负荷曲线及三相负荷计算.ppt

第二章第二章 负荷计算负荷计算 2 第第2 2章章 负荷计算负荷计算 本章重点介绍本章重点介绍 负荷的统计与计算方法负荷的统计与计算方法 矿山矿山负荷的确定与变电站变压器的选择负荷的确定与变电站变压器的选择 学习目的学习目的 学会对供电系统负荷的分类与计算学会对供电系统负荷的分类与计算，掌掌 握供电系统能耗的基本知识握供电系统能耗的基本知识，初步掌握初步掌握矿山矿山负荷负荷 的计算方法并选择经济合理的变压器的计算方法并选择经济合理的变压器。3 第第2 2章章 负荷计算负荷计算 本章主要内容：负荷负荷的意义的意义 负荷曲线的作用负荷曲线的作用 计算负荷计算负荷及其计算方法及其计算方法 供电系统功率损耗与电能损耗的计算供电系统功率损耗与电能损耗的计算 企业负荷的确定企业负荷的确定 变电站变压器的选择变电站变压器的选择 4 第第2 2章章 负荷计算负荷计算 负荷的概念负荷的概念 电力系统中电力系统中，用电设备所需的电功率称电力负，用电设备所需的电功率称电力负荷，简称负荷。荷，简称负荷。不是指它们的阻抗。不是指它们的阻抗。负荷计算的目的负荷计算的目的 为了合理的选择供电系统中的导线为了合理的选择供电系统中的导线、开关电器开关电器、变压器等设备变压器等设备，使电气设备和材料既能得到充分利使电气设备和材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行用又能满足电网的安全运行。另外另外，也是选择仪表量程也是选择仪表量程、整定继电保护的重要整定继电保护的重要依据依据。5 2.1 2.1 负荷曲线的意义与绘制负荷曲线的意义与绘制 2.1.1 2.1.1 负荷曲线的作用负荷曲线的作用 什么是什么是负荷曲线负荷曲线？表示电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。表示电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。它是每隔一定的时间将电气设备功率表的读数记它是每隔一定的时间将电气设备功率表的读数记录下来，再逐点描绘而成。录下来，再逐点描绘而成。纵坐标为有功负荷纵坐标为有功负荷P P（或无功负荷（或无功负荷Q Q），横坐标为时间），横坐标为时间t t。负荷曲线负荷曲线 7 2.1 2.1 负荷曲线的意义与绘制负荷曲线的意义与绘制 纵坐标为有功负荷纵坐标为有功负荷P P，称为有功负荷曲线。，称为有功负荷曲线。纵坐标为无功负荷纵坐标为无功负荷Q Q，称为无功负荷曲线。，称为无功负荷曲线。横坐标时间为一日，称为日负荷曲线。横坐标时间为一日，称为日负荷曲线。横坐标时间为一月，称为月负荷曲线。横坐标时间为一月，称为月负荷曲线。横坐标时间为一年，称为年负荷曲线。横坐标时间为一年，称为年负荷曲线。负荷曲线所包络的面积，就是工厂在负荷曲线所包络的面积，就是工厂在 生产期间所耗用的电能生产期间所耗用的电能。td0dWP t24dav01d2424WPP t8 2.1 2.1 负荷曲线的意义与绘制负荷曲线的意义与绘制负荷曲线的作用负荷曲线的作用 负荷曲线负荷曲线的作用的作用是什么是什么？一是可以利用负荷曲线来计算设备或电网的一是可以利用负荷曲线来计算设备或电网的总消费电量；总消费电量；二是可以根据负荷的峰谷情况及供电部门二是可以根据负荷的峰谷情况及供电部门的要求合理安排设备的工作时间，获得最佳用的要求合理安排设备的工作时间，获得最佳用电效率。电效率。9 2.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法(一）日负荷曲线一）日负荷曲线 1 1、负荷曲线的绘制、负荷曲线的绘制 日负荷曲线表示一日日负荷曲线表示一日2424小时内负荷变化的情形，它是根小时内负荷变化的情形，它是根据一台或一组电气设备的有功功率表的读数每隔据一台或一组电气设备的有功功率表的读数每隔30min30min抄录抄录一次而作出的。一次而作出的。（为什么要半小时记录一次？）（为什么要半小时记录一次？）对于导体截面为对于导体截面为16mm2以上的铜、铝导体的热时间常数以上的铜、铝导体的热时间常数T约在约在10min以以上，而导体通过负荷电流时达到稳定温升所需时间约为上，而导体通过负荷电流时达到稳定温升所需时间约为3T，即，即30min左左右。因此短暂的尖峰负荷来不及使导体升到相应的温度，只有持续右。因此短暂的尖峰负荷来不及使导体升到相应的温度，只有持续30min以上的最大负荷电流，才能构成导体的最高温升。以上的最大负荷电流，才能构成导体的最高温升。2.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法 Pav Pmax Pmin 11 2.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法日负荷曲线日负荷曲线 2 2、当一个企业的日负荷曲线确定后，则日负荷、当一个企业的日负荷曲线确定后，则日负荷 曲线与时间轴所围成的面积就是该企业的日消曲线与时间轴所围成的面积就是该企业的日消费电能量。即费电能量。即：24d0dWP t24dav01d2424WPP t3 3、通过日负荷曲线我们可以得出最大负荷、通过日负荷曲线我们可以得出最大负荷PmaxPmax、最小负荷最小负荷PminPmin和平均负荷和平均负荷PavPav。12 2.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法 4、有关的两个系数、有关的两个系数（1）负荷率）负荷率 概念：概念：平均负荷与最大负荷的比值平均负荷与最大负荷的比值 表征负荷变化规律的一个参数，其值愈大，负荷曲线愈平坦，表征负荷变化规律的一个参数，其值愈大，负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。负荷波动愈小。avmaxmPkPmaxminPP（2）最小负荷系数）最小负荷系数 概念：概念：最小负荷与最大负荷的比值最小负荷与最大负荷的比值 其值愈大，负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。其值愈大，负荷曲线愈平坦，负荷波动愈小。2.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法 13 5、对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。、对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。(a)钢铁工业负荷；钢铁工业负荷；(b)食品工业负荷；食品工业负荷；(c)农村负荷；农村负荷；(d)市政生活负荷市政生活负荷 一般说来，负荷曲一般说来，负荷曲线的变化规律取决线的变化规律取决于负荷的性质、企于负荷的性质、企业生产发展情况及业生产发展情况及作息制度、用电地作息制度、用电地区的地理位置、当区的地理位置、当地气候条件和人民地气候条件和人民生活习惯等。生活习惯等。14（二）年负荷曲线（二）年负荷曲线 1、年负荷曲线的绘制、年负荷曲线的绘制 年负荷曲线，表示一年中负年负荷曲线，表示一年中负荷变化的情况。荷变化的情况。它不是读功率表绘制，而是它不是读功率表绘制，而是近似地根据一年中具有近似地根据一年中具有代表性代表性的的夏季日负荷曲线夏季日负荷曲线和和冬季日负冬季日负荷曲线荷曲线进行绘制。进行绘制。（1）概念：）概念：是一个假想时间，电力负是一个假想时间，电力负荷按年最大负荷荷按年最大负荷 持续持续运行所消耗的电能，恰好运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际等于该电力负荷全年实际消耗的电能消耗的电能。TmaxPmaxPTWmaxmax（2）全年消耗的电能）全年消耗的电能 W 87600dWP t2、年最大负荷利用小时、年最大负荷利用小时 年负荷曲线与时间轴所围成年负荷曲线与时间轴所围成的面积就是该企业的年消费的面积就是该企业的年消费电能量电能量 年最大负荷利用小时是反映企业电力负荷是年最大负荷利用小时是反映企业电力负荷是否均匀的一个重要指标。这一概念将在计算电否均匀的一个重要指标。这一概念将在计算电能损耗和电气设备选择中用到。能损耗和电气设备选择中用到。与企业的生产班制有较大的关系。与企业的生产班制有较大的关系。例如：例如：一班制的企业，一班制的企业，约为约为 18002500h；两班制的企业，两班制的企业，约为约为 35004500h；三班制的企业，三班制的企业，约为约为 50007000h。TmaxTmaxTmaxTmaxTmax2、年最大负荷利用小时、年最大负荷利用小时 三、负荷曲线的作用三、负荷曲线的作用 同类型的企业（或车间、或用电设备）的负荷曲线，形同类型的企业（或车间、或用电设备）的负荷曲线，形状大致相似，其负荷系数也近似。因此，我们可以通过状大致相似，其负荷系数也近似。因此，我们可以通过查找已有的负荷曲线和负荷系数来近似地计算一个新企查找已有的负荷曲线和负荷系数来近似地计算一个新企业（新车间或新设备）的计算负荷。业（新车间或新设备）的计算负荷。在实际工程中一般不直接做负荷曲线在实际工程中一般不直接做负荷曲线，而是利用典型而是利用典型的负荷曲线特征参数进行理论推算的负荷曲线特征参数进行理论推算，得出一些参数得出一些参数，如如需要系数需要系数Kd、利用系数利用系数Kx等等，来做负荷计算来做负荷计算。求有关系数用的负荷曲线，一般是用电设备组最大负求有关系数用的负荷曲线，一般是用电设备组最大负荷工作班的负荷曲线。荷工作班的负荷曲线。19 2.2 2.2 负荷的统计与计算方法负荷的统计与计算方法 什么是什么是计算负荷计算负荷？通常把通常把一年内最高日负荷曲线中一年内最高日负荷曲线中30min平均负荷的最平均负荷的最大值，称为平均最大负荷（简称最大负荷，记作大值，称为平均最大负荷（简称最大负荷，记作P Pmaxmax），），并并作为按发热条件选择导线、电缆和电气设备的依据，它就作为按发热条件选择导线、电缆和电气设备的依据，它就是所要求的计算负荷是所要求的计算负荷 P Pcaca 。“计算负荷计算负荷”是是按发热条件按发热条件选择设备的一个假定负荷。选择设备的一个假定负荷。“计算负荷计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的热效产生的热效应和实际变动负荷产生的热效应相等。所以根据应相等。所以根据“计算负荷计算负荷”选择的导体及电器，能满选择的导体及电器，能满足实际运行时导体和电器的最高温升。足实际运行时导体和电器的最高温升。20 2.2 2.2 负荷的统计与计算方法负荷的统计与计算方法 用电设备的用电设备的“工作制工作制”怎样划分？怎样划分？每台用电设备的铭牌上都有一个额定功率，每台用电设备的铭牌上都有一个额定功率，用用 表示。但表示。但在负荷在负荷计算计算时不能时不能将其将其直接相加直接相加。因为因为由于各用电设备的额定工作条件不同，如由于各用电设备的额定工作条件不同，如 有的是长期工作制，有的是反复短时工作制有的是长期工作制，有的是反复短时工作制。因而因而必须首先换算成同一工作制下的额定功率，必须首先换算成同一工作制下的额定功率，经过换算至统一规定工作制下的额定功率称为经过换算至统一规定工作制下的额定功率称为设设 备容量备容量，用，用 表示。表示。NPNP21 用电设备按其工作方式可分为用电设备按其工作方式可分为3 3种工作制：种工作制：用电设备的工作制可分为：用电设备的工作制可分为：（1）连续运行工作制：）连续运行工作制：是指工作时间较长，连续运行的用电设备。是指工作时间较长，连续运行的用电设备。如通风机、压缩机、各种泵类、各种电炉、机床、如通风机、压缩机、各种泵类、各种电炉、机床、电解电镀设备、照明等。电解电镀设备、照明等。（2）短时运行工作制：）短时运行工作制：是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制的工作制。如金属切削机床用的辅助机械（横梁升降、刀架如金属切削机床用的辅助机械（横梁升降、刀架快速移动装置等）、水闸用电机等。快速移动装置等）、水闸用电机等。22 用电设备按其工作方式可分为用电设备按其工作方式可分为3种工作制：种工作制：（3）断续周期工作制：）断续周期工作制：是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的用电设备的工作制。如吊车用电动机、电运行的用电设备的工作制。如吊车用电动机、电焊用变压器等。焊用变压器等。为表征其断续周期的特点，用整个工作周期为表征其断续周期的特点，用整个工作周期里的工作时间与全周期时间之比，即用暂载率里的工作时间与全