天津大学工厂供电-第2章 电力负荷计算
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。
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
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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
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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。
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电力负荷计算.ppt
Wa=a·A
有功计算负荷为：
P30
Wa Tm ax
2. 车间生产面积负荷密度法
已知车间生产面积S（m2）和负荷密度指标ρ（kW/m2）时， 车间平均负荷为：
Pav=ρ·S 负荷密度指标查表，S表示车间面积。
二、按需要系数法确定计算负荷
需要系数法
需要系数是按照车间以上的负荷情况来 确定的，适用于变、配电所的负荷计算。
负 荷 系 数 KL ： 并 非投入使用的所有 电气设备任何时候 都会满载运行
线路的平均效率ηW1 ：考 虑直接向电气设备配电的 配电线路上的功率损耗后， 电气设备输入功率与系统 向设备提供的功率不一定
相同
需要系数Kd
由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工 作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，另 外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素， 设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量
的关系。
这种曲线的负荷从大到小依次排列
年每日最大负荷曲线， 反映了全年当中不同 时段的电能消耗水平， 是按全年每日的最大 半小时平均负荷来绘 制的。
专用来确定经济运行方式用的
年负荷曲线
图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制 a) 夏日负荷曲线 b) 冬日负荷曲线 c) 年负荷持续时间曲线
绘制方法：从夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线中的最大功率开始， 以功率递减的顺序，依次绘制到年持续负荷曲线坐标系中（注意横坐 标最大值为8760h）
负荷系数用来表征负荷变化规律：其值越大，曲线越平坦，负荷波动越小。
对于单个用电设备或用电设备组， 负荷系数是指设备的输出功率P和设备额定容量PN之比值，即 它表征该设备或设备组的容量是否被充分利用。
第二节 三相用电设备组计算负荷的确定
供电技术第二章 负荷计算
第二节
一、需要系数Kd 需要系数
与计算负荷有关的物理量系数
P Kd = c P N
用电设备组的 P ——用电设备组的计算负荷，也即用电设备组从供电系 c 统中取用的半小时最大负荷P 统中取用的半小时最大负荷P30或Pmax 用电设备组的 P ——用电设备组的设备容量，也即用电设备组所有设备 N （不含备用设备）的额定容量之和 不含备用设备）
对形状系数的几点说明 Kz只与用电设备的耗电量有关，与最大负荷值出现的时间无 只与用电设备的耗电量有关， 关。 Kz表征了负荷的平稳性，负荷愈不平稳，Kz值愈大。
– 在最大负荷工作班工作的用电设备，当负荷曲线无间断时， 在最大负荷工作班工作的用电设备，当负荷曲线无间断时， 可以证明Kzmax<1.5。 可以证明 。 – 一般情况下 z=1.05~1.25，计算 e值时可以取 z=1.15 一般情况下K ，计算P 值时可以取K
需要系数的物理意义
Kd =
ηeη L W
K∑KL
<1
设备组 设备组在最大负荷时运行的设备 K∑ ——设备组同时系数，设备组在最大负荷时运行的设备 之比。 容量与全部设备容量之比 容量与全部设备容量之比。 设备组在最大负荷时输出功率与运行的 输出功率 KL——负荷系数，设备组在最大负荷时输出功率与运行的 设备容量之比。 设备容量之比。 之比
ηe
——设备组的平均效率，设备组在最大负荷时输出的功 设备组的 设备组在最大负荷时输出的功 取用功率之比 之比。 率与取用功率之比。
配电线路的 配电线路在最大负荷时的末 ηWL——配电线路的平均效率，配电线路在最大负荷时的末 端功率与首端功率之比 之比。 端功率与首端功率之比。
02电力负荷计算及功率因数补偿
第2章 电力负荷计算及功率因数补偿
负荷计算的目的及意义
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特 别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 (2) 二级负荷(second order load)。符合下列情况之一时，应为二级负荷：中 断供电将在政治、经济上造成较大损失时，例如主要设备损坏、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；中断供电将影 响重要用电单位的正常工作，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力 负荷以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场 所秩序混乱时。 (3) 三级负荷(third order load)。三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述 一、二级负荷者均属三级负荷。 2) 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。对于一级负荷必须考虑有两路独立电源供 电，在发生事故时，在继电保护装置正确动作的情况下，两路电源不会同时丢失 或失去一路电源，在允许的时间内第二路电源自动投入。
电力负荷的分类
本章首先简单介绍工厂电力负荷的分级及有关概念，然后着重讲述 用电设备组计算负荷和工厂计算负荷的确定方法，电力系统的功率 损耗与电能损耗的计算，尖峰电流及其计算方法，最后讲述功率因 数的确定及补偿。本章内容是工厂供电系统运行分析和设计计算的 基础。
一、电力负荷的分类
电力负荷按用途分，有照明负荷和动力负荷，前者为单相负荷，在 三相系统中很难达到平衡；后者一般可视为平衡负荷。按行业分， 有工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。工厂用电设备，按其 工作制(duty-type)可分以下3类。
2.4
第2章 电力负荷计算及功率因数补偿
电力负荷的分类
最新2019-第二章负荷计算-PPT课件
金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以20台金属切削机床的总 容量为：
P P 4 10 . 5 8 7 . 5 8 5 142 kW e 1 ei
（2）电焊机的设备容量
电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 所以2台电焊机的设备容量：
100 % ，
P 2 S e 2 N
2 20 0 . 65 0 . 5 16 . 1 kW Ncos N
EXIT 第2章第19页
2019年4月15日
第2章 负荷计算
供电技术
（3）吊车的设备容量 吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 所以1台吊车的容量为： ， 25 %
2019年4月15日 EXIT 第2章第27页
第2章 负荷计算
(2)平均负荷Pav和年平均负荷 平均负荷就是负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即：
供电技术
Pav
式中 Wt——t时间内耗用的电能。
Wt t
（2-5）
年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功率除全年总小时数，如图 2.3b所示。
Pav
供电技术
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 % 0 .5 % 20kVA， N 65 , cos ），车间有吊车1台11kW，N 25 ），试 N 计算此车间的设备容量。 解：（1）金属切削机床的设备容量
2019年4月15日
EXIT
第2章第9页
第2章 负荷计算
供电技术
工厂常用用电设备
3．电热设备
电阻加热炉 电弧炉 感应炉 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
工厂供电技术第二章 负荷计算
3、计算负荷的实际意义
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
3、负荷计算的方法
Байду номын сангаас 需要系数法、二项式法、利用系数法、形状系数法、附加 应用最广泛
系数法。
负 荷 计 算 的 常 用 方 法
需要系数法
需要系数是按照车间以上的负 荷情况来确定的，适用于变、 配电所的负荷计算。
二项式系数法考虑了用电设备 中几台功率较大的设备工作时 对负荷影响的附加功率，一般 适用于低压配电支干线和配电 箱的负荷计算。
用电的特点和规律。 2、负荷曲线的表示 值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。
t /h
在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率）
3、负荷曲线的用途
供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等）； 安排供电计划；
安排设备的维修方式；
4、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。
（1）日负荷曲线
特点
24小时内负荷随时间的变化，随季节、地区不同而变化。
绘制方法
依次连线 梯形连线 负荷曲线时间轴单位长度越小，越能反映出负荷的变化；
日负荷曲线与时间轴围成的面积表示日消耗电能的多少；
Pmax（或P30）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负
《工厂供电》第二章教案43页word文档
井冈山大学教师授课教案课程名称：工厂供电2012 年至2013 年第 1 学期第次课班级： 10电气1班编制日期：20 12 年 9 月 18 日授课教师：宗政勇授课日期：20年月日－、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求电力负荷又称电力负载，有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等。
另一是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。
（－）工厂电力负荷的分级工厂的电力负荷，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（2）二级负荷（3）三级负荷（二）各级电力负荷对供电电源的要求二、工厂用电设备的工作制工厂的用电设备，按其工作制（duty－type）分以下三类：（1）连续工作制（2）短时工作制（3）断续周期工作制断续周期工作制的设备，可用“负荷持续率”来表示其工作特征。
负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示，即（2－1）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。
四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 1、年最大负荷和年最大负荷利用小时（1）年最大负荷 年最大负荷P max ，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P 30。
（2）年最大负荷利用小时 年最大负荷利用小时T max ，是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P max （或P 30）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，如图2～4所示。
年最大负荷利用小时为2．平均负荷和负荷系数（1）平均负荷（average load）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t内消耗的电能Wt，除以时间t的值，即年平均负荷Pav 的说明如图2-5所示。
fA02第二章工业企业电力负荷计算课件
实际上，“计算负荷”是按发热条件选择导体和电器设 备时所使用的一个假想负荷，其物理意义是：按这个“计 算负荷”持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长 期运行所产生的最大热效应相等。换句话说，当导体持 续流过 “计算负荷”时所产生的导体恒定温升，恰好等
于 导体流过实际变动负荷时所产生的平均最高温升，从发热
KL
设备组负荷系数
设备组平均加权效率
WL
网络供电效率
除单台设备外，需用系数 Kd 恒小于1。
2.3.1按需要系数法确定计算负荷
2.3.1.1基本公式
我国相关部门通过长期的调查研究，并参考国外资
料，统计出一些用电设备组、各种车间、各种工厂的
典型 Kd 供计算工业的负荷时考虑， 见表2－2，2－3，2－4。
车 间 变 电 站
干线 F*
G* D
D *
D *F
分干线 NO.1 支线
*
NO.2
G* D
*F *
图2-12供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算图
第二章 工业企业电力负荷计算
2.3 用电设备计算负荷的确定
例：某企业控制系统配电柜
2.3 用电设备计算负荷的确定
2.3.1按需要系数法确定计算负荷
为最大负荷记作： P30 —最大有功负荷
Q30 —最大无功负荷
I30 —最大负荷电流
2.2负荷曲线及计算负荷的概念
2.2.1负荷曲线
•平均负荷—把负荷曲线的平均值称为“平均负荷”
记作 Pav —平均有功负荷（average）
Qav —平均无功负荷
Iav —平均负荷电流
P —尖峰负荷＝最大负荷－平均负荷
2.2.1负荷曲线
工厂供电第二章 负荷计算(上)课程教案
《工厂供电》课程教案
一、课程名称：工厂供电
二、总课时数：50学时
三、先修课程：电路、电力电子、电机学等
四、使用教材：苏文成.工厂供电.北京：机械工业出版社，2004.2（第三届机械部优秀教材二等奖）
五、教学参考书：刘介才.工厂供电.北京：机械工业出版社，2003.5
耿毅.工业企业供电.北京：冶金工业出版社，1985
余健明编.供电技术.北京：机械工业出版社，2003.1
课时教案
与负荷曲线有关的参数
年最大负荷P m ax和年最大负荷利用小时数T max
✓年最大负荷P max
✧年负荷持续时间曲线上的最大负荷，
全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半
✓年最大负荷利用小时数T max
✧假设负荷按最大负荷P max持续运行时，在此
时间内电力负荷所耗用的电能与电力负荷全。