第二章 负荷计算
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第二章负荷计算与无功功率补偿本章提要:本章首先简介负荷计算的有关基本知识,然后着重讲述用电设备组计算负荷的确定方法,介绍线路尖峰电流的计算,接着讲述供电系统无功补偿、总计算负荷的确定及电能节约。
本章是分析供电系统和进行供电设计计算的基础。
本章重点:三相用电设备组计算负荷的确定方法、尖峰电流的计算方法、无功功率补偿容量的确定与无功功率补偿装置的选择、供电系统的总计算负荷确定方法。
本章难点:利用系数法确定三相用电设备组的计算负荷。
教学基本要求:了解单相用电设备组计算负荷的确定方法、电能节约的技术措施;理解用电设备工作制、确定计算负荷的系数;掌握三相用电设备组计算负荷的确定方法、尖峰电流的计算方法、无功功率补偿容量的确定与无功功率补偿装置的选择、供电系统的总计算负荷确定方法。
第一节概述一、计算负荷概念供电系统要能可靠地正常运行,就必须使其元件包括电力变压器、电器、电线电缆等满足负荷电流的要求。
因此有必要对供电系统各环节的电力负荷进行统计计算。
通过对已知用电设备组的设备容量进行统计计算求出的,用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值,称为计算负荷。
按计算负荷选择的电力变压器、电器、电线电缆,如以最大负荷持续运行,其发热温度不致超出允许值,因而也不会影响其使用寿命。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。
如果计算负荷确定过大,将使设备和导线选择偏大,造成投资和有色金属的浪费。
如果计算负荷确定过小,又将使设备和导线选择偏小,造成运行时过热,增加电能损耗和电压损失,甚至有可能使设备和导线烧毁,造成事故。
可见,正确计算电力负荷具有重要意义。
但是由于负荷情况复杂,影响计算负荷的因素很多,虽然各类负荷的变化有一定规律可循,但准确确定计算负荷却十分困难。
实际上,负荷也不可能是一成不变的,它与设备的性能、生产的组织及能源供应的状况等多种因素有关,因此负荷计算也只能力求接近实际。
二、用电设备工作制及设备容量的计算电器载流导体的发热与用电设备的工作制关系较大,因为在不同的工作制下,导体发热的条件是不同的。
有色冶金企业电力设计手册第二章电力负荷计算.第二章电力负荷计算2-2 用单位产品耗电量估算企业的计算负荷在选择企业厂址方案阶段,为了便于编制设计方案意见书,当缺乏正式的用电设备资料时,可用单位产品耗电量来估算企业的负荷,必须指出用此法求出的用电负荷可能与实际负荷有出入,所以,当获得正式资料后,应按“需要系数法”(见下节)求得的计算负荷予以校正。
用单位产品耗电量估算企业的计算负荷时,可用下列公式:1.企业年电能需要量W n=W d M 千瓦-小时(2-1) 2.企业的平均负荷P p=W n/T n千瓦(2-2)3.企业的最大负荷P max=W n/T max千瓦(2-3)式中 W d——企业单位产品电能消耗量,千瓦—小时/吨(度/吨);M——企业全年的总产量,吨;T n——企业一年中的实际工作小时数(假日、修理时间、第二班和第三班末工作的时间等除外);T max——企业年最大负荷利用小时数,见表2-5。
企业单位产品耗电量参考资料如下表有色金属矿山采选企业单位产品耗电量表2-1序生产方法单位单位产品耗电量备注号1 锡采矿(砂矿)度/吨3-52 锡采矿(脉矿)”15-203 锡重力选厂”104 铜采矿(露天)”3-7.35 铜采矿(坑采)”15-206 铜浮选”20-247 铜采选联合企业”30-508 铅、锌采矿(坑采)”15-209 铅、锌浮选”25-2610 铜、铅、锌浮选”33-3811 铅、锌采选联合企业”45-5012 钨采矿”15-2013 钨选矿”10-2514 钨采选联合企业”38-5015 汞采矿(坑采)”3016 汞选矿”4017 汞采选联合企业”70有色金属冶炼企业单位产品耗电量表2-2序号生产方法单位单位产品耗电量备注1 鼓风炉熔炼系统(粗铜)度/吨650-760 设计指标2 反射炉熔炼系统(粗铜)”832 ”3 闪速炉熔炼系统(粗铜)”1125 ”4 铅的鼓风炉还原熔炼”1200 ”5 铅的湿法冶炼”1100 ”6 锡精炼反射炉还原”80-1507 铜电解”492-5208 铅电解”178-207锌电解”4100-420010 铝电解”17000-1800011 镍电解”3800-420012 镁电解”1480013 镉电解”32014 锑电解”3300-370015 锰电解”800016 铝氧(Al2O3)”500-60017 石墨电极”5000-700018 冰晶石”14219 氟化铝”18620 氟化镁”15821 氟化钠”8122 硫酸”70-12023 水泥”40-12024 无烟煤”16-1725 褐煤”10-12黑色金属矿山采选、烧结企业单位产品耗电量表2-3 序号生产方法单位单位产品耗电量备注实测变化范围设计变化范围一般1 露天矿(机械化开采、电机车运输)度/吨大型”1.5-2 3-6 5 中型”2.5-3 3-6 5小型” 1.5-2.5 3-6 52 坑内矿(机械化开采、电机车运输)”薄矿体”15-25 15-40 25 厚矿体”15-20 15-40 25 3 磁选厂(两段磨矿)度/吨原矿20 18-23 204 焙烧磁选厂(两段磨矿)”22 23-25 245 浮选厂(两段磨矿)”30 28-33 306 烧结厂”18米2冷矿度/吨烧结矿——20-22 2124米2冷矿”——20-22 2136米2冷矿”——24-26 2550米2冷矿”——23-25 2475米2冷矿”——23-25 2418米2热矿”——18-21 2024米2热矿”——18-21 2036米2热矿”——22-24 2350米2热矿”20-26 22-24 2375米2热矿”20-24 22-24 2390米2冷矿”————23130米2冷矿”————23注:1.一段磨矿的选矿厂大约每吨原矿耗电比两段磨矿少3—4度;2.当露天矿无破碎车间,且机修主要靠选矿厂或外单位协作修理时,耗电指标可取3或4度/吨;3.各坑内矿涌水量大小相差很大,耗电指标波动范围亦很大,当套用指标时一般为25度/吨矿,当排水量负荷占总负荷的44.6%时,其耗电指标为40-50度/吨矿;4.露天矿(当套用实测指标时),在矿区地形复杂的情况下取上限,不复杂时取下限;中小型矿山采用铁矿电气机车运输时取上限,采用平洞溜井开拓时取下限;5.坑内矿(当套用实测指标时),在采用竖井、斜井开拓或机械化程度较高的矿山取上限;当采用平洞溜井开拓或半机械化生产的矿山取下限。
第二章负荷计算第一节负荷分级与供电要求一、负荷1.负荷负荷又称负载,指发电机或变电所供给用户的电力。
其衡量标准为电气设备(发电机、变压器和线路)中通过的功率或电流,而不是指它们的阻抗。
2.满负荷满负荷又叫满载,指负荷恰好达到电气设备铭牌所规定的数值。
3.最大负荷最大负荷有时又称尖峰负荷,指系统或设备在一段时间内用电最大负荷值。
4.最小负荷又称低谷负荷,指系统或设备在一段时间内用电最小负荷值。
二、负荷的分类1.按负荷特征分类(1)连续工作制负荷。
(2)短时工作制负荷。
(3)重复短时工作制负荷。
2.按供电对象分类(1)照明负荷。
(2)民用建筑照明。
(3)通讯及数据处理设备负荷。
三、负荷分级电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度,分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。
1.一级负荷属下列情况者均为一级负荷:(1)中断供电将造成人身伤亡者。
(2)中断供电将造成重大政治影响者。
(3)中断供电将造成重大经济损失者。
(4)中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
对于某些特等建筑,如重要的交通枢纽、重要的通讯枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷为特别重要负荷。
中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。
2.二级负荷属下列情况者均为二级负荷:(1)中断供电将造成较大政治影响者。
(2)中断供电将造成较大经济损失者。
(3)中断供电将造成公共场所秩序混乱者。
3.三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。
四、供电要求1.一级负荷的供电要求(1)应由两个独立电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏。
一级负荷容量较大或有高压电气设备时,应采用两路高压电源。
如一级负荷容量不大时,应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源,亦可采用应急发电机组,如一级负荷仅为照明或电话站负荷时,宜采用畜电池组作为备用电源。