供配电系统的负荷与负荷计算.ppt

第二章供配电系统的负荷与负荷计算 供配电系统的负荷分级 负荷的分级电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治上 经济上所造成的损失和影响程度进行分级一级负荷中断供电造成人身伤亡 中断供电造成政治 经济上的重大损失 中断供电影响有重大政治 经济意义单位的正常工作 二级负荷中断供电造成政治 经济上的较大损失 中断供电影响重要用电单位的正常工作三级负荷不属于一 二级负荷的其它负荷 负荷级别与供电的要求 负荷级别对供电的要求一级负荷 至少由两个独立电源供电二级负荷 至少由两回线路供电 或采用6kV以上专用线路供电 三级负荷 无特殊要求供电电源一级负荷 所要求的独立电源如图1所示 供配电系统的独立电源 二级负荷 两回线路的电源一般为同一电源 但必须由两条变压器输出 如两回线路敷设有困难或负荷较小 可通过敷设专线来供电 三级负荷 无特殊要求应急电源对于特别重要的负荷 除了一级负荷一般的供电要求外 还必须设置不与电网并列运行的独立应急电源 应急电源的设计应注意 严禁将其它负荷接入应急电源系统严禁与正常工作电源并列运行应急电源的种类 独立于正常电源的发电机组 独立于正常电源的专用馈电线路 蓄电池 干电池应急电源应装设自动切换装置应急电源种类的选择 应急电源的接线示例 建筑用电负荷的特点与级别 建筑物中的主要电力负荷照明负荷暖通空调负荷给排水系统负荷电梯负荷通风 防排烟系统负荷弱电系统负荷 建筑物中的消防负荷 报警系统灭火系统防 排烟系统疏散系统消防报警控制中心 建筑消防负荷的供电 计算负荷 计算负荷的概念 负荷计算并非只是简单地将多个设备的额定负荷直接相加 还要考虑用电设备的运行方式等多种因素 在此基础上计算出一个既满足正常运行状态下的电流的 热 效应要求 又具有较好的经济性指标 满足安全 可靠 经济的基本原则的负荷 然后根据此负荷作为选择供配电系统中配电设备和导线的依据 按这样的原则得出的负荷成为计算负荷 用电设备的运行工作制与设备负荷连续工作制 设备负荷Pe 额定功率PN短时工作制 设备的额定功率一般不计入设备负荷周期工作制 断续周期工作制的设备 可用负荷持续率 又称暂载率 来表征其工作特征 为了用统一的标准衡量设备负荷 需对周期工作制设备的设备负荷进行折算 当采用需要系数法和二项式法计算负荷时 电动机类的设备功率为统一换算到负载持续率JCe 25 下的有功功率 而电焊机类则为JCe 100 照明设备的设备负荷 白炽灯等 Pe PN荧光灯及其它气体放电灯 Pe 1 1 1 2 PN其它设备负荷备用设备不计入计算负荷消防状态下才投入使用的设备不计入计算负荷 但平常状态下投入使用的设备应计入计算负荷 计算负荷负荷曲线 年最大负荷 Pmax Qmax Smax 年最大负荷是指在全年中用电负荷最大的工作班 这一工作班的最大负荷至少出现2 3次 内消耗电能最大的半小时平均功率计算负荷 Pc Qc Sc Ic 计算负荷是一个假想的负荷 其物理意义是按这个假想的 计算负荷 持续运行所产生的热效应 与按实际的 随机变化的负荷长期运行产生的最大热效应相等 供配电系统一般用年最大负荷作为计算负荷 即Pc Pmax 计算负荷 是供配电系统中重要的概念 是选择导线和电气设备的重要物理量 求计算负荷的基本方法 求计算负荷的过程实际是以经验数据和统计规律作为依据 在对各类用电负荷的实际运行数据进行整理的基础上 用一系列经验系数和统计规律来估算计算负荷 这是求计算负荷的共同特征 求取计算负荷有需要系数法 二项式法 利用系数法 单位负荷法等基本方法 每一种方法都有其适用范围 在建筑供配电设计中 应根据用电负荷的具体情况 选择合适的计算方法 需要系数法需要系数Kd Pc Pe 由定义可知 Kd是一个小于1的数 相当于将实际的设备负荷Pe打一个折扣 实际设计中 需要系数已制成表格 直接查表即可得到 需要系数法计算步骤 设备组计算负荷计算 利用需要系数法求计算负荷时 应先将计算范围内的设备按负荷性质相同的 需要系数相近的原则分类合并为若干用电设备组 查表选择相应的需要系数和功率因数 然后按下式求设备组计算负荷 总计算负荷计算 由于不同性质的设备组的最大负荷不一定同时出现 存在随机性 因此还不能简单地将各设备组计算负荷相加作为总计算负荷 还需要再计入一个同时系数 也称混合系数 K 来描述这种差异 即在配电范围内包含多个设备组时 应按下式求计算负荷 需要系数法使用时需注意的点 二项式法在分组负荷户用电设备台数少 容量差别大时 用需要系数法计算的结果偏小 对这种情况 可采用 二项式法 进行计算 单个用电设备组的计算负荷多个用电设备组的计算负荷 利用系数法利用系数Ku Pav Pe 由定义可知 Ku也是一个小于1的数 利用系数法计算步骤 求用电设备组在最大负荷班内的平均负荷 求用电设备组的平均利用系数 求用电设备的有效台数neff 求用电设备组的计算负荷 式中的Km称为最大系数 可以根据有效台数neff和平均利用系数Kuav查计算表格得出 单位负荷法单位指标法 Pc P N单位密度法 单位面积功率法 Pc A单位负荷法在实际运用过程中 还需要结合具体情况 乘以相应的同时系数 同时 由于该法较为粗略 一般用于估算用电负荷 负荷计算基本方法的应用需要系数法 应用最为广泛 尤其适合于变配电所的负荷计算 但该法在设备负荷相差大时 误差较大 该法适合于初步设计及施工图设计阶段 二项式法 主要用于设备负荷相差较大的场合 因此主要在计算工厂负荷时使用 民用负荷计算应用较少 利用系数法 计算较繁琐 利用系数资料不完整 但准确度高 单位负荷法 在用户对设备的要求不十分明确时 或在方案设计阶段使用 单相负荷计算 单相负荷的负荷计算原则为 在单相负荷的总容量小于计算范围内的三相对称负荷总容量的15 时 全部按三相对称负荷计算 在单相负荷的总容量大于计算范围内的三相对称负荷总容量的15 时 应将单相负荷折算为等效三相负荷 一般情况下的单相负荷折算单相线间计算负荷折算为单相相间计算负荷等效计算负荷 供配电系统的损耗 供配电系统的线路损耗 变压器损耗 变压器的有功损耗变压器的无功损耗 功率因素补偿 由于供配电系统的负荷中含有大量的电机 气体放电灯等设备 因此 供配电系统的负荷通常表现为电感性负荷 利用交流电路中电容性负载与电感性负载相位相反的特性 在电路中接入电容性负载便可改变系统的功率因数 在建筑供配电系统中 广泛采用在变电所母线并联电力电容器的方式改善功率因数 静止无功补偿原理 无功补偿负荷计算 补偿电容计算原理 补偿电容计算公式