《电力工程》补偿.ppt

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2.3 确定计算负荷的方法
例2-2（P37）
用电设备
设备台数
序 名称
号
总台 大容量
数 台数
电力负荷计算表
设备容量
二项式系数
Pe Px
/kW
/kW
b
cos tans c
计算负荷P30/kW
1 切削机床 2 通风机组
30
5
3
3 吊车组
1
85
37.5 0.14 0.4 0.5
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2.1 电力负荷与负荷曲线
✓全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。
图2-3 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
取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
T1 (t1 t1) 213
✓ 一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换算为接于 相电压的设备容量，换算公式如下：
A相:
PA p ABA PAB pCAA PCA
B相:
QA qABAPAB qCAAPCA
PB pBCB PBC p ABB PAB QB qBCB PBC qABB PAB
C相:
PC pCAC PCA pBCC PBC QC qCAC PCA qBCC PBC
N 100
PN
N SN cosN
N
➢照明设备的设备容量：
✓ 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；
✓ 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
✓ 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损
失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率
的1.1倍。
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2.3 确定计算负荷的方法
➢单相负荷的设备容量： 当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的
15%时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当超过15% 时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一 起进行三相负荷计算。换算方法如下：
P30 Kd
Pe
Q30 P30 tan
S30
P320
Q320
I30 S30
3U
N
式中，P30 、 Q30、 S30的单位分别为kW、kvar、kVA；Kd为需 要系数，查书中表2-3。
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2.3 确定计算负荷的方法
确定用电设备组的计算负荷时，应考虑以下几种因素：
2．负荷曲线的绘制 ➢日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 ➢年负荷曲线：
✓年最大负荷曲线（图2-2 ）： 或称运行年负荷曲线。
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河北科技大学电气工程系 图2-2 年最大负荷曲线
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2.1 电力负荷与负荷曲线
图2-1 日有功负荷曲线
a）折线图 b）梯形图
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电力工程基础
第二章 电力负荷计算
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第二章 电力负荷计算
2.1 电力负荷与负荷曲线 2.2 计算负荷及有关系数 2.3 确定计算负荷的方法 2.4 尖峰电流的计算 2.5 功率损耗与电能损耗计算 2.6 企业计算负荷的确定 2.7 无功功率补偿
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29.67 45.1
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2.3 确定计算负荷的方法
二、按二项式系数法确定计算负荷
1．对同一工作制的单组用电设备
P30 c Px b Pe
Q30 P30 tan
S30 P320 Q320
I 30 S30 3U N
式中，b、c为二项式系数，查书中表2-7；c Px 为由x台容量
n1
I pk K I N.i I st.max
或
I pk I 30 （I st I N ) max
i 1
式中，Ist.max和（I st I N )max 分别为用电设备中起动电流与额定电流
之差最大的那台设备的起动电流及其起动电流与额定电流之差；
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2.4 尖峰电流的计算
暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的百
分比值，即
t 100% t 100%
T
t t0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种 电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
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2.1 电力负荷与负荷曲线
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 ➢按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 ➢按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线
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2.3 确定计算负荷的方法
2．多个用电设备组的计算负荷
当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最 大负荷不同时出现，此时应计入一个同时系数。
P30 K P30.i
Q30 K Q30.i
S30
P320
Q320
I 30 S30 3U N
➢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。
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2.3 确定计算负荷的方法
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
∴
Pe N
PN
通过负荷的统计计算求稳出定的温升、的用时以间按大约发为热3τ～条4件τ，选即载择导体和
流导体大约经半小时（30min）后可
电气设备的一个假想的持续达负到荷稳值定温，升称值为计算负荷，用Pc（或
Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最 大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依 据，因此
5
0.65 0.25 0.8
3（ε=40% ）
3.795(ε=25% ） 0.06 0.2
0.5
1.73
11.9+15=26.9
0.75
3.25+1.25=4.5
1.73 0.228+0.759=0.987
负荷总计
P30=30.38kW Q30=49.37kvar S30=57.97kVA I30=88.1A
S30 P320 Q320
I30 S30 3U N
式中，（c Px）max 为各用电设备组附加负荷 c Px 中的最大
值； （b Pe）为各用电设备组平均负荷的总和； tan x 为与
（c Px）max 对应的功率因数角的正切值；tan 为各用电设备组
对应的功率因数的正切值。
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Pav
Wt t
年平均负荷为（图2-5）:
Pav
Wa 8760
➢负荷系数 KL：平均负荷与最大
负荷的比值，即
KL
Pav Pmax
图2-5 年平均负荷
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KL越大，负荷曲河线北越科平技坦大，学电负气荷工波程动系越小。
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2.1 电力负荷与负荷曲线
一、计算负荷的意义
一般中小截面导体的发热时间常数τ 为10min以上，而导体通过电流达到
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
2020/4/27可见：年负荷曲线越平河坦北科，技Tm大ax学越电大气；工年程负系荷曲线越陡，Tmax越小。 8
2.1 电力负荷与负荷曲线
2．平均负荷与负荷系数
➢平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即
✓ 各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应考
虑一个同时使用系数 K;
✓ 各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运行，因此
应考虑一个负荷系数 K;L
✓ 各用电设备的平均效率 e ;
✓ 线路的供电效率 W。L
因此，用电设备组的计算负荷为:
P30
KKL
eW L
Pe Kd
Pe
K
d
KKL
eW L
最大用电设备投入运行时增加的附加负荷（kW）；b Pe 为
该用电设备组的平均负荷（kW）。
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2.3 确定计算负荷的方法
2．对不同工作制的多组用电设备
P30 (c Px )max （b Pe）
Q30 (c Px )max tan x [(b Pe ) tan ]
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2.1 电力负荷与负荷曲线
四、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数
➢年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均
功率，即
Pmax P30
➢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
2
2.1 电力负荷与负荷曲线
一、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。
设备额定功率PN 之比值，即
Ku
Pav PN
3．二项式系数b、c。
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2.3 确定计算负荷的方法
一、概述
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、按需要系数确定计算负荷
1．设备容量Pe的确定 ➢对长期工作制的用电设备： Pe PN
✓ 单相设备接于相电压时：Pe 3Pe.m
式中， Pe为等效三相设备容量（kW）；Pe.m为最大负荷相所
接的单相设备容量（kW）。
✓ 单相设备接于同一线电压时： Pe 3Pe.
式中， Pe. 为接于同一线电压的单相设备容量 （kW）。
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2.3 确定计算负荷的方法
式中， K 为同时系数 ，查书中表2-5 。
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2.3 确定计算负荷的方法
例2-1（P35）
电力负荷计算表
序 号
用电设备 名称
台数
设备容量/kW 铭牌值 换算值
Kd
cos
tan
P30/kW
计算负荷 Q30/kvar S30/kVA
I30/A
1
金属切削 机床组
Pc Pmax P30
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2.1 电力负荷与负荷曲线
二、确定计算负荷的系数
1．需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部
用电设备额定功率PN 之比值，即
Kd
Pmax PN
P30 PN
2．利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电
与例2-1（S30=29.67kVA ，I30=45.1A）比较可知，按二项
式计算的结果比按需要系数法计算的结果要大。
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2.4 尖峰电流的计算
一、单台用电设备的尖峰电流
单台用电设备的尖峰电流就是其起动电流，即
I pk I st K st I N 二、多台用电设备的尖峰电流
然后分相计算各相的设备容量，则最大负荷相的3倍即为总
的等效三相设备容量。
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2.3 确定计算负荷的方法
2．单台用电设备的计算负荷
➢对长期连续工作的单台用电设备：P30 Pe
➢对需要计及效率的单台用电设备（如电动机）：P30 Pe
3．用电设备组的计算负荷
30
85
85 0.16 0.5 1.73 13.6
23.53
2 通风机组 3
5
5
0.8 0.8 0.75
4
3
3 吊车组
1
3
3.795 0.15 0.5 1.73 0.569
0.984
小计
34
负荷总计 （ K 0.9 ）
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93 93.795
18.169 27.514
16.35
24.76
✓ 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
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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
Pe PN
✓供电方式:由双回路供电。
3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 ✓供电方式:对供电电源无特殊要求。
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2.1 电力负荷与负荷曲线
二、用电设备的工作制
1．连续运行工作制（长期工作制）
2．短时运行工作制（短时工作制）
3．断续周期工作制（反复短时工作制）
n
1
I
N
为将起动电流与额定电流之差最大的那台设备除外的其
.i
它in1-1台设备的额定电流之和；
K
为n-1台设备的同时系数，
一般为0.7～1，I30为全部设备投入运行时线路的计算电流。