工业企业电力负荷及其计算

…… 某一组的 计算负荷
K∑ p
，
K∑q
总计算 负荷
1、用电设备组的计算负荷
最大负荷时运行设备的容量 ，设备组的同时系数； 设备组总额定容量 最大负荷时输出功率 KL ， 设备组的负荷系数； 运行的设备组的容量 最大负荷时输出功率 e ， 设备组平均效率； 取用功率 最大负荷时末端功率 WL ，配电线路的平均效率， 首端功率 一般取0.95 0.98。 K
3、多组用电设备计算
多组用电设备的最大负荷不一定同时出现，所以结合实际情况对其有功 负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（综合系数）K∑p 和K∑q 对于车间干线： K∑p =0.85---0.95； K∑q =0.9---0.97。 对于低压母线： 1)、各组计算负荷直接加： K∑p =0.8---0.9；K∑q =0.85---0.95。 2)、有车间干线计算负荷直接加：K∑p =0.9---0.95；K∑q =0.93---0.97。
2.2.2设备容量的确定(单个三相设备) (根据工作制的不同分别确定)
1、连续工作制和短时工作制的设备容量:
Pe =PN 或者 Pe =SN cosN
★照明设备分情况讨论： A、不用镇流器： B、用镇流器 C、按比功率法进行估算
Pe =PN
Pe =(1.1 1.2)PN Pe =p 0 A
p0为比功率，即建筑物单位面积照明光源的安装功率； A为建筑物的面积；
举例：
3)、三级负荷：所有不属于一级和二级的负荷的电能用户。允 许长时间停电，一般有单回线路供电。
在工业企业中，一级二级负荷占的比重较大(60%--80%)，即使短时停 电造成的损失一般都很可观。掌握了工业企业的负荷分级以及其对供电的要 求后，在设计新建企业的供电系统时，可以按照实际情况进行方案的拟定和 分析比较，是确定供电方案在技术经济上最合理。
尖峰负荷， 最大负荷
负荷低谷，最小负荷 半小时最大负荷P30 Q30， S30 Pav，Qav，Iav
年负荷曲线1
年负荷曲线2
2、与负荷曲线相关的物理量
(1)、年最大负荷（P30 Pmax）： 全年中负荷最大的工作日内消耗电能最大的半小时的平均功率。
(2)、年最大负荷利用小时: Tmax= Wa/Pmax =Wa/P30 Wa为全年消耗的电能，反映了负荷的稳定性，与工厂的生 产班制明显相关。越大越平稳
N PN N S N cos N N
解：
SN=42kVA，
εN=60% ，
求：
cos 0.62
，
该变压器的Pe
2)起重机(吊车电动机)：
ε = ε
25
= 25%
Pe PN
例：
N 2 PN N 25
解：
已知某10t的桥式吊车一台，： PN=39.6kW， εN=40% ， 求： 该吊车的Pe
1、负荷曲线 指某一段时间内负荷随时间而变化的规律，反映了用户的用电特 点和功率大小。 负荷曲线的名称和特征由三组词来限定： A、功率性质：有功与无功； B、时间段：年、月、日、工作班； C、计量地/设备名：发电厂，变电所，电力线路、工业企业、车 间、某类设备。 负荷曲线的功能：直观地了解符合变动的情况。
铁损ΔPFe ：变压器铸刺痛宰铁心中产生的有功功率，通过空载实验测定 ；与外加 的电压及频率有关，与负荷无关。 铜损ΔPCu ：编号压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中所产生的有功损耗，通 过短路实验测定；与负荷电流的平方成正比。
S30 PT PFe PCu P0 Pk P0 Pk 2 SN
需求系数：
Kd
KK L
eWL
按需要系数法确定三相用电设备组 计算负荷的基本公式
P30 K d Pe Q30 P30 tan S30 P30 Q30
2 2
S30 I 30 3U N
2、单台用电设备的计算负荷
Kd一般是按照车间范围内设备台数较多的情况来确定的。 但是对于计算干线或者支线上用电设备只有1—2台设备 时，那么：
2 S30 4917 2 P 2 R 0.46 12 108944(W ) 109(kW) WL 2 UN 35
则该线路的无功功率损耗为：
QWL
2 S30 4917 2 2 X 0.397 12 94023(var) 94(kvar) 2 UN 35
B2.1、变压器的有功功率损耗：
3、计算负荷
概念：通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电 系统中各元件的负荷值； 热惯性与发热的 3τ 原则；
计算负荷的表示：P30，Q30 ，S30，I30
计算负荷是供电设计计算的基本依据，关系到电器设备的选型 和导线的选择。 目标：选择合适的元件，满足电力系统的可靠运行的要求。 确定计算负荷的方法：需要系数法，二项式法。
该设备总会有满载的时候，所以 K L = 1； 由于只有一台设备， 所以K ∑ = 1， 由于设于设备的引线较短，所以WL 1； 所以 P30 K ∑K L Pe
WLe
Pe
e
例： 有一台桥式吊车，在负荷持续率为40%的条件下，其 额定功率为39.6kW，其额定负载下的效率为0.8，功率因 子为0.5，试求该电动力机供电线路的支线的计算负荷 解： Pe= P30= Q30= S30= I30=？
2.3.2二项式系数法
略（P38）
2.3.3、不对称单相负荷的设备容量
不平衡判定界限：单相设备的总容量是否超过三相设备总容量的15%。 计算： 计算目标：等效三相设备负荷。 在三相负荷不对称，就应以最大负荷相有功的3倍作为等效三相有功负 荷进行计算。
A、单相设备接相电压：Pe=3Max{Pe，mph, x}, x=A,B,C。 / Pe=3Pe，mph B、单相设备接线电压：Pe= 3 Max{Pe，ph, x }, x=A,B,C。/ Pe= 3Pe，ph, C、单相设备分别接线电压和相电压： 所有设备统一换算成相电压下的设备容量分相计算各相的设备容量和计算负荷取最 大相的3倍
第2章、工业企业电力负荷及其计算
1、主要内容：
2.1、工业电力负荷和负荷曲线 *2.2、三相用电设备组的计算负荷确定 *2.3、单相用电设备组的计算负荷确定 2.4、工业企业的负荷计算及系统的功率损耗和电能损耗 2.5、尖峰电流的计算
2、学习目的：为了使供电工作达到安全、可靠、经济、合
理的要求，必须需要了解电力负荷的性质及其计算。
2、反复短时工作制的设备容量 反复短时工作制的设备容量是将某负荷持续率的铭牌额定 功率换算成到统一的负荷持续率下的功率，这种换算是按同一 周期内相同发热条件进行的。
Pe PN
按照发热条件的等价进行推导：
N
1)电焊机和电焊装置：
ε = ε
Pe PN
例： 已知电焊机变压器：
100
=100%
则：
P30 K p P30,i ; Q30 K qQ30,i
P30 K p P30,i ; Q30 K qQ30,i ; S30 P30 Q30 ;
2 2
S30 I 30 . 3U N
注意：视在计算负荷和电流的计算不能用各组的视在负荷或 计算电流直接相加而得。
A、功率损耗示意图:
B、功率损耗计算:
B1.1、线路有功功率损耗：线路电阻所产生的损耗。 2 2 2 S30 P30 Q30 2 P 3I 30 R 2 R R WL 2 UN UN B1.2、线路无功功率损耗：线路电抗所产生的损耗。 2 2 2 S30 P30 Q30 2 QWL 3I 30 X 2 X X 2 UN UN 提示： a、线路的电路和电抗参数可查标准表格可以得到； b、计算的单位需特别注意，常用单位：kW,kvar,kVA.
t t 100% 100%. t t0 T
T为工作周期，t为一个工作周期内的工作时间，t0为一个工作周期内的非工作时间。 国标规定电气设备的额定周期为10min。 例子： 提升机，高炉卷扬机，各类型的吊车，电焊机，起重机。（一般属于系统的不良用户）。
• 2.1.3工业企业的负荷曲线与计算负荷
(3)、平均负荷：电力负荷在一定时间t内消耗功率的平均值 Pav=Wt/t 年平均负荷：Pav=Wa/8760
(4)、负荷系数: 平均负荷与最大负荷的比值，又称负荷率， 表明负荷曲线不平坦的程度，也就是负荷变动的情况。 KL=Pav/Pmax 反映负荷变动的程度。 设备的负荷系数： 设备的输出功率Pout和设备额定容量 PN的比值。 KL=Pout/PN
线路损耗算例：
试计算从供电系统的某地区变压所到一个企业总降压变电所的35kV的送电线 路的有功功率损耗和无功功率损耗。已知该线路长度为12km,采用钢芯铝线 LGJ-70，导线几何距离为2.5m，输送计算负荷S30=4917kVA。 解：查表的：LGJ-70的R0=0.46Ω /km；当几何距离为2.5m时，X0=0.397Ω /km。 则该线路的有功功率损耗为：
2.2、三相用电设备组的设备容量
2.2.1、设备容量 ★区别 “额定功率” 在确定用电设备组的额定容量时，不能将各设备上的额定容 量简单相加，而必须换算成同一工作制下的额定功率，然后 才能相加。在统一规定的工作制下的“额定功率”成为设备 容 量，用Pe表示。 换算的依据是等价的发热条件；即将某一工作制下的发热转 换到另一工作制下的发热时对应的功率消耗。
• 2.1.2工业企业用电设备的工作制
在工业企业中，电能广泛应用于各种机械、电解、电热、电 焊等，其运行工作制不同。为了取得较准确的电力负荷数据，以 便正确的选择供电系统的线路以及供电元件，必须将用电设备按 工作制进行分类。
按照发热情况分成3类： 1、连续工作制； 2、短时工作制； 3、反复短时工作制。
2.1、工业企业电力负荷和负荷曲线