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=（1.11.2）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23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=PN 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,