港口电力负荷计算课件

1/1032.1 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线1 1）电力负荷的电力负荷的分级分级 停电将造成停电将造成人身人身伤亡，或伤亡，或重大设备重大设备难以修复的损难以修复的损坏，或坏，或国民经济国民经济极大的损失，或产生重大极大的损失，或产生重大政治影政治影响响，造成，造成公共秩序公共秩序严重混乱严重混乱。供电要求供电要求不允许停电。由两个不允许停电。由两个独立电源独立电源供电，供电，甚至是两个甚至是两个独立电源点独立电源点供电。供电。（1 1 1 1）一级负荷一级负荷按重要性和对供电按重要性和对供电按重要性和对供电按重要性和对供电可靠性要求分级可靠性要求分级可靠性要求分级可靠性要求分级2/1031 1）电力负荷的电力负荷的分级分级 独立电源独立电源 供电连续性不受其他电源影响的供电连续性不受其他电源影响的电源。不同的发电机电源。不同的发电机独立电源点独立电源点不同地点的独立电源。不同发电不同地点的独立电源。不同发电厂、变电所，或自备发电机厂、变电所，或自备发电机（1 1 1 1）一级负荷一级负荷3/1031 1）电力负荷的电力负荷的分级分级 停电，将造成生产停电，将造成生产设备设备局部损坏，或局部损坏，或生产过程生产过程被被打乱，需较长时间才能恢复，或造成大量打乱，需较长时间才能恢复，或造成大量废品废品，大量大量减产减产。供电要求供电要求允许短时停电。由允许短时停电。由双回线双回线(最好来自最好来自不同的变压器不同的变压器)供电，也可供电，也可单回专线单回专线供电。供电。（2 2 2 2）二级负荷二级负荷比例最大比例最大4/1031 1）电力负荷的电力负荷的分级分级 一般电力负荷（非一般电力负荷（非 一、二级者）。一、二级者）。供电要求供电要求无特殊供电要求，允许较长时间停无特殊供电要求，允许较长时间停电。可用电。可用单回线路单回线路供电。供电。（3 3 3 3）三级负荷三级负荷5/1032.1 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线2 2）用电设备的用电设备的工作制工作制 设备长期连续运行。设备长期连续运行。例如：例如：空压机、通风机、空压机、通风机、水泵。水泵。特点特点负荷基本均匀、稳定、三相对称，负荷基本均匀、稳定、三相对称，cos 高且稳定。高且稳定。（1 1 1 1）长期连续工作制长期连续工作制 6/1032 2）用电设备的用电设备的工作制工作制 设备工作时间短，停歇时间长设备工作时间短，停歇时间长。如机床上某些辅。如机床上某些辅助电动机。助电动机。在负荷计算中所占比例小，需用系数小。在负荷计算中所占比例小，需用系数小。（2 2 2 2）短时工作制短时工作制 7/1032 2）用电设备的用电设备的工作制工作制 设备时而工作，时而停歇，如此反复运行，工作设备时而工作，时而停歇，如此反复运行，工作周期一般不超过周期一般不超过10分钟。例如分钟。例如：电焊机、吊车、电焊机、吊车、提升机提升机特点特点负荷变化大，除短时承受冲击负荷外，负荷变化大，除短时承受冲击负荷外，经常处于低负荷状态，经常处于低负荷状态，cos 低低（3 3 3 3）反复）反复）反复）反复短时工作制短时工作制 8/1032 2）用电设备的用电设备的工作制工作制 暂载率暂载率(又称工作持续率又称工作持续率)一个工作周期内，一个工作周期内，工作时间工作时间与工作周期与工作周期的百分比的百分比：（3 3 3 3）反复）反复）反复）反复短时工作制短时工作制 9/1032.1 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线3 3）负荷负荷曲线曲线 按负荷对象按负荷对象工厂、车间、某类负荷工厂、车间、某类负荷按负荷性质按负荷性质有功、无功有功、无功按时间按时间日、月、年、工作班日、月、年、工作班电力负荷随时间而变化的曲线。负荷曲线种类很多电力负荷随时间而变化的曲线。负荷曲线种类很多10/1033 3）负荷负荷曲线曲线 （1 1 1 1）日有功负荷曲线）日有功负荷曲线）日有功负荷曲线）日有功负荷曲线 11/1033 3）负荷负荷曲线曲线 （2 2 2 2）日平均有功负荷曲线）日平均有功负荷曲线）日平均有功负荷曲线）日平均有功负荷曲线 0.5h0.5h0.5h0.5h12/1033 3）负荷负荷曲线曲线 （3 3 3 3）几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量 年最大负荷年最大负荷Pmax 全年中全年中负荷最大的工作班负荷最大的工作班内内消耗电能消耗电能最多的半小时最多的半小时的平均功率，亦称为半小的平均功率，亦称为半小时最大负荷时最大负荷 P30 13/1033 3）负荷负荷曲线曲线 （3 3 3 3）几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量 年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 Tmax 电力负荷按年最电力负荷按年最大负荷持续运行，消耗全年实际电能所需的时间。大负荷持续运行，消耗全年实际电能所需的时间。一班制一班制一班制一班制 18001800180018002500h2500h2500h2500h两班制两班制两班制两班制 35003500350035004500h4500h4500h4500h三班制三班制三班制三班制 50005000500050007000h7000h7000h7000h全年实全年实际消耗际消耗的电能的电能(kWh)反映工厂负荷是否反映工厂负荷是否均匀的重要指标。均匀的重要指标。14/1033 3）负荷负荷曲线曲线 （3 3 3 3）几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量 平均负荷平均负荷 Ppj 电力负荷在一定时间内消耗的电力负荷在一定时间内消耗的电能与这段时间的比电能与这段时间的比。计算年平均负荷时，计算年平均负荷时，计算年平均负荷时，计算年平均负荷时，取取取取 t t t t=8760h=8760h=8760h=8760h15/1033 3 3 3）负荷负荷曲线曲线 （3 3 3 3）几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量几个有关物理量 负荷系数负荷系数(负荷率负荷率)Kh 平均负荷与最大负荷平均负荷与最大负荷(对单台设备为额定容量对单台设备为额定容量)之比之比 。表征负荷曲线的平坦表征负荷曲线的平坦程度，反映了工厂用程度，反映了工厂用电设备使用效率。电设备使用效率。16/1032.2 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定2.2.1 2.2.1 负荷负荷计算计算 目的目的正确选择供电系统的元件。正确选择供电系统的元件。方法方法需要系数法、二项式系数法、利用系数法、需要系数法、二项式系数法、利用系数法、估算法估算法(如单位产品耗电量法如单位产品耗电量法)。计算负荷计算负荷 Pjs用电设备组的半小时平均负荷最大用电设备组的半小时平均负荷最大值值(P30)。半小时半小时才能达到稳定温升。才能达到稳定温升。17/1032.2 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定2.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 1 1 1 1）需要系数）需要系数）需要系数）需要系数 PjsD1,Pe1D2,Pe2Dn,Pen用电设备组设备容量用电设备组设备容量不包括备用不包括备用P3018/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 1 1 1 1）需要系数）需要系数）需要系数）需要系数 ：平均加权效率：平均加权效率 Kt：同时运行系数：同时运行系数 Kf：平均加权负荷系数：平均加权负荷系数 l：网络供电效率，配电线路末端功率与首端功：网络供电效率，配电线路末端功率与首端功率之比。一般率之比。一般0.950.9819/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 1 1 1 1）需要系数）需要系数）需要系数）需要系数 20/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 1 1 1 1）需要系数）需要系数）需要系数）需要系数 需要系数：需要系数：Kx需要系数：用电设备组在最大负荷时需要系数：用电设备组在最大负荷时需要需要的有功的有功功率与设备容量的比值。是综合系数，与功率与设备容量的比值。是综合系数，与工作性工作性质质、设备、设备台数台数、设备、设备效率效率、线线路路损损耗，工人技术耗，工人技术熟练熟练程度、生产程度、生产组织组织。21/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 2 2 2 2）设备容量）设备容量）设备容量）设备容量与工作制有关与工作制有关与工作制有关与工作制有关 长期连续工作制和短时工作制的用电设备组，设长期连续工作制和短时工作制的用电设备组，设备容量就是备容量就是各铭牌额定容量之和各铭牌额定容量之和。反复短时工作制的用电设备组，设备容量就是将反复短时工作制的用电设备组，设备容量就是将设备在某一暂载率下的铭牌额定容量统一换算到设备在某一暂载率下的铭牌额定容量统一换算到一个一个标准暂载率下的功率。标准暂载率下的功率。22/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 3 3 3 3）反复短时工作制反复短时工作制设备容量换算设备容量换算设备容量换算设备容量换算原则：不同暂载率在同一周期内发热相同原则：不同暂载率在同一周期内发热相同原则：不同暂载率在同一周期内发热相同原则：不同暂载率在同一周期内发热相同23/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 3 3 3 3）反复短时工作制反复短时工作制设备容量换算设备容量换算设备容量换算设备容量换算铭牌容量铭牌容量规定的暂载率规定的暂载率额定容量对应的暂载率额定容量对应的暂载率电焊机组电焊机组 一般为一般为50、60、75、100，应，应换算到换算到 =100%24/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 3 3 3 3）反复短时工作制反复短时工作制设备容量换算设备容量换算设备容量换算设备容量换算 吊车电动机组吊车电动机组 一般为一般为15、25、40、60，应换算到应换算到 =25%25/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 4 4 4 4）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷单台设备单台设备 26/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 4 4 4 4）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷设备组设备组 两台设备，两台设备，取取Kx=1 27/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 4 4 4 4）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷）按需要系数法确定计算负荷多设备组多设备组 同时系数同时系数同时系数同时系数参差系数参差系数参差系数参差系数综合系数综合系数综合系数综合系数0.70.70.70.71.01.01.01.028/1032.2.2 2.2.2 需要系数需要系数法法 小批生产的冷加工机床组，电动机小批生产的冷加工机床组，电动机 3台台7 kW，8台台4.5kW，17台台2.8kW，10台台1.7kW，380V，求，求计算负荷。计算负荷。例例1解解机床组总容量机床组总容量 查附表查附表1 Kx=0.16 0.2，cos=0.5，tan=1.73 取取Kx=0.229/103解解30/103机修车间，线路机修车间，线路 380V，有冷加工机床电动机，有冷加工机床电动机 20 台，共台，共 50kW(其中其中 7 kW，4.5 kW，2.8 kW 电动电动机若干台机若干台)，通风机两台，各，通风机两台，各 5.6 kW，电阻炉，电阻炉 1 台，台，2 kW。求求此干线上的计算负荷此干线上的计算负荷。例例2解解1）冷加工机床组冷加工机床组查附表查附表1 Kx=0.2，cos =0.5，tan =1.73 31/1032）通风机组通风机组设设tan =0.75 3）电阻炉组电阻炉组解解32/1034）总的计算负荷）总的计算负荷取取 K =0.95 解解33/1032.2 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定2.2.3 2.2.3 二项式系数二项式系数法法1 1 1 1）原理）原理）原理）原理 P30Pp j PtP最大负荷最大负荷尖峰负荷尖峰负荷平均负荷平均负荷34/1032.2.3 2.2.3 二项式系数二项式系数法法 1 1 1 1）原理）原理）原理）原理 平均负荷系数平均负荷系数尖峰负荷综合影响系数尖峰负荷综合影响系数x台大容量电动机总容量台大容量电动机总容量二项式系数法公式二项式系数法公式35/1032.2.3 2.2.3 二项式系数二项式系数法法 1 1 1 1）原理）原理）原理）原理 二项式系数二项式系数b、c和大容量电动机台数和大容量电动机台数x可查附录表可查附录表1，同时要求，同时要求x n/2，n为设备台数。为设备台数。如果如果n=2，取，取P30=PS；n=1，取，取P30=PS/。设备台数较少时，设备台数较少时，cos 也应该适当取得大些。也应该适当取得大些。36/1032.2.3 2.2.3 二项式系数二项式系数法法 2 2 2 2）应用）应用）应用）应用 设备组设备组按公式计算按公式计算多设备组多设备组各组最大负荷不各组最大负荷不可能同时出现可能同时出现37/1032.2.3 二项式系数二项式系数法法 机修车间，线路机修车间，线路 380V，有冷加工机床电动机，有冷加工机床电动机 20 台，共台，共 50kW(其中其中 7 kW1台，台，4.5 kW2台，台，2.8 kW 电动机若干台电动机若干台)，通风机两台，各，通风机两台，各 5.6 kW，电阻炉电阻炉 1 台，台，2 kW。求求此干线上的计算负荷此干线上的计算负荷。例例138/103解解1）冷加工机床组冷加工机床组查附表查附表1 b=0.14，c=0.4，x=5，cos =0.5，tan =1.73 39/103解解2）通风机组通风机组设设tan =0.75 3）电阻炉组电阻炉组40/1034）总的计算负荷）总的计算负荷解解41/1032.2 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定2.2.4 2.2.4 负荷计算方法负荷计算方法比较比较 1）适用范围）适用范围需要系数法需要系数法 适用任何性质的企业。适用任何性质的企业。二项式系数法二项式系数法适用机械加工车间、机修装配车适用机械加工车间、机修装配车间、热处理车间。特点电动机多、容量相差大。间、热处理车间。特点电动机多、容量相差大。42/1032.2.4 2.2.4 负荷计算方法负荷计算方法比较比较 2）优点）优点需要系数法需要系数法 几十年经验，系数比较完整和几十年经验，系数比较完整和正确。正确。二项式系数法二项式系数法设备少、容量相差大的车间的设备少、容量相差大的车间的负荷计算有优势。负荷计算有优势。43/1032.2.4 2.2.4 负荷计算方法负荷计算方法比较比较 3）不足）不足需要系数法需要系数法 对设备少、容量相差大的车间，对设备少、容量相差大的车间，计算精度差。计算精度差。二项式系数法二项式系数法除机械加工等少数企业外，缺除机械加工等少数企业外，缺少其他企业数据。少其他企业数据。44/1032.3 2.3 单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方法方法 单相负荷等效换算为三相负荷。单相负荷等效换算为三相负荷。原则原则换算前后线路电流相等。换算前后线路电流相等。情况情况1）单相设备容量不超过总容量）单相设备容量不超过总容量15%，不换算，不换算，按三相平衡计算。按三相平衡计算。2）单相设备接于相电压）单相设备接于相电压45/1033）单相设备接于同一线电压）单相设备接于同一线电压4）单相设备分别接于线电压和相电压单相设备分别接于线电压和相电压线间负荷换算为相负荷线间负荷换算为相负荷有功功率有功功率有功功率有功功率46/1034）单相设备分别接于线电压和相电压单相设备分别接于线电压和相电压线间负荷换算为相负荷线间负荷换算为相负荷无功功率无功功率无功功率无功功率47/1032.4 2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗供电系统的功率损耗和电能损耗2.4.1 2.4.1 电力线路的电力线路的功率损耗功率损耗 1）线路模型）线路模型 型等值电路型等值电路对于供电系统线路对于供电系统线路对于供电系统线路对于供电系统线路C C较小，一般忽略较小，一般忽略较小，一般忽略较小，一般忽略单位长度电阻值单位长度电阻值(/km)线路长度线路长度(km)48/1031）线路模型的）线路模型的型等值电路型等值电路查表求查表求查表求查表求x x0 0，需要导线间的平均几何均距，需要导线间的平均几何均距，需要导线间的平均几何均距，需要导线间的平均几何均距a apjpj 等边三角形排列，等边三角形排列，等边三角形排列，等边三角形排列，a a1 1=a a3 3=a a3 3=a a ，a apjpj=a a 水平等距排列，水平等距排列，水平等距排列，水平等距排列，a a1 1=a a3 3=a a，a a3 3=2=2a a ，a apjpj=1.26=1.26a a49/1032.4.1 2.4.1 电力线路的电力线路的功率损耗功率损耗 2）有功损耗）有功损耗 Pl3）无功损耗无功损耗 Ql50/1032.4 2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗供电系统的功率损耗和电能损耗2.4.2 2.4.2 变压器的变压器的功率损耗功率损耗 1）双绕组变压器模型）双绕组变压器模型n:1+理想变压器模型理想变压器模型51/103+原边每相绕组的电原边每相绕组的电阻和漏抗阻和漏抗副副边每相绕组的电阻和漏边每相绕组的电阻和漏抗抗折算折算到原边的等效值到原边的等效值每相激磁电阻每相激磁电阻和激磁电抗和激磁电抗52/103+参数的计算参数的计算通过试验数据通过试验数据(短路试验和空载试验短路试验和空载试验)53/103+2）短路试验）短路试验54/1032）短路试验）短路试验+当当I1=I30时时55/103+56/103+3）空载试验）空载试验57/103+58/1032）短路试验）短路试验+当当I1=I30时时59/103+60/103+61/1034）变压器损耗）变压器损耗5）变压器损耗近似公式）变压器损耗近似公式62/103 SJL1 1000/10,10/0.4 kV型变压器的技术数据型变压器的技术数据为：为：P0=2.0 kW,Pd =13.7 kW,Ud%=4.5,I0%=1.7,试计算其有功、无功损耗。变压器的计算负荷试计算其有功、无功损耗。变压器的计算负荷为：为：P30=596 kW,Q30=530 kvar,S30=800 kVA。例例1解解有功损耗有功损耗无功损耗无功损耗63/1032.4 2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗供电系统的功率损耗和电能损耗2.4.3 2.4.3 供电系统的电能供电系统的电能损耗损耗 1）线路电能损耗）线路电能损耗最大负荷损耗小时数，最大负荷损耗小时数，见图见图2-112）变压器电能损耗）变压器电能损耗64/1032.5 2.5 港口供电系统计算负荷的确定港口供电系统计算负荷的确定2.5.1 2.5.1 逐级计算法逐级计算法 T2T1DDD用用电电设设备备组组支线支线干线干线码头变码头变总变总变380/220V610kV35110kV65/103T2T1DDD用用电电设设备备组组支线支线干线干线码头变码头变总变总变380/220V610kV35110kV用电设备组用电设备组PS支线支线P30-1干线干线P30-2低压母线低压母线P30-3变压器输入变压器输入P30-4高压线路输入高压线路输入P30-5高压母线高压母线P30-6总负荷总负荷P30-766/1032.5.2 2.5.2 需要系数需要系数法法 全厂用电设备总容量全厂用电设备总容量工厂需要系数，附表工厂需要系数，附表4方法同设备组相同方法同设备组相同67/1032.5.3 2.5.3 估算估算法法 单位产品耗电量，手册或单位产品耗电量，手册或实测统计实测统计年产量年产量1）按年产量估算）按年产量估算工厂最大负荷利用小时工厂最大负荷利用小时数，附表数，附表468/1032.5.3 2.5.3 估算估算法法 单位产值耗电量，手册或单位产值耗电量，手册或实测统计实测统计年产值年产值2）按年产值估算）按年产值估算69/1032.6 2.6 供电系统的无功补偿供电系统的无功补偿2.6.1 2.6.1 功率因数功率因数 =v-i:称为称为功率因数角功率因数角，也是，也是阻抗角阻抗角RX|Z|负荷的负荷的cos 只与负荷参数和系统频率有只与负荷参数和系统频率有关，与电压源电压、电流源电流无关。关，与电压源电压、电流源电流无关。70/103发电和供电设备的容量要求增大。发电和供电设备的容量要求增大。线路损耗增大。线路损耗增大。线路电压降增大。用电设备不能正常工作。线路电压降增大。用电设备不能正常工作。1）功率因数太低存在的问题）功率因数太低存在的问题D71/103可计算，也可由功率因数表可计算，也可由功率因数表(相位计相位计)直接读出。直接读出。2）几种功率因数）几种功率因数（1）瞬时功率因数）瞬时功率因数72/103某一段时间某一段时间(如按月计算如按月计算)的平均功率因数。的平均功率因数。月加权平均功率因数是考核标准月加权平均功率因数是考核标准要求高压供电企业要求高压供电企业 0.9，低压供电企业低压供电企业 0.85。高。高奖低罚。奖低罚。（2）(加权加权)平均功率因数平均功率因数某一段时间消耗某一段时间消耗的有功电度的有功电度73/103（2）(加权加权)平均功率因数平均功率因数0.75 0.880.55 0.750.350.550.7 0.850.5 0.70.3 0.5 三班制班制两班制两班制一班制一班制74/103自然功率因数自然功率因数未装设补偿装置时的功率因数。未装设补偿装置时的功率因数。也分为瞬时功率因数和月加权平均功率因数。也分为瞬时功率因数和月加权平均功率因数。（3）自然功率因数）自然功率因数总功率因数总功率因数装设补偿装置后的功率因数。装设补偿装置后的功率因数。也分为瞬时功率因数和月加权平均功率因数。也分为瞬时功率因数和月加权平均功率因数。（4）总功率因数）总功率因数75/1032.6.2 2.6.2 提高自然提高自然功率因数的功率因数的方法方法 感应电动机感应电动机占占60%70%。电力变压器电力变压器占占20%。电抗器、整流设备、线路、仪表等占电抗器、整流设备、线路、仪表等占10%。1）企业消耗无功功率的情况）企业消耗无功功率的情况减小无功功减小无功功率的消耗率的消耗D76/103合理选择电动机；合理选择电动机；以小代大，防止以小代大，防止“大马拉小车大马拉小车”；轻载降压；轻载降压；变频运行；变频运行；消除或限制空载。消除或限制空载。2）感应电动机的选择与使用）感应电动机的选择与使用异步电动机在异步电动机在70%额定功率以上运行时，功率因额定功率以上运行时，功率因数和效率最高。满载为数和效率最高。满载为0.70.9；空载；空载0.20.3。77/103合理选择变压器的容量和台数；合理选择变压器的容量和台数；以小代大；以小代大；30；两台以上考虑经济运行。两台以上考虑经济运行。3）变压器的经济运行）变压器的经济运行变压器的负载率在变压器的负载率在60%以上比较经济。空载无功以上比较经济。空载无功功率为有载运行时的功率为有载运行时的80。78/1033）变压器的经济运行）变压器的经济运行（1）变压器有功损耗换算值）变压器有功损耗换算值无功功率经济当量无功功率经济当量 经过两级变压的企业，经过两级变压的企业，Kq=0.050.07kW/kvar经过三级及以上变压的企经过三级及以上变压的企业，业，Kq=0.080.1kW/kvar表示电力系统多送表示电力系统多送1kvar的无功，增加的有功损耗的无功，增加的有功损耗的的kW数。数。kW/kvar79/103（2）两台变压器的经济运行）两台变压器的经济运行S1S2S3实际负荷实际负荷 S S1 时，时，1B单单独运行最经济独运行最经济；实际负荷实际负荷 S1 S S3时，时，2B单独运行，最经济单独运行，最经济；实际负荷实际负荷 S S3 时，并联时，并联运行最经济。运行最经济。S(kW)(kVA)80/103（3）m台相同容量变压器经济容量的确定台相同容量变压器经济容量的确定SZS(kW)(kVA)n台与台与n+1台变压器的临界容量：台变压器的临界容量：81/103 某三班制生产车间，负荷变化悬殊，变电站装某三班制生产车间，负荷变化悬殊，变电站装设两台设两台SL7 1000/10 型变压器，按经济运行原则，型变压器，按经济运行原则，车间负荷为多大时，应投入两台并列运行车间负荷为多大时，应投入两台并列运行？例例1解解SL7 1000/10 型变压器的技术数据：型变压器的技术数据：P0=1.8 kW,Pd=11.6 kW,Ud%=5.5,I0%=1.4 82/103解解取取Kq=0.1 kW/kvar83/103通过调节励磁，可发出无功，也可消耗无功通过调节励磁，可发出无功，也可消耗无功；可采用低速电动机，省去减速箱；可采用低速电动机，省去减速箱；恒速。恒速。转矩与电压成正比，波动小；转矩与电压成正比，波动小；由于功率因数大，外形尺寸小；由于功率因数大，外形尺寸小；损耗低，效率高；损耗低，效率高；采用强行励磁，提高系统稳定性。采用强行励磁，提高系统稳定性。造价高、控制复杂、维护麻烦。造价高、控制复杂、维护麻烦。4）大型电动机采用同步电动机）大型电动机采用同步电动机84/103开关合闸后，线圈一直通电，耗能，耗无功；开关合闸后，线圈一直通电，耗能，耗无功；加机械锁住机构，合闸后靠连锁接点作用，线圈加机械锁住机构，合闸后靠连锁接点作用，线圈断电，线圈处于无电压运行状态。断电，线圈处于无电压运行状态。5）采用电磁开关无电压运行）采用电磁开关无电压运行85/1032.6.3 2.6.3 无功补偿提高无功补偿提高功率因数的功率因数的方法方法 调相机、同步补偿器调相机、同步补偿器移相电容器、静电电容器移相电容器、静电电容器静止补偿器静止补偿器1）方法）方法补偿需要的补偿需要的无功功率无功功率DQ86/103既可以提供无功，又可以吸收无功；既可以提供无功，又可以吸收无功；无级调节；无级调节；调节快速；调节快速；有功消耗大；有功消耗大；造价高；造价高；旋转设备，维护麻烦；旋转设备，维护麻烦；运行期间需人员管理。应用不多。运行期间需人员管理。应用不多。（1）调相机补偿）调相机补偿连续、快速、范围大连续、快速、范围大昂贵、麻烦、不灵活昂贵、麻烦、不灵活87/103只能提供无功；只能提供无功；分组投切，不能无级调节；分组投切，不能无级调节；调节速度慢；调节速度慢；有功消耗小；有功消耗小；造价低；造价低；静止设备，安装、维护、运行简单；静止设备，安装、维护、运行简单；装设容量可大可小，可集中补偿也可就地补偿；装设容量可大可小，可集中补偿也可就地补偿；运行期间无需人员管理。使用广泛。运行期间无需人员管理。使用广泛。（2）移相电容器）移相电容器经济、方便、灵活经济、方便、灵活离散、慢速、范围小离散、慢速、范围小88/103（3）静止补偿器静止补偿器l 可快速、平滑调节无功，满足动态无功补偿；可快速、平滑调节无功，满足动态无功补偿；l 与调相机比，运行维护方便；费用低；有功损耗小。与调相机比，运行维护方便；费用低；有功损耗小。89/1032）电容器补偿容量计算）电容器补偿容量计算补偿原则：保持原负载的工作状态不变。即：加补偿原则：保持原负载的工作状态不变。即：加到负到负载载上的电压、电流不变。上的电压、电流不变。1.高压：单相，高压：单相，1.05kV、3.15kV、6.3kV、10.5kV，先，先串联后并联；串联后并联；2.低压：三相，低压：三相，0.23kV、0.4kV、0.525kV，三角形连接，三角形连接，每相若干元件并联，每个元件单独串联一个熔丝。每相若干元件并联，每个元件单独串联一个熔丝。常用电容器种类常用电容器种类90/103并联电容并联电容 1 2LR+_感性负载感性负载C91/103再从功率这个角度来看再从功率这个角度来看:有功有功P：1 2无功无功Q：LR+_C并并C后后92/103补偿容量补偿容量:补偿率补偿率(比补偿容量比补偿容量),kvar/kW表示表示1kW有功负荷提高功率因数需有功负荷提高功率因数需要无功补偿容量的要无功补偿容量的kvar值。值。电容器个数电容器个数:单相电容器个数单相电容器个数应该取应该取3的倍数。的倍数。93/103补偿容量分析补偿容量分析补偿容补偿容量不同量不同欠补偿欠补偿 1 2要求的电容过大，要求的电容过大，不经济，故一般均不经济，故一般均是欠补偿。是欠补偿。2 补偿后的电流的相位在补偿后的电流的相位在-2 2范范围内都满足要求。但补偿容量不同！围内都满足要求。但补偿容量不同！一般要求用户的一般要求用户的cos 0.90全补偿全补偿过补偿过补偿94/103 某小型机械厂，某小型机械厂，P30=650 kW,Q30=800 kvar,两班制两班制生产，要求提高到生产，要求提高到 cos =0.9，求，求:cos ,Qc,S30例例1解解(1)补偿前功率因数补偿前功率因数 两班制，取两班制，取 =0.6，=0.6 5,95/1033）移相电容器的补偿方式）移相电容器的补偿方式 l个别补偿个别补偿(分散补偿、就地补偿分散补偿、就地补偿)，与用电设备合用，与用电设备合用一台断路器或开关。一台断路器或开关。l分组补偿，将电容器组分别安装在各个车间的配电分组补偿，将电容器组分别安装在各个车间的配电盘处。盘处。l集中补偿，是在变电站、配电间的高压或低压母线集中补偿，是在变电站、配电间的高压或低压母线上集中装置电容器组。一台变压器一般低压装设，上集中装置电容器组。一台变压器一般低压装设，多台变压器可考虑高压装设。多台变压器可考虑高压装设。96/1033）移相电容器的补偿方式）移相电容器的补偿方式 D高压集中补偿高压集中补偿低压分组补偿低压分组补偿低压分散补偿低压分散补偿补偿区补偿区未补偿区未补偿区97/1034）移相电容器自动投切控制方式）移相电容器自动投切控制方式l时间程序控制投切法时间程序控制投切法按按全天全天24h无功负荷曲线无功负荷曲线。方法。方法简单简单，操作，操作方便方便。适合。适合负荷稳定负荷稳定、无功负荷规律的情况、无功负荷规律的情况；l 按电压原则调节；按电压原则调节；l 检测无功自动调节；检测无功自动调节；l 检测功率因数自动调节。检测功率因数自动调节。5）移相电容器的放电）移相电容器的放电l 目前自愈式电容器本身目前自愈式电容器本身有放电装置、保护等。有放电装置、保护等。98/1032.7 2.7 尖峰电流的计算尖峰电流的计算2.7.1 2.7.1 单台用电设备尖峰电流的单台用电设备尖峰电流的计算计算 尖峰电流尖峰电流持续持续12s的短时最大负荷电流。的短时最大负荷电流。计算目的计算目的计算电压波动，选择熔断器和低压断计算电压波动，选择熔断器和低压断路器，整定保护，校验电动机自起动条件。路器，整定保护，校验电动机自起动条件。鼠笼式电动机鼠笼式电动机57绕线式电动机绕线式电动机23直流电动机直流电动机1.52电焊变压器电焊变压器3用电设备起动电流倍数用电设备起动电流倍数99/1032.7.2 2.7.2 多台用电设备尖峰电流的多台用电设备尖峰电流的计算计算 同时系数，同时系数，0.71设备起动电流与额定电设备起动电流与额定电流之差的最大值流之差的最大值设备起动电流与额定电流之差的设备起动电流与额定电流之差的最大值对应的起动电流最大值对应的起动电流二者的区别？二者的区别？二者的区别？二者的区别？100/103习题习题2-12-12-12-1有一机修车间，拥有冷加工机床有一机修车间，拥有冷加工机床有一机修车间，拥有冷加工机床有一机修车间，拥有冷加工机床52525252台，共台，共台，共台，共200kW200kW200kW200kW；行车一台，共；行车一台，共；行车一台，共；行车一台，共5.1kW5.1kW5.1kW5.1kW(e e e e=15%)=15%)=15%)=15%)；通风机通风机通风机通风机台，共台，共台，共台，共5kW5kW5kW5kW；电焊机；电焊机；电焊机；电焊机台，共台，共台，共台，共10.5kW10.5kW10.5kW10.5kW(e e e e=6 6 6 65%)5%)5%)5%)。车。车。车。车间采用间采用间采用间采用 380/220V 380/220V 380/220V 380/220V 三相四线制供电试确定车间的三相四线制供电试确定车间的三相四线制供电试确定车间的三相四线制供电试确定车间的计算负荷计算负荷计算负荷计算负荷 P P P P30303030，30303030，S S S S30303030，和，和，和，和I I I I30303030101/103习题习题2-22-22-22-2有一有一有一有一380V380V380V380V线路，供电给线路，供电给线路，供电给线路，供电给35353535台小批生产的冷加台小批生产的冷加台小批生产的冷加台小批生产的冷加工机电动机，总容量为工机电动机，总容量为工机电动机，总容量为工机电动机，总容量为85kW85kW85kW85kW，其中较大容量的电动，其中较大容量的电动，其中较大容量的电动，其中较大容量的电动机有：机有：机有：机有：kW kW kW kW 一台，一台，一台，一台，4.5kW 34.5kW 34.5kW 34.5kW 3台，台，台，台，2.8kW 122.8kW 122.8kW 122.8kW 12台试分台试分台试分台试分别用需要系数法和二项式系数法确定其计算负荷别用需要系数法和二项式系数法确定其计算负荷别用需要系数法和二项式系数法确定其计算负荷别用需要系数法和二项式系数法确定其计算负荷P P P P30303030，30303030，S S S S30303030，和，和，和，和I I I I30303030102/103习题习题2-32-32-32-3某工厂变电所装有一台某工厂变电所装有一台某工厂变电所装有一台某工厂变电所装有一台630kVA630kVA630kVA630kVA、10/0.4 kV 10/0.4 kV 10/0.4 kV 10/0.4 kV 的的的的SJSJSJSJ型变压器，其二次侧有功计算负荷为型变压器，其二次侧有功计算负荷为型变压器，其二次侧有功计算负荷为型变压器，其二次侧有功计算负荷为420kW,420kW,420kW,420kW,无无无无功计算负荷为功计算负荷为功计算负荷为功计算负荷为320kvar320kvar320kvar320kvar。试求此变电所一次侧的计。试求此变电所一次侧的计。试求此变电所一次侧的计。试求此变电所一次侧的计算负荷。（算负荷。（算负荷。（算负荷。（P0=1.23 kW,Pd =6.0 kW,Ud%=4.5,I0%=1.2）2-42-42-42-4某电器开关制造厂共有用电设备某电器开关制造厂共有用电设备某电器开关制造厂共有用电设备某电器开关制造厂共有用电设备843kW843kW843kW843kW。试估。试估。试估。试估算该厂的视在计算负荷。算该厂的视在计算负荷。算该厂的视在计算负荷。算该厂的视在计算负荷。103/103习题习题2-52-52-52-5某三班制生产厂的有功计算负荷为某三班制生产厂的有功计算负荷为某三班制生产厂的有功计算负荷为某三班制生产厂的有功计算负荷为2400kW,2400kW,2400kW,2400kW,平平平平均功率因数为均功率因数为均功率因数为均功率因数为 0.650.650.650.65。现拟在厂变电所。现拟在厂变电所。现拟在厂变电所。现拟在厂变电所10kV10kV10kV10kV母线上母线上母线上母线上装设装设装设装设YYYYYYYY型移相电容器，使功率因数提高到型移相电容器，使功率因数提高到型移相电容器，使功率因数提高到型移相电容器，使功率因数提高到0.950.950.950.95。试。试。试。试计算所需电容器的总容量。如采用计算所需电容器的总容量。如采用计算所需电容器的总容量。如采用计算所需电容器的总容量。如采用YY10.5-14-1YY10.5-14-1YY10.5-14-1YY10.5-14-1型型型型电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在负电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在负电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在负电容器，问需装设多少个？装设以后该厂的视在负荷为多少？比未装设时的视在功率减少了多少？荷为多少？比未装设时的视在功率减少了多少？荷为多少？比未装设时的视在功率减少了多少？荷为多少？比未装设时的视在功率减少了多少？104/103习题习题2-62-62-62-6某车间有一条某车间有一条某车间有一条某车间有一条380V380V380V380V线路供电给线路供电给线路供电给线路供电给5 5 5 5台交流电动机，台交流电动机，台交流电动机，台交流电动机，其负荷资料如下表。试计算该线路的计算电流和尖其负荷资料如下表。试计算该线路的计算电流和尖其负荷资料如下表。试计算该线路的计算电流和尖其负荷资料如下表。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用下式计峰电流。（提示：计算电流在此可近似地用下式计峰电流。（提示：计算电流在此可近似地用下式计峰电流。（提示：计算电流在此可近似地用下式计算：算：算：算：I I I I30303030=K K K K I I I Ie e e e，K K K K 应视台数多少选取，此题可取应视台数多少选取，此题可取应视台数多少选取，此题可取应视台数多少选取，此题可取0.90.90.90.9）1403416522766.3起动电流，A206.13032.410.2额定电流，A5D4D3D2D1D电 动 机参 数105/103习题习题2-72-72-72-7某某某某机修车间机修车间380V线路上，接有冷加工机床电线路上，接有冷加工机床电动机动机 20 台，共台，共 50kW(其中容量较大的电动机有其中容量较大的电动机有 7 kW1台，台，4.5 kW2台，台，2.8 kW 7台台)，电焊机，电焊机3台，共台，共10.5 kW(e e e e=6 6 6 65%)5%)5%)5%)，电阻炉，电阻炉 1 台，台，2 kW。试用二。试用二项式系数法确定此线路的计算负荷项式系数法确定此线路的计算负荷P P P P30303030，30303030，S S S S30303030，和和和和I I I I30303030。(K K K K =0.95)=0.95)=0.95)=0.95)设备Kxbccostann冷加工机床0.20.140.40.51.735电焊机0.40.3500.352.683电阻炉0.70.7010