第二章尖峰电流及其计算
工厂供电教案
工厂供电教案第一章工厂供电概论本章主要内容：工厂供电的基本知识供电系统、发电厂、电力系统及自备电源电压、电能质量中性点运行方式低压配电系统的接地型式第一节工厂供电的意义、要求及课程任务一、意义1、工厂供电(plant power supply)：是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
2、重要性：工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和劳动生产率，供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。
二、基本要求安全、可靠、优质、经济三、本课程的主要任务讲述中小型工厂电能供应和分配、电气照明问题，使学生具有对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设计、计算的能力。
第二节工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源一、工厂供电系统概况1、中型工厂供电系统简图：一根线表示三相线路2、中型工厂供电系统的平面布线示意图3、大型工厂总降压变电所4、高压深入负荷中心的供电系统5、只设一个降压变电所的供电系统二、发电厂和电力系统1、发电厂（发电站）：，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。
有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂。
2、电力系统(power system)：由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。
电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网第三节电力系统的电压与电能质量一、电压和频率的质量参数。
规定：频率偏差正负0.2Hz电压偏差正负5%二、三相交流电网和电力设备的额定电压1、电网（线路）的额定电压2、用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。
3、发电机的额定电压：高于同级电网电压5%4、电力变压器的额定电压的规定第四节电力系统中性点运行方式一、中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统正常运行及单相接地时的不同点。
工厂供电第二章
PT 0.015S30.3 0.015S30 QT 0.06S30.3 0.06S30
20
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第二章
5、车间变电所高压母线计算负荷P30.5的确定：图
6、总降压变电所低压母线出线 计算负荷P30.6的确定：图
P30.5 P30.4 Q30.5 Q30.4
S30 P Q30 30
2 2
23 KVA
S30 I 30 35 A 3 0.38 实际工程中常采用表格的形式，见课本38页表2—1。
23
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第二章
三、按二项式法确定计算负荷 （一）基本公式 同一工作制单组用电设备计算负荷的确定：
P30 cPx bPe KW Q30 P30 tan k var
P30.6 P30.5 Q 30.6 Q 30.5
K∑=0.9~1
K∑=0.8
2 2
7、总降压变电所低压母线总计算负荷P30.7的确定：图
1）计算负荷小于5000kw时：
P30.7 K P30.6 Q30.7 K Q30.6
最大负荷时的 功率因数
2）计算负荷为5000~10000时：K∑=0.85 3）计算负荷超过10000kw时
cos ——用电设备组平均功率因数。可查附录表1。
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第二章
∑Pe——用电设备组的设备容量kw。
Pe的定义：经换算到同一工作制下的额定功率。 注意
cos Kd、 tan 、 可查附录表1，查表时应注意：
1）查Kd时， tan 与 cos 对应同一角度 ；
2）设备组中台数少时，Kd取较大数值；设备组中台数 多时，Kd取较小数值；当只有1~2台设备时，可取Kd=1；
工厂供电刘介才.第二章课后答案
QB = 0.22 × 20k var + 0.8 × 2 ×14k var = 26.8k var
C相
PC = 0.8 × 23kW + 0.2 × 20kW = 22.4kW
QC = 0.22 × 23k var+ 0.8 × 20k var = 21.1k var
各相的有功和无功计算负荷为
A相
尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条 件等。
计算题
1、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有 380V 的三相电动机 7.5kw3 台，4kw8 台， 3kw17 台，1.5kw10 台。试用需要系数法求其计算负荷。
解：此机床组电动机的总容量为
Pe = 7.5kW × 3 + 4kW × 8 + 3kW ×17 + 1.5kW ×10 = 120.5kW
bPe(2) =0.65×3kw=1.95kw
cPx(2 ) =0.25×3kw=0.75kw
（3） 电阻炉
查附录表 1 得 b=0.7，c=0，x=0， cosϕ =1， tanϕ =0，故 bPe(3) =0.7×2kw=1.4kw
cPx (3) =0
以上各组设备中，附加负荷以 cPx(1) 为最大，因此总计算负荷为
q AB−B = qBC−C = qCA −A = 0.8 。因此对焊机换算到各相的有功和无功设备容量为
A相
PA = 0.8 × 2 ×14kW + 0.2 × 23kW = 27kW
Q A = 0.22 × 2 ×14k var+ 0.8 × 23k var = 24.6k var
B相
PB = 0.8 × 20kW + 0.2 × 2 × 14kW = 21.6kW
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。
负荷计算及回路尖峰电流计算
③ 白炽灯的设备容量为灯泡的额定功率。 ④ 气体放电灯的设备容量为灯管额定功率 加上镇流器的功率损耗（荧光灯加20% 额定功率，荧光高压汞灯及镝灯加 8%）。
（4） 单相负荷的设备容量的计算
1) 计算原则
① 单相负荷与三相负荷同时存在时，应将单相负荷 换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加。 ② 在进行单相负荷计算时，一般采用计算功率。当 单相负荷均为同类用电设备时，直接用设备容量进行 计算。 2) 单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法 ① 只有相负荷时，等效三相负荷Pd为最大相负荷的 3倍。
电动机 参数
1M 额定电流 （A）
启动电流 （A）
2M
3M
4M
5M
10..2
32.4
30
6.1
20
66.3
227
165
34
140
2.4 三相负荷的计算
所谓负荷计算，就是计算用电设备、配电 线路、配电装置，以及发电机、变压器中的电 流或功率。这些按照一定方法计算出来的电流 或功率称为计算电流或计算功率，我们也把它 称为计算负荷。 （1） 计算负荷的概念及作用 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负 荷是一个假想的持续性负荷，其热效应与同一 时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
8.某大楼采用三相四线制380/220V供电，楼内装有单
相用电设备:电阻炉4台各2kW,干燥器5台各3kW, 照明
用电共5kW.试将各类单相用电设备合理分配在三相四 线制线路上,并确定大楼的计算负荷是多少?
9. 有一条线路供电给5台电动机，负荷资料见下表。试
计算线路上的计算电流和尖峰电流（提示：计算电流 在此可近似地用下式计算IC=K∑∑IN, K∑可根据台数多 少选取，这里可假定为0.9）。
第二章 负荷计算与无功功率补偿
第二章负荷计算与无功功率补偿本章提要：本章首先简介负荷计算的有关基本知识，然后着重讲述用电设备组计算负荷的确定方法，介绍线路尖峰电流的计算，接着讲述供电系统无功补偿、总计算负荷的确定及电能节约。
本章是分析供电系统和进行供电设计计算的基础。
本章重点：三相用电设备组计算负荷的确定方法、尖峰电流的计算方法、无功功率补偿容量的确定与无功功率补偿装置的选择、供电系统的总计算负荷确定方法。
本章难点：利用系数法确定三相用电设备组的计算负荷。
教学基本要求：了解单相用电设备组计算负荷的确定方法、电能节约的技术措施；理解用电设备工作制、确定计算负荷的系数；掌握三相用电设备组计算负荷的确定方法、尖峰电流的计算方法、无功功率补偿容量的确定与无功功率补偿装置的选择、供电系统的总计算负荷确定方法。
第一节概述一、计算负荷概念供电系统要能可靠地正常运行，就必须使其元件包括电力变压器、电器、电线电缆等满足负荷电流的要求。
因此有必要对供电系统各环节的电力负荷进行统计计算。
通过对已知用电设备组的设备容量进行统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值，称为计算负荷。
按计算负荷选择的电力变压器、电器、电线电缆，如以最大负荷持续运行，其发热温度不致超出允许值，因而也不会影响其使用寿命。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。
如果计算负荷确定过大，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的浪费。
如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，增加电能损耗和电压损失，甚至有可能使设备和导线烧毁，造成事故。
可见，正确计算电力负荷具有重要意义。
但是由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但准确确定计算负荷却十分困难。
实际上，负荷也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织及能源供应的状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。
二、用电设备工作制及设备容量的计算电器载流导体的发热与用电设备的工作制关系较大，因为在不同的工作制下，导体发热的条件是不同的。
罗-第二章
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2.3用电设备计算负荷的确定
• ⒍ 企业高压母线(B点) • 计算公式中 K∑P∈[0.8，0.95] K∑Q∈[0.85，0.97]
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2.3用电设备计算负荷的确定
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2.3用电设备计算负荷的确定
• ⒎ 企业高压进线 (A点) P30(A)=P30(B)+△PT Q30(A)=Q30(B)+△QT
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第二章 工业企业电力 负荷计算
• 求总线上的 电流、电压为多大，才能保证给N 台设备供电 • PA=∑ PNi • 考虑的问题： ①各负荷不一定同时运行 ②负荷是变化的 ③最大负荷不同时出现 所以实际上PA <∑ PNi
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2.1电力负荷与负荷曲线
• 电力负荷（电力负载）有两种含义： ⑴ 指耗用电能的用电设备或用户，如重要负 荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等； ⑵ 指用电设备或用户耗用的功率或线路中流 过的电流，如轻负荷（轻载）、重负荷 （重载）、空负荷（空载）、满负荷（满 载）等。
第二章 工业企业电力 负荷计算
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第二章
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4
工业企业电力 负荷计算
电力负荷与负荷曲线基本概念 用电设备的设备容量 用电设备计算负荷的确定 工业企业供电系统的功率损耗和电 能损耗 §2-5 工业企业计算负荷的确定 §2-6 尖峰电流及其计算
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2.1电力负荷与负荷曲线
• S1=S2 • 横坐标：日 (24h)、月、 季、年 • 纵坐标： P、Q、S • Pmax/PN∑≈恒=Kd(需用 系数) • Pav/PN∑≈恒=Ku(利用 系数)
电力负荷计算
第二十一页，共41页。
第三节 工厂的计算(jì suàn)负荷及年耗电 量的计算(jì suàn)
一、工厂计算负荷(fù hè)的 确定
工厂计算负荷是选择电源(diànyuán)进线、电气设备、主变压器 的依据。
1、按需要系数法确定工厂计算负荷
P3 0KdPe
用电设备总容量（不包括备用）乘上一个需要系数
第二十六页，共41页。
4）总降压变电所高压配电(pèi diàn)线路计算负荷
对于一般工厂供电系统来说，由于线路一般不会(bùhuì)很长，因此 在确定计算负荷时往往可以略去不计。
第二十七页，共41页。
5) 工厂(gōngchǎng)的功率因数
（1）瞬时功率因数(可由功率因数表获得） cos P
（附录表2）
2、按逐级计算法确定工厂计算负荷
计算负荷加上各级损耗进行计算
第二十二页，共41页。
全厂全计厂计算算负负荷荷 CC
总降压变电所
高压配电所 车间变电所
P30(7)
△PT P 30 (6) P 30(5) △P WL P 30(4) P 30(3) △P T P 30 (2)
10kV
M 0.4kV
第二十页，共41页。
总的有功计算(jì suà n)负荷为：
P 3 0 ( be )P i (cx ) P max
总的无功(wú ɡōnɡ)计算负荷为：
Q 3 0 ( b e tP a ) i n ( c x ) m P ta a m xn ax
式中，tanφmax为最大附加负荷（cPX ） max的设备组的 平均功率因数的正切(zhèngqiē)值。 各组的计算系数b、c、x和cos φ等均按附录表1所列数值。
负荷计算及回路尖峰电流计算
3.4.2 用需要系数法确定计算负荷
（1） 用电设备组分组计算时应注意以下几点： ① 成组用电设备的设备容量，指不包括备用 设备在内的所有单个用电设备的设备容量之和。 ② 设备数量小于或等于3台时，计算负荷等 于其设备容量的总和；设备数量大于3台以上 时，计算负荷应通过计算确定。 ③ 类型相同的用电设备，其设备总容量可以 用算术加法求得。 ④ 类型不同的用电设备，其设备总容量应按 有功和无功负荷分别相加确定。
（2） 用电设备组的计算负荷及计算电流
PJS =K x PS QJS =PJS tan
2 2 S JS PJS PX-用电设备组的设备功率； KX-需用系数； cosφ、tanφ -用电设备组的功率因数及功率角的正切；
（3） 总计算负荷的确定 总计算负荷是由不同类型的多组用电设备的设备 容量组成。 总有功功率的计算负荷为
Q JS =K Q (K x QS )
2 2 S JS PJS QJS
PJS =K p (K x PS )
I JS
S JS 3U N
KP 、 KQ -有功、无功同时系数，分别取0.8~1.0及 0.93~1.0。
需要系数是在一定的条件下，根据统计方法得出 的，它与用电设备的工作性质、设备效率、设备数量、 线路效率以及生产组织和工艺设计等诸多因素有关。 将这些因素综合为一个用于计算的系数，即需要系数， 有时也称为需用系数。显然，在不同地区、不同类型 的建筑物内，对于不同的用电设备组，用电负荷的需 要系数也不相同。 在实际工程中应根据具体情况从表中选取一个恰当 的值进行负荷计算。一般而言，当用电设备组内的设 备数量较多时，需要系数应取较小值；反之，则应取 较大值。设备使用率较高时，需要系数应取较大值； 反之，则应取较小值。
尖峰电流概念
1.尖峰电流概念：尖峰电流（peak current）是指持续时间1至2秒的短时最大电流。
尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。
（有计算题）2.经济截面：从全面的经济效益考虑，其实线路的年运行费用接近于最小而又适当考虑有色金属节约的导线截面，称为经济界面，用符号Aec表示。
3.短路概念：短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。
短路的主要条件：电气设备绝缘损坏；有关人员误操作；鸟兽为害事故。
短路后果：短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故；短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行；短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大；严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列；不对称短路包括单项和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信电路、电子设备等将产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。
短路形式：在三相系统中，短路形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等。
按短路的对称性来说，三相短路属于对称性短路，其他的短路形式均为不对称短路。
4.电力负荷概念：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、重负荷、空负荷满负荷等。
电力负荷的具体含义视具体情况而定。
5.选择导线和电缆截面时必须满足那些条件？发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度；对于绝缘导线和电缆，还要满足工作电压的要求。
6.电流/电压互感器功能？使用时应注意哪些事项？用来使仪表、继电器等二次侧设备与主电路绝缘；用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。
第二章 工厂的电力负荷及计算
例：某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台 共50KW（其中较大容量电动机有7.5kW1台，4KW3台， 2.2KW7台），通风机2台共3KW，电阻炉1台2KW。试确定此 线路上的计算负荷。
解：（1）金属切削机组计算负荷 查附表1，取Kd=0.2，cosφ=0.5，tanφ=1.73 P30（1）=0.2x50=10KW （2）通风机组计算负荷 查附表1，取Kd=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75 P30（2）=0.8x3=2.4KW （3）电阻炉计算负荷 查附表1，取Kd=0.7，cosφ=1，tanφ=0 P30（3）=0.7x2=1.4KW Q30（3）=0 Q30（2）=2.4x0.75=1.8Kvar Q30（1）=10x1.73=17.3Kvar
1~3台 >3台
1~5台
>5台 —— Pe≤100KW Pe>100KW
0.95~0.8
0.8~0.6 0.5~0.2 0.5~0.4 0.4~0.3 0.60
此系数用于变压 器容量计算
0.8~0.9
2、设备容量（Pe）的计算
连续工作制、短时工作制用电设备组的设备容量 设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。 断续周期工作制用电设备组的设备容量 设备容量是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌 额定容量换算到一个规定的负荷持续率下的容量之和。 • 电焊机组（统一换算至ε=100%）
3、民用建筑中消防类电力负荷的分级及对供电电源的要求 （引自JGJ 16-2008） 民用建筑中消防类电力负荷的分级
一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动 控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设 施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电 动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷， 二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷。 民用建筑中消防类电力负荷对供电电源的要求 消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电 回路，应在最末一级配电箱处自动切换。 除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备 外，各防火分区的消防用电设备，应由消防电源中的双 电源或双回线路电源供电，并应满足：末端配电箱应设 置双电源自动切换装置，该箱应安装于所在防火分区内。
供电第2章
工作制
1） 连续运行工作制
采用长期连续运行工作制的设备工作时 间长，连续运行， 绝大多数用电设备都属于 这一类设备， 如风机、泵类、搅拌机、球磨 机、机床、 照明、电炉等。 这类设备的设备 容量就是设备铭牌上的额定容量。
2） 短时运行工作制
采用短时运行工作制的设备工作时间短，停歇时间长， 如 船闸电动机、机床中的辅助电动机等，其设备容量按铭牌额定 容量计算。
用电设备组名称
小批量生产的金属冷加工机床电动 机 大批量生产的金属冷加工机床电动 机 小批量生产的金属热加工机床电动 机 大批量生产的金属热加工机床电动 机 通风机、水泵、空压机及电动发电 机组电动机 非连锁的连续运输机械及铸造车间 整砂机械 连锁的连续运输机械及铸造车间整 砂 机械 锅炉房和机加工、机修、装配等类 车间的吊车( =25%)
S30
I30
P320 Q320
S30 3U N
以上两式中的∑P30,i和∑Q30, i分别为各组设备的有功和无功 计算负荷之和。对车间干线取K∑p=0.85～0.95，K∑q=0.90～0.97； 对车间母线取K∑p=0.90～0.95，K∑q=0.93～0.97。
注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视 在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算 电流之和来计算。此外，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，各组的计算负荷均 按供电设计手册所列的计算系数来计算，而不必考虑设备台数 少而适当增大Kd和cosφ值的问题。
工厂供电
第二章 电力负荷计算
本章主要内容：电力负荷有关概念 用电设备组计算负荷 工厂计算负荷 尖峰电流及其计算
2.1.1 电力负荷与负荷曲线
《工厂供配电技术》教学大纲6
《工厂变配电技术》教案大纲课程编号：课程类别：考试课课时：110 开课学期：一．教案大纲说明<一）课程性质与目的本课程是我系电气技术、电气工程专业的专业基础课。
主要内容包括：工厂的电力负荷和无功补偿，短路电流极其计算，工厂电力线路，工厂变配电所极其一次系统，电力变压器，工厂供电系统的保护，电气安全、防雷与接地，工厂的电气照明，电气绝缘预防性实验，以及实验技能等。
<二）课程的基本要求本课程的任务主要是讲述中小型工厂内部的电能供应和分配问题，并讲述电气照明，使学生初步掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行维护及基本计算所需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。
<三）本课程的重点<1）加强能力的培养，特别是培养学生基础计算的能力、分析问题的能力和实验动手能力。
<2）加强理论联系实际的教案。
<四）本课程与其他相关课程的关系<1）前导课程“电工基础”、“电子技术”、“自动检测与转换技术”等课程来培养学生分析电路的基本能力。
<2）后续课程“电力电子技术”、“自动控制技术”、“PLC技术”等课程打下专业基础。
二．课时分配<一）理论课时分配<二）实验课时分配三．课程内容及要求第一章概述教案目标：1．明确工厂供配电的意义、要求及本课程的任务。
2．了解典型的各类工厂供电系统及发电厂、电力系统和工厂自备电源的基础知识。
3.掌握电力系统的电压和电能质量问题。
4.了解电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地形式。
教案重点：电力系统的电压和电能质量问题；对供电系统的认识及各个部分的作用；电压等级的分类和设备额定值得概念；电力系统中性点的运行方式。
教案内容：1．工厂供电的意义及要求2．工厂供电系统的有关知识3．电力系统的电压4．电力系统的中性点运行方式5. 工厂供电设计的一般知识第二章工厂的电力负荷和无功补偿教案目标：1．熟悉工厂电力负荷的分级及有关概念。
08计算尖峰电流
八、尖峰电流计算A低压各设备尖峰电流1.洞外：取0.9K=∑（1）照明组121.5×7=789.75A（2）混凝土搅拌站113.3×7=793.1A（3）空压机组两台空压机0.9×180.3+180.3×7=1424.37A四台空压机0.9×（180.3×3）+180.3×7=1748.91A （4）通风机组0.9×（223.5×2）+223.5×7=1966.8A （5）电容路109×6.5=708.5A1.洞内：取0.9=K∑（1）照明组350×6.5=1194.06A（2）231挖掘机0.9×（161.09×4）+161.09×6.5=1627A （3）混凝土喷射机组单台喷射机170.8×7=1134A两台喷射机0.9×170.8+170.8×7=1287.72A（4）混凝土输送泵组单台空输送泵170.8×7=1134A两台输送泵0.9×170.8+170.8×7=11287.72A（5）电容路296×7=2072A（6）洞内抽水机组五台抽水机0.9×（83.79×4）+83.79×6.5=846.28A十台抽水机0.9×（83.79×9）+83.79×6.5=1223.3AB低压母线上的尖峰电流1.洞外：由该表知空压机st I -N I =103×7-103=618A为最大取0.9K ∑=所以0.9(10338433109)10371324PKI A=⨯+⨯++⨯=2. 洞内：由该表知混凝土喷射机或混凝土输送泵st I -N I =170.8×7-170.8=1024.5A为最大取0.9K ∑=所以0.9(170.8524.61037.75227.3)170.872259.82PKI A =⨯+⨯+⨯++⨯=应用各种无功功率调节措施改善电网无功功率分布和电压水平，也是降低系统网损的方法之一。
第2章20131127
年最大负荷利用小时数Tmax： 在此时间内，用户以年最大负荷
持续运行所消耗的电能恰好等于
全年实际消耗的电能，如图2.4所
示。
Tmax
Wa Pmax
8760
pdt
0
Pmax
图2.4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
2可019见年：9月年2负3日荷星曲期线一越6时平44坦分，54T秒max越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。
∴
Pe PN
N
Pe
N
PN
吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容 量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
Pe PN
N 25
2PN
N
2019年9月日星期一6时44分54秒
电气工程基础2013
2.3 确定计算负荷的方法
电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%时 的额定功率（kW），即
对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
2019年9月23日星期一6时44分54秒
电气工程基础2013
2.3 确定计算负荷的方法
Q Q I 2Rt，当R、Q一定时，I 1 t
而P I，同一周期的 t，因此P 1
电气工程基础2013
2019年9月23日星期一6时44分54秒
电气工程基础2013
2.1 电力负荷与负荷曲线
全年时间负荷曲线（图2.2 ）：或称年负荷持续曲线。
图2.2 全年时间负荷曲线的绘制 a）夏季典型日负荷曲线 b）冬季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
第二章 工厂的电力负荷及其计算
计算负荷：指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实
际的变动通负过负荷荷时的其统产计生计的算最求高出温的、升用相来等按，发该热等效负荷就称为计算负荷。
条件选择供电系统中各元件的负荷值。
负荷计算：求计算负荷的这项工作称为负荷计算。
如果以计算负荷连续运行，发 热温度不会超过允许值
计算目的：为了正确的选择线路的导线截面、变压器的容量、开关电器、
第二章 工厂的电力负荷及其计算
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定 2.3 单相用电设备组计算负荷的确定 2.4 工厂总计算负荷的确定 2.5 尖峰电流的计算
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
一、工厂电力负荷的分级及其对供电的要求
1、电力负荷的分级及其对供电的要求 （1）一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏， 重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。 ✓供电方式:由两个独立电源供电。 （2）二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品 报废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 ✓供电方式:由双回路供电。
1、计算负荷的定义
为10min以上，而导体通过电流达到
稳定温升的时间大约为3τ～4τ，即载
通过负荷的统计计算流导求体出大约的经、半小用时以（3按0mi发n）热后可条件选
达到稳定温升值
择导体和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计
算负荷，用Pc（或Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
Pc Pm ax P30
Pe 1.2PN
（3）用镇流器的金属卤化物灯
Pe 1.1PN
Pe 1.1PN
2.2 三相用电设备组计算负荷的确定
二、需要系数法确定计算负荷
第二章尖峰电流及其计算
2.6.1尖峰电流的概念
是供电系统中持续1~2s的短时最大电流。
它用来计算电压波动，选择熔断器和低压断路器，整
定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。
2.6.1尖峰电流的计算
一、单台用电设备的尖峰电流的计算
I pk K st I N
I pk — —尖峰电流
I N — —用电设备的额定电流 ， A K st — —启动电流系数 ,即启动电流和额度电流 之比 鼠笼式电机为 5 ~ 7，线绕式电动机为 2 ~ 3，直流电
差不大的情况。 3、二项式法 用电设备的 负荷计算
用电设备组的平均最大负荷
考虑数台大容量用电设备对计算 负荷的影响而加入的附加功率值
A
8
适用于用电设备少、各台用电设备的容量相差较
大时的低压干线的计算负荷。
4、单位指标法、负荷密度法都是用来估算建筑总用电负荷的常用方法，它 是对现有建筑工程进行统计分析，得出每平方米建筑面积或单位产品的 计算负荷，该计算负荷叫做单位指标或负荷密度。
A
3
第七节 城市供电规划中的电力负
荷计算
城市供电规划包括用电负荷的确定、电源的选 择、供电网络的形成等内容。
城市供电的规划分为三个阶段：总体规划、分 区规划、详细规划。
各个规划阶段必须满足《城市电力规划规范》 中的规划用电指标所规定的范围。
这些指标包括：人均综合用电指标、人均居民 生活用电指标、单位建筑用地负荷指标和单位面 积建筑面积负荷指标。
动机为 1.5 ~ 2，弧焊变压器和弧焊整 流器为 2 ~ 2.2，
电焊变压器为大于或等 于 3，对焊机为 2。
A
1
二、多台用电设备的配电线路的尖 峰电流的计算
第二章 工厂的电力负荷及其计算
（二）、多组用电设备计算负荷的确定 总的有功计算负荷 总的无功计算负荷
P30 = ∑(bPe ) i + (cPx ) max
Q30 = ∑(bPe tan ) i + (cPx ) max tan max
其它与需要系数法相同
第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 一、概述 三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的 15%按三相负荷平衡计算。超过15%时，应换算为等效三相 容量，再与三相设备容量相加。 二、单相设备组等效三相负荷的计算 （一）单相设备接于相电压时的负荷计算 （二）单相设备接于线电压时的负荷计算 1.接于同一线电压时
第四节 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗 一、工厂供电系统的功率损耗 （一）线路功率损耗的计算 1、线路的有功功率损耗 P = 3I 2 R WL 30 WL
2、线路的无功功率损耗
2 QWL = 3I 30 X WL
α aV = 3 α1α 2α 3
导线水平等距排列： α aV = 1.26α
（二）变压器功率损耗的计算 有功损耗 无功损耗
η eηWL 需要系数法较适用于确定车间的计算负荷
= Kd
只有1~2台设备时，可认为KD=1，即P30=Pe。 只有1台电动机时，其
S 30 P30 = cos
I 30 =
P30 =
S 30 3U N
PN
η
Q30 = P30 tan
如果是一台电动机，计算电流为额定电流
I 30 = I N = PN 3U N η cos
PT ≈ 0.015S 30
QT ≈ 0.06 S 30
二、工厂供电系统的电能损耗 线路上全年的电能消耗
2 Wa = 3I 30 RWLτ
第2章 工厂电力负荷及其计算2-4
但实际上，负荷随时都在变动，通常用一个等值 返回 的矩形面积来代替负荷曲线下的面积。 目录
9
(四) 功率因数与无功功率补偿
1. 工厂功率因数
（1）瞬时功率因数 瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率 表、电流表和电压表的读数按下式求出：
cos
P 3UI
式中：P——功率表测出的三相功率读数（kW）； U——电压表测出的线电压读数（kV）； I——电流表测出的相电流读数（A）。
WP——有功电度表读数；
Wq——无功电度表读数。
P30——工厂的有功计算负荷； S30——工厂的视在计算负荷。
自然功率因数
指用电设备或工厂在没有安 装人工补偿装置时的功率因数
指用电设备或工厂设置了人工 补偿后的功率因数
总功率因数
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功率因数对供电系统的影响 （1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电 气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 及其它用电设备的正常运行。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。
△WT0=△P0Ton
随负荷而变化的有载功率损耗所引起的年电能损耗 为：
WTl
8760 0
S Pk S NT
S ca dt Pk S NT
2
2
8760
0
S S ca
S ca dt Pk S NT
① 正确选用感应电动机的型号和容量，使其接近满载运行；
② 更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷电动机的接线；
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指标、农业用户的机械化程度、公共设施用电
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容量。
1、工业用电负荷的计算 2、公共建筑和居民建筑用电负荷的计算 3、其他用电负荷的计算 4、农业用电的负荷计算
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第二章 小结
1、负荷计算的方法主要有需要系数法、二 项式
系数法、单位指标法等几种。
2、需要系数法：是把用电设备的总容量乘以 需
要系数和同时系数用电，设直备接组求的出平计均算最大负负荷荷的方 法适合用电设考备虑数数量台较大多容且量用容电量设相备差对不计大算 的情况。 负荷的影响而加入的附加功率值
择、供电网络的形成等内容。
城市供电的规划分为三个阶段：总体规划、 分
区规划、详细规划。
各个规划阶段必须满足《城市电力规划规范 》
中的规划用电指标所规定的范围。
4 这些指标包括：人均综合用电指标、人均居
2.7.1 在总体规划阶段电力负荷确定的方法 可采用横向比较法和人均综合用电指标法进
行电 力负荷的确定。 2.7.2 在分区规划阶段电力负荷确定的方法 城市内用电的用户分为：工业用户、市政公
9 有影响。
6、城市供电的规划分为三个阶段：总体规划 、分区规划、详细规划。负荷确定的方法 采用负荷计算方法中的过程估算法。
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8 3、二项式法
适用于用电设备少、各台用电设备的容量相 差较
大时的低压干线的计算负荷。
4、单位指标法、负荷密度法都是用来估算建 筑总用电负荷的常用方法，它是对现有建 筑工程进行统计分析，得出每平方米建筑 面积或单位产品的计算负荷，该计算负荷 叫做单位指标或负荷密度。
5、尖峰电流：是供电系统中持续1~2s的短时 最大电流；对供电系统的保护装置的动作
动机为1.5 ~ 2，弧焊变压器和弧焊整流器为2 ~ 2.2，
1
电焊变压器为大于或等于3，对焊机为2。
二、多台用电设备的配电线路的 尖峰电流的计算
此时只考虑一台用电设备启动时的尖 峰电流
的计算。
配电线路中的尖峰电流是最大单台用 电设备
启配动(IIIcp电时sk—t 线II产—cn)用(—生Is电t—的设I启n)备，动组电因的流此计和算多额电定台流电用流之电差设最大备的的设备 路的的尖启动峰电电流流和额按定下电流式之确差 定：
第六节 尖峰电流及其计算
2.6.1尖峰电流的概念
是供电系统中持续1~2s的短时最大电流。
它用来计算电压波动，选择熔断器和低压断路器，整
定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。
2.6.1尖峰电流的计算
一、单台用电设备的尖峰电流的计算
I pk Kst I N
I pk — —尖峰电流
I N — —用电设备的额定电流，A Kst — —启动电流系数,即启动电流和额度电流之比 鼠笼式电机为5 ~ 7，线绕式电动机为2 ~ 3，直流电
共设 施用户、居民用户和农业用户。
5 在已知人口数量或建筑面积或各个分区的建
A=SxD
A——年用电量
S ——计算范围内人口总数或建筑总面积,m2 ；土地面积，km2
D ——用电指标
2.定7.方3用法规城划市单电位力面积详指细标规法划估阶算段的电力负荷确
通过掌握的信息进行详细的计算。
工业用电负启动的电动机组的尖峰电流的计算 自启动的电动机组的尖峰电流为所有自启 动电动 机例的2-启12 动某电配流电之系和统。中，有一条380V的线路上，
通过动力配电箱给6台电动机供电，有关数据如 下图所示。确定线路上的尖峰电流。
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第七节 城市供电规划中的电力 负城选荷市供计电算规划包括用电负荷的确定、电源的