负荷计算及无功补偿

Pca(∑)＝Ｋ∑ΣPca=0.9×（10+4+3.79）=16.01(kW)
Qca(∑)＝Ｋ∑ΣQca=0.9×（17.3+3+6.56）=24.17(kW)
Sca()
P2 ca ( )
Q2 c.99(kVA)
•
为了使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格形式，如下
单位所耗用的电功率或电流。
•
根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上
所造成损失或影响的程度，分为以下三级：
•
1、一级负荷
•
2、二级负荷
•
3、三级负荷
3.1.2 电力负荷的类别
• 用电设备按其工作方式可分为三种： （1）连续运行工作制（长期工作制） （2）短时运行工作制（短暂工作制） （3）断续运行工作制（重复短暂工作制）
•
PL
3I
2 ca
R
10 3
,
kW
•
用电设备以断续方式反复进行工作，其工作
时间（t）与停歇时间（t0）相互交替。工作时间内设
备温度升高，停歇时间温度又下降，若干周期后，达
到一个稳定的波动状态。如电焊机和吊车电动机等。
断续周期工作制的设备，通常用暂载率ε表征其工作
特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期的百
分比值，即为ε ，即：
t t 100%
Pe PN N SN cosN N
2．多组用电设备计算负荷的确定
（1）总有功计算负荷：P30＝Ｋ∑pΣP30.i （2• ）总无功计算负荷：Q30＝Ｋ∑qΣQ30.i （3）总视在计算负荷： S30 P320 Q320
ΣP30.i、ΣQ30.i－各用电设备组的有功、无功计算负荷的总和 Ｋ∑p，Ｋ∑q－综合系数。 对车间干线可取Ｋ∑p=0.85~0.95，Ｋ∑q=0.90~0.97； 对低压母线可取Ｋ∑p=0.80~0.90，Ｋ∑q=0.85~0.95。
Pca(2)=Kd∑Pe=0.8×5 =4(kW) Qca(2)= P ca(2)tanwm=4×0.75=3 (kvar) Sca(2)= P ca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA)
• 电 葫 芦 ： 由 于 是 单 台 设 备 ， 可 取 Kd=1 ， 查 附 录 表 3 可 得 cos=0.5，tan=1.73，因此
Pe PN
N
25%
2PN
n 23
0.4 3.79(kW)
• Pca(3)= Pe=3.79 =3.79(kW)
• Qca(3)= Pca(3)tanwm=3.79×1.73= 6.56(kvar)
•
Sca(3)= Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA)
取同时系数Ｋ∑为0.9，因此总计算负荷为
Pca(1)=Kd∑Pe=0.2×50 =10(kW) Qca(1)= P ca(1)tanwm=10×1.73=17.3 (kvar)
Sca(1)= P ca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA)
通风机组： 查附录表3可得Kd=0.7~0.8（取0.8），cos=0.8， tan=0.75，因此
• 3.1.4 负荷曲线
• 负荷曲线（load curve）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在 直角坐标系中，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 （一般以小时为单位）。
• 1．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：
T t t0
式中 t，t0——工作时间与停歇时间，两者之和为工作 周期T。
3.1.3 用电设备额定容量的计算
• 在每台用电设备的铭牌上都有“额定功率”PN， 但由于各用电设备的额定工作方式不同，不能简单地 将铭牌上规定的额定功率直接相加，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。
• 如果要确定整个用户如一个企业或一个车
• 间的计算负荷，就需要逐级计入有关线路
• 和变压器的功率损耗，如图所示。
•
因此，需要计算线路和变压器的功率
• 损耗。
• 1、线路的功率损耗计算
• 在实际工作中，常根据计算负荷来求线路的功率损耗，即最大
功率损耗，故三相线路的有功功率损耗△PL和无功功率损耗 △QL可分别按下式计算：
此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax (或P30)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。
•
下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大负荷Pmax就是年最大负荷，Tmax为年最
大负荷利用小时数。
•3.平均负荷Pav
•
平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷
• 例3.2.1 一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20 台共50kW；另接通风机3台共5kW；电葫芦4个共6kW（FCN =40%） 试求计算负荷。
解：
冷加工电 动机组： 查 附 录 表 10 可 得 Kd=0.16~0.2 （ 取 0.2 ） ， cos=0.5，tan=1.73，因此
• 连续运行工作制（长期工作制）
在规定的环境温度下连续运行，设备任何部分 温升均不超过最高允许值，负荷比较稳定。如通风机 水泵、空气压缩机、皮带输送机、破碎机、球磨机、 搅拌机、电机车等机械的拖动电动机，以及电炉、电 解设备、照明灯具等，均属连续运行工作制的用电设 备。
• 短时运行工作制（短暂工作制）
表所示。
序 号
用电设 备组名
称
台数
设备容量 （kW）
Kd
cos tan
Pca
计算负荷
Qca
Sca
(kW) (kVar) (kVA)
1 机床组 20
50
0.2 0.5 1.73 10
17.3
20
2
通风机 组
3
5
0.8 0.8 0.75 4
3
5
3 电葫芦
1
3.79 （ε=25%）
1
0.5 1.73 3.79
先将接于线电压的设备换算到接于相电压的设备容量，然后 分• 相计算各相设备容量和计算负荷，计算公式如下：
PA pAB APAB pCA APCA
PB PBCB PBC pABB PAB
PC PCAC PCA pBCC PBC
QA qAB APAB qCA APCA
QB qBCB PBC qABB PAB
设备接于相电压或线电压时，设备容量Pe的计算如下： • 单相设备接于相电压时
•
Pe＝3Pe·m
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。
• 单相设备接于线电压时
式中 Pe·l——接于同一Pe 线 电3压Pe的l 单相设备容量。
单相设备分别接于线电压和相电压时的等效三相负荷计算
负荷计算的意义和目的：
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， 也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接
•
到三相上，力求减少三相负载不对称情况。设计规程 规定，在计算范围内，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，如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备 总容量的15%时，则设备容量Pe 应按三倍最大相负荷 的原则进行换算。
•
可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。
•2．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
•（1）年最大负荷Pmax
•
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。
•（2）年最大负荷利用小时数Tmax
•
年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间Tmax，它是一个假想时间，在
第3章 负荷计算及无功补偿
• 3.1 • 3.2
定
• 3.3 定
• 3.4 算
• 3.5
电力负荷与负荷曲线 三相用电设备组计算负荷的确 单相用电设备组计算负荷的确 用户计算负荷及年耗电量的计 尖峰电流及其计算
3.1电力负荷与负荷曲线
• 3.1.1 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，也可指用电设备或用电
• 3.2.2 需要系数法
•
需要系数考虑了以下的主要因素：
• 式的中用电K设—备—容同量时与使接用于K系线d数路，中K为全在部K最用L大电负设荷备工总作额班定某容组量工之作比着； KL——负荷系数，用电设w备l 不一定满负荷运行，此系数 表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；
ηwl——线路供电效率； η——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。
在该时间内消耗的电能W除以时间t的值，即Pav=W/t
•
年平均负荷为Pav=Wa/8760
•
3.2 三相用电设备组计算负荷的确定
3.•2.1计算负荷（calculated load）
通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷 曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发 热条件选择电气设备的依据，用Pca(Qca、Sca、Ica)或 P30(Q30、S30、I30)表示。
6.56
7.58