场合。
步骤：a.收集设备的功率数据和运行时间；b.计算设备的利用系数；c.将所有设备的利用系数相加，得到总利用系数；d.将总利用系数乘以额定功率，得到电力负荷。
3.单位指标法单位指标法是一种根据单位面积或单位产品所需的功率来确定负荷的方法。
这种方法适用于大型建筑物或工业生产线的负荷计算。
通过将单位指标乘以面积或产量，可以确定电力负荷。
步骤：a.确定单位面积或单位产品的功率指标；b.乘以面积或产量，得到电力负荷。
4.功率平衡法功率平衡法是一种通过平衡输入和输出的功率来确定负荷的方法。
这种方法适用于电力系统中的功率平衡计算。
通过测量输入和输出的功率，可以确定电力负荷。
步骤：a.测量输入和输出的功率；b.通过比较输入和输出功率，确定电力负荷。
5.单位面积功率法单位面积功率法是一种根据单位面积所需的功率来确定负荷的方法。
这种方法适用于住宅和办公楼等建筑物的负荷计算。
通过将单位面积功率乘以面积，可以确定电力负荷。
步骤：a.确定单位面积的功率指标；b.乘以面积，得到电力负荷。
6.单位产品功率法单位产品功率法是一种根据单位产品所需的功率来确定负荷的方法。
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
电力负荷的分级及其对供电电源的要求
电力负荷的分级及其对供电电源的要求电力负荷: 既可指用电设备或用电单位用户,也可指用电设备或用户所耗用的电功率或电流,视具体情况而定;电力负荷：1、用电设备或用电单位用户2、用电设备或用电单位所消耗的电功率或电流;一电力负荷的分级1．一级负荷；中断供电将造成人身伤亡者；或政治、经济上将造成重大损失者;在一级负荷中,特别重要的负荷是指在中断供电时将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷;2．二级负荷；二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者,3．三级负荷；三级负荷为一般的电力负荷,二各级电力负荷对供电电源的要求1．一级负荷对供电电源的要求；要求应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏;对一级负荷中特别重要的负荷,除要求有上述两个电源外,还要求增设应急电源;常用的应急电源有：独产于正常电源的发电机组,干电池,蓄电池,供电系统中有效地独立于正常电源的专门供电线路;2．二级负荷对供电电源的要求；要求做到当发生电力变压器故障时不致中断供电,或中断后能迅速恢复供电;通常要求两回路供电,供电变压器也应有两台;3.三级负荷对供电电源的要求对供电电源无特殊要求二、电力负荷的类型按用途可分为：照明负荷和动力负荷按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷民用电电力负荷设备按工作制的分类工厂的用电设备,按其工作制分以下三类：1 、长期连续工作制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;3、断续周期工作制三、用电设备的额定容量、负荷持续及负荷系数1、用电设备的额定容量 :对电动机: 额定容量指其轴上正常输出的最大功率;对电机、电炉、电灯等设备,额定容量均用有功功率P N 表示；对变压器和电焊机等设备, 额定容量则一般用视在功率S N 表示；对电容器类设备,额定容量则用无功功率Qc 表示;2、负荷持续率负荷持续率,又称暂载率或相对工作时间;ε=t/T ×100% T=t+t0同一设备,在不同的负荷持续工作时,其输出功率是不同;例如某设备在时ε1的设备容量为P1,那么该设备在ε2时的设备容量P2为多少呢 这就需要进行“等效”换算 , 即按同一周期内相同发热条件来进行换算;设备容量与负荷持续率的平方根值成反比关系;因此P 2=P 1√ε1/ε2例:某吊车电动机在ε1=60%时的容量P 1=10KW;试求ε2=25%时的容量P 2为多少解 : P 2=10KW 0.6/0.25=15.5KW3 . 用电设备的负荷系数 : 用电设备的负荷系数亦称负荷率,为设备在最大负荷时输出或耗用的功率Ｐ与设备额定容量P N 的比值,用K L 表示亦可表示为β,其定义式为K L =Ｐ/ P N负荷系数的大小表征了设备容量利用的程度;四、负荷曲线的有关概念1. 负荷曲线的绘制及类型是表征电力负荷随时间变动情况的图形;按负荷对象分,有工厂的、车间的或某类设备的;按负荷的功率性质分,有有功和无功;按所表示负荷变动的时间分,有年的、月的、日的或工作的;按绘制的方式分,有依点连成的负荷曲线和梯形;通常是根据典型的冬日和夏日负荷曲线来绘制;这种曲线的负荷从大到小依次排列,反映了全年负荷变动与负荷持续时间的关系,因此称为负荷持续时间曲线,一般简称年负荷曲线;按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制的,专用来确定经济运行方式用的;二与负荷曲线有关的物理量1、年最大负荷和年最大负荷利用小时T max =w a /p max年每日最大负荷利用小时是一个假想时间,是反映电力负荷时间特征的重要参数,它与工厂的生产班制有关;例如一班制工厂,Tmax=1800 ~ 2500h ; 二班制工厂,Tmax=3500 ~ 4500h ;三班制工厂,Tmax=5000 ~ 7000h;2平均负荷和负荷曲线填充系数负荷曲线填充系数就是将起伏波动的负荷曲线“削峰填谷”,求出平均负荷Pav 的比值,亦称负荷率或负荷系数,通常用β表示亦可表示为K l ,其定义式为β= Pav/ p max第二节三相用电设备组计算负荷的确定一概述计算负荷,是通过统计计算求出的,用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值;计算负荷是供电设计计算的基本依据;通常取半小时平均最大负荷P30亦即年最大负荷作为计算负荷;但是由于负荷情况复杂,影响计算负荷的因素很多,实际上,负荷也不可能是一成不变的,它与设备的性能,生产的组织以及能源供应的状况等多种因素有关,因而负荷计算也只能力求实际;其计算方法有：需要系数法：二项式系数法二按需要系数法确定计算负荷一需要系数法的基本公式及其应用需要系数Kd,是用电设备组或用电单位在最大负荷时需要的有功功率P30与其总的设备容量备用设备的容量不计入Pe的比值;一台设备的计算负荷P30= PN/η,式中η为电动机的功率;在Kd适当取大的同时,cosα也宜适当取大;这里还要指出：需要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大,因此,计算时首先要正确判明用电设备的类别和工作状态,否则将造成错误;例如机修车间的代表性金属切削机床电动机,应属小批生产的冷加工机床电动机,因为金属切削就是冷加工,而机修不可能是大批生产;又如压塑机,拉丝机和锻锤等,应属于热加工机床;再如起重机,行车,电葫芦,卷扬机等,实际上都属于吊车类;例1; 已知某机修车间的金属切削机床组,拥有电压为380V的三相电动机15kw1台,11kw3 台,7.5kw8台,4kw15台,其他更小容量电动机总容量35kw;试用需要系数法确定其计算负荷P30、Q30、S30和I30;解 :此机床组电动机的总容量为Pe=15kw1+11kw3+7.5kw8+4kw15+35kw=203kw 查附录中表A-6“小批生产的金属冷加工机床电动机”项,得Kd=0.16～0.2取0.2,因此,计算可得：有功计算负荷P30=0.2203KW=40.6KW无功计算负荷Q30=40.6KW1.73=70.2KVAR视在计算负荷S30=40.6KW/0.5=81.2KV.A计算电流1.730.38KV＝123A二设备容量P e的计算1.长期连续工作制和短时工作制的三相设备容量：所有设备之和;2.断续周期性工作制的三相设备容量1.电焊机组我国电焊机的铭牌负荷持续率有50%、60%、75%和100%等四种;为了计算简便,一般要求设备容量统一换算到ε100=100%;设铭牌的容量为PN,其负荷持续率为εN,因此,P e =P N εN/ε100 =S n COSΦεN/ε100式中P N、S n――电焊机的铭牌容量2.吊车电动机组我国吊车电动机的铭牌负荷持续率有15% ; 25% ; 40%和50%等四种;为了计算简便,一般要求设备容量统一换算到εN =25%;设名牌的容量为PN,其负荷持续率为εN ,因此: Pe=PNεN/ε25= 2PNεN3. 单相用电设备的等效三相设备容量的换算1、接于相电压的单相设备,容量换算 P e =3 P e.mφP e.mφ :最大负荷相所接的单相设备容量P e : 等效三相设备容量2、接于线电压的单相设备容量换算由于容量为Pe.φ的单相设备接在线电压上产生的电流I= Pe.φ/√3UcosΦ,这一电流应与其等效三相设备容量Pe的产生的电流I’=Pe/√３UcosΦ相等, 因此其等效三相设备容量:P e=√３Pe.φ三、多组用电设备计算负荷的确定在确定多组用电设备计算负荷时,应可结合具体情况计入一个同时系数又称参;数系数或综合系数KΣ对于车间干线,可取KΣ=0.85～0.95;、对于低压母线,由用电设备计算负荷直接相加计算时,可取KΣ=0.8～0.9；由车间干线计算负荷直接相加来计算时,可取KΣ=0.9～０.９５;总有功计算负荷P30= KΣΣP30i总无功计算负荷 Q30= KΣΣＱ30i总的视在计算负荷S30=√P30２+ Q30２总的计算电流 I30= S30／√３ＵN由于各组设备的cosΦ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和计算电流之和再乘于KΣ来计算;例2; 某380v线路供电给1台132kwyY型三相电动机,其效率Ｎ＝91%, 功率因素＝0.9;试确定此线路的计算负荷;解: 因只有1台,故取Kd=1;由此可得有功计算负荷P30=132KW/0.91=145KW无功计算负荷Q30=145KWTAN=70.2KVAR视在计算负荷S30=145kw/0.9=161kva计算电流I30=161KV.A/1.730.38KV=245A或I30=132KW/1.7320.38KV0.9O.91＝245A三 .按二项式法确定计算负荷一二项式法的基本公式及其应用二项式系数法的基本公式为:P30=bP e+cP x式中 bPe-用电设备组的平均负荷,cPx-用电设备组中X台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷,其中Px是X台最大容量设备的设备容量；b、c-二项式系数;二项式系数b、c和最大容量设备台数X及cosф tanф等也可查表但是必须注意：按二项式系数法确定计算负荷时,如果设备总台数n<2x时,则x宜相应取小一些,建议取为x=n/2,且按“四舍五入”的修约规则取为整数;例如某机床电动机组地电动机只有7台,而附录表A-6规定X=5, 但是这里n=7 < 2x =10,因此 ,可取x=7/2≈4来计算;=Pe,即b= 1、c=0;对于单台如果用电设备组只有1~2台设备时,就可认为P30电动机,则P=Pn/η;在设备台数较少时,cosф也宜相应地适当取大;30二项式系数法较需要系数法更适于确定设备台数较少而容量差别较大的低干线和分支线的计算负荷;二多组用电设备计算负荷的确定按二项式系数法确定多组用电总的计算负荷时,同样应考虑各组设备的最大负荷不同时出现的因素;因此在确定其总的计算负荷时,只能考虑一组有功附加负荷为最大的做总计算负荷的附加负荷,再加上所有各组的平均负荷;所以总的有功和无功计算负荷分别为P30= ∑b P ei+ c P x maxQ30= ∑b P e tanф i + c P x max tanфmax式中∑b P ei—各组有功平均负荷之和；∑b P e tanф i -各组无功平均负荷之和；c P x max—各组中最大的一个有功附加负荷；tanфmax -- c P x max的那一组设备的正切值;为了简化和统一,按二项式系数法来计算多组设备总的计算负荷时,也不论各组设备台数多少,各组的计算系数b . c . x和cosф等均按教材附录中表A-6所列数值;第三节单相用电设备组计算负荷的确定一、概述二、单相设备组等效三相负荷的确定第四节用户计算负荷及年耗电量的计算一、供配电系统的功耗损耗计算一线路的功耗损耗计算二变压器的功耗损耗计算二、用户计算负荷的确定主要方法:一.按逐级计算法确定工厂的计算负荷:从设备开始,逐级计算计算负荷.二.按需要系数法确定工厂计算负荷: 设备总容量乘以一个需要系数三.按负荷密度法估算用户的计算负荷四按年产量或年产值估算工厂计算负荷估算公式: Wa=Aa A:年产量 a:单位产品耗电量P30=Wa/TmaxWa=Bb B:年产值 b:单位产值耗电量五.用户无功补偿及补偿后的工厂计算负荷1、工厂的功率因素我国有关规程规定：高压供电的工厂,最大负荷时的功率因数不得低于0.9,其它工厂则不得低于0.85;2、无功功率补偿:加装人工补偿装置3、无功补偿后工厂计算负荷的确定设P30不变 Q’30=Q30-QcQc 补偿无功功率低压侧的功率因数一般不得低于0.91 - 0.92才行三、用户供配电系统的电能损耗计算四、用户年耗电量的计算第五节尖峰电流及其计算一尖峰电流的有关概念尖峰电流是指只持续1~2s的短时最大负荷电流;它用来计算电压波动,选择熔断器和低压断路器及整定继电保护装置等;二单台用电设备尖峰电流的计算Ipk = Ist = KstINKST用电设备的起动电流倍数：笼型异步电动机为5~7,绕线转子异步电动机为2~3,电焊变压器为3或稍大;三多台用电设备尖峰电流的计算Ipk = I30+ Ist- INmax式中Ist.max和 Ist- INmax分别为用电设备中起动电流及额定电流之差为最大的那台设备的起动电流及起动电流及额定电流之差;。
第二章 工厂的电力负荷及其计算习题及答案
第二章工厂的电力负荷及其计算习题及答案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年最大负荷Ｐmax——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P30。
年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax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，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。
负荷系数KL————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)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.2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即Pe=PN反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.2-5.需要系数的含义是什么?答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系,因此需要引进需要系数的概念,即:Pc=KdPe.式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量.形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数,2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。
第2章电力负荷及其计算计算
接相加，必须先将其换算为同一工作制下的额
定功率，然后才能相加。经过换算至统一规定
的工作制下的“额定功率”称为“设备额定容
量”，用Pe表示。
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（1）长期工作制和短时工作制的设备容量
Pe=PN （2）重复短暂工作制的设备容量
① 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、 行车等 ）的设备容量统一换算到ε=25%时的额 定功率（kW），若其εN不等于25%时应进行换 算，公式为:
式中：Pe——等效三相设备容量；
Pe·m——最大负荷所接的单相设备容
量 单。相设备接于线P电e 压时3Pel
式中Pe·l——接于同一线电压的单相设备容量返回。
目录
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2.2.3 负荷计算的方法
负荷计算的方法有：
需用系数法、二项式法、利用系数
法、形状系数法、附加系数法
5. 确定全车间变电所中高压母线上的 计算负荷
P30·5＝ΣP30·4+P4m Q30·5＝ΣQ30·4+Q4m
S305 P3205Q3205
P4m、Q4m—车间高压用电设备的有功及无功计算负
荷。
计算目的：用于车间变电所高压母线的
选择。
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6. 确定总降压变电所出线上的计算负 荷
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规定取“半小时平均负荷”的原因：
一般中小截面导体的发热时间常数
τ为10min以上，根据经验表明，中小截面
导线达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10
＝30（min），如果导线负载为短暂尖峰负 荷，显然不可能使导线温升达到最高值， 只有持续时间在30min以上的负荷时，才有 可能构成导线的最高温升。
第2章工厂的电力负荷及其计算
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第2章工厂的电力负荷及其计算
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第2章工厂的电力负荷及其计算
•比较：
•需要系数法： •P30=13.68kw • Q30=18.53kvar
线•②路若上单的组计用算电负设荷备。只有1~2台设备时，可以认为P30=Pe，
•
即b=1 c=0 。
•③计算多组用电设备的负荷时，不应再乘以K∑。 •举例：例2-3
• 试用二项式法确定例2-2所述机修车间380v线路总的计算 负荷。
•解：
•1、分组：金属切削机床组、通风机组、电阻炉组。
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•
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——用电设备组平均功率因数。可查附录表1。 第2章工厂的电力负荷及其计算
•∑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
•Kd、
、 可查附录表1，查表时应注意：
•1）查Kd时，
与
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；
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第2章工厂的电力负荷及其计算
•（三）多组用电设备计算负荷的确定 •工厂供电系统示意图：
•P30.
6 •P30.7
•P30. 8
•P30.5
•P30.3 •P30.4
•P30.2
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•返42 •返22 •返23
第2章工厂的电力负荷及其计算
•1、 P30.1的确定： •2、 P30.2的确定：
第2章工厂的电力负荷及其计算
•2、380v线路总的计算负荷： • P30=8.68kw+（7+1.95+2）kw=19.63kw • Q30=8.68×1.73+（7×1.73+1.95×0.375+0） =27.86kvar
第三章 电力负荷及计算
第1节
按绘制方式分,有依点连成的负荷曲线(如图3-1a所示)和梯形负荷曲线(如图3-1b所 示)。
图3-1 日有功负荷曲线
第1节
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3-2c所示。此年负 荷持续时间曲线按所绘对象(负荷)的典型夏日负荷曲线和典型冬日负荷曲线来绘制,如图 3-2a、b所示。其夏日和冬日在全年中所占的天数,应视当地地理位置和气象情况而定。
负荷系数表征了设备容量的利用程度。负荷系数的符号有时也用β表示。
第1节
四、负荷曲线的有关概念 (一)负荷曲线的绘制与类型 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。它绘制在直角坐标上,纵坐标 轴表示负荷功率(一般用有功功率),横坐标轴表示负荷变动所对应的时间。 负荷曲线按负荷对象分,有工厂(企业)的、车间的或某台设备的负荷曲线。按负荷的 功率性质分,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 和工作班的负荷曲线。
第1节
年最大负荷利用小时Tmax,是假设电力负荷按 年 最 大 负 荷 Pmax( 亦 即 P30) 持 续 运 行 时 , 在 此 Tmax时间内电力负荷所耗用的电能,恰与该电力 负荷全年实际耗用的电能相等,如图3-4所示。因 此年最大负荷利用小时是一个假想时间,按下式计 算:
式中,Wa为电力负荷全年实际耗用的电能。
第2节
(二)需要系数法的基本计算公式及其应用 由式(3-9)可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷P30的基本公式为
P30=KdPe (3-10) 式中,Pe为用电设备组所有设备(不含备用设备)的额定容量之和。
这里必须指出,对断续周期工作制的用电设备组,其设备容量应为各设备在不同负荷 持续率下的铭牌容量换算到一个统一的负荷持续率下的容量之和。
精品文档-供配电技术(刘燕)-第2章
第2章 电力负荷及其计算
1. 长期工作制和短时工作制的用电设备组 设备容量Pe等于所有用电设备的铭牌上的额定容量之和。 2. 反复短时工作制的用电设备组 设备容量Pe是将所有设备在不同暂载率下的铭牌额定容量换 算到一个规定的暂载率下的容量之和，换算式为
Pe PN
N
(2-7)
式中，εN为对应于铭牌额定功率PN的额定暂载率；ε为对应于设
运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有功率损耗，配电
线路也有功率损耗。因此在确定设备组的计算负荷时应考虑一个系
数，即按需要系数法确定用电设备组有功计算负荷的0)
第2章 电力负荷及其计算
式中，Pe为用电设备组的设备容量；Kd为需要系数，它的物理表
达式为
Kd
KKL
式中，T为工作周期 ； tTt为工10作0%周期 内t 的t t0工作10时0间%；t0为工作周期(2内-6)
的停歇时间。 反复短时工作制设备的额定容量，一般是对应于某一标准暂载
率的。
第2章 电力负荷及其计算
2.2.2 设备容量的计算 每台用电设备的铭牌上都标有额定容量，但各用电设备的
工作条件不同，并且同一设备所规定的额定容量在不同的暂载 率下工作时，其输出功率是不同的。因此作为用电设备组的额 定容量就不能简单地直接相加，而必须换算成同一工作制下的 额定容量，然后才能相加；对同一工作制有不同暂载率的设备， 其设备容量也要按规定的暂载率进行统一换算。经过换算至统 一规定的工作制下的“额定容量”称为设备容量，用Pe表示。
第2章 电力负荷及其计算
2. 负荷计算的目的 供配电系统要能安全可靠地正常运行，系统中的各元件(如电 力变压器、开关、导线及电缆)都必须选择合适，除了应满足工作 电压和频率的要求外，最重要的是应满足负荷电流的要求。因此负 荷计算的目的就在于正确地确定负荷值，为设计供配电系统提供可 靠的依据，并作为合理选择供配电系统所有组成元件的重要依据。
《工厂供电(第5版)》习题参考答案
6-4 整定为0.8s。 6-5 反时限过电流保护的动作电流整定为6A，动作时间整定为0.8s；速断电流倍数整定为6.7倍。过电流保护灵敏度 达3.8，电流速断保护灵敏度达1.9，均满足要求。
第六章 工厂供电系统的过电流保护
6-1 选RT0-100/50型熔断器，熔体电流为50A；配电线选BLV-500-1×6mm2，穿硬塑料管（PC），其内径选为 Ø20mm。
6-2 选DW16-630型低压断路器，脱扣器额定电流为315A，脱扣电流整定为3倍即945A，保护灵敏度达2.65，满足 要求。
)
202A I30 179A，PEN线可选LJ-25；校验电压损要求。
5-4 按经济电流密度可选LJ-70，其 Ial =236A I30 =89A，满足发热条件；校验电压损耗 U% =2% U% 5% ， 也满足要求。
5-5 按发热条件选BLX-500-1×25mm2的导线，其 Ial 102 A，U% 2.06% 。
77.16
—
42.8
73.3
84.9
I30 / A
— — — — — 129
2-3 两种计算方法的计算结果如下表所示：
计算方法
需要系数法 二项式法
计算系数 Kd 或 b /c
0.2 0.14 / 0.4
cos tan
0.5
1.73
0.5
1.73
P30 / kW 17 20.9
计算负荷
Q30 / kvar 29.4 36.2
第八章 防雷、接地与电气安全
8-1 避雷针的保护半径约为16.1m＞15m，因此能保护该建筑物。 8-2 需补充装设人工接地装置的接地电阻值为6Ω。可用10根直径50mm、长2.5m的钢管垂直打入地下，用 40×4mm2 的扁钢焊成一圈，管距5m。经短路热稳定度校验，满足要求。
第2章 工厂电力负荷及其计算2-4
但实际上，负荷随时都在变动，通常用一个等值 返回 的矩形面积来代替负荷曲线下的面积。 目录
9
(四) 功率因数与无功功率补偿
1. 工厂功率因数
（1）瞬时功率因数 瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率 表、电流表和电压表的读数按下式求出：
cos
P 3UI
式中：P——功率表测出的三相功率读数（kW）； U——电压表测出的线电压读数（kV）； I——电流表测出的相电流读数（A）。
WP——有功电度表读数；
Wq——无功电度表读数。
P30——工厂的有功计算负荷； S30——工厂的视在计算负荷。
自然功率因数
指用电设备或工厂在没有安 装人工补偿装置时的功率因数
指用电设备或工厂设置了人工 补偿后的功率因数
总功率因数
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功率因数对供电系统的影响 （1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电 气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 及其它用电设备的正常运行。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。
△WT0=△P0Ton
随负荷而变化的有载功率损耗所引起的年电能损耗 为：
WTl
8760 0
S Pk S NT
S ca dt Pk S NT
2
2
8760
0
S S ca
S ca dt Pk S NT
① 正确选用感应电动机的型号和容量，使其接近满载运行；
② 更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷电动机的接线；
第二章 工厂的电力负荷及其计算习题及答案
第二章工厂的电力负荷及其计算习题及答案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年最大负荷Ｐmax——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P30。
年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax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，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。
负荷系数KL————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)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.2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即Pe=PN反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.2-5.需要系数的含义是什么?答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系,因此需要引进需要系数的概念,即:Pc=KdPe.式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量.形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数,2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。
电力负荷计算方法
电力系统负荷计算1．设备组设备容量采用需要系数法时，首先应将用电设备按类型分组，同一类型的用电设备归为一组，并算出该组用电设备的设备容量e P 。
对于长期工作制的用电负荷（如空调机组等），其设备容量就是设备铭牌上所标注的额定功率。
对于断续周期制的用电设备，其设备容量是：对于照明设备：白炽灯的设备容量按灯泡上标注的额定功率取值；带自感式镇流器的荧光灯和高压汞灯等照明装置，由于自感式镇流器的影响，不仅功率因数很低，在计算设备容量时，还应考虑镇流器上的功率消耗。
因此，对采用自感式镇流器的荧光灯装置，其设备容量取灯管额定功率的1．2倍，高压汞灯装置的设备容量取灯泡额定功率的1．1倍。
2．用电设备组的计算负荷根据用电设备组的设备容量e P ，即可算得设备的计算负荷：有功计算负荷 e x c P K P = (12-1) 无功计算负荷 ϑtg P Q c c= 视在计算负荷 22c c c Q P S +=或 ϑcos c P S = 计算电流 US I c c 3103×= (12-2) 式中 x K ——设备组的需要系数；e P ——设备组设备容量（KW ）； ϑ——用电设备功率因数角；U ——线电压（V ）；c I ——计算电流（A ）。
上述公式适用计算三相用电设备组的计算负荷，其中式（12-2）计算电流的确定尤为重要，因为计算电流是选择导线截面积和开关容量的重要依据。
对于单相用电设备，可分为两种情况：（1）相负荷 相负荷的额定工作电压为相电压，正常运行时，相负荷接在火线和中性线之间，民用建筑中的大多数单相用电设备和家用电器都属于相负荷。
在供配电设计中，应将相负荷尽量均匀地分配到三相之中，按照最大的单相设备乘以3，求得等效的三相设备容量，然后按上述公式求得计算电流（线电流）。
ϕm e P P 3=ϕm P ——最大负荷相的单相设备容量（2）线间负荷 线间负荷是指额定工作电压为线电压的单相用电负荷，正常工作时，线间负荷换算为等效的相负荷，再按照相负荷求得计算电流。
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2.1.1 正弦交流电路的功率
四、视在功率S 视在功率定义： 视在功率、有功功 率、无功功率三者 的关系：
S = UI
（VA）
u与i 的相位差角
S = P +Q
2
2
S
P λ = cos ϕ = S
ϕ
Q
电气设备的容量：
P
SN = U N I N
功率三角形
工厂电力负荷及其计算
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2.1.1 正弦交流电路的功率
= UI cos ϕ = UIλ
电压与电流的相位差角
λ = cos ϕ
功率因数
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2.1.1 正弦交流电路的功率
三、无功功率Q 电感元件、电容元件实际上不消耗功率，只是和电源 之间存在着能量互换，把这种能量交换规模的大小定义为 无功功率。
Q = UI sin ϕ
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2.1.4 工厂用电设备的工作制
电焊机设备 对电焊机设备，应统一换算到ε=100%，换算公式为：
设备铬牌功率因数
Pe = PN ε N = S N cos ϕ ε N
设备铬牌额定容量
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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， ε N = 65% cos ϕ N = 0.5 ）， ε 车间有吊车1台11kW， N = 25% ），试计算此车间的设备 容量。
9
空压站
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2.1.4 工厂用电设备的工作制
是指用电设备的工作方式。其对于用电负荷的大小有直 接影响。按照工作制的不同，可将用电设备分为三类。 长期工作制的设备 是指长期连续运行，可以达到稳定温 升，负荷比较平稳的用电设备。如照明灯具、锅炉用风机、 生产生活用水泵等 短期工作制的设备 是指工作时间较短常达不到稳定温升， 而停用时间很长可冷却到周围环境温度的用电设备。如房间 换气扇。锅炉补水泵等。 反复短期工作制的设备 是指时而工作，时而停用，反复交替 变换，工作时间很短，常达不到稳定温升，停用时间也很 短，常冷却不到环境温度，工作周期一般不超过10分钟。运 行一段时间后温升稳定在某一稳定范围内反复波动的用电设 备。
3．电热设备
电热设备的工作特点是： （1）工作方式为长期连续工作方式。 （2）电力装置一般属二级或三级负荷。 （3）功率因数都较高，小型的电热设备 可达到1。
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2.1.3
工厂常用用电设备
4．照明设备
常用照明设备
白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物 灯和单灯混光灯等。
工厂常用用电设备
车 间 用 电 设 备 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床 价格贵，作用大，数量多的数控机床 冲天炉、鼓风机、30t及以上的浇铸起重机 井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵 锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机 大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线 隧道窑鼓风机、卷扬机 压塑机及供热锅炉 冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压 机、真空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电 加热设备 单台60m3/min以上空压机 有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵 离心式压缩机润滑油泵 负荷级别 一级 二级 三级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 一级 金属加工车间 铸造车间 热处理车间 锻压车间 电镀车间 模具成型车间 层压制品车间 线缆车间
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第二章 工厂电力负荷及其计算
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2.1 电力负荷与负荷曲线
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。
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2.1.1 正弦交流电路的功率
照明设备的工作特点：
（1）工作方式属长期连续工作方式。 （2）除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外，其它类型的灯具 功率因数均较低。 （3）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。 （4）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在10%左右。
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2.1.3
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8
εN ε
设备在ε N 下的容量为PN，Pe为换算到实际ε 下的容量
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2.1.4 工厂用电设备的工作制
起重电动机 对起重电动机应统一换算到ε=25%，换算公式为：
换算后设 备容量
设备铬牌暂载率
Pe = PN
εN = 2 PN ε N ε 25
（换算前）设备 铬牌额定功率
Q P = UIcosϕ
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2.1.1 正弦交流电路的功率
为此，我国电力行政法规中对用户的功率因数有 明确的规定（0.85以上）。 用户提高功率因数方法： 感性负载采用电容并联补偿。
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2.1.2 工厂电力负荷的分级
1、一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者；或在政治、经 济上将造成重大损失者。
五、功率因数
在电力系统中，大多数负载是感性负载，一般功率因数比较低。 功率因数低的危害 1. 电源设备的容量不能充分利用 在电源设备容量
SN = U N I N
一定的情况下
，功率因数越低，P越小，设备得不到充分利用。
2. 增加输电线路的功率损耗 在P、U一定的情况下， cosϕ 越低，I 越大，线路损耗越 大。
固定不变 随时间变化，是由电路中储能元件引 起，如电感元件中磁场能与电能的交换。
二、平均功率与功率因数 平均功率P（有功功率：瞬时功率在一个周期内的平均值） 有功功率 1 T 1 T P = ∫ p dt = ∫ [ UI cos ϕ + UI cos ( 2ωt + 2φ − ϕ )]dt u T 0 T 0
电阻元件： ϕ = 0 电感元件：
无功功率单位：乏(Var)
QR = 0
ϕ = 90 0
Q L = U L I L Sin90 0 = U L I L > 0
QC = U C I C Sin( −90 0 ) = −U C I C < 0
电容元件： ϕ = −90 0
工厂电力负荷及其计算
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2.1.4 工厂用电设备的工作制
能长期连续运行，每次连续工作时间超 过8小时，运行时负荷比较稳定。如： 照明设备、电动扶梯、空调风机、电炉 等。 这类设备的工作时间较短，停歇时间较 长。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 置)、水闸用电动机等。 这类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
电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，提高零件的 耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。
电 镀 设 备
电镀设备的工作特点是： （1）工作方式是长期连续工作的。 （2）供电采用直流电源，需要晶闸管整流 设备。 （3）容量较大，功率因数较低。
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2.1.3
工厂常用用电设备
电阻加热炉 电弧炉 感应炉 其它电热设备 主要用于各种零件的热处理 主要用于矿石熔炼、金属熔炼 主要用于熔炼和金属材料热处理 红外线加热、微波加热和等离子加热等
• • • •
瞬时功率 平均功率 无功功率 视在功率
uA
uA
uB
uB
uC
uC
o
ωt
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2.1.1 正弦交流电路的功率
一、瞬时功率 设无源单口网络的电压、电流参考方向一致，其正弦 电压、电流分别为： • I u = 2Usin(ω t + ψ u ) i = 2Isin(ω t + ψ i ) + 瞬时功率:
U
•
_
N
p = ui = 2UIsin (ωt + φ u )sin(ωt + φ i )
= UI [ cosφ − cos( 2ωt + 2φ u − ϕ )]
其中：
ϕ = ψ u −ψ i
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P = UIcosφ − UIcos( 2ωt + 2φ u − ϕ )
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2.1.4 工厂用电设备的N：是设备在额定条件下的最大 输出功率。 设备的銘牌额定功率PN经过换算至统一规定的工 作制下的“额定功率”称为设备容量，用Pe来表 示。 长期工作制和短时工作制的设备容量就是所有设 备的銘牌额定功率，即 Pe=PN； 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率的 额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。
电力系统运行的基本要求
安全、可靠、优质、经济
一类用户：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军事 基地；国家重要机关，城市公用照明等。 二类用户：大型影剧院及商场 三类用户：小城镇、小加工厂、农村用电等。
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2.1.2 工厂电力负荷的分级
1．一级负荷对供电电源的要求： 应由两个电源供电，当 一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。
P2 = 2× SN εN cos N = 2×20× 0.65×0.5 =16.1kW ϕ e