工厂供电第2章负荷计算分析
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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。
工厂的电力负荷及其计算
三级负荷
不属于一级和二级负荷的电 能用户均属于三级负荷。
要求由两个独立电源供电。 而对特别重要的一级负荷， 应由两个独立电源供电。设 置应急电源。
二级负荷应由双回路供电， 两个回路应尽可能引自不同 的变压器或母线段。
对供电无特殊要求，允许较 长时间停电，可采用单回路 供电。
名词解释
• 双电源：指两路电源分别来自不同的发电 厂；或一路电源来自发电厂，另一路电源 来自区域变电站；或两路电源均来自不同 的区域变电站。 • 双回路：指两路电源来自同一变电所的不 同的母线分段。
因为中小截面 (35 mm2以下)的导线发热时间常数T一般在 10 min以上，导体达到稳定温升的时间约为(3～4)T，即 对多数导体发热并达到稳定温升的时间约为30 min。尖峰
电流负荷值虽大，但持续时间很短，导体的温升还未升高
到相应负荷的温升，尖峰电流就已消失。所以只有持续30 min以上的平均最大负荷值才可能构成导体的最高温升。
负荷曲线对于从事供电设计和运行的人员来说是十分重要 的，通过对负荷曲线的分析，可以更深入地掌握负荷变动的规
律，从中获得一些对设计和运行有用的资料。
图2-3 年每日最大负荷曲线
•1．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是指在全年负荷最大的工作班内，消耗 电能最大的半小时的平均功率，也称为半小时最大负荷， 用P30表示
负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷 变动时间，纵坐标表示负荷大小（功率kW、kvar）。
日负荷曲线可用测量的方法绘制。绘制的方法有：
(1) 以某个监测点为参考点，在24小时内各个时刻记录有功
功率表的读数，依点连成的负荷曲线，如图2-1(a)所示； (2)通过接在供电线路上的电能表，每隔半小时将其读数记 录下来，求出0.5小时的平均功率，再依次将这些点画在坐标上， 连成阶梯状的负荷曲线，如图2-1(b)所示。为便于计算，负荷曲
工厂供电知识教学PPT电力负荷及其计算课件
⑴ 年最大负荷Pmax
负荷最大的工作班内，消耗电能最大的半小时的平均功率。 也称：半小时最大负荷P30。
⑵ 年最大负荷利用小时Tmax
全年的耗电量，按年最大负荷输送，所需的小时数（图24）。即
一班制为1800～30T0m0ahx ， 两PWm班aax 制为3500～4800h，三班制为
Ist Kst I N
Kst笼型电机取5～7，绕线电机取2～3，直流电机取1.7，电焊变压 器≥3。
多台用电设备尖峰电流的计算
n1
I pk K I N i Ist max i 1
或
同时系数：KΣ=0.7～1。
例2-8。
I pk I30 Ist IN max
1
1
Wq Wp
2
⑶ 最大负荷时功率因数
cos P30
2024年3月9日
S30
22
2. 无功功率补偿
提高功率因数的意义
提高电力系统的供电能力。 减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。 减少供电网络的电能损耗。
提高负荷的自然功率因数
正确选择并合理使用电动机，尽量选用笼型异步电动机； 合理选择变压器容量； 容量大，不需调速的尽量选用同步电动机。
2024年3月9日
27
第二章 工厂电力负荷及其计算
本章结束
2024年3月9日
28
2024年3月9日
2
一、电力负荷分级及其对供 电的要求
电力负荷又称电力负载
1) 指耗用电能的用电设备或用户。 2) 指用电设备或用户所耗用的电功率或电流的大小。
电力负荷的分级及其对供电的要求
）一级负荷（一类负荷） 应有两个独立电源。特别重要的增设应急电源。
2）二级负荷（二类负荷） 应有两个电源。负荷小或有困难时可一个电源，
负荷最大的工作班内，消耗电能最大的半小时的平均功率。 也称：半小时最大负荷P30。
⑵ 年最大负荷利用小时Tmax
全年的耗电量，按年最大负荷输送，所需的小时数（图24）。即
一班制为1800～30T0m0ahx ， 两PWm班aax 制为3500～4800h，三班制为
Ist Kst I N
Kst笼型电机取5～7，绕线电机取2～3，直流电机取1.7，电焊变压 器≥3。
多台用电设备尖峰电流的计算
n1
I pk K I N i Ist max i 1
或
同时系数：KΣ=0.7～1。
例2-8。
I pk I30 Ist IN max
1
1
Wq Wp
2
⑶ 最大负荷时功率因数
cos P30
2024年3月9日
S30
22
2. 无功功率补偿
提高功率因数的意义
提高电力系统的供电能力。 减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。 减少供电网络的电能损耗。
提高负荷的自然功率因数
正确选择并合理使用电动机，尽量选用笼型异步电动机； 合理选择变压器容量； 容量大，不需调速的尽量选用同步电动机。
2024年3月9日
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第二章 工厂电力负荷及其计算
本章结束
2024年3月9日
28
2024年3月9日
2
一、电力负荷分级及其对供 电的要求
电力负荷又称电力负载
1) 指耗用电能的用电设备或用户。 2) 指用电设备或用户所耗用的电功率或电流的大小。
电力负荷的分级及其对供电的要求
）一级负荷（一类负荷） 应有两个独立电源。特别重要的增设应急电源。
2）二级负荷（二类负荷） 应有两个电源。负荷小或有困难时可一个电源，
工厂供电 第二章 负荷计算
连续工作制设备
短时工作制设备
如：金属切削用的辅助机械(龙门刨横 梁升降电动机、刀架快速移动装臵)、 水闸用电动机等。 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
第二章 负荷计算 17/104
反复短时工作制设备
2013-6-20
工厂供电
4/104
工厂供电
3、特点 （1）电力负荷是变化的，不等于额定功率。 （2）电力负荷的变化是有规律的。
（a）折线形负荷曲线
依点连成的负荷曲线
2013-6-20 第二章 负荷计算
（b）阶梯形负荷曲线
梯形负荷曲线
5/104
工厂供电
二、年负荷曲线
（1）年负荷曲线分为：年负荷持续曲线和年运行负荷曲线。 ◆年负荷持续曲线：不分日月先后，仅按全年的负荷变化， 按不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。 ◆年运行负荷曲线：根据全年日负荷曲线间接制成，反映一 年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。 年负荷持续时间曲线，反
荧光灯：
Pe= PN
Pe=1.2PN
高压水银灯、金属卤化物灯： Pe= 1.1PN ③还可按建筑物的单位面积容量法估算：
Pe S /1000
式中：
2013-6-20
建筑物单位面积的照明容量，S为建筑物的 面积。
第二章 负荷计算 23/104
工厂供电
第三节 负荷计算的方法
计算负荷是根据等效温升确定的。
设备铬牌功率因数
Pe PN N S N cos N
设备铬牌额定容量
PN为电焊机额定有功功率；SN为额定视在功率；εN为额 定负荷持续率； cosφN为额定功率因数。
2章 工厂电力负荷及其计算解析PPT课件
14.11.2020
工厂供电
1
第二章 工厂的电力负荷及计算
本章主要学习以下内容：
❖ 第一节 电力负荷与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 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗 ❖ 第五节 工厂的计算负荷和年电能消耗量 ❖ 第六节 尖峰电流的计算
14.11.2020
工厂供电
9
第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
❖ 2、负荷曲线的分类
14.11.2020
工厂供电
10
第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
3、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规律；
❖ 对于设计人员，获取资料有助于设计分析； ❖ 对于运行人员，可以合理地、有计划地安排用户、车间、
❖ （3）求平均负荷：目的是计算全厂的电能需要两、 电能损耗及选择无功补偿容量等；（节能措施）
14.11.2020
工厂供电
5
第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
三、电力负荷的分级及其对供电的要求
工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根据其对供电可靠 性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级 。 ❖ 1.一级负荷
中断供电将造成人身伤亡者,或中断供电在政治、经济上造 成重大损失者。 一级负荷应由两个独立电源供电。 ❖ 2.二级负荷
中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。 二级负荷应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台。
14.11.2020
工厂供电
6
第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
❖ 3.三级负荷 为一般电力负荷，不属于一、二级负荷者。 对供电电源无特殊要求，一般由单回线路供电。
工厂供电第6版 第二章
第四节、工厂的计算负荷及年耗电量的计算
• 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主要电气设备包括主变压器的
基本依据，也是计算工厂的功率因数及无功补偿容量的基本依据。工厂的
计算负荷的方法很多。
• (1)工厂需要系数法
•
设备总容量Pe乘上 一个需要系数Kd，就可以得到全厂有功计算负荷。
三、 按二项式确定计算负荷
用二项式法进行负荷计算时，既考虑了用电 设备组的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备 引起的附加符合。 （一）单组用电设备组的计算负荷
式中，b, c为二项式系数；Pe是该组用电设备组 的设备总容量；Px为x台最大设备的总容量（ b,c,x 的值可查附录表1），当用电设备组的设
• 我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法，主要是简便实用的需要系数法和 二项式法。
二、按需要系数法确定计算负荷
（1）基本公式
• 设备组的有功功率计算负荷应为：
• 需要系数的定义式为：
按需要系数法确定三相用电设备组的有功计算负荷的基本公式为：
在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷。 无功率计算负荷为： 视在计算负荷为：
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。
（一）工厂电力负荷的分类：
• 一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者； 或者中断供电将在政治、经济上造成重大 损失者，如重大设备损坏、重大产品报废 等。
• 二级负荷 中断供电将在政治、经济上造 成较大损失者，如主要设备损坏、大量产 品报废、连续生产过程被打乱需较长时间 才能恢复、重点企业大量减产等。
2章工厂电力负荷及其计算解析课件
Pe=7.5kW×3+4 kW× 8+3 kW×17+1.5 ×10
=120.5kW
查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得 Kd=16-0.2(取0.2), cosΦ=0. 5,tanΦ =1. 73。
因此求得: 有功计算负荷 P30 0.2120.5kW 24.1kW
无功计算负荷 Q30 24.11.73kW 41.7k var
中断供电将造成人身伤亡者,或中断供电在政治、经济上造 成重大损失者。 一级负荷应由两个独立电源供电。 ❖ 2.二级负荷
中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。 二级负荷应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台。
2023/12/28
5
第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
❖ 3.三级负荷 为一般电力负荷，不属于一、二级负荷者。 对供电电源无特殊要求，一般由单回线路供电。
式中：T为工作周期；t为工作周期内的工作时间；t。为
工作周期内的停歇时间。
❖ 额定暂载率—— N是设备的额定参数；
2023/12/28
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第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
五、负荷曲线（load curve）
1、负荷曲线
表示一组用电设备的功率随时间变化关系的图形。纵轴为功 率，横轴为时间。
2023/12/28
一个假想时间，在此时间内，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。 即：Tmax Wa / Pmax ，Wa ——全年消耗的电能量。
❖ Tmax——用电负荷均衡性的标志，越大越均衡。
2023/12/28
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第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念
视在计算 S30 24.1kW / 0.5 48.2kV A
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• 短时运行工作制（短暂工作制）
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用电设备的运行时间短而停歇时间长，
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
是短暂工作的特点。如机床上的某些辅助
电动机（如横梁升降、刀架快速移动装置
的拖动电动机）及水闸用电动机等设备。
这类设备的数量不多。
工厂供电第2章负荷计算分析
• 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。
工厂供电第2章负荷计算分析
•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。
工厂供电第2章负荷计算分析
•2.1.2 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。 •
工厂供电第2章负荷计算分析
工厂供电第2章负荷计算分析
• 断续运行工作制（重复短暂工作制）
•
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
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。
工厂供电第2章负荷计算分析
• （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:
Pe PN
N
25%
2PN
n
• ② 电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到ε＝100%时的
额定功率（kW）。若其铭牌暂载率εN不等于100%时，应进行 换算，公式为:
Pe PN N SN cosN N
工厂供电第2章负荷计算分析
• 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。
工厂供电第2章负荷计算分析
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2.2 确定计算负荷的系数
• 2.2.1 需要系数 Kd=KΣKL/ηwlη
• 2.2.2二项式系数
按需要系数的定义将它们转化为用两个称为二项式系 数的计算系数来表示出总额定负荷以及大容量机组负荷与 最大负荷之间的关系
工厂供电第2章负荷计算分析
• 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：
•
可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。
• 按负荷对象分：
•
工厂、车间、设备负荷曲线
工厂供电第2章负荷计算分析
工厂供电第2章负荷计算分析
工厂供电第2章负荷计算分析
第二章 负荷计算
2.1 计算及计算目的 2.2 确定计算负荷的系数 2.3 求计算负荷的方法 2.4 工厂供电系统功率因数的确定 2.5 供电系统功率因数的改善及电能的 节约
工厂供电第2章负荷计算分析
2.1 计算及计算目的
• 2.1.1 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）。
期内的工作时间与工作周期的百分比值，即为
ε ，即：
t t 100%
T t t0
• 式中 t，t ——工工作厂供时电第2章间负荷与计算分停析 歇时间，两者之和
• 2.3.2 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
工厂供电第2章负荷计算分析
•2.1.3 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。
• 2.2.3利用系数 Kc=Pav/Pe
工厂供电第2章负荷计算分析
2.3 求计算负荷的方法
• 2.3.1设备容量的确定 • 1 用电设备的工作方式
• 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）
工厂供电第2章负荷计算分析
• 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。
工厂供电第2章负荷计算分析
•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 •
• 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。