负荷计算与无功补偿ppt课件

电力工程基础,电力工程基础,1,第二章 负荷计算与无功补偿,2,第二章 负荷计算与无功补偿,3,一、电力负荷的分级及其对供电的要求,供电方式: 两个独立电源,1一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。,2二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。,供电方式: 双回路,3三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。,供电方式: 无特殊要求。,2.1 电力负荷与负荷曲线,负荷（负载）阻抗,4,图2-2 年最大负荷曲线,三、负荷曲线,1负荷曲线的分类,按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线,2负荷曲线的绘制,2.1 电力负荷与负荷曲线,日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法,年负荷曲线：,年最大负荷曲线：或称运行年负荷曲线。,5,图2-1 日有功负荷曲线 a）折线图 b）梯形图,2.1 电力负荷与负荷曲线,两种曲线积分面积（即消耗的电能）相等,6,取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：,图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）夏季典型日负荷曲线 b）冬季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线,2.1 电力负荷与负荷曲线,全年时间负荷曲线：或称年负荷持续曲线。,年负荷曲线：,7,四、与负荷曲线有关的物理量,1年最大负荷和年最大负荷利用小时数,年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均功率，即,可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。 Tmax反映用电规律。 表2-1,2.1 电力负荷与负荷曲线,8,2平均负荷与负荷系数,平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即,负荷系数（负荷率） KL：平均负荷与最大负荷的比值，即,年平均负荷为:,KL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。,图2-5 年平均负荷,2.1 电力负荷与负荷曲线,9,3需要系数和利用系数,2.1 电力负荷与负荷曲线,1) 需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部用电设备额定功率 之比值，即,2) 利用系数Ku：负荷曲线中的平均负荷Pav与全部用电设备额定功率 之比值，即,10,第二章 负荷计算与无功补偿,11,一、负荷计算的意义,2.2 计算负荷的确定,供配电设计的基本依据,用电设备的安装容量,用电设备电力负荷一般不会超过其额定容量； 不同用电设备的最大负荷一般不会同时出现。,12,一般中小截面导体的发热时间常数为10min以上，而导体通过电流达到稳定温升的时间大约为34，即载流导体大约经半小时（30min）后可达到稳定温升值,通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择导体和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计算负荷，用Pc（或Qc 、Sc 、 Ic ）表示。,一、负荷计算的意义,通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依据，因此,2.2 计算负荷的确定,13,二、用电设备的工作制,1连续运行工作制（长期工作制）,2短时运行工作制（短时工作制）,3断续周期工作制（反复短时工作制）,暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的百分比值，即,吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种,电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种,2.2 计算负荷的确定,14,对长期工作制的用电设备：,对反复短时工作制的用电设备： 其设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。,折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。,经过换算至统一规定的工作制下的额定功率：设备容量Pe,三、设备容量Pe的确定,2.2 计算负荷的确定,15,吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容量：指统一换算到=25%时的额定功率（kW），即,折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。,2.2 计算负荷的确定,16,电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到=100%时的额定功率（kW），即,照明设备的设备容量：,白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率； 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍； 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率的1.1倍。,2.2 计算负荷的确定,17,单相负荷的设备容量：,当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的15%时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当超过15%时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一起进行三相负荷计算。换算方法如下：,2.3 确定计算负荷的方法,18,一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，换算公式如下：,A相:,B相:,C相:,然后分相计算各相的设备容量，则最大负荷相的3倍即为总的等效三相设备容量。,2.3 确定计算负荷的方法,19,四、负荷计算,2.2 计算负荷的确定,1单台用电设备的计算负荷,对长期连续工作的单台用电设备：,对需要计及效率的单台用电设备（如电动机）：,多台设备的负荷计算方法：需要系数法、二项式系数法、利用系数法和单位产品耗电量法等。,20,需要系数法 ：,需要系数,2.2 计算负荷的确定,各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应考虑一个同时使用系数 ;,各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运行，因此应考虑一个负荷系数 ;,各用电设备的平均效率 ;,线路的供电效率 。,因此，用电设备组的计算负荷为:,21,式中，P30 、 Q30、 S30的单位分别为kW、kvar、kVA；Kd为需要系数，查书中表2-3 /p.29。,3单组用电设备的计算负荷,2.2 计算负荷的确定,22,4多个用电设备组的计算负荷,式中， 为同时系数 ，一般为0.850.95。,当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷不同时出现，此时应再计入一个同时系数。,2.2 计算负荷的确定,23,机械加工车间/电力负荷计算表,例2-1（P31）,同时使用系数,需要 系数,2.2 计算负荷的确定,24,1对同一工作制的单组用电设备,式中，b、c为二项式系数，查表2-5； 为由x台容量最大用电设备投入运行时增加 的附加负荷（kW）； b 为该用电设备组的平均负荷（kW）。,2.2 计算负荷的确定,二项式系数法 ：,25,2对不同工作制的多组用电设备,( ) 为各用电设备组附加负荷 中的最大值 ( ) 为各用电设备组平均负荷的总和 tan 为与 ( ) 对应的功率因数角的正切值 tan 为各用电设备组对应的功率因数的正切值,2.2 计算负荷的确定,26,电力负荷计算表,与例2-1（S30=29.67kVA ，I30=45.1A）比较， 按二项式计算的结果比按需要系数法计算的结果要大。 目前限于机械加工行业。,例2-2（P33）,2.2 计算负荷的确定,27,第二章 负荷计算与无功补偿,28,一、功率损耗,2.3 功率损耗与电能计算,1线路的功率损耗,2变压器的功率损耗, = 0 + 2 = 0 + 2 ,低损耗变压器, 0.015 30 0.06 30,29,二、电能损耗,2.3 功率损耗与电能计算,1线路的电能损耗, =3 30 2 = ,2变压器的电能损耗, = 8760+ = 0 8760+ 2 , 为 年最大负荷损耗小时数，查图2-7/P.35,30,二、线损率,2.3 功率损耗与电能计算,1线损： 电力网的电能损耗,2线损率：,线损率= 电网线损电量 电网供电量 100%,31,第二章 负荷计算与无功补偿,32,