第三章电力负荷1

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图3.2
年负荷持续时间曲线
) ，P2 在年负荷曲线上所占的时间 P1 在年负荷曲线上所占的时间为T1 200(t1 t1
T2 200t 2 165t2
年每日最大负荷曲线：按全年每日最大负荷绘制。如图3.3反应了用户一年 内不同月份的负荷值，据此可决定不同时期投入运行的变压器台数。
C相
PC pCAC PCA p BCC PBC QC qCAC PCA q BC C PBC
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第四节 计算负荷的估算
一、供配电系统的功率损耗计算
如果计算整个用户或企业、车间的计算负荷， 用“逐级计算法”计算线路和变压器的损耗。
步骤：WL2首端计算负荷：
P30.4=P30.5+△PWL2
Pe 3Pe.
• • • （三）单相设备分别接于线电压和相电压时 先将接于线电压的负荷换算为接于相电压的负荷，换算公式如下： A相 B相
PA p AB A PAB pCA A PCA QA q AB A PAB qCA A PCA
PB p BC B PBC p AB B PAB QB q BC B PBC q AB B PAB
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第三章 负荷计算 第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念 第二节 三相用电设备组计算负荷的确定 第三节 单相用电设备组计算负荷的确定
第四节 计算负荷的估算
第五节 尖峰电流及其计算
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第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念
一、电力负荷的有关概念 电力负荷，如第一章所述，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。
最大工作班是指一年内最大工作月份内至少出现2~3次的最大负荷工作班。
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• 二、需要系数法的基本公式及其应用 • 用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时 最大负荷。
考虑因素(1)用电设备效率 e 。 （2）设备不一定满负荷运行的负荷系数K L 。 （3）设备本身和线路损耗 WL 。（4）所有设备不同时运行的同期系数K 。
《供电营业规则》规定：用户在当地供电企
业规定的电网高峰负荷时的功率因数，100kV· A 以上的高压供电用户，不得低于0.9，其他用户 不得低于0.85。不满足时应进行人工补偿。 图3-11示出功率因数的提高与无功功率和视 在变化关系，(略)
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无功补偿容量计算
/ / QC Q30 Q30 P (tan tan ) 30
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第四节 计算负荷的估算
一、概述 工业与民用建筑的计算负荷是用来按发热条件选择建筑电源进线 及有关电气设备的基本依据，也是用来计算工业与民用建筑功率因数 和确定无功功率补偿容量的基本依据。 估算建筑计算负荷的方法：有逐级计算法、单位面积功率法和单 位指标法。 二、单位面积功率法（又称负荷密度法） 将建筑物的建筑面积A乘以建筑物的负荷密度Ks，即得到建筑物 的计算负荷。 三、单位指标法
荷。
二、单相用电设备组等效三相负荷计算 （一）单相设备接于相电压时的负荷计算 Pe=3Pe.mφ
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•
• •
（二）单相设备接于线电压时的负荷计算
单相设备接于线电压时在线电压U上产生的电流 I Pe. /( 3U cos ) 该电流与其等效三相设备容量Pe产生的电流 I Pe /( 3U cos ) 相等，所以
P2 P 1
①起重机(吊车电动机)组
即
Pe PN
1 2
要求统一换算到暂在率为25%时的额定功率（kW），
N 2PN N 25
②电焊机组 要求统一换算到暂在率为100％时的额定功率(kw)，即：
Pe PN
N N S N cos S N N cos 100 100
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• 总的有功计算负荷为：
P30 K p
q
P30
Q30
总的无功计算负荷为： 总视在计算负荷为 总的计算电流为：
Q30 K
2 2 S30 P30 Q30
S30 I 30 3U N
注意：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，其计算负荷均按附录表10的计算系数来计算。
例3-2教材P66
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• • 第三节 单相用电设备组计算负荷确定 一、概述
•
•
单相设备接在三相线路中，要均衡分配。
单相设备总容量不超过三相设备总容量15%时，无论如何分配，按三相 负荷平衡计算；
•
• • • •
单相设备总容量超过三相设备总容量15%时，则应将单相设备容量换算
为等效三相设备容量，在与三相设备容量相加。 三相分配不平衡时，以最大负荷相的有功负荷的3倍作为等效三相有功负
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四、功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷
（一）功率因数 功率因数有以下几种： 1．瞬时功率因数 瞬时功率因数可由装设在总配变电所控制室或值班室 的功率因数表直接读出。它只用来了解和分析供电系统运行中无功功 率变化的情况，以便考虑采取适当的补偿措施。 2．平均功率因数 平均功率因数是指某一规定时间内（例如一个月内） 功率因数的平均值 我国电业部门每月向用户收取电费时，就规定要按月平均功率因 数的高低来调整电费。一般是cosav＞0.85时，适当少收电费；cosav ＜0.85时，适当多收电费。此措施用以鼓励用户设法提高功率因数， 从而提高电力系统运行的经济性。
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图３-３ 年每日最大负荷曲线
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供配电来自百度文库术
(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 Tmax （1）年最大负荷
Pmax
（2）年最大负荷利用小时 Tmax ：
它是一个假想时间。 按下式计算：
Tmax Wa Pmax
图３-４ 年最大负荷和年最大负荷利用小时
年最大负荷利用小时：是反映电力负荷特征的一个重要参数，它与工厂的 生产班制有较大的关系。对一班制工厂，取1800~2500h；两班制工厂，取 3500~4800h；三班制工厂，取5000~7000h。各类工厂的参考值可查有关设计 手册。
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计算公式：
P30
eWL
K K L
Pe K d Pe
Kd
K KL
eWL
公式中 K d 为需要系数，附录表10和11给出了工业和民用建筑各种用电设备组 的需要系数 。 无功计算负荷，视在计算负荷和计算电流分别为：
Q30 P30 tan
2 2 S30 P30 Q30
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２.平均负荷和负荷曲线填充系数 平均负荷：电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。如图3-5所示
Pav
Wt t
年平均负荷：电力负荷全年内消耗的
功率的平均值
Pav Wa 8760
负荷曲线填充系数：表征了负荷曲
线不平坦的程度
图３-５ 年平均负荷

Pav Pmax
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第二节 三相用电设备组计算负荷的确定 一、概述 计算负荷:指通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各元件 的负荷值。 导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和导体中通过实际变动负 荷时其产生的最高温升相等。该等效负荷被称为计算负荷。通常取30分钟最大平 均负荷作为该用户的计算负荷。 几点说明： （1）是一个“假想负荷”。 （2）为什么去30分钟？ （3）最大负荷：全年中最大工作班内半小时平均功率的最大值。
Q30 P 30 tan 2.45kW 1.73 4.2k var
S30 2.45 2 4.2 2 4.9kV A
I 30 S30 4.9kV A 7.44A 3U N 3 0.38kV
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四、多组用电设备计算负荷的确定
在确定拥有多组用电设备组的干线上或车间变电所低压母线上计算 负荷时，应考虑各组最大负荷不同时出现的因素，计入—个有功同时系 数 K P ，和无功同时系数K q 。具体计算如下 ： 对车间干线 K∑P = 0.85~0.95 ， K∑q = 0.90~0.97 对于低压母线 （1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取 K∑P = 0.80~0.90； K∑q = 0.85~0.95 （2）由车间干线计算负荷直接相加来计算时取 K∑P = 0.90~0.95； K∑q = 0.93~0.97
Pe 2PN N 7.5kW 2 0.6 3kW 2 2 0.15 16.3kW
查附录表3得
K d 0.1 ~ 0.15
，取
K d 0.15
，cos = 0.5 , tan = 1.73,因此可
P 30 K d P e 0.1516.3kW 2.45kW
I 30
S 30
3
UN
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例3-1见教材P65. 三、设备容量的确定 设备容量Pe不包括备用设备的容量，而且要注意Pe的计算与设 备组的工作制有关。 1.长期连续工作制和短时工作制的三相设备容量 这两类三相设备的设备容量Pe ，就取所有设备（备用设备不计） 的额定容量之和。 2.断续周期工作制的三相设备容量 3.三相用电设备的等效三相设备容量
（一）用电设备按工作制分类
(１)长期连续工作制
设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气
压缩机、电动发电机组、电炉和照明灯等。 (２)短时工作制 设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长，例如机床上
的某些辅助电动机(如进给电动机、升降电动机等)。 (３)断续周期工作制 设备周期性地工作—停歇—工作，如此反复运行，而
WL1首端计算负荷： P30.2=P30.3+△PT +△PWL1 （一）线路有功损耗计算 1.线路的有功功率损耗 计算
2 3 P WL 3I 30 R WL 10 (kW )
RWL R0l
查附表14
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表3.3相间负荷换算为相负荷的换算系数
换算后，将各个相负荷相加，选出最大相负荷，并取为3倍即为三相 设备容量（ Pe 3Pe.m ）。运用需要系数法即可求得等效三相负荷计算。 例3-3 见教材P69（略）
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3．最大负荷时的功率因数
最大负荷时的功率因数是指在年最大 负荷（即计算负荷）时的功率因数。我国有关规程规定：高压供电 的用电单位，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，低压供电的用 电单位，最大负荷时的功率因数不得低于0.85。如果达不到上述要 求时，则必须进行无功补偿。
(二)无功功率补偿
或
QC qcP 30
/
式中，qc tan tan
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图3.1
日有功负荷曲线
绘制方法：绘制在直角坐标，纵坐标表示负荷功率，横坐标表示负荷变动所 对应的时间。 2.年负荷曲线 年负荷持续曲线 年每日最大负荷曲线 年负荷持续时间曲线：
绘制方法：按照典型冬、夏日负荷曲线并按负荷大小依次排列绘制而成。冬
夏天数依当地地理位置和气象情况定（南方夏200天，冬165天），如图3-2所 示。
工作周期一般不超过10min，例如电焊机和起重机械。 （二）用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数 （１）.用电设备的额定容量 设备在额定电压下、在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。
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２.负荷持续率 定义：

工作时间 t 100% 工作周期 t t 0
不同工作制设备在进行负荷统计时要进行（等效）换算，换算公式为：
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例３-２ 某装配车间380Ｖ线路，供电给３台起重机电动机，其中1台7.5ｋＷ (ε＝60%)，2台3ｋＷ(ε＝15％)。试求该线路的计算负荷。 解 按规定，起重机电动机容量要统一换算到ε＝25％，因此题示３台起重机 电动机总容量为： 解 根据设备容量计算要求，吊车电动机容量要统一换算到ε = 25%，故换算 后的容量为
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3.用电设备的负荷系数
负荷系数：指设备在最大负荷时输出或耗用的功率P与设备的额定容量的 比值，表征了设备容量的利用程度，即
KL
P PN
二、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图形，反映了用户用 电特点和规律。 1.日负荷曲线 负荷在一昼夜（0-24h）的变化情况。如同如图3.1所示。