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1、工厂的电力负荷和曲线及其计算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要内容主要内容主要内容主要内容 介介绍绍中中小小型型工工厂厂电电力力负负荷荷的的运运用用情情况况、负负荷荷性性质质及及其其工工作作制制，重重点点介介绍绍了了确确定定用用电电设设备备组组计计算算负负荷荷的的两两种种常常用用方方法法需需要要系系数数法法和和二二项项式式系系数数法法。接接着着讲讲述述了了无无功功补补偿偿的的措措施施。另另外外还还简简要要介介绍绍了了对对供供配配电电系系统统中中各
2、各点点负负荷荷进进行行逐逐点点计计算算的的方方法法以以及及城城市市电电网网用电负荷预测的常用方法。用电负荷预测的常用方法。一、工厂的电力负荷和负荷曲线一、工厂的电力负荷和负荷曲线1.1.工厂常用的用电设备工厂常用的用电设备2.2.工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制3.3.负荷曲线负荷曲线“电力负荷电力负荷”又称电力负载，在不同又称电力负载，在不同的场合可以有不同的含义，它可以指的场合可以有不同的含义，它可以指用电用电设备设备或或用电单位用电单位，也可以指用电设备或用，也可以指用电设备或用电单位的电单位的功率功率或或电流电流的大小。的大小。1.1 工厂常用用电设备工厂常用用电设备 生产加工
3、机械的拖动设备；生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电焊、电镀设备；电热设备；电热设备；照明设备。照明设备。p.生产机械的拖动设生产机械的拖动设备备 机床设备机床设备起重运输设备起重运输设备功能功能金属切削金属切削金属压力加工金属压力加工功能功能起吊搬运物料起吊搬运物料运输客货运输客货车床车床铣床铣床刨床刨床钻床钻床磨床磨床组合机床组合机床镗床镗床冲床冲床锯床锯床剪床剪床砂轮机砂轮机吊车吊车行车行车输送机输送机电梯电梯自动扶梯自动扶梯生产机械的生产机械的拖动设备拖动设备p电焊和电镀设备电焊和电镀设备 电电焊焊设设备备n n电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：电焊机的
4、工作特点是：（1 1）工工工工作作作作方方方方式式式式呈呈呈呈一一一一定定定定的的的的周周周周期期期期性性性性，工工工工作作作作时时时时间间间间和和和和停歇时间相互交替。停歇时间相互交替。停歇时间相互交替。停歇时间相互交替。（2 2）功率较大。）功率较大。）功率较大。）功率较大。（3 3）功率因数很低。）功率因数很低。）功率因数很低。）功率因数很低。（4 4）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。）一般电焊机的配置不稳定，经常移动。n n电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：（
5、1 1）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。（2 2）供供供供电电电电采采采采用用用用直直直直流流流流电电电电源源源源，需需需需要要要要晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管整整整整流流流流设备。设备。设备。设备。（3 3）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。n n电镀的作用：电镀的作用：电镀的作用：电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，提高零件的防止腐蚀，增加美观，提高零件的防止腐蚀，增加美观，提高零件的防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。耐磨性或
6、导电性等，如镀铜、镀铬。耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。电电镀镀设设备备p电热设备电热设备 n n电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：（1 1）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。（2 2）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。（3 3）功功功功率率率率因因因因数数数数都都都都较较较较高高高高，小小小小型型型型的的的的电电电电热热热热设设设设备
7、备备备可达到可达到可达到可达到1 1。电阻加热炉电阻加热炉电弧炉电弧炉感应炉感应炉其它电热设备其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理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红外线加热、微波加热和等离子加热等p照明设备照明设备 n n常用照明设备常用照明设备常用照明设备常用照明设备白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠
8、灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。灯和单灯混光灯等。灯和单灯混光灯等。灯和单灯混光灯等。n n照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：（1 1）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。（2 2）除除除除白白白白炽炽炽炽灯灯灯灯、卤卤卤卤钨钨钨钨灯灯灯灯的的的的功功功功率率率率因因因因数数数数为为为为1 1外外外外，其其其其它它它它类类类类型型型型的的的的灯灯灯灯具具具具功率因数均较低。功率因数均较低。功率因数均较低。功率因数均较低。（3 3）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小
9、。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。（4 4）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在10%10%左右。左右。左右。左右。v工厂电力负荷的分级一级负荷：为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、用重要原料生产的大量产品报废、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。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸、火灾等
10、情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电者，为特别重要负荷。p1.2 1.2 电电力力负荷的分负荷的分级级 二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、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。三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于一、二级负荷着均属于三级负荷。v双电源：指两路电源分别来自不同的发电厂；或一路电源来自发电厂，另一路电源来自区域变电站；或两路电源均来自不同的区域变电站。v双回路：指两路电源来自同一变电所的不同的母线分段。v各级电力负荷对供电电源的要求一级负荷：双电源供电。保证其中一路电源发生故障时，另一路电源
11、应不致同时损坏。特别重要的负荷：除两路电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。常用的应急电源：独立于正常电源的发电机组、供电网络中独立于正常电源的专门的馈电线路、蓄电池、干电池等。二级负荷：双回路供电。二级负荷也属于重要负荷，要求有两个回路供电，供电变压器也应有两台，当其中一回路或一台变压器出现故障时，二级负荷不应中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或当地供电困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上的专用架空线路供电。如采用电缆则必须采用两根电缆并列供电，每个电缆能承受全部二级负荷。三级负荷对供电电源的要求 无特殊要求。p1.3 1.3
12、 工厂用电负荷的分工厂用电负荷的分级级 序序 号号 车车 间间 用用 电电 设设 备备 负荷级别负荷级别 1 1金属加工车间金属加工车间 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床一级一级价格贵，作用大，数量多的数控机床价格贵，作用大，数量多的数控机床 二级二级2 2铸造车间铸造车间冲天炉、鼓风机、冲天炉、鼓风机、30t30t及以上的浇铸起重机及以上的浇铸起重机 三级三级3 3热处理车间热处理车间井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵 二级二级4 4锻压车间锻压车间锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机锻造专用起重机、水
13、压机、高压水泵、油压机 二级二级5 5电镀车间电镀车间大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线 二级二级6 6模具成型车间模具成型车间隧道窑鼓风机、卷扬机隧道窑鼓风机、卷扬机二级二级7 7层压制品车间层压制品车间压塑机及供热锅炉压塑机及供热锅炉 二级二级8 8线缆车间线缆车间冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压机、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、漆泵电加热设备真空泵、液压泵、收线用电设备、漆泵电加热设备 二级二级9 9空压站空压站单台单台60m60m3 3/min/min以上空压机以上空压机 二级二级有高位油箱的
14、离心式压缩机、润滑油泵有高位油箱的离心式压缩机、润滑油泵 二级二级离心式压缩机润滑油泵离心式压缩机润滑油泵 一级一级表表21 小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类 2.1 2.1 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 长期连续工作制设备长期连续工作制设备短时工作制设备短时工作制设备反复短时工作制设备反复短时工作制设备能能能能长长长长期期期期连连连连续续续续运运运运行行行行，每每每每次次次次连连连连续续续续工工工工作作作作时时时时间间间间超超超超过过过过8 8小小小小时时时时，运运运运行行行行时时时时负负负负荷荷荷荷比比比比较较较较稳稳稳稳定定
15、定定。如如如如：照照照照明明明明设设设设备备备备、电电电电动动动动扶扶扶扶梯梯梯梯、空空空空调调调调风风风风机、电炉等。机、电炉等。机、电炉等。机、电炉等。这这这这类类类类设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作时时时时间间间间较较较较短短短短，停停停停歇歇歇歇时时时时间间间间较较较较长长长长。如如如如：金金金金属属属属切切切切削削削削用用用用的的的的辅辅辅辅助助助助机机机机械械械械(龙龙龙龙门门门门刨刨刨刨横横横横梁梁梁梁升升升升降降降降电电电电动动动动机机机机、刀刀刀刀架架架架快快快快速移动装置速移动装置速移动装置速移动装置)、水闸用电动机等。、水闸用电动机等。、水闸用电动机等。、水闸用电
16、动机等。这这这这类类类类设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作呈呈呈呈周周周周期期期期性性性性，时时时时而而而而工工工工作作作作时时时时而而而而停停停停歇歇歇歇，如如如如此此此此反反反反复复复复，且且且且工工工工作作作作时时时时间间间间与与与与停停停停歇歇歇歇时时时时间间间间有有有有一一一一定定定定比比比比例例例例。如如如如起起起起重重重重机机机机、电电电电焊机、电梯等焊机、电梯等焊机、电梯等焊机、电梯等（21）起重电动机起重电动机起重电动机起重电动机的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有15%15%、25%25%、40%40%、60%60%四种。四种。四种。四种。电焊设备
17、电焊设备电焊设备电焊设备的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有的标准暂载率有50%50%、65%65%、75%75%、100%100%四种。四种。四种。四种。通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来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表示表示表示负荷持续率负荷持续率负荷持续率负荷持续率（或称（或称（或称（或称暂载率暂载率暂载率暂载率）n n负荷持续率负荷持续率负荷持续率负荷持续率工作时间工作时间停歇时间停歇时间同同一一设设备备在在不不同同的的暂暂载载率率下下工工作作时时，
18、其其输输出出功功率率是是不不同同的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的下。下。n断续工作制电气设备的功率与负荷持续断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系率的关系对起重电动机应统一换算到对起重电动机应统一换算到=25%=25%，换算公式为：，换算公式为：（22）起重电动机起重电动机换换算算后后设设备容量备容量（换换算算前前）设设备备铬铬牌牌额额定定功功率率设设备备铬铬牌牌暂暂载载率率对电焊机设备，应统一换算到对电焊机设备，应统一换算到=100%=100%，换算公式为：，换算公式为：（2-3）电焊机设备电焊机设备设备铬牌额定容量设备铬牌额定
19、容量设备铬牌功率因数设备铬牌功率因数n例例2-1某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台台（其中（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA，），车间有吊车），车间有吊车1 1台台11kW11kW，），试计算此车间的设备容量。），试计算此车间的设备容量。解：解：（1 1）金属切削机床的设备容量）金属切削机床的设备容量 金金属属切切削削机机床床属属于于长长期期连连续续工工作
20、作制制设设备备，所所以以2020台台金属切削机床的总容量为：金属切削机床的总容量为：电电焊焊机机属属于于反反复复短短时时工工作作制制设设备备，它它的的设设备备容容量量应应统统一一换算到换算到 ，所以，所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量：（2 2）电焊机的设备容量）电焊机的设备容量 吊吊车车属属于于反反复复短短时时工工作作制制设设备备，它它的的设设备备容容量量应应统统一一换换算到算到 ，所以，所以1 1台吊车的容量为：台吊车的容量为：（3 3）吊车的设备容量）吊车的设备容量 (4)(4)车间的设备总容量为车间的设备总容量为2.2 2.2 负荷曲线负荷曲线 p定义定义负荷曲线是表示电
21、力负荷随时间变动情况的曲线。负荷曲线是表示电力负荷随时间变动情况的曲线。n按负荷对象分按负荷对象分工厂的的负荷曲线工厂的的负荷曲线车间的的负荷曲线车间的的负荷曲线某台设备的负荷曲线某台设备的负荷曲线n按负荷的功率性质分按负荷的功率性质分有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线p分类分类n按表示的时间分按表示的时间分年的负荷曲线年的负荷曲线月的负荷曲线月的负荷曲线日的负荷曲线日的负荷曲线工作班的负荷曲线工作班的负荷曲线n按绘制方式分按绘制方式分依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形的负荷曲线梯形的负荷曲线p负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制 负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，负荷曲线通常都绘制
22、在直角坐标上，横坐标横坐标表示负荷表示负荷变动时间，变动时间，纵坐标纵坐标表示负荷大小（功率表示负荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。图图3.1 日有功负荷曲线日有功负荷曲线依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形负荷曲线梯形负荷曲线图图2.2 年负荷曲线年负荷曲线年年负负荷荷持持续续时时间间曲曲线线，反反映映了了全全年年负负荷荷变变动动与与对对应应的的负负荷荷持持续续时时间间（全全年年按按8760h计计）的关系。的关系。年年每每日日最最大大负负荷荷曲曲线线，反反映映了了全全年年当当中中不不同同时时段段的的电电能能消消耗耗水水平平，是是按按全全年年每每日日的的最最大大半半小小时时平平
23、均均负负荷荷来来绘绘制的。制的。p与负荷曲线有关的参数与负荷曲线有关的参数 n(1)(1)年最大负荷年最大负荷P Pm maxax和年最大负荷利用小时和年最大负荷利用小时T Tmaxmax 图图2.3 年最大负荷和年平均负荷年最大负荷和年平均负荷年最大负荷年最大负荷P Pmaxmax 年年负负荷荷持持续续时时间间曲曲线线上上的的最最大大负负荷荷，它它是是全全年年中中负负荷荷最最大大的的工工作作班班消消耗耗电电能能最最多多的的半半小小时时平平均均负荷负荷P P3030。年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时T Tmaxmax假假设设负负荷荷按按最最大大负负荷荷P Pmaxmax持持续续运运行行时时
24、，在在此此时时间间内内电电力力负负荷荷所所耗耗用用的的电电能能与与电电力力负负荷荷全全年年实实际际耗耗用的电能相同。用的电能相同。（2-4）uT Tmaxmax是是一一个个反反映映工工厂厂负负荷荷特特征征的的重要参数重要参数l一班制工厂一班制工厂T Tmaxmax=1800=18003000h3000hl两班制工厂两班制工厂T Tmaxmax=3500=35004800h4800hl三班制工厂三班制工厂T Tmaxmax=5000=50007000h7000h负负荷荷全全年年实实际际耗用电能耗用电能n平均负荷平均负荷P Pavav和年平均负荷和年平均负荷 平均负荷平均负荷就是负荷在一定时间就是
25、负荷在一定时间t t内平均消耗的功率内平均消耗的功率（2-5）年年平平均均负负荷荷就就是是全全年年工工厂厂负负荷荷消消耗耗的的总总功功率率除除全全年总小时数。年总小时数。（2-6）t时时间间内内耗耗用用的电能的电能有功负荷系数通常取0.70.75无功负荷系数通常取0.760.82n负荷系数负荷系数 2.2 2.2 负荷计算的方法负荷计算的方法 2.2.1 2.2.1 概述概述 2.2.2 2.2.2 需要系数法需要系数法2.2.3 2.2.3 二项式法二项式法2.2.4 2.2.4 单相用电设备的负荷计算单相用电设备的负荷计算2.2.5 2.2.5 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定2.2.
26、1 概述概述 p“计算负荷计算负荷”n是是指指用用统统计计计计算算求求出出的的，用用来来选选择择和和校校验验变变压压器器容容量量及及开开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。PC-负荷的有功计算负荷负荷的有功计算负荷QC-负荷的无功计算负荷负荷的无功计算负荷SC-负荷的视在计算负荷负荷的视在计算负荷IC-负荷的计算电流负荷的计算电流p负荷计算负荷计算是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。v工程上为了取值和表达方便，将最大负荷P30作为计算负荷Pc。v由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需34，为发热时间常数。截
27、面在16mm2及以上的导体，其大于等于10分钟，因此载流导体大约经过30分钟后可达到稳定温升。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(亦既年最大负荷Pmax)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。之所以用P30代替PC是因为电气上的c已经用来表示电容。所以，我们用P30、Q30、S30、I30来表示有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷、计算电流。需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。所的负荷计算。二项式系数法考虑了
28、用电设备中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低压配电支干线和配电箱的负荷计算。计算。负荷计负荷计算方法算方法p负荷计算方法负荷计算方法表表2.2 各用电设备组的需要系数各用电设备组的需要系数Kd及功率因数及功率因数 用电设备组名称用电设备组名称 需要系数需要系数Kd 二项式系数二项式系数 最大容量最大容量设备台数设备台数 功率因数功率因数ab小批量生产金属冷加工机床小批量生产金属冷加工机床大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小
29、批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床 0.160.20.180.250.250.30.30.35 0.140.140.240.26 0.40.50.40.5 5555 0.50.50.60.65 1.731.731.331.17 通风机、水泵、空压机通风机、水泵、空压机 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非联锁的连续运输机械非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车锅炉房和机加、机修、装配车间的
30、吊车铸造车间吊车铸造车间吊车0.10.150.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 自动装料电阻炉自动装料电阻炉非自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻炉、干燥箱小型电阻炉、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.70.70.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高频感应电炉（不带补偿）高频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉电弧熔炉0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 点焊机、缝焊机点焊机、缝焊机对焊机对焊机0.350.35 0.60.7
31、1.331.02 自动弧焊变压器自动弧焊变压器单头手动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 生产厂房、办公室、实验室照明生产厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明变配电室、仓库照明生活照明生活照明室外照明室外照明0.810.50.70.60.81 1.01.01.01.0 0000 2.2.2 需要系数法需要系数法 p需要系数法需要系数法 （2-7）（2-8）需要系数需要系数用用 电电 设设 备备组组 所所 有有 设设备备 容容 量量 之之和和每每组组用用电电设设备备的设备容量的设备容量 由由
32、于于一一个个用用电电设设备备组组中中的的设设备备并并不不一一定定同同时时工工作作，工工作作的的设设备备也也不不一一定定都都工工作作在在额额定定状状态态下下，另另外外考考虑虑到到线线路路的的损损耗耗、用用电电设设备备本本身身的的损损耗耗等等因因素素，设设备备或或设设备备组组的的计计算算负负荷荷等等于于用用电电设设备备组组的的总总容容量量乘乘以以一一个个小小于于1的的系系数，叫做数，叫做需要系数需要系数，用，用Kd表示。表示。n需要系数需要系数K Kd d 需要系数法需要系数法需要系数需要系数需要需要系数系数同同时时系系数数K：并并非非供供电电范范围围内内的的所所有有用用电电设设备备都都会同时投入
33、使用会同时投入使用负负荷荷系系数数KL：并并非非投投入入使使用用的的所所有有电电气气设设备备任任何何时时候候都会满载运行都会满载运行电电气气设设备备的的平平均均效效率率e：电电气气设设备备额额定定功功率率与与输输入入功率不一定相等功率不一定相等 线线路路的的平平均均效效率率W1：考考虑虑直直接接向向电电气气设设备备配配电电的的配配电电线线路路上上的的功功率率损损耗耗后后，电电气气设设备备输输入入功功率率与与系系统统向向设设备备提提供供的的功功率率不不一一定相同定相同 注注：工工程程实实际际中中，很很难难通通过过Kd的的表表达达式式来来求求得得需需要要系系数数，一一般般都都是是通通过过查查表表求
34、得其经验值求得其经验值用 电 设 备 组 名 称需要系数kd功率因数costan通风机和水泵运输机、传达带混凝土及砂浆搅拌机破碎机、筛、泥泵、砾石洗涤机起重机、掘土机、升降机电焊机建筑室内照明工地住宅、办公室照明变电所室外照明0.750.850.520.600.650.700.700.250.450.800.400.700.500.701.00.800.750.650.700.700.451.01.01.01.00.750.881.771.021.021.980000建筑工地常用用电设备组建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数的需要系数及功率因数需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求
35、求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题n（1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取n (2)用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷 有功计算负荷：有功计算负荷：（2-9）无功计算负荷：无功计算负荷：（2-10）需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题视在计算负荷：视在计算负荷：（2-11）计算电流：计算电流：（2-12）需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题n(3)多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷 总的有功计算负荷：总的有功计算负荷：（2-13）总的无
36、功计算负荷：总的无功计算负荷：（2-14）需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题总的视在计算负荷：总的视在计算负荷：（2-15）总的计算电流：总的计算电流：（2-16）在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数K。应用范围K确定车间变电所低压线路最大负荷冷加工车间热加工车间 动力站0.70.80.70.90.81.0确定配电所母线的最大负荷负荷小于5000kW计算负荷小于500010000
37、kW 计算负荷大于10000kW0.91.00.850.8表表3.3 同时系数同时系数K n例例2-2（接例（接例21）某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台台（其中（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA，），车间有吊车），车间有吊车1 1台台11kW11kW，），试计算此车间的），试计算此车间的计算负荷计算负荷。解：解：（1 1）金属切削机床组的计算负荷）金属切
38、削机床组的计算负荷 查查表表2.22.2取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：所以，有所以，有（2 2）电焊机组的计算负荷）电焊机组的计算负荷查表查表2.2 2.2 取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：（3 3）吊车组的计算负荷）吊车组的计算负荷查表查表2.22.2取需要系数和功率因数为取需要系数和功率因数为（4 4）全车间的总计算负荷）全车间的总计算负荷 根据表根据表2.32.3，取同时系数，取同时系数 ，所以全车间，所以全车间的计算负荷为：的计算负荷为：某机修车间380V线路上有如下设备：对焊机一台：SN=42kVA,N=60%,cos=0.62 10吨桥式起重机一台
39、：PN=39.6kW,N=40%金属切削用三相电机：7.5kW 3台,4kW 8 台;3kW 17台试求计算负荷。n作业作业p应用场合应用场合n在在计计算算设设备备台台数数不不多多，而而且且各各台台设设备备容容量量相相差差较较大大的的车车间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。间干线和配电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。p基本公式基本公式（3-17）2.2.3 二项式法二项式法 b、c二二项项式式系系数数，根根据据设设备备名名称称、类类型型、台台数查表数查表3.2选取选取指指用用电电设设备备中中x台台容容量量最大的设备容量之和最大的设备容量之和用用电电设设备备组组的平均负荷的平均负荷用
40、用电电设设备备组组的的设备总容量设备总容量指用电设备中指用电设备中x 台容量台容量最大的设备投入运行时最大的设备投入运行时增加的附加负荷。增加的附加负荷。Q30，S30，I30的计算公式与前述需要系数法相同。的计算公式与前述需要系数法相同。二二二二项项项项式式式式法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题：n（1）对）对12台用电设备台用电设备n（2）用电设备组）用电设备组有有功功计计算算负负荷荷的的求求取取直直接接应应用用式式（3-17），其其余余的的计计算负荷与需要系数法相同。算负荷与需要系数法相同。二二二二项项项项式式式式法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个
41、个个问问问问题题题题：p（3）多组用电设备）多组用电设备要考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。在各要考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷，再加上各组平组用电设备中取其中一组最大的附加负荷，再加上各组平均负荷，求出设备组的总计算负荷。均负荷，求出设备组的总计算负荷。总的有功计算负荷为总的有功计算负荷为：（2-18）总的无功计算负荷为总的无功计算负荷为：（2-19）各各组组中中最最大大的的一一组组附附加加负荷负荷最最大大附附加加负负荷荷所所在在设设备备组组的的对对应应的的值值用用二二项项式式法法计计算算例例2.12.1车车间间的的金金属属切切
42、削削机机床床组组的的计计算负荷。算负荷。解：查表解：查表2.22.2取取二项式系数二项式系数所以所以n例例2-3v如果用电设备组的设备总台数nS30(2)，因此在未进行无功补偿，因此在未进行无功补偿时，主变压器容量应选为时，主变压器容量应选为1250kVA（参看附录表（参看附录表5）。）。这时变电所低压侧的功率因数为这时变电所低压侧的功率因数为:(2)无功补偿容量无功补偿容量 按规定变电所高压侧的按规定变电所高压侧的 ，考虑到变压器的无功功率损，考虑到变压器的无功功率损耗耗QT 远大于其有功损耗远大于其有功损耗PT，一般，一般 ，因此在变，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因
43、数应略高于压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取，这里取 。要使低压侧功率因数由要使低压侧功率因数由0.63提高到提高到0.92，低压侧需装设的并联电，低压侧需装设的并联电容器容量为容器容量为:取取(3)补偿后的变压器容量和功率因数补偿后的变压器容量和功率因数 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：因此补偿后变压器容量可改选为因此补偿后变压器容量可改选为800kVA，比补偿前容量减少，比补偿前容量减少450kVA。变压器的功率损耗为：变压器的功率损耗为：变电所高压侧的计算负荷为：变电所高压侧的计算负荷为：补偿后工厂的功率因数为：
44、补偿后工厂的功率因数为：，满足要求。满足要求。由此例可以看出，采用无功补偿来提高功率因数能使工厂取得可观的经由此例可以看出，采用无功补偿来提高功率因数能使工厂取得可观的经济效果。济效果。p无功功率补偿位置无功功率补偿位置n并联电容器在变配电系统中的三种安装方式：高压集中补偿低压集中补偿低压就地补偿n不同补偿位置的补偿范围的大小也不一样。并联电容器的补偿范围并联电容器的补偿范围高压集中补偿高压集中补偿高压集中补偿是将并联电容器安装在总降压变电所二次侧（610kv侧）或变配电所的一次侧（610kv侧）。这种补偿方式能补偿10kv母线前线路上的无功功率，而此母线后的区域没有得到无功补偿，所以补偿效果
45、较差。但这种补偿方式的初投资少，便于运行维护，还可以根据负荷实际变化情况调节补偿电容(通过调节并联电容器的个数)。高压集中补偿方式电路图高压集中补偿方式电路图低压集中补偿低压集中补偿这种补偿方式是将并联电容器组装设在变电所的0.4kv低压母线上，它的补偿区域为低压母线前含变压器的所有区域。低压集中补偿方式电路图低压集中补偿方式电路图低压分散补偿低压分散补偿（就地补偿（就地补偿）是将并联电容器装在需要补偿的设备附近，与该设备一起投切。这种补偿方式可补偿安装位置前线路及变压器上的无功功率，可以看出这种补偿方式的补偿范围最大，效果也较好，但这种补偿方式的投资较大。低压分散补偿方式电路图低压分散补偿方
46、式电路图民用建筑电气设计规范规定：民用建筑电气设计规范规定：v采用电力电容器作无功补偿时，宜用就地平衡原则。低压部分的无功负荷由低压电容器补偿，高压部分的无功负荷由高压电容器补偿。容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。补偿基本无功负荷的电容器组，宜在配变电所内集中补偿。居住区的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。&对于民用建筑并联电容器进行无功功率补偿基本上采用低压集中补偿的方式。小小 结结 工厂常用的用电设备：工厂常用的用电设备：生产加工机械的生产加工机械的拖动拖动设备设备；电焊、电镀设备电焊、电镀设备；电热设备电热设备；照明照明设备设备。这些设备按工作制可以分为
47、。这些设备按工作制可以分为长期连续工作长期连续工作制设备制设备、短时工作制设备短时工作制设备、反复短时工作制设备反复短时工作制设备三类。三类。小小 结结 年年负负荷荷曲曲线线反反映映了了全全年年负负荷荷变变动动与与对对应应的的负负荷荷持持续续时时间间的的关关系系。按按时时间间单单位位的的不不同同，可可以以分分为为日日负负荷荷曲曲线线和和年年负负荷荷曲曲线线。全全年年每每日日最最大大负负荷荷曲曲线线反反映映了了全全年年当当中中不不同同时时段段的的电电能能消消耗耗水水平平。年年最最大大负负荷荷Pmax 是是全全年年中中负负荷荷最最大大的的工工作作班班内内，消消耗耗电电能能最最多多的的半半小小时时平
48、平均均负负荷荷P30，也也就就是是有有功功计算负荷。计算负荷。小小 结结 与负荷曲线有关的几个概念：与负荷曲线有关的几个概念：年最大负荷年最大负荷年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数计算负荷计算负荷平均负荷平均负荷负荷系数负荷系数小小 结结 确确定定计计算算负负荷荷的的常常用用方方法法有有需需要要系系数数法法和和二二项项式式系系数数法法。需需要要系系数数法法适适用用于于多多组组三三相相用用电电设设备备的的计计算算负负荷荷，如如变、配电所的负荷计算，变、配电所的负荷计算，P30=KdPe。二二项项式式系系数数法法适适用用于于设设备备台台数数较较少少而而容容量量差差别别悬悬殊殊的的分分支支干干
49、线线的的计计算算负负荷荷，如如低低压压配配电电支支干干线线和和配配电电箱箱的的负负荷计算，荷计算，P30=bPe+c Px。小小 结结 供供配配电电线线路路和和变变压压器器流流过过电电流流时时，势势必必引引起起功功率率和和电电能能损损耗耗。故故在在进进行行全全场场负负荷荷计计算算时时，应应计计入入这这部部分分损损耗耗。本本章章介介绍绍了了线线路路和和变变压压器器的的功功率率损损耗耗和和电电能能损损耗耗的计算方法。的计算方法。企企业业供供配配电电系系统统进进行行负负荷荷计计算算时时，通通常常采采用用需需要要系系数数法法逐级逐级进行负荷计算。进行负荷计算。小小 结结 功率因数太低对电力系统有很多不良影响。功率因数太低对电力系统有很多不良影响。高高压压供供电电的的工工厂厂，最最大大负负荷荷时时的的功功率率因因数数不不得得低低于于0.9，其他工厂不得低于，其他工厂不得低于0.85。提高功率因数的方法提高功率因数的方法提高自然功率因数提高自然功率因数人工补偿人工补偿并联电容器并联电容器低压就地补偿低压就地补偿低压集中补偿低压集中补偿高压集中补偿高压集中补偿Thank you very much!本本章章到到此此结结束束，谢谢谢谢您您的的光光临临！内容预告v下章（第三章）内容：短路电流及其计算