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企业供配电系统电力负荷如何计算?

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-04-29 14:31:02

有关企业供配电系统电力负荷的计算方法,将供配电系统中各电气设备所在点的电力负荷进行计算,包括负荷系统数,线路供电效率,用电设备组在实际运行功率时的平均效率等。

企业供配电系统电力负荷的计算方法

思路:供配电系统中各种电气设备的选择都离不开计算负荷,因此必须将供配电系统中各电气设备所在点的电力负荷进行计算。计算必须从设备端依次向电源端逐步推算。

1、需要系数的含义

电力负荷

式中:kå——同时使用系数,为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比;

kl——负荷系数,用电设备不一定满负荷运行,此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比;

ηwl——线路供电效率;

η——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。

需要系数法由于简单易行,为设计人员普遍接受,是当前通用的求取计算负荷的方法。需要系数法的数据来源于大量的测定和统计,但这种方法的缺点是将需要系数kd看作与负荷群中设备多少及设备容量悬殊情况都无关的固定值,这是不严格的。

事实上,只有当设备台数足够多,总容量足够大,且无特大型用电设备时,kd才能趋于一个稳定数值。

因此,需要系数法比较适用于求全厂或大型车间变电所的计算负荷。

2、采用需要系数法求计算负荷的计算步骤:

以图示某铜矿35kv变电所为例,说明采用需要系数法计算各级计算负荷的方法。

电力负荷

单台用电设备的计算负荷

有功计算负荷:

无功计算负荷: q ca·1=pca·1tanj

计算目的:用于选择分支线导线及其上的开关设备。

用电设备组的计算负荷

有功计算负荷: p ca·2=kd∑pe

无功计算负荷:q ca·2=p ca·2tanjwm

视在计算负荷:电力负荷或者s ca·2=p ca·2/cosjwm

计算目的:用于选择各组配电干线及其上的开关设备。

确定车间配电干线,或变电所低压母线上的计算负荷

总有功计算负荷:pca·3=k∑σp ca·2

总无功计算负荷:qca·3=k∑σq ca·2

总视在计算负荷:

k∑--最大负荷时的同时系数。考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时出现而引入的系数。

计算目的:用于选择车间配电干线及其上的开关设备,或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。

无功补偿容量计算

如果变电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组,即qca·3=kå·σqca·2-qc3

④确定车间变电所中变压器高压侧的计算负荷。

有功计算负荷:pca·4=pca·3+δpt2

无功计算负荷:qca·4=qca·3+δqt2

视在计算负荷:

式中:?δpt2、δqt2--变压器的有功损耗与无功损耗(kw、kvar),经验公式估算:

对sjl1等型电力变压器:δpt2≈0.02sca·3(kw),δqt2≈0.08sca·3(kvar)

对sl7、s7、s9、s10等低损耗型电力变压器:δpt2≈0.015sca·3(kw),δqt2≈0.06sca·3(kvar)

上式中:sca·3--变压器低压母线上的计算负荷(kva)。

计算目的:用于选择车间变电所高压配电线及其上的开关设备。

⑤确定全车间变电所中高压母线上的计算负荷

车间变电所高压母线上的计算负荷pca·5、qca·5、sca·5。其计算公式为:

pca·5=σpca·4

qca·5=σqca·4

电力负荷

计算目的:用于车间变电所高压母线的选择。

⑥确定总降压变电所出线上的计算负荷

确定总降压变电所6~10kv母线上高压出线计算负荷pca·6时,应将计算负荷pca·5加上供配电线路中的功率损耗。但由于工业企业厂区内范围不大,且高压线路中电流较小,故在高压配电线路中的功率损耗较小,在负荷计算中可忽略不计。故有

pca·6≈pca·5

qca·6≈qca·5

s ca·6≈sca·5

计算目的:用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。

⑦确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷

将总降压变电所6~10kv出线上的计算负荷(pca·6、qca·6)分别相加后,乘以各自最大负荷的同时系数kσ,就可求得总降压变电所低压侧母线上的计算负荷pca·7、qca·7、sca·7。如果根据技术经济比较结果,决定在总降压变电所6~10kv二次母线侧采用高压电容器进行无功功率补偿,则在计算总无功功率qca·7时,应减去补偿设备的容量时qc7,即

pca·7=kσσpca·

qca·7=kσσqca·-qc

计算目的:用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变电所主变压器容量。

⑧确定全厂总计算负荷

将总降压变电所低压侧母线上的计算负荷(pca·7、qca·7)加上主变压器的功率损耗(δpt1、δqt1),即可求得全厂总计算负荷pca·8、qca·8、sca·8

pca·8=pca·7+δpt1

qca·8=qca·7+δqt1

电力负荷

计算目的:全厂总计算负荷的数值可作为向供电部门申请全厂用电的依据,并作为原始资料进行高压供电线路的电气计算,选择高压进线导线及进线开关设备。

(6)负荷预测的主要作用和方法

负荷预测的定义:

负荷预测是指在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条件和社会影响的条件下,研究或利用一套能系统地处理过去与未来负荷的数学方法,在满足一定精度要求的前提下,确定某特定时刻的负荷数值。它包括两方面的含义:对未来需求量(功率)的预测和未来用电量(能量)的预测。对功率的预测用来决定发电设备的容量,以及相应的输电和配电的容量。对电量(能量)的预测则决定了应当安装何种类型的发电容量,也关系到能源资源的需求与平衡。

负荷预测的目的和意义:

对未来本电网内负荷变化的趋势与特点的预测,是一个电网调度部门和规划部门所必须具有的基本信息之一。电力负荷预测是实时控制、运行计划和发展规划的前提。

负荷预测的分类:

负荷预测中经常按时间期限进行分类,通常分为:长期、中期、短期和超短期负荷预测。其中中长期负荷预测对于决定新的发电机组的安装与电网的规划、增容和改建具有指导意义,是电力规划部门的重要工作之一。

长期负荷预测:一般指10年以上并以年为单位的预测;

中期负荷预测:指5年左右并以年为单位的预测。它们的意义在于帮助决定新的发电机组的安装(包括装机容量大小、型式、地点和时间)与电网的规划、增容和改建,是电力规划部门的重要工作之一。

短期负荷预测:指一年之内以月为单位的负荷预测,还指以周、天、小时为单位的负荷预测,通常预测未来一个月度、未来一周、未来一天的负荷指标,也预测未来一天24h中的负荷。其意义在于帮助确定燃料供应计划;可以经济合理地安排本网内各机组的启停,降低旋转储备容量:可以在保证正常用电的情况下合理安排机组检修计划。电工技术之家

超短期负荷预测:指未来1h、未来0.5h甚至未来10min的预测。其意义在于可对电网进行计算机在线控制,实现发电容量的合理调度,满足给定的运行要求,同时使发电成本最小。

负荷预测的方法:

国内外的中长期电力负荷预测的方法有:分产业产值单耗法、灰色理论预测、增长曲线法、分部门预测法、电力弹性系数法、分区负荷密度法、时间序列法、相关分析法、人均电量指标换算法、回归分析法、专家系统预测法,人工神经元网络等。

注意:负荷预测方法多种多样,可以应用简单的定性方法,也可以采用复杂的数学方法预测,但负荷预测是一个相当复杂的问题,目前尚无一个固定方法可以适用于一切场合,并能保证优于其它一切方法。

不同电力系统由于负荷特性不同可能有不同的预测方法:即使同一个电力系统,根据预测时间的远近以及负荷特性的变化,不同时期也可能采用不同的方法。随着社会的进步、电力事业的发展,负荷预测的内容将不断丰富,负荷预测方法也应不断发展和完善,这要求负荷预测工作者去更深入、更广泛的探索。

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