工厂的电力负荷及其计算
工厂的电力负荷及其计算(ppt 77张)
供配电系统
第二章
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。
允许由一回专用架空线路供电。
2019/2/17
供配电系统
第二章
第一节 工厂的电力负荷及负荷曲线
一、工厂电力负荷的分级及对供电的要求 三级负荷
所有不属于一级和二级负荷的电能用户均属 于三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间
停电，可采用单回路供电。
工业企业中一、二级负荷所占比例约为60%左右，停电 不仅造成直接经济损失，更会造成间接损失。 企业老总办公室、会议室属于几级负荷？
2019/2/17
供配电系统
第二章
第一节 工厂的电力负荷及负荷曲线
三、负荷曲线的概念
负荷曲线是电力负荷随时间变化的图形。
对象
工厂
车间
设备组
性质
有功 无功 时间
年 月 日 班
2019/2/17
供配电系统
第二章
第一节 工厂的电力负荷及负荷曲线
三、负荷曲线的概念 日负荷曲线的绘制（以有功为例）
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）电热装置一般属二级或三级负荷。
工厂的电力负荷及其计算复习
设备总容量(见例2-1)为
Pe 120.5kW
X 台最大容量的设备容量为 Px P5 7.5kW 3 4kW 2 30.5kW
因此按式（2-21）可求得其有功计算负荷为
P30 0.14120.5kW 0.4 30.5kW 29.1kW
按式（2-11）可求得其无功计算负荷为 Q30 29.1kW 1.73 50.3k var
例 2-3已 知某 机 修 车间 的 金 属切 削 机 床组 ， 拥 有电 压 为 380V的三相电动机7.5kW 3台，4kW 8台，3kW 17台， 1.5kW 10台。试求其计算负荷。
工厂供电
18
解：由附录表1查得
b 0.14,c 0.4, x 5,cos 0.5, tan 1.73
工厂供电
1
（2） 二级负荷
当中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失的 负荷。如主要设备损坏等。 二级负荷对电源的要求 两回路供电，其中一回路发生故障时，二级负荷应 不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。 （3） 三级负荷
不属于一、二级负荷的一般负荷。对供电电源无特 殊要求。
工厂供电
2
二、工厂用电设备的工作制 按工作制可分为三类： 1. 连续工作制设备
工厂供电
24
二、单相设备组等效三相负荷的计算
1.单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算
其等效三相设备容量Pe 应按最大负荷相所接单相设备容量 Pem
的3倍计算，即
Pe 3Pe.m
其等效三相负荷则按前述需要系数法计算。
2.单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算
由于容量为Pe的单相设备接在线电压上产生的电流I Pe /(U cos
工厂供电
4
2. 年最大负荷Pmax 全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时平均功 率，也称为半小时最大负荷P30 计算负荷？（P31） 3. 年最大负荷利用小时Tmax 在假象时间Tmax内，电力负荷按Pmax持续运行所消耗的电能 等于实际年消耗电能 如图3-4
第二章工厂的电力负荷及其计算习题及答案
第二章工厂的电力负荷及其计算习题及答案2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。
2-2年最大负荷P max ------ 指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现2〜3次）3 0分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为3 0分钟最大负荷P30。
年最大负荷利用小时T max ---------- 指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。
负荷系数KL ————负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3.什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用30min 最大负荷?正确确定计算负荷有何意义?答:计算负荷是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负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷.导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t 为发热时间常数.对中小截面的导体.其t 约为10min 左右,故截流倒替约经30min 后达到稳定温升值. 但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min 还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷Pc 实际上与30min 最大负荷基本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘体过早老化甚至烧毁.2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即Pe=PN 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.2-5.需要系数的含义是什么? 答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系，因此需要引进需要系数的概念，即:Pc二KdPe. 式中，Kd为需要系数；Pc为计算负荷；Pe为设备容量. 形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率；用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引进一个线路平均效率；用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数, 2-6 确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
❖ ① 吊车机组用电动机〔包括电葫芦、起重机、
行车等 〕的设备容量一致换算到ε=25%时的额外
功率〔kW〕，假定其εN不等于25%时应停止换
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一致换算到ε ＝100%时的额外功率〔kW〕。假定其铭牌暂载 率εN不等于100%时，应停止换算，公式为:
第二章 工厂的电力负荷及其计算
❖ 普通选P30作为Pm，作为计算负荷运用。 ❖ 缘由 ❖ 〔1〕选择设备时要思索到最严重的状况下也能正常运转。 ❖ 〔2〕由于导体经过电流到达动摇温升的时间大约需(3～
4)τ，τ为发热时间常数。截面在16mm2及以上的导体， 其r≥10min，因此载流导体大约经30min(半小时)后可到 达动摇温升值。 ❖ 由此可见，计算负荷实践上与从负荷曲线上查得的半小 时最大负荷P30(亦即年最大负荷Pmax)是基本相当的。 所以计算负荷也可以以为就是半小时最大负荷。 ❖ 求计算负荷意义严重，预算过高，招致有色金属的糜 费和工程投资的添加。反之，如预算过低，又会使供电 系统的线路及电气设备由于承当不了实践负荷电流而过 热，减速其绝缘老化的速度，降低运用寿命，增大电能 损耗，影响供配电系统的正常牢靠运转。
❖ (2) 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav与 其最大负荷Pm的比值.
❖ 对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表 征负荷曲线不平整的水平，即表征负荷坎坷变化的水平。从 充沛发扬供电设备的才干、提高供电效率来说，希望此系数 越高越趋近于1越好。从发扬整个电力系统的效能来说，应尽 量使不平整的负荷曲线〝削峰填谷〞，提高负荷系数。
❖ 〔3〕 三级负荷对供电电源的要求 由于三级 负荷为不重要的普通负荷，因此它对供电电源 无特殊要求。
工业企业电力负荷及其计算
1、连续工作制：在规定的环境温度下长期连续运行的 电器设备，特点是负荷比较稳定。连续工作发热使其温 度达到稳定温度，任何部分产生的温度和温升均应不超 过最高允许值。
P
PL
s
t
O
例子：通风机、水泵、压缩空气机，电动发动机，电炉，运输 设备，照明设备等。
2020/7/30
2、短时工作制：工作时间较短，而停歇时间相当长的 用电设备。特点是工作温度达不到稳定温度，停歇时 温度可降到环境温度。
确定计算负荷的方法：需要系数法，二项式法。
2020/7/30
2.2、三相用电设备组的设备容量
2.2.1、设备容量 ★区别 “额定功率” 在确定用电设备组的额定容量时，不能将各设备上的额定容 量简单相加，而必须换算成同一工作制下的额定功率，然后 才能相加。在统一规定的工作制下的“额定功率”成为设备
容 量，用Pe表示。 换算的依据是等价的发热条件；即将某一工作制下的发热转 换到另一工作制下的发热时对应的功率消耗。
2020/7/30
• 2.1.2工业企业用电设备的工作制
在工业企业中，电能广泛应用于各种机械、电解、电热、电 焊等，其运行工作制不同。为了取得较准确的电力负荷数据，以 便正确的选择供电系统的线路以及供电元件，必须将用电设备按 工作制进行分类。
按照发热情况分成3类： 1、连续工作制； 2、短时工作制； 3、反复短时工作制。
A相：
Pe1，ph Pe1,mph,A Pe2,mph,A
+
B相： ……………………………
Pe = 3Max{Pe,mph,x}
202C0/相7/3：0 ……………………………
P42 表2-3 相间负荷换算为相负荷的功率换算系数 P42 例 2-5
工厂电力负荷及其计算
工厂电力负荷及其计算一、工厂电力负荷的计算方法1.定额法计算定额法是根据工厂的生产工艺和设备，以及设备运行的时间及运行电压、额定电流等参数来计算工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下：(1)根据生产工艺和设备确定每台设备的额定功率和运行时间。
(2) 计算每台设备的实际功率，实际功率等于额定功率乘以load rate（负载率）。
(3)计算每台设备的用电量，用电量等于实际功率乘以运行时间。
(4)将每台设备的用电量累加得到总用电量，即工厂的电力负荷。
2.统计法计算统计法是通过对过去一段时间的用电数据进行统计分析，得出工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下：(1)收集过去一段时间的用电数据，包括电力仪表的读数、运行时间及环境参数等。
(2)对用电数据进行整理和分析，得出工厂的平均负荷和尖峰负荷。
(3)根据工厂的生产计划和负荷曲线，预测未来的负荷变化。
(4)根据预测的负荷变化，确定合理的电力供应方案。
3.标准法计算标准法是根据国家规定的工厂电力负荷标准来计算工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下：(1)根据国家规定的工厂电力负荷标准，确定工厂的负荷等级。
(2)根据负荷等级和工厂的总用电量，计算工厂的电力负荷。
二、工厂电力负荷的影响因素2.工艺流程：不同的工艺流程对电力负荷的要求也不同，一些工艺流程需要大量的电力支持，而另一些工艺流程则相对较少。
3.工作时间：工厂的电力负荷还与工作时间有关，长时间连续运行的工厂需要更多的电力供应，而短时间间断运行的工厂则需要较少的电力供应。
4.环境因素：环境温度、湿度等因素也会对工厂的电力负荷产生影响，一些设备在高温高湿的环境下需要更多的电力支持。
三、工厂电力负荷的管理与调控1.合理安排生产计划：根据工厂的电力负荷情况，合理安排生产计划，避免电力负荷过高或过低的情况发生。
2.用电系统的优化设计：通过优化用电系统的设计，如改进设备的能效、增加系统的稳定性、提高用电设备的负荷率等，以减少工厂的电力负荷。
工厂的电力负荷及其计算
工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算工厂作为生产的重要组成部分，对电力的需求量巨大。
电力负荷是指工厂在某一时间段内所需要的电能量，它是衡量工厂用电量大小的指标之一。
工厂的电力负荷计算是工厂电网规划和运营过程中重要的一环，正确计算电力负荷可以确保工厂的正常运行和经济使用电力资源。
本文将从电力负荷的基本概念、计算方法和影响因素等方面进行介绍。
一、电力负荷的基本概念电力负荷是指在一定时间范围内所需要的电能，即单位时间内消耗的电能量。
通常用单位时间内消耗的电能量来衡量，单位为千瓦时（kWh）或兆瓦时（MWh）。
在工厂的生产过程中，不同设备和工艺的电力需求是不同的，因此需要根据不同设备和工艺的电功率和运行时间来计算电力负荷。
二、电力负荷的计算方法计算工厂的电力负荷需要考虑以下几个因素：1.工艺设备的电功率：工厂中的各种设备和机器都有不同的功率需求，可以通过查阅设备的电功率参数手册或者询问设备制造商来获取。
2.设备的运行时间：不同设备和工艺的运行时间是不同的，需要根据设备的使用方式和生产周期来确定。
3.设备的利用率：设备的利用率是指在某一时间段内设备实际运行时间与总运行时间之比，通常用百分比来表示。
电力负荷计算的基本公式为：电力负荷（kWh）= 设备的电功率（kW） * 设备的运行时间（小时） * 设备的利用率三、影响电力负荷的因素1.季节因素：不同季节的工厂用电需求是不同的。
例如夏季气温高，空调和冷却设备的用电需求大；冬季气温低，供暖设备的用电需求大。
2.生产工艺变化：工厂的生产工艺发生变化，会对电力负荷产生影响。
例如，工厂采用新的生产设备或者调整生产工艺，会导致电力负荷的增加或减少。
3.生产规模变化：工厂的生产规模变化也会对电力负荷产生影响。
例如，工厂扩大生产规模或者停工倒闭，都会对电力负荷产生影响。
四、电力负荷的优化管理为了降低工厂的电力负荷，提高能源利用效率，工厂可以采取以下措施：1.能源管理系统：建立科学合理的能源管理系统，通过监测和评估电力负荷的使用情况，制定合理的用电策略，优化能源利用。
工厂的电力负荷及其计算
P 3(1 0) K P P 3(0 2)
01.08.2020
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在负荷计算中，电力变压器的功率损耗按下式近似计算：
记住： PT 0.01S530
QT 0.06S30
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(四)工厂功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计 算负荷
1.工厂的功率因数 （1）瞬时功率因数
cos P
3UI
Qc P30qc
式中 :qc tantan
（2）确定电容器个数
nQC/qC
cos提高 COS
（3）无功补偿后的工厂计算负荷
项目二（一） 工厂的电力负荷 及其计算
之一： 之二： 之三： 之四： 之五：
工厂的电力负荷和负荷曲线 三相用电设备组计算负荷的确定 单相用电设备组计算负荷的确定 工厂的计算负荷和年电能消耗量 尖峰电流的计算
01.08.2020
1
之一： 工厂的电力负荷与负荷曲线
工厂电力负荷 有两种含义
01.08.2020
Wa Aa
P30
Wa T max
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式中 A----为工厂的年产量 A----为单位产品耗电量
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(三)按逐级计算法确定工厂计算负荷
P30(6) KdPe
P 3(0 5)KPP 3(0 6)
P 3(0 4)P W.2LP 3(0 5)
P 3(0 3)KPP 3(0 4)
P 3(0 2)P 3(0 3) P T P W 1L
年最大负荷 利用小时
Tmax
Wa Pmax
一班制：Tmax=1800—3600h、
两班制：Tmax=3500—4800h、
01.08.2020三班制：Tmax=5000—7000h
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１．中断供电将造成人身伤亡时。 ２．中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重 大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报 废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间 才能恢复等。 ３．中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正 常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、 大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场 所等用电单位中的重要电力负荷。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? (3)断续周期工作制) ：这类工作制的设备 周期性地时而工作，时而停歇，如此反复 运行，好像有固定周期一样，而工作周期 一般不超过10min。此设备有两种：电焊 用变压器和吊车、行车用电动机。
? 断续周期工作制的设备，可用“负荷持 续率”(又称暂载率)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
?
? 图2-1是一班制工厂的日有功负荷曲线，其中图
2-1a是依点连成的负荷曲线，图2-1b是绘成梯形 的负荷曲线。为便于计算，负荷曲线多绘成梯形， 横坐标一般按半小时分格，以便确定“半小时最 大负荷”。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? 年负荷曲线 ? 1、负荷持续时间曲线，按负荷大小依次排列，如图2-2c
?
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? 根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：
?
1、允许中断供电时间为 15s以上的供电，可选用快速 自启动的发电机组。 2、自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的， 可选用带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈 电线路。 3、允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电 池静止型不间断供电装置、蓄电池机械贮能电机型不 间断供电装置或柴油机不间断供电装置。 ? 应急电源的工作时间，应按生产技术上要求的停 车时间考虑。当与自动启动的发电机组配合使用时， 不宜少于 10min 。
? 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 :
? （3） 三级负荷对供电电源的要求 由于三级负荷 为不重要的一般负荷，因此它对供电电源无特殊 要电设备的工作制 (负荷分类） ? 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：这类工作制的设备 运行时间长，
第二章 工厂的电力
负荷及其计算
刘红宇
? 第一节工厂的电力负荷与负荷曲线 ? 第二节 三相用电设备组计算负荷的确定
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? 第一节工厂的电力负荷与负荷曲线 ? 一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求 ? (一)工厂电力负荷的分级 ? 工厂的电力负荷，按《供配电系统设计规范》规定，分为
? 三、不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? (二)各级电力负荷对供电电源的要求 ? （1）一级负荷的供电电源应符合下列规定：
a、一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生 故障时，另一个电源不应同时受到损坏。 b、一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供 电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入 应急供电系统。 ? 下列电源可作为应急电源： 1、独立于正常电源的发电机组。 2、供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。 3、蓄电池。 4、干电池。
停歇时间短 。如通风机、水泵、空气压缩机、电 机发电机组、电炉和照明灯等。机床电动机的负 荷，一般变动较大，但其主电动机一般也是连续 运行的。 ? (2)短时工作制： 这类工作制的设备 停歇时间 长，运行时间很短 如机床上的某些辅助电动机 (例 如进给电动机 )、控制闸门的电动机等。（负荷统 计时不计入）
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，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应 视为特别重要的负荷。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? 二、符合下列情况之一时，应为 二级负荷： １．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。 ２．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。
Pe ? PN ?N ? SN cos? N ?N
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? 三、负荷曲线的概念 ? 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种
图形，它绘在直角坐标纸上，纵坐标表示负荷 (有功功率或无功功率 )，横坐标表示对应的时间 (一般以小时为单位 )。 ? 负荷曲线按负荷对象分，有工厂的、车间的或 某类设备的负荷曲线。按负荷性质分，有有功和 无功负荷曲线。按所表示的 负荷变动时间分，有 年的、月的、日的或工作班的负荷曲线。
?
第二章 工厂的电力负荷及其计算
? （2）二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。 在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可 由一回 6KV 及以上专用的架空线路或电缆供电。 当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用 电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电， 其每根电缆应能承受 100%的二级负荷。
所示，全年按8760h计。 ? 上述年负荷曲线，根据其一年中具有代表性的夏日负
荷曲线(图2-2a)和冬日负荷曲线(图2-2b)来绘制。其夏日 和冬日在全年中所占的天数，应视当地的地理位置和气 温情况而定。例如在我国北方，可近似地认为夏日165天， 冬日200天；而在我国南方，则可近似地认为夏日200天， 冬日165天。假设绘制南方某厂的年负荷曲线(图2-2c)， 其中P1在年负荷曲线上所占的时间T1=200(t1+t1′)，P2在 年负荷曲线上所占的时间T2= ? 200t2+165t2′，其余类推。