需要系数法:用电设备总容量乘以需要系数来求出计算负荷。
(1)需要系数Kd
设备额定容量是设备在额定条件下的最大输出功率,但是:
①并非供投入使用的所有用电设备任何时候都会满载运行,引入负荷系数Kl。
②电气设备的额定功率与输入功率不一定相等,引入电气设备的平均效率ηa。
③因用电设备本身以及配电线路有功率损耗,故引入一个线路平均效率ηl。
④同一用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数Kt。
需要系数可表示为
实际中,很难通过4个系数来取得需要系数,而是通过实际运行系统的统计及经验得出需要系数,见表2.3、表2.4。
表2.3 工厂车间低压负荷需要系数
注意:表2.3所列需要系数值是按车间范围内,设备台数较多的情况下确定的需要系数,因此需要系数一般都比较低,如冷加工机床组的需要系数平均只有0.2左右。因此,需要系数法比较适用于确定车间的计算负荷。如果采用需要系数来计算干线或分支线上的计算负荷,需要系数则适宜取大,cosφ也应适当取大。当只有1~2台设备时,可取1。对电动机,由于它本身损耗较大,因此当只有一台电动机时,则
式中 PN——电动机额定容量
η——电动机效率。
表2.4 农村用电需要系数与最大负荷利用时间
续表
(2)各用电设备组之间的同时系数Kt
当有多组用电设备时,各用电设备组间的最大负荷也不可能在同一时刻出现,还需引入同时系数Kt,这样总计算负荷P30∑为
同时,系数见表2.5、表2.6。
表2.5 工厂同时系数
表2.6 农村用电同时系数
(3)需要系数法计算用电设备的计算负荷P30
需要系数法一般用来求多台,三相用电设备的计算负荷P30。
其步骤如下:
①在所计算的范围内(如一条干线负荷、一段母线或一台变压器负荷),将用电设备按其设备性质不同分成若干组,根据用电设备容量求出每组的最大负荷之和。
②对每一组选用合适的需要系数Kd,算出每组用电设备的计算负荷P30。
③若有多组用电设备,则为各组计算负荷之和再乘以组间的最大负荷同时系数Kt。
1)单台用电设备的计算负荷公式
有功计算负荷为
无功计算负荷
2)多组用电设备组的计算负荷公式
确定拥有多组用电设备组的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时,应考虑各用电设备组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Ktp,Ktq。
对车间干线取
Ktp=0.85~0.95;Ktq=0.90~0.97
对低压母线:
①由用电设备组计算负荷直接相加计算时,取(www.daowen.com)
Ktp=0.80~0.90;Ktq=0.85~0.95
②由车间干线计算负荷直接相加来计算时,取
Ktp=0.90~0.95;Ktq=0.93~0.97
总的计算负荷如下:
有功计算负荷为
无功计算负荷为
总视在功率为
3)计算电流
总计算电流为
(4)用电负荷的计算举例
需要系数法与用电设备的类别和工作状态关系极大,因此,计算时首先要正确判明用电设备的类别和工作状态。例如,机修车间的金属切削机床电动机,应该属于小批生产的冷加工机床电动机,因为金属切削就是冷加工,而机修不可能是大批生产;而压塑机、拉丝机和锻锤等,应该是属于热加工机床;起重机、行车、电葫芦、卷扬机,实际上都属于吊车类。
例2.2 某380V线路,供电给1台132kW、Y型三相电动机,其效率η=91%,其功率因数cosφ=0.9。试确定此线路的计算负荷。
解 因只有一台电动机,故取
例2.3 某机加工车间380V线路上,接有流水作业的金属切削机床组电动机30台,共85kW,其中较大容量电动机11kW 1台,7.5kW 3台,4kW 6台,其他为更小容量电动机;另有通风机3台,共5kW;电葫芦一个,3kW(ε%=40%);试用需要系数法求出该车间的计算负荷。
解 以车间为范围,将工作性质、需用系数相近的用电设备合为1组,共分成以下3组:
1)机床组
设备容量PN=85kW,取
Kd=0.25,cosφ=0.5,tanφ=1.73
则
P30=0.25×85kW=21.3kW
Q30=21.3kW×1.73=36.8kvar
2)通风机组
设备容量PN=5kW,取
Kd=0.8,cosφ=0.8,tanφ=0.75
则
P30=0.8×5kW=4kW
Q30=4kW×0.75=3kvar
3)电葫芦
设备容量:P′N=3×=3.79kW(归为吊车类,需要换算至ε%=25%),取
Kd=0.15(ε%=25%),cosφ=0.5,tanφ=1.73
则
P30=0.15×3.79kW=0.569kW
Q30=0.569kW×1.73=0.984kvar
4)以车间为范围对用电设备分组
取同时系数,则Ktp=0.95,Ktq=0.95
在实际工程中,为了使人一目了然,便于审核,常采用计算表格的形式,见表2.7。
表2.7 常用计算表格形式
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