论工厂的电力负荷计算及意义.
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一.概述电力负荷计算的目的是:(1)、计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率,作为选择变压器容量的依据。
(2)、计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流,作为选择这些设备的依据。
(3)、计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流,作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。
(4)、计算尖峰负荷,用于保护电气的整定计算和校验电动机的启动条件.(5)、为电气设计提供技术依据。
二.工厂电力负荷的分级及设备容量的确定1。
电力负荷的概念电力负荷又称为电力负载.它有两重含义:一是指耗用电能的用电设备或用电单位(用户),如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等.另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小,如说轻负荷(轻载)、重负荷(重载)、空负荷(空载)、满负荷(满载)等。
电力负荷的具体含义视具体情况而定。
2.负荷分级的相关规范:电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定。
符合下列情况之一时,应为一级负荷:(1)。
中断供电将造成人身伤亡时。
(2).中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。
例如:重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废,国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
符合下列情况之一时,应为二级负荷:(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时.例如:主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作.例如:交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。
(3)另外,不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
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铭牌额定功率。
工厂用电负荷计算1负荷计算的定义一、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中,通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
二、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
由于本机械厂用电部门较多,用电设备台数较多,设计采用需要系数法予以确定一、单台组用电设备计算负荷的计算公式1、有功计算负荷(单位为kW):30d e P K P = (1)式中:30P —设备有功计算负荷(单位为kW);e P —用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量,单位为kW);d K —用电设备组的需要系数。
2、无功计算负荷(单位为kvar)3030tan Q P φ= (2)式中:30Q —设备无功计算负荷(单位为kvar);φtan —对应于用电设备组功率因数ϕcos 的正切值。
3、视在计算负荷(单位为kVA) 3030cos P S φ= (3)式中:30S —视在计算负荷(单位为kVA);φcos —用电设备组的功率因数。
4、计算电流(单位为A)30I = 式中:30I —计算电流(单位为A);30S —用电设备组的视在功率(单位为kVA);N U —用电设备组的额定电压(单位为kV)。
二、多组用电设备计算负荷的计算公式1、有功计算负荷(单位为kW)3 30z p i P K P =∑•·∑ (5)式中:z P 3—多组用电设备有功计算负荷(单位为kW);∑⋅i P 30—所有设备组有功计算负荷30P 之和;∑•P K —有功负荷同时系数,可取0.7~0.95。
2、无功计算负荷(单位为kvar)330z q i Q K Q Σ=∑ (6)式中:z Q 3—多组用电设备无功计算负荷(单位为kvar);30i Q ∑—所有设备组无功计算负荷30Q 之和;q K Σ—无功负荷同时系数,可取0.8~0.95。
工厂供电技术第三章工厂电力负荷计算工厂电力负荷计算是指根据工厂生产设备的用电需求以及其他附属设备的用电需求,确定工厂所需要的电力供应能力。
正确地计算工厂的电力负荷可以保证供电设备的正常运行,避免供电不足或供电过剩的问题。
工厂电力负荷计算的基本原则是在满足生产设备的用电需求的前提下,尽量减小供电设备的容量和投资成本。
工厂电力负荷计算应综合考虑以下几个因素:1.生产设备的用电需求:生产设备是工厂的核心设备,对电力需求较大。
需要考虑设备的额定功率、启动电流以及运行时的用电情况等。
2.办公设备和配套设备的用电需求:办公设备、照明设备、通风设备等配套设备对电力负荷也有一定的要求。
需要考虑这些设备的功率、使用时间以及同时使用的数量等。
3.电力负荷的分布和使用特点:不同的设备在使用电力时有不同的使用特点,有的设备在一段时间内同时工作,有的是轮换工作。
需要对使用特点进行分析,合理规划负荷的分布。
4.电力负荷的峰值和谷值:根据工厂的生产工艺和用电时间段的特点,确定电力负荷的峰值和谷值。
合理利用谷值电力可以减小供电设备的容量和投资成本。
在实际的工厂电力负荷计算中,可以采用基于经验的方法和基于计算机软件的方法。
基于经验的方法是根据实际工厂的生产运行情况和用电需求,结合类似工厂的用电负荷数据或者相关规范的要求,进行估算或者类比计算。
这种方法比较简便,但是不够准确,容易造成供电设备容量的过剩或者不足。
基于计算机软件的方法是通过使用专门的电力负荷计算软件,根据工厂的布置和生产设备的情况,输入相关参数进行计算得出电力负荷。
这种方法比较准确,可以进行多种情况的模拟计算,但是需要掌握相关计算软件的使用技巧。
总之,工厂电力负荷计算是一个复杂的过程,需要综合考虑各种因素,合理规划供电设备的容量和投资成本。
在实际计算中可以结合经验和计算软件进行,以提高计算的准确性。
工厂电力负荷及其计算一、工厂电力负荷的计算方法1.定额法计算定额法是根据工厂的生产工艺和设备,以及设备运行的时间及运行电压、额定电流等参数来计算工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下:(1)根据生产工艺和设备确定每台设备的额定功率和运行时间。
(2) 计算每台设备的实际功率,实际功率等于额定功率乘以load rate(负载率)。
(3)计算每台设备的用电量,用电量等于实际功率乘以运行时间。
(4)将每台设备的用电量累加得到总用电量,即工厂的电力负荷。
2.统计法计算统计法是通过对过去一段时间的用电数据进行统计分析,得出工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下:(1)收集过去一段时间的用电数据,包括电力仪表的读数、运行时间及环境参数等。
(2)对用电数据进行整理和分析,得出工厂的平均负荷和尖峰负荷。
(3)根据工厂的生产计划和负荷曲线,预测未来的负荷变化。
(4)根据预测的负荷变化,确定合理的电力供应方案。
3.标准法计算标准法是根据国家规定的工厂电力负荷标准来计算工厂的电力负荷。
具体计算步骤如下:(1)根据国家规定的工厂电力负荷标准,确定工厂的负荷等级。
(2)根据负荷等级和工厂的总用电量,计算工厂的电力负荷。
二、工厂电力负荷的影响因素2.工艺流程:不同的工艺流程对电力负荷的要求也不同,一些工艺流程需要大量的电力支持,而另一些工艺流程则相对较少。
3.工作时间:工厂的电力负荷还与工作时间有关,长时间连续运行的工厂需要更多的电力供应,而短时间间断运行的工厂则需要较少的电力供应。
4.环境因素:环境温度、湿度等因素也会对工厂的电力负荷产生影响,一些设备在高温高湿的环境下需要更多的电力支持。
三、工厂电力负荷的管理与调控1.合理安排生产计划:根据工厂的电力负荷情况,合理安排生产计划,避免电力负荷过高或过低的情况发生。
2.用电系统的优化设计:通过优化用电系统的设计,如改进设备的能效、增加系统的稳定性、提高用电设备的负荷率等,以减少工厂的电力负荷。
工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算工厂作为生产的重要组成部分,对电力的需求量巨大。
电力负荷是指工厂在某一时间段内所需要的电能量,它是衡量工厂用电量大小的指标之一。
工厂的电力负荷计算是工厂电网规划和运营过程中重要的一环,正确计算电力负荷可以确保工厂的正常运行和经济使用电力资源。
本文将从电力负荷的基本概念、计算方法和影响因素等方面进行介绍。
一、电力负荷的基本概念电力负荷是指在一定时间范围内所需要的电能,即单位时间内消耗的电能量。
通常用单位时间内消耗的电能量来衡量,单位为千瓦时(kWh)或兆瓦时(MWh)。
在工厂的生产过程中,不同设备和工艺的电力需求是不同的,因此需要根据不同设备和工艺的电功率和运行时间来计算电力负荷。
二、电力负荷的计算方法计算工厂的电力负荷需要考虑以下几个因素:1.工艺设备的电功率:工厂中的各种设备和机器都有不同的功率需求,可以通过查阅设备的电功率参数手册或者询问设备制造商来获取。
2.设备的运行时间:不同设备和工艺的运行时间是不同的,需要根据设备的使用方式和生产周期来确定。
3.设备的利用率:设备的利用率是指在某一时间段内设备实际运行时间与总运行时间之比,通常用百分比来表示。
电力负荷计算的基本公式为:电力负荷(kWh)= 设备的电功率(kW) * 设备的运行时间(小时) * 设备的利用率三、影响电力负荷的因素1.季节因素:不同季节的工厂用电需求是不同的。
例如夏季气温高,空调和冷却设备的用电需求大;冬季气温低,供暖设备的用电需求大。
2.生产工艺变化:工厂的生产工艺发生变化,会对电力负荷产生影响。
例如,工厂采用新的生产设备或者调整生产工艺,会导致电力负荷的增加或减少。
3.生产规模变化:工厂的生产规模变化也会对电力负荷产生影响。
例如,工厂扩大生产规模或者停工倒闭,都会对电力负荷产生影响。
四、电力负荷的优化管理为了降低工厂的电力负荷,提高能源利用效率,工厂可以采取以下措施:1.能源管理系统:建立科学合理的能源管理系统,通过监测和评估电力负荷的使用情况,制定合理的用电策略,优化能源利用。
第二章工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算是指在工厂生产过程中所需的电能负荷及其计算方法。
工厂是一个需要大量电能供应的地方,其中包括机械设备、照明系统、空调系统等,这些都需要电能来提供运行所需的动力和光源。
工厂的电力负荷是指在一定时间内需要提供给工厂的电能总量,通常以千瓦(KW)或千伏安(KVA)为单位。
电力负荷的大小直接影响到工厂对电能供应的需求,因此正确计算电力负荷十分重要。
计算工厂的电力负荷涉及到多个方面,主要包括两个部分:基本负荷和附加负荷。
基本负荷是指工厂日常运行所需的电能负荷,例如照明系统、电梯、办公设备等常常需要长时间运行。
基本负荷的计算通常以建筑的可用面积和相应的标准功率密度为基础。
标准功率密度指的是单位面积所需的电能负荷,不同类型的空间通常会有不同的标准功率密度,例如办公用途一般为10W/m²,生产车间一般为20W/m²。
通过将建筑的可用面积乘以相应的标准功率密度,可以计算出基本负荷的电能需求。
附加负荷是指工厂特定设备工作时额外需要的电能负荷。
例如生产设备、空调系统等。
附加负荷的计算通常以设备的额定功率为基础。
额定功率是指设备正常工作时所需的功率,在设备的技术参数中可以找到。
通过将各个设备的额定功率相加,可以计算出附加负荷的电能需求。
综合计算基本负荷和附加负荷,可以得到工厂的总电力负荷。
为了确保工厂的正常运行,需要根据总电力负荷来选择和配置合适的变压器、电缆和电气设备等。
在进行电力负荷计算时,还需考虑到一些因素,如设备启动时的瞬时负荷、电机运行的功率因数、电缆的导线截面积等。
总之,正确计算工厂的电力负荷是确保电力供应满足工厂生产需求的重要一环。
合理预估工厂的电力负荷可以帮助工程师选择适当的电气设备和电缆,并保证工厂的正常运行。
因此,在进行工厂电力负荷计算时,需要综合考虑基本负荷和附加负荷,并考虑到一些因素,如瞬时负荷、功率因数等。
一.概述电力负荷计算的目的是:(1)、计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率,作为选择变压器容量的依据。
(2)、计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流,作为选择这些设备的依据。
(3)、计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流,作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。
(4)、计算尖峰负荷,用于保护电气的整定计算和校验电动机的启动条件。
(5)、为电气设计提供技术依据。
二.工厂电力负荷的分级及设备容量的确定1.电力负荷的概念电力负荷又称为电力负载。
它有两重含义:一是指耗用电能的用电设备或用电单位(用户),如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等。
另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小,如说轻负荷(轻载)、重负荷(重载)、空负荷(空载)、满负荷(满载)等。
电力负荷的具体含义视具体情况而定。
2.负荷分级的相关规范:电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定。
符合下列情况之一时,应为一级负荷:(1).中断供电将造成人身伤亡时。
(2).中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。
例如:重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废,国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
符合下列情况之一时,应为二级负荷:(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。
例如:主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。
例如:交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。
(3)另外,不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
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铭牌额定功率。
(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:电焊机和电焊机组要求统一换算到ε=100%时的功率,即:式中,PN 为电焊机额定有功功率,SN 为额定视在功率,εN为额定负荷持续率,ε100%为其值为100%的负荷持续率,cosφN为额定功率因数。
(3)起重机(吊车电动机)要求统一换算到ε=25%时的额定功率,即:式中,PN 为额定有功功率,εN 为额定负荷持续率,ε25%为其值为25%的负荷持续率。
(4)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,即:Pe=SNcosφN 式中,SN是电炉变压器的额定容量,cosφN 是电炉变压器的额定功率因数。
(5)照明设备①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。
②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:荧光灯:Pe=1.2PN;高压水银灯、金属卤化物灯:Pe=1.1PN。
③照明设备的设备容量还可按建筑物的单位面积容量法估算:Pe=ωS/1000,式中ω是建筑物单位面积的照明容量,S为建筑物的面积。
三.三相用电设备组计算负荷的确定1.通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值,称为计算负荷。
根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆,如以计算负荷连续运行,其发热温度不会超过允许值。
由于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16mm2及以上的导体,其τ≥10min,因此载流导体大约经30min(即半小时)后可达到稳定温升值。
由此可见,计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30(亦年最大负荷P max)是基本相当的。
2.负荷计算中存在的问题总结多个设计单位的负荷计算书,列出如下几个问题。
(1)数据库不完善一个完备的、滚动更新的数据库(系数、功率因数等)对负荷计算是至关重要的。
数据陈旧是目前负荷计算的突出问题。
几十年来,生产工艺、用电设备等的都在朝着节能高效的方向发展,但设计手册的系数值,自第一版起就没变化过,设计人员也套用了几十年,通常设计的变压器投运后负荷率偏低。
当然负荷率偏低也可能有其他因素(如实际投运设备比设计少、产能未达预期、设计人员偏保守等),不能全归咎于计算系数。
但数据“年久失修”早已成为共识,需要系数、利用系数法的计算系数大多源于苏联及我国早先的文献,可追溯至1930 年。
文献是我国翻译苏联1961 年的设计导则,其中提到“技术的革新会使需要系数、利用系数发生变化。
因此各部门主导设计院和研究所应该系统地在该工业部门有代表性的企业中进行电气负荷调查。
”建议设计单位应起到牵头作用,联合使用部门、设备制造厂,坚持不懈的做好经验总结和数据库建设的工作。
各行业设计单位之间应相互交流、共享数据库。
(2)设计输入文件深度不够设备资料是负荷计算的重要依据。
负荷计算需要详细的设备信息,如起重机的每个电动机功率、暂载率、效率等。
当前工程初步设计、施工图设计阶段,设备通常还没有订货,其他专业人员能提供给电气设计人员的一般仅为设备总的供电功率,如一台热处理设备200kW,有时也能提出其中最大一台电机功率或各类设备所占比例,但难再提出更详尽的资料,这便增加了负荷计算的误差。
(3)忽视了利用系数法的“非线性陷阱”利用系数法有效台数的分母中含有非线性算式,如果忽略会导致计算错误.3.电气负荷计算方法有:需要系数法、利用系数法、二项式系数法等。
(1)需要系数法:用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。
(2)二项式系数法:将负荷分为基本负荷和附加负荷,后者考虑一定数量大容量设备影响。
(3)利用系数法:采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数求得计算负荷。
4.按需要系数法确定计算负荷基本公式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P 30。
用电设备组的设备容量P e ,是指用电设备组所有设备(不含备用设备)的额定容量P N 之和,即P e =∑P N 。
而设备的额定容量,是设备在额定条件下的最大输出功率。
但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行,运行的设备也不太可能都满负荷运行,同时设备本身有功率损耗,配电线路也有功率损耗,因此用电设备组的有功计算负荷应为 e WL e LP K K P ηη∑=30式中,K ∑设备组的同时系数,即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比,K L 为设备组的负荷系数,即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比;ηe 为设备组的平均效率,即设备组在最大负荷时的输出功率与取用功率之比;ηWL 为配电线路的平均效率,即配电线路在最大负荷时的末端功率(亦即设备组的取用功率)与首端功率(亦即计算负荷)之比。
令上式中的K ∑K L /(ηe 、ηWL )=K d ,这里的K d 称为需要系数ed P P K 30= 即用电设备组的需要系数,是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值。
由此可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为e d P K P =30在求出有功计算负荷P 30后,可按下列各式分别求出其余的计算负荷,无功计算负荷为ϕtan 3030P Q = 式中,tan ϕ为对应于用电设备组cos ϕ的正切值。
视在计算负荷为ϕcos 3030P S = 式中,cos ϕ为用电设备组的平均功率因数。
计算电流为 30I =)3(30N U S 式中,U N 为用电设备组的额定电压。
5.二项式系数法这是前苏联一位电气工程师1973年首先提出来的,其确定用电设备组有功计算负荷的公式为二项式。
它考虑了设备组中容量最大的几台对整个设备组计算负荷的影响,弥补了需要系数法的不足。
此法计算也十分简便,至今仍为我国不少设计单位和设计人员所采用。
有功计算负荷:x N cP bP P +=∑30∑N bP :表示用电设备组的平均负荷x cP :表示用电设备组中的x 台容量组大的设备投入运行时增加的附加负荷,其中x P 为x 台容量最大的设备之和b 、c :二项式系数,其数值随用电设备组的类别和台数而定 无功计算负荷:θtan .3030P Q = 视在计算负荷:θcos 3023023030P Q P S =+= 计算电流:N U S I 33030=6.利用系数法这是前苏联在20世纪中叶提出来的,它先根据利用系数求出各用电设备组在最大负荷时的平均负荷,然后求总的平均利用系数和用电设备的有效台数,并由此查出对应的最大系数,最后由各平均负荷之和乘以最大系数,从而求得总的有功计算负荷。
利用系数法对于用电设备组无论台数多少和容量差别大小,计算结果都比较准确。
但此法计算繁复,因此应用不普遍。
7.计算方法的选择对工厂初步设计和施工图的负荷计算,我认为:(1)对变压器的负荷计算优先考虑需要系数法,对于不含大量机床、起重机的工程可采用利用系数法的改进算法进行验证。
(2)对配电干线负荷计算,当设备较多时,优先考虑需要系数法,可汲取二项式、利用系数法的思想,适当提高大型设备的需要系数;当设备较少时,可用利用系数、二项式等方法。
8. 单组用电设备组的计算负荷用二项式法进行负荷计算时,既考虑用电设备组的平均负荷,又考虑几台最大用电设备引起的附加负荷,计算公式为:式中,b 、c 为二项式系数; 是该组用电设备组的设备总容量, Px 为x 台最大设备的总容量,当用电设备组的设备总台数n<2x 时, 则最大容量设备台数取x=n/2,且按“四舍五入”法取整,当只有一台设备时,可认为Pc=Pe 。
9.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和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因素。
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(又称为参差系数或综合系数)K ∑p 和K ∑q :对车间干线取 =∑p K 0.85~0.95=∑q K 0.90~0.97对低压母线(1)由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取=∑p K 0.80~0.90=∑q K 0.85~0.95(2)由车间干线计算负荷直接相加来计算时取=∑p K 0.90~0.95=∑q K 0.93~0.97总的有功计算负荷为i p P K P ,3030∑=∑总的无功计算负荷为i q Q K Q ,3030∑=∑以上两式中的∑P 30,i 和∑Q 30,i 分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。
总的视在计算负荷为23023030Q P S += 总的计算电流为()NU S I 33030= 四.工厂的计算负荷和年电能消耗量工厂计算负荷的确定1.按逐级计算法确定工厂计算负荷如图1所示,工厂的计算负荷(这里举有功负荷为例)P 30。