工厂供配电技术.ppt

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年负荷持续时间曲线上的最大负荷就是年最大负荷Pmax , 它是全年中负荷 最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。
年最大负荷利用小时Tmax是假设负荷按最大负荷Pmax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年实际耗用的电能相同,如图2.3a所 示。因此
Tmax

Wa Pmax
三级
3
热处理车间
井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵
二级
4
锻压车间
锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机
二级
5
电镀车间
大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线
二级
6
模具成型车间 隧道窑鼓风机、卷扬机
二级
7
层压制品车间 压塑机及供热锅炉
二级
8
线缆车间
冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、 真空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1工厂常用用电设备
5.工厂用电负荷的分类
表2-1 小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类
序号
车间
用电设备
负荷级别
价格昂贵、作用重大,稀有的大型数控机床
1
金属加工车间
价格贵,作用大,数量多的数控机床
一级 二级
2
铸造车间
冲天炉、鼓风机、30t及以上的浇铸起重机
2.2.1概述 2.负荷计算
负荷计算 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
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。
表2.2 各用电设备组的需要系数Kd及功率因数
2.2 工厂计算负荷的确定
2.2.1概述
1.“计算负荷”:是指用统计计算求出的,用来选择和校验变压器容量及开 关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。
P30----负荷的有功计算负荷 Q30----负荷的无功计算负荷 S30----负荷的视在计算负荷 I30----负荷的计算电流
2.2 工厂计算负荷的确定
2.1.3负荷曲线 1.负荷曲线的绘制
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)。
年负荷持续时间曲线如图2.2a,反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间(全年 按8760h计)的关系。
年每日最大负荷曲线如图2.2b,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。
Pe PN
N 25
2PN
25
(2-2)
式中 PN ——(换算前)设备铬牌额定功率;
Pe ——换算后设备容量; N ——设备铬牌暂载率。
2.1.2工厂用电设备的工作制
对电焊机设备,应统一换算到ε =100%,换算公式为:
P eP N NSNco s N
(2-3)
式中: S N ——设备铬牌额定容量; cosN——设备铬牌功率因数。
0.75~0.8 0.65~0.75
0.7
0.8 0.8 0.9
0.35 0.35
0.5 0.35 0.4
0.8~1 0.5~0.7 0.6~0.8
1
二项式系数
a
b
0.14
0.4
0.14
0.5
0.24
0.4
0.26
0.5
0.65
0.25
0.4
0.2
0.6
0.2
0.06
0.2
0.09
0.3
0.7
0.3
0.6 0.7
0.4 0.35 0.35
1.0 1.0 1.0 1.0
tan
1.73 1.73 1.33 1.17
0.75
0.88 0.88
1.73 1.73
0.33 0.33
0
1.33 2.68 0.57
1.33 1.02
2.29 2.68 2.68
0 0 0 0
2.2 工厂计算负荷的确定
2.2.2用电设备组计算负荷的确定
1.需要系数法 需要系数法的基本公式:
P30KdPe (2-7)
Pe Pei
(2-8)
式中 K d——需要系数; Pe ——设备容量,为用电设备组所有设备容量之和; Pei——每组用电设备的设备容量。
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乘以一个小于1的
10% 0
(2-1)
式中 t ——工作时间;
t 0 ——停歇时间。
源自文库
起重电动机的标准暂载率有15%、25%、40%、60%四种。 电焊设备的标准暂载率有50%、65%、75%、100%四种。
2.1.2工厂用电设备的工作制
同一设备在不同的暂载率下工作时,其输出功率是不同的。在计算其 设备容量时,必须先转换到一个统一的ε 下。对起重电动机应统一换算到 ε =25%,换算公式为:
图2.2 年负荷曲线 a)年负荷持续时间曲线 b)年每日最大负荷曲线
2.1.3负荷曲线 2.与负荷曲线有关的参数 (1) 年最大负荷Pmax和年最大负荷利用小时Tmax
图2.3 年最大负荷和年平均负荷
a)年最大负荷和年最大负荷利用小时
b)年平均负荷
2.1.3负荷曲线 2.与负荷曲线有关的参数
(1) 年最大负荷Pmax和年最大负荷利用小时Tmax
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
20kVA, N 65%, cosN0.5),车间有吊车1台11kW,N 25%),试
计算此车间的设备容量。
解:(1)金属切削机床的设备容量 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
“电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义,它可以指用电设 备或用电单位,也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1工厂常用用电设备
①生产加工机械的拖动设备; ②电焊、电镀设备; ③电热设备; ④照明设备。
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1工厂常用用电设备
点焊机、缝焊机 对焊机
自动弧焊变压器 单头手动弧焊变压器 多头手动弧焊变压器
生产厂房、办公室、实验室照明 变配电室、仓库照明 生活照明 室外照明
需要系数Kd
0.16~0.2 0.18~0.25 0.25~0.3 0.3~0.35
0.7~0.8
0.5~0.6 0.65~0.7
0.1~0.15 0.15~0.25
二级
单台60m3/min以上空压机
二级
9
空压站
有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵
二级
离心式压缩机润滑油泵
一级
2.1.2工厂用电设备的工作制
长期连续工作制设备 短时工作制设备
反复短时工作制设备
能长期连续运行,每次连续工作时间超过8小时, 运行时负荷比较稳定。在计算其设备容量时, 直接查取其铭牌上的额定容量。
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1工厂常用用电设备
4.照明设备
白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物灯 和单灯混光灯等。
照明设备的工作特点: (1)工作方式属长期连续工作方式。 (2)除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外,其它类型的灯具 功率因数均较低。 (3)照明负荷为单相负荷,单个照明设备容量较小。 (4)照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在10%左右。
系数,叫做需要系数,用K d 表示。

Wt t
(2-5)
式中 Wt——t时间内耗用的电能。
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

Wa 8760
(2-6)
2.2 工厂计算负荷的确定
2.2.1 概述 2.2.2 用电设备组计算负荷的确定 2.2.3 全厂计算负荷的确定 2.2.4 工厂的功率因数及无功补偿
第2章 工厂的电力负荷及短路
内容提要:本章介绍中小型工厂电力负荷的运用情况、负荷性 质及其工作制,重点介绍了确定用电设备组计算负荷的两种常 用方法——需要系数法和二项式系数法。接着讲述了工厂计算 负荷的确定方法,采用无功补偿的措施。另外还简要介绍了照 明负荷的分析计算。最后对工厂供电系统中的短路现象和短路 的效应进行了系统的分析。
第2章 工厂的电力负荷及短路
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.2 工厂计算负荷的确定
2.3 工厂的电气照明负荷
2.4 短路故障的原因、各类和危害


退

2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1 工厂常用的用电设备 2.1.2 工厂用电设备的工作制 2.1.3 负荷曲线
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
总容量为:
Pe1 Pei 4 1 .5 0 8 7 .5 8 5 1k 4W 2
(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 10% 0,
所以2台电焊机的设备容量:
Pe22SN NcoN s22 00.6 5 0.51.1 6 kW
(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 25%,
所以1台吊车的容量为:
Pe3 PN
N 25
PN
11kW
(4) 车间的设备总容量为:
P e14 12 .1 6 1 1 1k 6W 9
2.1.3负荷曲线
负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。
0.7
0.3
0.7

























最大容量 设备台数
5 5 5 5
5
5 5
3 3
2 2 —
— — —
— —
— — —
— — — —
功c率o因s数
0.5 0.5 0.6 0.65
0.8
0.75 0.75
0.5 0.5
0.95 0.95 1.0
0.6 0.35 0.87
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1工厂常用用电设备
2.电焊和电镀设备
电镀的作用:防止腐蚀,增加美观,提高零件的耐磨性或导电性等,如 镀铜、镀铬。
电镀设备的工作特点是:


(1)工作方式是长期连续工作的。
设 (2)供电采用直流电源,需要晶闸管整流设备。 备
(3)容量较大,功率因数较低。
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
(2-4)
式中 Wa——负荷全年实际耗用电能。
Tmax是一个反映工厂负荷特征的重要参数
一班制工厂Tmax=1800~3000h
两班制工厂Tmax=3500~4800h
三班制工厂Tmax=5000~7000h。
(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:
Pav
2.1.1工厂常用用电设备
3.电热设备
电阻加热炉 电弧炉 感应炉
其它电热设备
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 红外线加热、微波加热和等离子加热等
电热设备的工作特点是: (1)工作方式为长期连续工作方式。 (2)电力装置一般属二级或三级负荷。 (3)功率因数都较高,小型的电热设备可达到1。
用电设备组名称
小批量生产金属冷加工机床 大批量生产金属冷加工机床 小批量生产金属热加工机床 大批量生产金属热加工机床
通风机、水泵、空压机
非联锁的连续运输机械 联锁的连续运输机械
锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车 铸造车间吊车
自动装料电阻炉 非自动装料电阻炉 小型电阻炉、干燥箱
高频感应电炉(不带补偿) 工频感应电炉(不带补偿) 电弧熔炉
这类设备的工作时间较短,停歇时间较长。在 计算其设备容量时,直接查取其铭牌上的额定 容量。
这类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。
2.1.2工厂用电设备的工作制
通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示负荷持续率 (或称暂载率)ε
N
t
t t0
按负荷对象分 工厂的的负荷曲线 车间的的负荷曲线 某台设备的负荷曲线
按负荷的功率性质分 有功负荷曲线 无功负荷曲线
按表示的时间分 年的负荷曲线 月的负荷曲线 日的负荷曲线 工作班的负荷曲线
按绘制方式分 依点连成的负荷曲线 梯形的负荷曲线
分类
2.1.3负荷曲线
图2.1 日有功负荷曲线 a)依点连成的负荷曲线 b)梯形负荷曲线
1. 生产机械的拖动设备
功能
金属切削 金属压力加工
机床设备
生产机械的 拖动设备
锯床
冲床
剪床
刨床
钻床
铣床
磨床
砂轮机
镗床
组合机床 车床
功能
起吊搬运物料 运输客货
起重运输设备
行车
输送机
吊车
电梯 自动扶梯
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
2.1.1工厂常用用电设备
2.电焊和电镀设备
电焊机的工作特点是: (1)工作方式呈一定的同期性,工作时间和停歇时间相互交替。 电 焊 (2)功率较大。 设 (3)功率因数很低。 备 (4)一般电焊机的配置不稳定,经常移动。
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