工厂电力负荷及计.ppt

工厂电力负荷及计算 * * 3.2 工厂电力负荷的计算 3.2.1 计算负荷及设备容量 　　1. 计算负荷的概念  　　根据用电设备的安装容量，采用一定的计算方法得出的负荷，称为计算负荷。计算负荷是一个假想负荷，其热效应和实际负荷产生的热效应相等。 如以计算负荷连续运行，根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆其发热温度不会超过允许值。 　　导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3～4)τ，τ为发热时间常数。 截面在16 mm2及以上的导体，其τ≥10 min。 因此，载流导体大约经30 min后可达到稳定温升值，计算负荷也就是半小时最大负荷。分别用P30、Q30、S30和I30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。  　　计算负荷是分析和设计供电系统的基础，是选择供电系统导线、变压器、开关电器等设备的依据。如计算负荷过大， 则将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费； 如计算负荷过小，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烧毁。因此， 正确确定计算负荷意义重大。 　　2. 设备容量的确定 　　采用需要系数法确定计算负荷时，首先要知道设备的容量Pe。设备容量与设备的工作制有关，设备容量不一定就是设备铭牌上所标定的额定容量。 因此，当统计设备的安装容量时， 不能将铭牌上的额定功率直接相加，而应按不同的工作性质将用电设备分组，再将不同负荷持续率下的额定功率换算为统一持续率下的功率，这就是设备容量。  　　1） 长期连续运行工作制 　　采用长期连续运行工作制的设备工作时间长，连续运行， 绝大多数用电设备都属于这一类设备， 如风机、泵类、机床、 照明等。 这类设备的设备容量就是设备铭牌上的额定容量。 　　2） 短时运行工作制 　　采用短时运行工作制的设备工作时间短，停歇时间长， 如船闸电动机、机床中的辅助电动机等，其设备容量按铭牌额定容量计算。  　　3） 断续周期工作制 　　继续周期工作制也称反复短时工作制，采用这种工作制的设备时而工作，时而停歇，反复运行， 如吊车用电动机、 电焊机等，其设备容量是将所有设备在不同负载持续率下的铭牌额定容量换算到一个统一的负荷持续率下的功率之和。 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， 换算要求如下： (1) 电焊机组要求统一换算到ε=100％，换算后的设备容量为 （3.2.1） 即 式中: PN、SN为吊车电动机的铭牌容量；εN为与铭牌容量对应的负荷持续率(计算中用小数)；ε100为其值为100%的负荷持续率（计算中用1）； cosφ为铭牌规定的功率因数。 　　（2） 吊车电动机组要求统一换算到ε=25％， 换算后的设备容量为 （3.2.2） 式中: PN为吊车电动机的铭牌容量；εN为与铭牌容量对应的负荷持续率； ε25为其值为25%的负荷持续率（计算中用0.25）。 3.2.2 按需要系数法确定计算负荷 　　1. 三相用电设备组计算负荷的确定 　　用电设备组是由工艺性质相同、需要系数相近的用电设备合并组成的。 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， 其基本公式为 （3.2.3） 　　Kd为需要系数，反映用电设备组中投入运行的设备性质、 容量、线路损耗、设备效率及操作人员的技能等诸多因素， 是一个综合系数。不同用电设备组的Kd值列于表3.2.1中。 用电设备组设备台数较少时，Kd值适当取大些，如只有1～2台设备时，取Kd＝1。当只有一台电动机时， P30=PN/η, PN为电动机额定容量，η为电动机的效率。Pe为用电设备组中各设备容量之和（不包括备用设备）。 　　在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出无功计算负荷、 视在计算负荷和计算电流。  　　无功计算负荷为 （3.2.4） 式中：tanφ为对应于用电设备组cosφ的正切值。 　　视在计算负荷为 （3.2.5） 式中：cosφ为用电设备组的平均功率因数。 计算电流为 （3.2.6） 式中:UN为用电设备组的额定电压。  　　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)。 　　2． 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情况。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K∑p、 K∑q，则计算负荷为 （3.2.7） 　　以上两式中的∑P30,i和∑Q30, i分别为各组设备的有