《工厂供电》第二章教案

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:２０12年9 月

授课教师:宗政勇授课日期：２0年月日

教学内容板书或旁注

－、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；ｔ0为工作周期

内的停歇时间。

断续周期工作制设备的额定容量ＰN，是对应于某一标称负荷持续

率εN的。如果实际运行的负荷持续率ε≠εN,则实际容量Pe应按同

一周期内等效发热条件进行换算。由于电流I通过电阻为Ｒ的设备在

时间t内产生的热量为Ｉ2Rt,因此在设备产生相同热量的条件下,I∝１

／t；而在同一电压下,设各容量Ｐ∝1／t;又由式(2-1）知，同一周

期T的负荷持续率ε∝t;。因此P∝1/t;,即设备容量与负荷持续率的

平方根值成反比。由此可知,如果设备在ε

Ｎ下的容量为P

Ｎ

,则换算到实

际ε下的容量Pｅ为

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。

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Pｍaｘ，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P3

０。

（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

（或P30)持续运行所消间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P

ｍａx

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

式中，W a为年实际消耗的电能量。

年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的一个重要参数，与工

≈１８00～3０厂的生产班制有明显的关系。例如一班制工厂，T m

ａx

00h；两班制工厂,T maｘ≈3500～４8０0h;三班制工厂，Tｍax≈500０～70０0h。

教

学内容板书或旁注

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P av的说明如图２－5所示。年平均负荷P av的横线与两坐标轴所包围的矩形截面恰等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积W a,即年平均负荷P av为

(2）负荷系数(ｌｏad ｃｏｅｆfｉｃienｔ) 负荷系数又称负荷率,它是用电负荷的平均负荷P a

ｖ与其最大负荷Pｍax的比值,即

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坦的程度即表征负荷起伏变动的程度。

对用电设备来说,负荷系数就是设备的输出功率P与设备额定容量PＮ的比值,即

负荷系数通常以百分值表示。负荷系数(负荷率）的符号，有时用β;也有的有功负荷率用α、无功负荷率用β表示。

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：200６年月

教学内容板书或旁注

一、概述

由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需（3～4）τ,τ为发

热时间常数。截面在16mm2及以上的导体，其τ≥10ｍiｎ，因此载

流导体大约经30ｍin(半小时）后可达到稳定温升值。由此可见，计

算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30(亦即年最

)是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是半小时最

大负荷P

ｍax

大负荷。

二、按需要系数法确定计算负荷

(一)基本公式

用电设备组的需要系数，为用电设各组的半小时最大负荷与其设

备容量的比值。由此可得按需要系数法确定三相用电设各组有功计算

负荷的基本公式为

必须注意：附录表１所列需要系数值是按车间范围内设各台数较

多的情况来确定的，所以需要系数值一般都比较低，例如冷加工机床

组的需要系数值平均只有０.2左右。因此需要系数法较适用于确定车

间的计算负荷。如果采用需要系数法来计算分支干线上用电设备各组

的计算负荷，则附录表1中的需要系数值往往偏小，宜适当取大。只

有1～２台设备时,可认为Ｋ

＝1，即P30=P e。对于电动机,由于它本

ｄ

身功率损耗较大，因此当只有一台电动机时,其P30=P N／η,这里P N

为电动机额定容量,η为电动机效率。在Ｋd适当取大的同时，cosφ

也宜适当取大。

无功计算负荷为

tａｎφ为对应于用电设备组cｏsφ的正切值。

视在计算负荷为

ｃosφ为用电设备组的平均功率因数。

计算电流为

为用电设备组的额定电压。

Ｕ

Ｎ

如果一台三相电动机，则其计算电流应取为其额定电流，即

负荷计算中常用的单位：有功功率为“千瓦”（kＷ），无功功率

为“千乏”(kvａr）,视在功率为“千伏安”（ｋV·A），电流为“安”

(Ａ)，电压为“千伏”(kV）。

例2－1 P教材35页