第六章电力负荷特性和计算分析.ppt
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1、1,第六章 电力负荷特性和计算分析,章节导学 本章教学内容 1、 负荷曲线与特性分析:系统负荷的构成,用电设备的工作制,负荷曲线及特性。 2、 负荷计算的方法:计算负荷意义及计算方法,它是选择供电系统中的导线和电缆截面积、确定变压器容量、选择电气设备参数、整定保护装置动作值以及制定提高功率因素措施的依据。,2,3、工厂供电负荷的统计计算示例:在变配电系统中,用电 设备不可能同时运行,即使同时运行也不一定每台都达到额定容量,因此不能简单地把所有用电设备的容量相加来确定计算负荷。 4、建筑配电负荷的统计计算示例:民用建筑设计中常用的负荷计算方法有负荷密度法、单位指标法、需要系数法和利用系数法等。
2、5、负荷预测简介:从已知的用电需求出发,考虑政治、经济、气候等相关因素,对未来的用电需求做出的预测,包括电力需求预测和电能需求预测两部分内容。 重点:计算负荷的意义;负荷计算的方法;工厂、建筑供电负荷的统计计算。 难点:负荷计算的方法,3,第一节 负荷曲线与特性分析,一、电力系统负荷的构成 系统中千万个用电设备消费功率的总和。 大致分为:异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备、照明设备等几大类。,4,几种工业部门用电设备比重的统计,注 (1)比重按功率计。 (2)照明设备的比重很小,未统计在内。,5,二、用电设备的工作制 我国低压电器行业采用了IEC341规定的八种工作制中的三种,即长期连
3、续工作制、短时工作制和断续周期工作制。,6,长期连续工作制设备,短时工作制设备,断续周期工作制设备,在恒定负载(如额定功率)下连续运行相当长,负荷比较稳定。 如通风机、水泵、空气压缩机、电炉和照明等。,设备的工作时间较短,停歇时间较长。如:金属切削用的辅助机械(龙门刨横梁升降电动机、刀架快速移动装置)、水闸用电动机等。,设备工作呈周期性,时而工作时而停歇,如此反复,且工作时间与停歇时间有一定比例。如起重机、电焊机、电梯等。用“负荷持续率”(又称暂载率)来表征工作性质。,7,负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值,用 表示,工作时间,停歇时间,起重电动机的标准暂载率:15%、25
4、%、40%、60%。 电焊设备的标准暂载率:50%、65%、75%、100%。,8,在某一时间段内描绘负荷随时间的推移而变化的曲线。 按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线; 按负荷持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线。,三、负荷曲线,(a)钢铁工业,(b)食品行业,9,(c)农村加工业,(d)市政生活,1、日负荷曲线,表示一天24h内负荷变化的情况,此曲线可用于决定系统的日发电量。,10,可根据典型日负荷曲线间接制成,表示从年初到年终的整个1年内的逐月(或逐日)综合最大负荷的变化情形。,2、年最大负荷曲线,11,不分日月先后的界限,只按全年的负荷变化,根据各个不同的负荷值在一年中的累计持续时间而
5、重新排列组成的,反映工厂全年负荷变动与负荷持续时间的关系。,3、年负荷持续曲线,P1,t1,年最大负荷利用小时数,一年内消耗的总电量,12,(1)年最大负荷Pmax,负荷曲线上的最高点; (2)年最小负荷Pmin,负荷曲线上的最低点; (3)全年消耗的电量AY为:,全日消耗的电量AD为:,四、负荷曲线的特征指标分析,13,(4)年最大负荷利用小时数Tmax,(5)平均负荷Pav,(6)负荷率,平均负荷与最大负荷的比值,有功负荷率:,无功负荷率:,14,第二节 负荷计算的方法,计算负荷:在已知用电设备性质、容量等条件的情况下,按照一定的方法和规律,通过计算确定的电力负荷。 包括:有功计算负荷、无
6、功计算负荷、视在计算负荷和计算电流、尖峰电流等内容。 求计算负荷的这项工作称为负荷计算。,一、计算负荷的意义,根据计算负荷来选择导线及设备,在实际运行中它们的最高温升就不会超过容许值。,通常:根据半小时(30min)的平均负荷所绘制的负荷曲线上的“最大负荷” 作为“计算负荷”,并作为按发热条件选择电气设备的依据。,15,典型的用电设备组每30min的平均负荷曲线上的最大负荷Pmax 与设备额定功率(容量)的比值:,1、需要系数Kd,二、确定计算负荷的系数,同一类型的工业企业(或同一类型车间、设备)的负荷曲线,均有大致相似的形状。从中可发现数值较相近的系数。,有关数据见表,16,2、利用系数KU
7、,3、同时系数,有功同时系数:,无功同时系数:,因为干线上各组用电设备的最大负荷不同时出现的;因此求干线上的计算负荷时,将干线上各用电设备组的计算负荷相加后应乘以相应的最大负荷同时系数(又称参差系数、混合系数)。,17,4、形状系数KZ,5、附加系数Kf,18,第三节 工厂供电负荷的统计计算示例,在作设计任务书或初步设计阶段,尤其当需要进行方案比较时,只需要估算。,一、计算负荷的估算法,1、单位产品耗电量法,已知企业的生产量n及每一单位产品电能消耗量 ,则企业年电能需要量Wn:,可求得最大有功功率如下:,19,2、车间生产面积负荷密度法,当已知车间生产面积负荷密度指标(单位为kW/m2)时,则
8、车间的平均负荷:,车间生产面积,二、求计算负荷的方法,(一)对单台电动机,供电线路在30min内出现的最大平均负荷即计算负荷为:,电动机的额定功率,效率,20,于是:,(二)多组用电设备的负荷计算,1、需要系数法,步骤: 将用电设备分组,求出各组用电设备的总额定容量。 查出各组用电设备相应的需要系数及对应的功率因数。,21,(3)用需要系数法求车间或全厂计算负荷时,需要在各级配电点乘以同期系数(0.850.95)。,22, 由平均负荷乘以形状系数,求计算负荷的有效值Pca,用第2种方法求计算负荷不需要乘以同期系数 。,2、利用系数法,第一组,步骤: 将用电设备分组,求出各用电设备组的总额定容量
9、。 查出各组用电设备的利用系数及对应的功率因数,求出平均负荷。,23,例:某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共20台(其中10.5kW-4台,7.5kW-8台,5kW-8台),车间有380V电焊机2台(每台容量20kVA, ),车间有吊车1台11kW, ),试计算此车间的计算负荷。,解:(1)车间设备容量 金属切削机床属于长期连续工作制设备,所以20台金属切削机床的总容量为:,24,电焊机属于反复短时工作制设备,它的设备容量应统一换算到 ,所以2台电焊机的设备容量:,吊车属于反复短时工作制设备,它的设备容量应统一换算到 ,所以1台吊车的容量为:,车间的设备总容量为:,25,(2)车
10、间计算负荷 金属切削机床组,查表取需要系数和功率因数为:,所以,有,26,电焊机组,查表取需要系数和功率因数为:,27,吊车组,查表取需要系数和功率因数为,28,第四节 建筑配电负荷的统计计算示例,在民用建筑设计中常用的负荷计算方法有负荷密度法、单位指标法、需要系数法和利用系数法等。民用建筑电气设计规范对负荷计算方法的选取原则做了如下规定:,(1)在做方案阶段可采用单位指标法;在初步设计及施工图阶段,宜采用需要系数法。对于住宅,在设计的各个阶段均可采用单位指标法。 (2)用电设备台数较多,各台设备用电容量相差不悬殊时,宜采用需要系数法。一般用于干线、配电所的负荷计算。 (3)用电设备台数较少,
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- 第六 电力 负荷 特性 计算 分析
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