第2章-电力负荷计算.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,*,第,2,章,负荷计算,2.1负荷曲线,2.2负荷计算方法,2.3尖峰电流的计算,2.4功率损耗,2.5功率因数和无功功率补偿,2.6用户负荷计算,2.7无功补偿后用户的负荷计算,本章小结,习题,2.1,负荷曲线,【,学习目标,】,掌握负荷曲线的定义和特点；,明确负荷计算的目的；,掌握电力负荷按工作制分类方法以及设备容量的概念与计算方法,；,掌握需要系数法进行负荷计算及尖峰电流的计算方法；,理解功率因数对供电系统的影响以及提高功率因数的目的和意义,；,掌握提高功率因数的手段和方法、无功补偿的方式以及补偿容量的计算方法。,第,2,章,负荷曲线,一,、,概述,1.,定义：,负荷曲线,：表示负荷随时间变化的曲线，能够反映负荷的特点和规律。,2.,分类：,负荷曲线的分类一般分为以下几种：,（,1,）按,负荷的功率性质,不同，分,有功负荷曲线,和,无功负荷,曲线；,（,2,）按,统计时间,的不同，分,日负荷曲线,和,年负荷,曲线；,（,3,）按,负荷对象,不同，分,用户或某类设备,负荷曲线。,2.1,负荷曲线,二、,日负荷曲线,1.,日负荷曲线,:,它,表示负荷在一天,24,小时间的变化情况。如图,2-1,所示。,2.,日负荷曲线的特点,:,它的,特点是“两峰两谷”，供电部门通过合理地、有计划地进行负荷安排，降低负荷高峰，填补负荷低谷，即采用“削峰填谷”的办法使负荷曲线比较平坦，从而达到节电效果,。,3.,负荷 曲线描述形式,（,1,）折线形负荷曲线（,2,）阶梯形负荷曲线,2.1,负荷曲线,（,1,）折线形负荷曲线,折线形负荷曲线,：是指在某个监测点，在,24,小时中,各个相等时间间隔,记录,有功功率表的读数,，逐点绘制而成折线形状，,如图,2-1(a),所示。,其时间间隔取的愈短，曲线愈光滑，愈能反映负荷的实际变化情况。,（,2,）阶梯形负荷曲线,阶梯形负荷曲线：,每隔一定的时间间隔,（,一般为半小时,）将其读数记录下来，求出,30,分钟的平均功率，逐点绘制而成阶梯形状，如图,2-1(b),所示。,2.1,负荷曲线,（,3,）日负荷曲线与横坐标所,包围的面积,代表,全日所消耗的电能,。,图,2-1,日有功负荷曲线,(a)折线形负荷曲线 (b)阶梯形负荷曲线,2.1,负荷曲线,三、年负荷曲线,1.,年负荷曲线：,反映负荷全年（8760h）变动情况，通常用年持续负荷曲线来表示。,2.,年持续负荷曲线的绘制：,它是依据代表性的冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线，按,负荷由大到小及其累计时间,绘制的，绘制方法如图2-2所示。,图2-2(c)中 是夏季中该负荷持续天数乘以 与冬季中该负荷持续天数乘以 之和。,2.2负荷计算方法,图,2-2,年负荷持续时间曲线的绘制,(a),夏季日负荷曲线,(b),冬季日负荷曲线,(c),年持续负荷曲线,2.2负荷计算方法,一、概述,1.,为什么要计算计算负荷：,若要使供配电系统,在正常条件下可靠地运行,，必须,正确选择,电力变压器、开关设备及导线、电缆,等，这些需要对电力负荷进行计算，即以计算负荷为依据。,2.,计算负荷定义：,计算负荷：,它是一个,等效负荷,，是指导体中通过这一,等效负荷,时，,导体的最高温升,正好和,通过实际的变动的负荷时其产生的最高温升相等,。,3.,负荷计算方法：,一般有,估算法、二项式法和需要系法,。,由于,需要系数法,最常用，本书只介绍这种方法。,2.2负荷计算方法,二、用电设备的设备容量,1,电力负荷的工作制,（,1,）,连续工作制,连续工作制,：,是指长时间连续工作的用电设备。,其特点,：,负荷比较稳定,，,连续工作发热使其温度达到稳定 温度,，在用电设备中,占绝大部分,。,如泵类、通风机、压缩机、电炉、照明设备等,。,（,2,）短时工作制,短时工作制,：,是指工作时间短、停歇时间长的用电设备,。,其特点,为,工作时其温度达不到稳定温度,，在用电设备中所占,比例很小,。,如机床的横梁升降,、,刀架快速移动电动机,、,闸门电动机,等。,2.2负荷计算方法,（3）反复短时工作制,反复短时工作制负荷：,是指短时反复运行的设备。,其特点：,工作时温度也达不到稳定温度,，在用电设备中所占,比例较小,。,如,起重机、电梯、电焊机,等。,反复短时工作制负荷,可用负荷持续率（或暂载率,）来表示。,式中，为工作时间，为停歇时间，为工作周期。,（,2-1,）,2.2负荷计算方法,2设备容量,（,1,）供电系统设计过程中，,需要知道,总降压变电所、车间变电所、每条线路甚至每个用电设备组的总负荷,。,（,2,）由于,用电设备属于不同的工作制,，有的是长期工作制，有的是反复短时工作制，因此,不能直接将这些设备的额定功率相加作为用户的电力负荷,，需要,将这些设备的额定功率,换算成,同一工作制下的额定功率，,然后,再相加,。,（,3,）一般,将其他工作制下的设备额定功率,换算到,长期工作制下的功率,，将这个等效的功率称为,设备容量,，用 表示。,2.2负荷计算方法,3,设备容量的确定,（,1,）长期工作制和短时工作制的用电设备,长期,工作制和,短时,工作制的,设备容量,就,是该设备的额定功率,，即,（,2,）反复短时工作制的用电设备,反复短时工作制的设备容量,是指,某负荷持续率的额定功率,换算到,统一的负荷持续率下的功率,。常用设备的换算要求如下：,（,2-,2,）,2.2负荷计算方法,电焊机和电焊机组,要求统一换算到 =100%时的功率，即,式中，为电焊机额定有功功率；为额定视在功率；为额定负荷持续率（计算中用小数）；为其值为100%的负荷持续率（计算中用1）；为额定功率因数。,（,2-3,）,2.2负荷计算方法,起重机（吊车电动机）,要求统一换算到 时的额定功率，即,式中，为额定有功功率；为额定负荷持续率（用小数计算）；为其值为25%的负荷持续率（用0.25计算）。,电炉变压器组,设备容量是指在额定视在功率下的有功功率,（,2-4,）,（,2-,5,）,2.2负荷计算方法,照明设备,不用镇流器的照明设备（如白炽灯、碘钨灯）的设备容量就是其额定功率，即,用镇流器的照明设备（如荧光灯、高压水银灯）的设备容量要包括镇流器中的功率损失，即,荧光灯：,高压水银灯、金属卤化物灯：,（,26,）,（,27,）,（,28,）,2.2负荷计算方法,三、三相用电设备负荷计算方法,1相关物理量,（1）用电设备组,将,负荷曲线相同,或,相近的用电设备,成为一个用电设备组。,（2）负荷系数,负荷系数：,指单个用电设备或用电设备组的输出功率,和,设备额定容量,之比值，即,负荷系数,表征该设备或设备组的容量是否被充分利用,。,（,2-9,）,2.2负荷计算方法,2需要系数法,需要系数法一般用来求多台三相用电设备的计算负荷。,一般情况下，,用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,。这是因为：,（,1,）用电设备的设备容量是指输出容量，计算负荷指等效的输入容量，它们之间存在平均效率 ；,（,2,）用电设备不一定满负荷运行，必须引入负荷系数 ；,（,3,）用电设备本身以及配电线路有功率损耗，所以引入线路平均效率 ；,（,4,）用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入同时系数 。,所以,用电设备组的计算负荷通过下式计算,：,（,2-10,）,2.2负荷计算方法,将 定义为需要系数（用电设备的需要,系数及功率因数值见附录表1），为用电设备组的设备容量。则式（2-10）表示为：,（2-11）式和（2-12）式构成需要系数法,。,（,2-11,）,（,2-12,）,2.2负荷计算方法,【例2-1】某用电设备组接于车间变电所380V低压线路上，共3台设备，每台设备容量均为15kW，,2.2负荷计算方法,四、单相用电设备负荷计算方法,单相负荷计算一般采用,将单相设备容量换算为等效三相设备容量,，再算出,三相等效计算负荷,的方法。,单相设备组的负荷计算方法如下：,1单相设备接于相电压,其等效三相设备容量为：,式中 为最大负荷相所接的单相设备容量。然后应用需要系数法算出计算负荷。,(213),2.2负荷计算方法,2单相设备接于线电压,(1)接于同一线电压时，其等效三相设备容量为：,式中 为单相设备的容量。再应用需要系数法算出计算负荷。,(21,4),2.2负荷计算方法,(2)接于不同线电压时，其等效三相设备容量为：,式中，为接于AB、BC、CA相间的有功设备容量；为换算为A、B、C相的有功设备容量；,为换算为A、B、C相的无功设备容量；等为有功和无功换算系数，其值见表2-1。,(21,5),2.2负荷计算方法,功率换算系数,负 荷 功 率 因 数,0.35,0.40,0.50,0.60,0.65,0.70,0.80,0.90,1.0,1.27,1.17,1.00,0.89,0.84,0.80,0.72,0.64,0.5,-0.27,-0.17,0.00,0.11,0.16,0.20,0.28,0.36,0.5,1.05,0.86,0.58,0.38,0.3,0.22,0.09,-0.05,-0.29,1.63,1.44,1.16,0.96,0.88,0.80,0.67,0.53,0.29,表,2-1,单相负荷计算换算系数表,2.2负荷计算方法,等效三相计算负荷取其最大有功负荷相的计算负荷的3倍，即,式中，为最大有功负荷相的有功计算负荷；为最大有功负荷相的无功计算负荷,。,3,单相设备有的接于线电压，有的接于相电压,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,，然后,分别计算各相的,设备容量。,再应用式（,2-16,）计算等效三相计算负荷。,(216),2.,3,尖峰电流的计算,一、概述,尖峰电流,：是指由于电动机启动、电压波动等原因，使单台或多台用电设备产生持续12秒的短时最大负荷电流。,计算,尖峰电流的目的：,是,选择熔断器,、,整定低压断路器,和,继电保护装置及检验电动机自启动条件,等。,二、单台设备的尖峰电流计算,式中，为用电设备的启动电流；为用电设备的启动电流倍数；为用电设备的额定电流。,（,2-17,）,2.,3,尖峰电流的计算,三,、,多台用电设备的尖峰电流计算,在多台设备共同工作时，其尖峰电流,只考虑其中启动电流值增加最大的那台设备启动,，而其余用电设备按最大负荷电流计算。计算公式如下：,式中，,为用电设备组中起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流与额定电流之差；,为全部设备投入运行时线路的计算电流。,2.,3,尖峰电流的计算,【例2-2】有一条380V配电干线给三台电动机供电，已知三台电动机的额定电流和启动电流倍数分别为,：,干线计算电流 求该配电线路的尖峰电流。,解,通过上述计算得出，第,2,台电动机的启动电流与额定电流之差最大。,因此该线路的尖峰电流为,39A,。,2.,4,功率损耗,一、线路的功率损耗,线路运行时，会产生有功功率和无功功率损耗。,1.,有功功率损耗,有功功率损耗是电流流过线路电阻所引起的，计算公式为,式中，为线路的计算电流；为线路每相的电阻。,2.,无功功率损耗,无功功率损耗是电流流过线路电抗所引起的，计算公式为,式中，为线路的计算电流；为线路每相的电抗。,（,219,）,（,220,）,2.,4,功率损耗,二、变压器的功率损耗,变压器运行时，也会产生,有功功率和无功功率,损耗。,1.,有功功率损耗,变压器的有功功率损耗由,铁损和铜损两部分,组成：,（,1,）铁损,铁损是变压器,主磁通,在铁芯中产生的有功损耗，包括磁滞和涡流损耗两部分。忽略变压器一次绕组中产生的有功损耗，可认为空载损耗 就是铁损 。当外加电压和频率恒定时，铁损是定值，与负荷无关。,（,2,）铜损,铜损是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功损耗。变压器负载试验时，忽略铁芯中产生的有功功率损耗，可认为负载损耗 就是额定电流下的铜损 。,其值与负荷电流的平方成正比,。,2.,4,功率损耗,因此变压器的有功功率损耗为,式,中，为,变压器的,额定容量；为,变压器的计算,负荷；为,变压器的负荷率。,（,2-21,）,（,2-2,2,）,2.,4,功率损耗,2,.,无功功率损耗,变压器的无功功率损耗也,由两部分,组成，一部分是,变压器的激磁无功功率,，另一部分是,变压器绕组电抗上消耗的无功功率,。,（,1,）变压器的激磁无功功率,由产生,主磁通的励磁电流所造成,的。仅与电网电压有关，与负荷无关。其值与励磁电流（或近似与空载电流）成正比，即,式中，为变压器空载电流占额定电流的百分值。,(2 23,）,2.,4,功率损耗,（,2,）变压器绕组电抗上消耗的无功功率,由,负荷电流,在,变压器,一次、二次绕组,电抗上,所产生的,无功功率损耗,，与,电流的平方成正比,。,因变压器绕组的电抗远大于电阻，故可认为其在额定电流时的值与短路电压（即阻抗电压）成正比，即,式中，为变压器的短路电压百分值。所以，变压器绕组电抗上消耗的无功功率 为：,（,2-24,）,（,2-2,5,）,2.,4,功率损耗,因此，变压器的无功功率损耗为,另外，,变压器的功率损耗也可以用下式进行估算：,（,2-26,）,（,2-27,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,一、功率因数,功率因数一般分为以下几种。,1,瞬时功率因数,瞬时功率因数可有功率因数表（相位表）直接测量，也可以用在同一时期测得的有功功率表、电流表和电压表的读数计算得到，可按下式计算：,式中，为功率表测出的三相功率读数（）；为电压表测出的线电压的读数（）；为电流表测出的线电流读数（）。,（,2-28,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,2,平均功率因数,是指在某一时间内的平均功率因数，也称加权平均功率因数。由消耗的电能计算，计算公式如下：,式中，为某一时间内消耗的有功电能（）；为某一时间内消耗的无功电能（）。,（,2-2,9,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,3自然功率因数,电力用户未经过无功补偿时的功率因数称为自然功率因数。,自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。,4,总功率因数,电力用户,经过无功补偿后,的功率因数,称为总功率因数,。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,二、,功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法,1,功率因数对供配电系统的影响,功率因数过低会导致无功增加，电流增大，将会给供配电系统带来以下不良影响：,（1）电能损耗增加,根据有功损耗公式 可知，电流的增加会使有功损耗增加，从而电能损耗增加。,（2）电压损失增大,有功功率一定的情况下，功率因数越低，无功功率Q就越大，根据电压损失公式,可知，Q越大，电压损失就越大。,（,2-30,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,（,3,）供电设备利用率降低,电流增加，供电设备的温升会超过规定范围。为控制设备温升，所以工作电流也受到限制，根据公式,在功率因数降低后，不得不降低输送的有功功率来控制负荷电流，就降低了供电设备的利用率。,国家标准,GB/T3485-1998,评价企业合理用电技术导则,中规定：“,在企业最大负荷时的功率因数应不低于,0.9,，凡功率因数,未达到上述规定,的，应在负荷侧合理装,设,集中与就地,无功补偿设备,”。,（,2-31,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,2,提高功率因数的方法,功率因数,不满足要求,时，首先应,提高自然功率因数,，然后,再进行人工补偿,。,(1),提高自然功率因数,提高自然功率因数,，就是,不需要任何补偿设备,，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。,提高自然功率因数的主要有,合理选择电动机的规格,、,型号,；,防止电动机空载运行,；,保证电动机的检修质量,；,合理选择变压器的容量以及减少交流接触器的使用,等方法。,(2),人工补偿功率因数,仅提高自然功率因数一般是不能满足要求，人工补偿是提高功率因数的主要手段。主要方法如下：,2.,5,功率因数和无功功率补偿,并联电容器补偿,采用并联电容器补偿无功功率以提高功率因数，具有有功损耗小，运行维护方便，安装地点灵活等优点，得到广泛应用。其缺点是只能有级调节，而不能随无功变化进行平滑的调节，当通风不良及运行温度过高时易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障。,采用动态无功功率补偿装置,大容量的冲击性负荷（如炼钢电炉、轧钢机等）工作时，会使电网电压严重波动，功率因数恶化，产生大量谐波。一般并联电容器的自动切换装置响应太慢无法满足要求。,因此必须采用大容量、相应速度快的动态无功功率补偿装置,。,动态无功功率补偿装置主要有,同步电动机,、,静止无功补偿器,（,Static Var Compansator,，,SVC,）、,晶闸管投切电容器（,Thyristor Switched Capacitor,，,TSC,）、,晶闸管控制电抗器,（,Thyristor Controlled Reactor,，,TSC,）、,静止无功发生器,（,Static Var Generator,，,SVG,）等,。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,四,、,并联电容器补偿,1并联电容器台数和容量的确定,（1）并联电容器容量的确定,采用固定补偿方式补偿容量的计算,在变电所610kV高压母线上进行人工补偿时，一般采用固定补偿，补偿容量按下式计算：,式中，为补偿容量；为平均有功负荷，或 ，为有功计算负荷，为有功负荷系数；为补偿前平均功率因数角的正切值；为补偿后平均功率因数角的正切值。,（,2-32,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,采用自动补偿方式补偿容量的计算,在变电0.38kV母线上进行补偿时，一般采用自动补偿，即根据功率应属测量值按功率因数设定值，自动投入或切除电容器。,式中，为自然功率因数角的正切值；为总功率因数角的正切值。,（2）并联电容器台数的确定,在确定了并联电容器的容量后，根据并联电容器的型号规格，来确定并联电容器的数量：,式中，为单个电容器的额定容量（）。,对于由上式计算所得的数值，应取相近偏大的整数，如果是单相电容器，还应取为3的倍数，以便三相均衡分配，,实际工程中，都选用成套电容器补偿柜。,（,2-33,）,（,2-3,4,）,2.,5,功率因数和无功功率补偿,【,例,2-3】,某,10kV,车间变电所变压器高压侧的有功计算负荷，功率因数为,0.75,。采用自动补偿方式在高压侧进行补偿，若使其功率因数提高到,0.91,，求并联电容器的补偿容量。如果采用,BWF-10.5-40-1,型电容器，需装设多少台？,解：,考虑补偿容量三相均衡，应装设,21,台，每相,7,台，此时并联电容器的容量为,2140=840kvar,，实际功率因数为,满足要求。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,2,并联电容器的接线,并联补偿的电力电容器大多采用形结线，对于低压（,0.5kV,以下）并联电容器，因为大多是做成三相的，故其内部已接成形。,GB500539410kV,及以下变电所设计规范,规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时（,450kvar,及以下）宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。,对单相电容器，若电容器的额定电压与三相母线的额定电压相同，应将其接成三角形；若电容器的额定电压低于三相网络额定电压，应将其接成星形。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,同样的电容器，,按三角形结线时其补偿容量将是星形结线的,3,倍,。这是并联电容器采用三角形结线的一个优点。,另外,电容器采用三角形结线,时,，任,一电容器断线,，,三相线路仍得到无功补偿,，而采用,星形结线时，一相电容断线时，断线相将失去无功补偿。,但是，当电容器,采用三角形结线时，,任一,电容器击穿短路时，,将造成三相线路的,两相短路，短路电流很大，,有可能引起,电容器爆炸,。这对高压电容器特别危险。,当电容器采用,星形结线,时，在其中的,一相电容器发生击穿短路时,，,其短路电流仅为正常工作电流的,3,倍,，运行相对比较安全。,所以,GB500539410kV,及以下变电所设计规范,规定：,高压电容器组宜接成中性点不接地星形,，容量较小时（,450kvar,及以下）宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,3.,并联电容器的补偿方式,根据在供配电系统中的,装设位置不同,，并联电容器的,补偿方式,分为以下三种：,高压集中补偿,、,低压集中补偿,和,单独就地补偿,。如图,2-3,所示。,补偿方式的,合理性,主要从,补偿范围的大小,，,补偿容量的利用率高低,以及,电容器的运行条件,和,维护管理的方便,等来衡量。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,图,2-3,并联电容器在工厂供配电系统中的装设位置和补偿效果,2.,5,功率因数和无功功率补偿,（,1,）,高压集中补偿,高压集中补偿：,是指将高压电容器组集中装设在总降变电所的,610kV,母线上。,该补偿方式只能补偿总降压变电所的,610kV,母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此补偿范围最小，,经济效果较后两种补偿方式差,。,优点,：,但由于装设集中，运行条件较好，维护管理方便，投资较少,。,而,且总降压变电站,610kV,母线停电机会少，因此电容器利用率高。,这种方式在,一些大中型企业中应用相当普遍,。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,（,2,）,低压集中补偿,低压集中补偿：,是指将低压电容器集中装设在车间变电所或建筑物变电所的低压母线上,。,该补偿方式只能补偿车间变电所或建筑物变电所低压母线前变电器和高压配电线路及电力系统的无功功率，对变电所低压母线后的设备则不起补偿作用。,优点,：,因其补偿范围比高压集中补偿要大，而且该补偿方式能使变压器的视在功率减小从而使变压器的容量可选得较小，所以比较经济。,这种低压电容器补偿屏一般可安装在低压配电室内，运行维护安全方便。,该补偿方式,在用户中应用相当普遍。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,（,3,）,单独就地补偿,单独就地补偿,:,也称为,个别补偿或分散补偿,，是指在个别功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。,优点,：,该补偿方式能补偿安装部位以前的所有设备，因此补偿范围最大，效果最好,。,缺点,：,投资较大，而且如果被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切除，电容器的利用率较低,。,而且存在小容量电容器的单位价格、电容器易受到机械震动及其他环境条件影响等缺点。,所以这种补偿方式,适用于长期稳定运行,，,无功功率需要较大，或距电源较远，不便于实现其他补偿的场合,。,2.,5,功率因数和无功功率补偿,4,并联电容器的控制方式,并联电容器的控制方式分为,固定控制方式,和,自动控制方式,两种,。,（,1,）,固定控制方式：,是指并联电容器容量固定,，,不随负荷变化投入或切除,。,（,2,）,自动控制方式：,是并联电容器的投切随着负荷的变化而进行,，,可以根据功率因数、负荷电流或受电端的无功功率的大小，进行分组投切控制,。,2.,6,用户负荷计算,一、概述,（,1,）为什么要确定计算负荷,确定用户的计算负荷是确定,变压器容量,，选择,电源进线,和,一、二次设备的依据,，也是确定,用户用电协议容量的基本依据,。,（,2,）确定计算负荷 的方法,确定用户计算负荷一般,采用逐级计算法,。即,根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电源方向逐级计算，最后求出用户总的计算负荷。,以某供配电系统为例进行用户负荷计算，系统接线见图,2-4,。,2.,6,用户负荷计算,图,2-4,用户供配电系统接线图,2.,6,用户负荷计算,二、用逐级计算法确定计算负荷,1供给单台设备的支线的计算负荷计算（图2-4中1点）,目的：,是用于,选择该支线的开关设备和导线截面,。,由于是给一台设备供电，不存在同时系数（）；又因为线路长度较短，线路效率约为1（）；而且设备的最大运行方式一般可能达到额定状态，负荷系数也可取1（），因此，计算负荷为：,式中，为单台用电设备的设备容量，为单台用电设备额定效率，为单台用电设备的额定功率因数角的正切值。,（,2-35,）,2.,6,用户负荷计算,2用电设备组计算负荷的计算（图2-4中2点）,计算图中2点处的计算负荷。,目的：,是用来,选择车间配电干线,及,干线上的电器设备,。,式中，为该用电设备组各设备的设备容量（）；为用电设备的额定线电压（）；为该用电设备组的功率因数正切值；为用电设备组的需要系数。,（,2-36,）,2.,6,用户负荷计算,3车间干线的计算负荷的计算（图2-4中3点）,目的：,是用于,选择该干线的开关设备和导线截面,。,如果该干线上有,多组用电设备,，,各组的最大负荷,不一定同时出现,，所以需,引入同时系数,，按下式计算：,式中，为有功负荷的同时系数（0.850.95）；,为无功负荷的同时系数(0.90.97)；,为各用电设备组的有功计算负荷之和；,为各用电设备组的无功计算负荷之和。,（,2-37,）,2.,6,用户负荷计算,4车间变电所低压母线的计算负荷计算（图2-4中4点）,目的：,是选择,车间变电所的变压器容量,以及,低压侧开关设备与导线截面,。,由于,变压器低压侧有,多条干线,，每条干线上的,最大负荷不一定同时出现,，所以需,引入同时系数,，计算公式同式（2-37）如下：,式中，取0.90.95；取0.930.97；,为各干线上的有功计算负荷之和；,为干线上的无功计算负荷之和。,（,2-38,）,2.,6,用户负荷计算,5车间变电所高压母线的计算负荷计算（图2-4中5点）,目的：,是,选择高压开关设备,及其,导线截面,。,因为,车间变电所内部高压线路不长,，功率损耗不大，在负荷计算时,一般不考虑线路损耗,，所以变压器高压侧计算负荷为低压侧计算负荷与变压器损耗之和。,式中：变压器功率损耗 ，根据式（2-27）计算,即：,（,2-39,）,2.,6,用户负荷计算,6总降变电所二次侧的计算负荷计算（图2-4中6点）,目的：,是,选择总变压器容量,以及,低压侧开关设备与导线截面。,若总降变电所到车间距离较长，应考虑线路的功率损耗。线路的功率损耗 、可分别按式（2-19）和式（2-20）计算。参照车间变电所低压侧计算负荷计算方法，得出总降变电所二次侧的计算负荷，见下式。,（,2-40,）,2.,6,用户负荷计算,7,总降变电所高压侧的计算负荷计算（图,2-4,中,7,点）,把总降变电所,低压侧的计算负荷加上总变压器的损耗,即可。所得到结果即为,用户的总计算负荷,。,（,2-41,）,2.,7,无功补偿后用户的负荷计算,问题提出：,（1,）为什么 要进行无功补偿,按本章第六节方法计算出用户计算负荷之后，,计算用户自然功率因数，一般不能符合国家标准,，,即,不能满足功率因数超过,0.9,的要求。,（2,）装设无功补偿后如何计算,用户装设无功补偿装置后，在,确定其总计算负荷时,，,应减掉无功补偿的容量。,2.7无功补偿后用户的负荷计算,1补偿装置装设在变压器一次侧,若,补偿装置装设地点在变压器一次侧,，计算负荷为：,式中，为补偿后的有功计算负荷，为补偿后的无功计算负荷，为无功补偿容量。,（,2-42,）,2.7无功补偿后用户的负荷计算,2,补偿装置装设在变压器二次侧,若,补偿装置装设地点在变压器二次侧,，如图,2-5,所示，确定总计算负荷时要考虑变压器损耗。,图,2-5,补偿电容器接于变压器二次侧示意图,2.7无功补偿后用户的负荷计算,补偿后的总计算负荷为：,其中 、为考虑了补偿容量 后的变压器的有功功率和无功功率损耗。,（,2-43,）,2.7无功补偿后用户的负荷计算,【,例,2-4】,某机械厂降压变电所采用明备用接线，负荷情况见表,2-2,，计算总的计算负荷。,运用需要系数法进行计算,。,page32,计算结果见表,2-3,，,2-4,。,本章小结,本章介绍了负荷曲线、计算负荷、尖峰电流等基本概念,；,介绍了负荷计算、尖峰电流以及无功补偿的计算方法,；,说明了提高功率因数的目的和方法。,负荷曲线是表示负荷随时间变化的曲线，能够反映负荷的特点和规律。按照时间单位的不同，分为日负荷曲线和年负荷曲线。按工作制可将负荷分为三类，为进行负荷计算，根据不同的工作制的负荷折算成形影的设备容量。,在电流流过供配电线路和变压器时，会引起功率和电能损耗。在负荷计算时要计及线路和变压器的功率损耗。,本章小结,尖峰电流是指单台或多台用电设备持续,12,秒的短时最大负荷电流。计算尖峰电流的目的是用于选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置、计算电压波动及检验电动机自启动条件等。,进行用户负荷计算时，通常采用需要系数法逐级进行。,功率因数太低对电力系统会产生电能损耗增加，电压损失增大以及设备利用率降低等不良影响。,提高功率因数的主要手段是进行人工无功补偿补偿，其中人工补偿最常用的是并联电容器补偿。,习题,2-1,什么是负荷曲线？什么是日负荷曲线和年负荷曲线？各有何特点？,2-2,什么是设备容量？为什么要定义设备容量？,2-3,电力设备按工作制是如何分类的？,2-4,需要系数是由哪些因素决定的？,2-5,什么是尖峰电流？尖峰电流的目的是什么？,2-6,变压器损耗由哪些损耗组成？其中哪些损耗与负荷有关？,2-7,功率因数太低对电力系统有和不良影响？,2-8,如何提高功率因数？,习题,2-9某车间380V低压线路上接有两组用电设备，见图2-6所示。,图,2-6,习题,2-9,图,习题,2-10 某用户变电所380V低压侧负荷如图2-7所示：,习题,图,2-7,习题,2-10,图,