工厂的电力负荷及其计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,第二节 三相用电设备组计算负荷的确定,第三节 单相用电设备组计算负荷的确定,一.工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求,二.工厂用电设备的工作制,三.负荷曲线及有关物理量,一.概 述,二.按需要系数法确定计算负荷,三.按二项式法确定计算负荷,一.概 述,二.单相设备组等效三相负荷的计算,一.工厂计算负荷的确定,第四节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算,二.工厂年耗电量的计算,第五节 尖峰电流及其计算,复习思考题,习 题,一.概 述,二.用电设备尖峰电流的计算,一.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。电力负荷的具体含义视具体情况而定。,(一)工厂电力负荷的分级,工厂的电力负荷，按GB50052-1995供配电系统设计规范规定，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 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。,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，以及特别重要场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。,(2)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。,(3)三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者均属三级负荷。,(二)各级电力负荷对供电电源的要求,(1)一级负荷对供电电源的要求 由于一级负荷属重要负荷，如果中断供电造成的后果将十分严重，因此要求由两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏。,一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，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。,常用的应急电源有：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门供电线路；3)蓄电池；4)干电池。,内容提要：,本章首先简介工厂用电设备的分级及有关概念，然后着重讲述用电设备组计算负荷和工厂计算负荷的确定方法，最后讲述尖峰电流及其计算。本章内容是工厂供电系统运行分析和设计计算的基础。,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,(2)二级负荷对供电电源的要求 二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台，但这两台变压器不一定在同一变电所。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和修复。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。,(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求。,二.工厂用电设备的工作制,工厂的用电设备，按其工作制分以下三类：,(1)连续工作制设备 这类工作制设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足以使之达到热平衡状态，如通风机、水泵、空气压缩机、电动发电机组、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)短时工作制设备 这类工作制设备在恒定负荷下运行的时间短（短于达到热平衡所需的时间），而停歇时间长（长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度），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。,(3)断续周期工作制设备 这类工作制设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡，如电焊机和吊车电动机等。,断续周期工作制设备，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,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；,t,0,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（铭牌容量），是对应于某一标称负荷持续率,的。如果实际运行的负荷持续率 ，则实际容量,P,e,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 I,2,Rt,，因此在设备产生相同热量的条件下，；而在同一电压下，设备容量 ；又由式（2-1）知，同一周期,T,的负荷持续率 。因此 ，即设备容量与负荷持续率的平方根值成反比。由此可见，如果设备在 下的容量为 ，则换算到实际 下的容量,P,e,为,(2-2),【2】吊车（起重机）的铭牌负荷持续率有15%、25%、40%、60%等，而 时，换算相对较为简便，因此规定其设备容量统一换算到 。,这样表示，也使计算负荷的概念更加明确。,2)，因此可求得：,为其值等于25%的负荷持续率（计算中用0.,因此按式（2-21）可求得其有功计算负荷为,按式（2-11）可求得其无功计算负荷为,为其值等于25%的负荷持续率（计算中用0.,相应地负荷电流I30 也将有所减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选择较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。,实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。,如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成 和有色金属的浪费。,A相,第二章 工厂的电力负荷及其计算,尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自启动条件等。,工厂（或车间）装设了无功补偿装置以后，总的计算负荷P30 不变，而总的无功计算负荷应扣除无功补偿容量，即总的无功计算负荷为,在Kd 适当取大的同时，也宜适当取大。,因此负荷计算也只能力求接近实际。,(3)各相总的有功和无功计算负荷,三.负荷曲线及有关物理量,(一)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（有功或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以小时h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。,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是依点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”（将在后面介绍）。,图2-1 日有功负荷曲线,a)依点连成的负荷曲线 b)依点绘成梯形的负荷曲线,年负荷曲线，通常绘成负荷持续时间曲线，按负荷大小依次排列，如图2-2c所示。全年按8760h计。,图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制,a)夏日负荷曲线 b)冬日负荷曲线 c)年负荷持续时间曲线,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，可近似地取夏日165天，冬日200天；而在我国南方，则可近似地取夏日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,P,1,在年负荷曲线上所占的时间 ，,P,2,在年负荷曲线上所占的时间 ，其余类推。,年负荷曲线的另一形式，是按全年每日的最大负荷（通常取每日的最大负荷半小时平均值）绘制的，称为年每日最大负荷曲线，如图2-3所示。横坐标依次以全年十二个月份的日期来分格。这种年最大负荷曲线，可以用来确定拥有多台电力变压器的工厂变电所在一年内的不同时期宜于投入几台运行，即所谓经济运行方式，以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益。,从各种负荷曲线上，可以直观地了解电力负荷变动的情况。通过对负荷曲线的分析，可以更深入地掌握负荷变动的规律，并可以从中获得一些对设计和运行有用的资料。因此负荷曲线对于从事工厂供电设计和运行的人员来说，都是很必要的。,图2-3 年每日最大负荷曲线,(二)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,P,max,就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是全年至少出现23次）消耗电能最大的半小时平均功率。因此年最大负荷也称为半小时最大负荷,P,30,。,(2)年最大负荷利用小时 年最大负荷利用小时,T,max,是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷,P,max,（或,P,30,）持续运行所消耗的电能，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,图2-4 年最大负荷和年最大负荷利用小时,(2-3),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，与工厂的生产班制有明显的关系。例如一班制工厂，,T,max,18003000h；两班制工厂，,T,max,35004800h；三班制工厂，,T,max,50007000h。,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。从充分发挥供电设备的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高越接近于1越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使不平坦的负荷曲线“削峰填谷”，提高负荷系数。,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,P,N,的比值，即,2.平均负荷和负荷系数,(1)平均负荷 平均负荷,P,av,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,W,t,除以时间,t,的值，即,(2-4),年平均负荷,P,av,的说明如图2-5所示。年平均负荷,P,av,的横线与纵横两坐标轴所包围的矩形面积恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积,W,a,，即年平均负荷为,P,av,为,(2-5),图2-5 年平均负荷,(2)负荷系数 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷,P,av,与其最大负荷,P,max,的比值，即,(2-6),(2-7),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,，也有的有功负荷率用 ，无功负荷率用,表示。,第二节 三相用电设备组计算负荷的确定,一.概述,供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。,通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷（calculated load）。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。,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。截面在16mm2 及以上的导体，其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。本来有功计算负荷可表示为Pc，无功计算负荷可表示为Qc，计算电流可表示为c，但考虑到“计算”的符号c 容易与“电容”的符号C 相混淆，因此大多数供电书籍都借用半小时最大负荷P30 来表示有功计算负荷，无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为Q30、S30 和30。这样表示，也使计算负荷的概念更加明确。,计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成 和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化，甚至燃烧引起火灾，从而造成更大的损失。由此可见，正确确定计算负荷非常重要。但是，负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算也只能力求接近实际。,我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法，最为简便。二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别较大的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之需要系数法合理，且计算也比较简便。本书只介绍这两种计算方法。关于以概率论为理论基础而提出的用以取代二项式法的利用系数法，由于其计算比较繁复而未得到普遍应用，此略。,即用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值。,二.按需要系数法确定计算负荷,(一)基本公式,用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷,P,30,，如图2-6所示。用电设备组的设备容量,p,e,，是指用电设备组所有设备（不含备用的设备）的额定容量,P,N,之和，即,p,e,P,N,。而设备的额定容量,P,N,是设备在额定条件下的最大输出功率（出力）。但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身和配电线路还有功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为,(2-8),式中,K,为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；,K,L,为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量之比；,e,为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比；,WL,为配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率（亦即设备组取用功率）与首端功率（亦即计算负荷）之比。,图2-6 用电设备组的计算负荷说明,令上式中的 ，这里的 称为需要系数（demand coefficient）。由上式可知，需要系数的定义式为,(2-9),由此可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为,(2-10),实际上，需要系数值不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备 效率和线路损耗等因素有关，而且与操作人员的技能和生产组织等多种因素有关，因此应尽可能地通过实测分析确定，使之尽量接近实际。,附录表1列出工厂各种用电设备组的需要系数值，供参考。,必须注意：附录表1所列需要系数值是按车间范围内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12台设备时，可认为,K,d,=1，即,P,30,=,P,e,。对于电动机，由于它本身功率损耗较大，因此当只有一台电动机时，其,P,30,=,P,N,/,，这里,P,N,为电动机额定容量，,为电动机效率。在,K,d,适当取大的同时，也宜适当取大。,这里还要指出：需要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大，因此在计算时，首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则会造成错误。例如机修车间的金属切削机床电动机，应属小批生产的冷加工机床电动机，因为金属切削就是冷加工，而机修不可能是大批生产。又如压塑机、拉丝机和锻锤等，应属热加工机床。再如起重机、行车、电动葫芦等，均属吊车类。,在求出有功计算负荷,P,30,后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷：,无功计算负荷为,(2-11),式中 为对应于用电设备组 的正切值。,视在计算负荷为,(2-12),(2-13),式中,U,N,为用电设备组的额定电压。,式中 为用电设备组的平均功率因数。,计算电流为,如果只有一台三相电动机，则此电动机的计算电流就取其为额定电流，即,(2-14),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”（kVA），电流为“安”（A），电压为“千伏”（kV）。,例2-1,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。,解：,此机床组电动机的总容量为,查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得 (取0.2)，因此可求得：,有功计算负荷,无功计算负荷,视在计算负荷,计算电流,(二)设备容量的计算,需要系数法基本公式 中的设备容量,P,e,，不含备用设备的容量，而且要注意，此容量的计算与用电设备组的工作制有关。,1.一般连续工作制和短时工作制的用电设备组容量计算,其设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。,2.断续周期工作制的设备容量计算,其设备容量是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量换算到一个规定的负荷持续率下的容量之和。容量换算的公式如式(2-2)所示。断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机，各自的换算要求如下：,(1)电焊机组 要求容量统一换算到,=100%,【1】,，因此由式（2-2）可得换算后的设备容量为,式中,P,N,、,S,N,为电焊机的铭牌容量（前者为有功功率，后者为视在功率）；为与铭牌容量相对应的负荷持续率（计算中用小数）；为其值等于100%的负荷持续率（计算中用1）；为铭牌规定的功率因数。,(2)吊车电动机组 要求容量统一换算到,【2】,，因此由式（2-2）可得换算后的设备容量为,(2-16),式中,P,N,为吊车电动机的铭牌容量；为与,P,N,对应的负荷持续率（计算中用小数）；为其值等于25%的负荷持续率（计算中用0.25）。,即 (2-15),(三)多组用电设备计算负荷的确定,确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）和 ：,对车间干线，取 ，,【1】电焊机的铭牌负荷持续率有20%、40%、50%、60%、75%、100%等多种，而 时，换算最为简便，因此规定其设备容量统一换算到 。附录表1中电焊机的需要系数及其他系数也都是对应于 的。,【2】吊车（起重机）的铭牌负荷持续率有15%、25%、40%、60%等，而 时，换算相对较为简便，因此规定其设备容量统一换算到 。附录表1中吊车组的需要系数及其他系数也都是对应于 的。,对低压母线，分两种情况,(1)由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取 ，,(2)由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取，取 ，,总的有功计算负荷为,(2-17),总的无功计算负荷为,(2-18),以上两式中的 和 分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。,总的视在计算负荷为,(2-19),总的计算电流为,(2-20),必须注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷与计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷也不能按式（2-12）计算。,此外应注意：在计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均按附录表1所列的计算系数来计算，而不必考虑设备台数少而适当增大 和 值的问题。,例2-2,某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台，4kW3台，2.2 kW7台)，通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。,解：,先求各组的计算负荷,(1)金属切削机床组,查附录表1，取,故,(2)通风机组,查附录表1，取,故,(3)电阻炉,查附录表1，取,故,因此总的计算负荷为（取 ）,34.5,22.7,18.5,13.1,取,19.1,13.8,55,23,车间总计,0,1.4,0,1,0.7,2,1,电阻炉,3,1.8,2.4,0.75,0.8,0.8,3,2,通风机,2,17.3,10,1.73,0.5,0.2,50,20,切削机床,1,计 算 负 荷,需要系数,容 量,台数,n,设备名称,序号,表2-1 例2-2的电力负荷计算表,（按需要系数法）,在实际工程设计说明书中，为了使人一目了然，便于审核，常采用计算表格的形式，如表2-1所示。,式中,bP,e,(二项式第一项)表示设备组的平均功率，其中,P,e,是用电设备组的设备总容量，其计算方法如前需要系数法所述；,cP,x,(二项式第二项)表示设备组中,x,台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中,P,x,是,x,台最大容量的设备总容量；,b,、,c,是二项式系数。,附录表1中也列有部分用电设备组的二项式系数,b,、,c,和最大容量的设备台数,x,值，供参考。,但必须注意：按二项式法确定计算负荷时，如果设备总台数,n,少于附录表1中规定的最大容量设备台数,x,的2倍，即,n,S,30(2),，因此在未进行无功补偿时，主变压器容量应选为1250kVA（参看附录表5）。,这时变电所低压侧的功率因数为,(2)无功补偿容量,按规定变电所高压侧的 ，考虑到变压器的无功功率损耗,Q,T,远大于其有功损耗,P,T,，一般 ，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数应略高于0.9，这里取 。,要使低压侧功率因数由0.63提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为,取,(3)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,因此补偿后变压器容量可改选为800kVA，比补偿前容量减少450kVA。,变压器的功率损耗为,变电所高压侧的计算负荷为,补偿后工厂的功率因数为 ，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济效果。,二.工厂年耗电量的计算,工厂的年耗电量可用工厂的年产量和单位产品耗电量进行估算，如前面式（2-35）所示。,工厂年耗电量较精确的计算，可利用工厂的有功和无功计算负荷,P,30,与,Q,30,，即,年有功电能消耗量 (2-47),年无功电能消耗量 (2-48),式中,为年平均有功负荷系数，一般取0.70.75；,为年平均无功负荷系数，一般取0.760.82；,T,为年实际工作小时数，按每周五个工作日计，一班制可取2000h，两班制可取4000h，三班制可取6000h,。,例2-7,假设例2-6所示工厂为两班制生产，试计算其年电能消耗量。,解：,按式（2-47）和式（2-48）计算，取 可得,工厂年有功耗电量为,工厂年无功耗电量为,第五节 尖峰电流及其计算,一.概 述,尖峰电流（peak current）是指持续时间12s的短时最大电流。,尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自启动条件等。,二.用电设备尖峰电流的计算,(一)单台用电设备尖峰电流的计算,单台用电设备的尖峰电流就是其启动电流（starting current），因此尖峰电流为,(2-49),式中,I,N,为用电设的备额定电流；,I,st,为用电设备的启动电流；,K,st,为用电设备的启动电流倍数，笼型电动机为,K,st,57，绕线转子电动机,K,st,23，直流电动机,K,st,=,1.7，电焊变压器,K,st,3。,(二)多台用电设备尖峰电流的计算,引至多台用电设备的线路上的尖峰电流按下式计算：,(2-50),或 (2-51),式中,和(,I,st,-,I,N,),max,分别为用电设备中启动电流与额定电流之差为最大的那台设备的启动电流及其启动电流与额定电流之差；为将启动电流与额定电流之差为最大的那台设备除外的其他,n,-1台设备的额定电流之和；,K,为上述,n,-1台设备的同时系数，按台数多少选取，一般取0.71；,I,30,为全部设备投入运行时线路的计算电流。,例2-8,有一380V三相线路，供电给表2-4所示4台电动机。试计算该线路的尖峰电流。,表2-4 例2-8 的负荷资料,M4,M3,M2,M1,193.2,197,35,40.6,启动电流,I,st,/,A,27.6,35.8,5,5.8,额定电流,I,N,/,A,电动机,参数,解:,由表2-4可知，电动机M4的,I,st,I,N,193.2A27.6A165.6A,为最大，因此按式(2-50)计算(取,K,=0.9)得线路的尖峰电流,第二章 复习思考题,2-1 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？,2-2 工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性?,2-3 什么叫最大负荷利用小时?什么叫年最大负荷和年平均负荷?什么叫负荷系数?,2-4 什么叫计算负荷?为什么计算负荷通常采用半小时最大负荷?正确确定计算负荷有何意义?,2-5 确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点?各适用于哪些场合?,2-6 在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时,可否将各组的视在计算负荷和计算电流分别相加来求得?为什么?应如何正确计算?,2-7 在接有单相用电设备的三相线路中，什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法来确定计算负荷?,2-8 什么叫平均功率因数和最大功率因数?各如何计算?各有何用途?,2-9 为什么要进行无功功率补偿?如何确定其补偿容量?,2-10 什么叫尖峰电流?如何计算单台和多台设备的尖峰电流?,第二章 习 题,2-1 某大批生产的机械加工车间，拥有金属切削机床电动机容量共800kW，通风机容量共56kW，线路电压为380V。试分别确定各组和车间的计算负荷 、和 。,2-2 某机修车间，拥有冷加工机床52台，共200kW；行车1台，共5.1kW(,=15%)；通风机4台，共5kW；点焊机3台，共10.5kW(,=65%)。车间采用220/380V三相四线制（TN-C系统）配电。试确定该车间的计算负荷 、和 。,2-3 有一380V三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW，其中较大容量的电动机有7.5kW 1台，4kW 3台，3kW 12台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷 、和 。,2-4 某实验室拟装设5台220V单相加热器，其中1kW的3台，3kW的2台。试合理分配上列各加热器于220/380V线路上，并求其计算负荷 、和 。,2-5 某220/380V线路上，接有如表2-5所列的用电设备。试确定该线路的计算负荷 、和 。,表2-5 习题2-5的负荷资料,2-6 某厂变电所装有一台630kVA变压器，其二次侧(380V)的有功计算负荷为420kW，无功计算负荷为350kvar。试求此变电所一次侧（10kV）的计算负荷及其功率因数。如果功率因数未达到0.9，问此变电所低压母线上应装设多大并联电容器的容量才能达到要求?,4.5kW,6kW,3kW,10.3kVA(,=50,),17kVA(,=100,),21kVA(,=65,),单台设备容量,1,1,2,2,1,1,设备台数,C,B,A,CA,BC,AB,接入相序,220V 电热箱,380V 单头手动弧焊机,设备名称,2-7 某电器开关厂(一班制生产)共有用电设备5840kW。试估算该厂的计算负荷 、及其年有功电能消耗量 和年无功电能消耗量 。,2-8 某厂的有功计算负荷为2400kW，功率因数为0.65。现拟在工厂变电所10kV母线上装设BWF10.5-30-1型并联电容器，使功率因数提高到0.9。问需装设多少个并联电容器？装设了并联电容器以后，该厂的视在计算负荷为多少？比未装设前视在计算负荷减少了多少？,2-9 某车间有一条380V线路供电给表2-6所列5台交流电动机。试计算该线路的计算电流和尖峰电流。（提示：计算电流在此可近似地按下式计算：，式中 建议取为0.9。）,140,34,163,227,66.3,起动电流 /A,20,6.1,30,32.4,10.2,额定电流 /A,M5,M4,M3,M2,M1,电 动 机,参 数,表2-6 习题2-9的负荷资料,精品资料网（:/www shu）成立于2004年，专注于企业管理培训。,提供60万企业管理资料下载，详情查看：,提供5万集管理视频课程下载，详情查看：,提供2万GB高清管理视频课程硬盘拷贝，详情查看：,2万GB高清管理视频课程目录下载：,高清课程可提供免费体验，如有需要请于我们联系。,咨询 ：020-39603888,在线文档：:/foxdoc,