工廠供電課程教案一、課程名稱：工廠供電
二、總課時(shí)數(shù)：50學(xué)時(shí)
三、先修課程：電路、電力電子、電機(jī)學(xué)等
四、使用教材：蘇文成.工廠供電.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2（第三屆機(jī)械部?jī)?yōu)秀教材二等獎(jiǎng)）
五、教學(xué)參考書：劉介才.工廠供電.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.5
耿毅.工業(yè)企業(yè)供電.北京：冶金工業(yè)出版社，1985
余健明編.供電技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.1
序號(hào)?設(shè)計(jì)內(nèi)容?詳細(xì)內(nèi)容
1?主要內(nèi)容介紹（2minutes）???主要內(nèi)容
通過(guò)PPT演示不同粗細(xì)的導(dǎo)線，引出問(wèn)題——負(fù)荷計(jì)算。
本章內(nèi)容可概括為2WH（what、why、how），即
??什么是負(fù)荷計(jì)算（定義）
??為什么要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算（意義）
??如何進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算（方法）
2?問(wèn)題導(dǎo)入（3minutes）?工廠進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原始資料是工藝部門提供的用電設(shè)備安裝容量。工廠的用電設(shè)備種類多，數(shù)量大，工況復(fù)雜，（通過(guò)PPT把工廠常用用電設(shè)備介紹一下）如何根據(jù)這些資料正確估計(jì)工廠所需的電力和電量是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。估算過(guò)高，浪費(fèi)有色金屬；估算過(guò)低，設(shè)備過(guò)熱，加快絕緣老化，增大電能損耗。為此，引入了計(jì)算負(fù)荷的概念。
??計(jì)算負(fù)荷的定義
??即根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。
??負(fù)荷計(jì)算的意義
??計(jì)算負(fù)荷是確定供電線路導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器以及互感器等的額定參數(shù)的重要依據(jù)。
??負(fù)荷計(jì)算的定義
??求取計(jì)算負(fù)荷的過(guò)程稱為負(fù)荷計(jì)算。
3?用電設(shè)備的工作制（20minutes）???工作制
??實(shí)際負(fù)荷電流通過(guò)系統(tǒng)各個(gè)元件產(chǎn)生的熱量引起的溫升應(yīng)不超過(guò)導(dǎo)體和電氣設(shè)備在規(guī)定使用期間內(nèi)長(zhǎng)期工作的允許溫升。國(guó)家規(guī)定的導(dǎo)體在正常和短路時(shí)的最高允許溫度見PPT課件。
??導(dǎo)體的發(fā)熱跟設(shè)備的工作制關(guān)系密切。分為三種情況：
（1）?連續(xù)運(yùn)行工作制，比如照明；
（2）?短時(shí)運(yùn)行工作制，比如水閘電機(jī)；
（3）?斷續(xù)周期工作制，如吊車用電動(dòng)機(jī)等。
穿插提問(wèn)各種工作制的設(shè)備有哪些
??負(fù)荷持續(xù)率（暫載率）ε（為表征斷續(xù)周期的特點(diǎn)）
??注：
A.?起重電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15%、25%、40%、60%四種。
B.?電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%、65%、75%、100%四種。
??斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的功率與負(fù)荷持續(xù)率的關(guān)系（同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時(shí)，其輸出功率是不同的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換到一個(gè)統(tǒng)一的ε下。）
4?負(fù)荷曲線
（25minutes）???負(fù)荷曲線的意義：一般說(shuō)來(lái)，同類型的系統(tǒng)有著相似的用電規(guī)律，因此進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，會(huì)參考已運(yùn)行的同類型系統(tǒng)的用電規(guī)律。用電規(guī)律通常以負(fù)荷發(fā)生的時(shí)間和負(fù)荷的大小之間的規(guī)律來(lái)表達(dá)，根據(jù)該關(guān)系繪制在直角坐標(biāo)系中的曲線即為負(fù)荷曲線。
??日負(fù)荷曲線——兩種畫法（平滑曲線＋階梯曲線）
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??階梯型負(fù)荷曲線的繪制：每隔一定的時(shí)間間隔△t讀取功率表的讀數(shù)，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的時(shí)間段繪制在直角坐標(biāo)系。
??提問(wèn)：課件中給出的階梯型負(fù)荷曲線所取的時(shí)間間隔△t為多少？
??利用階梯型負(fù)荷曲線求計(jì)算負(fù)荷（重點(diǎn)）
??以半小時(shí)為時(shí)間間隔，取Pmax＝P30。
??取△t＝30min？（需要解釋）（該處學(xué)生理解起來(lái)會(huì)有一定困難）
??當(dāng)正常工作電流通過(guò)載流導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體經(jīng)過(guò)（3～4）τ（τ為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)）發(fā)熱達(dá)到某一熱平衡狀態(tài)。τ一般為10～30分鐘，（參見PPT所示表格）因此達(dá)到穩(wěn)定溫度需30～120分鐘。
??思考：△t取值跟得到的計(jì)算負(fù)荷之間有什么關(guān)系？（給學(xué)生留出少許思考時(shí)間，然后給出學(xué)生不同時(shí)間間隔下作出的負(fù)荷曲線比較圖），最后得出結(jié)論：取△t＝30min其實(shí)還是比較保守做法。
??年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線
??課后練習(xí)：年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制（提醒學(xué)生：冬季日負(fù)荷曲線+夏季日負(fù)荷曲線得到）
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??與負(fù)荷曲線有關(guān)的參數(shù)
??年最大負(fù)荷Pmax和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax
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??年最大負(fù)荷Pmax
??年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線上的最大負(fù)荷， 它是全年中負(fù)荷最大的工作班消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷P30。
???
??年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax
??假設(shè)負(fù)荷按最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所耗用的電能與電力負(fù)荷全年實(shí)際耗用的電能相同。
??Tmax值大小反映了設(shè)備利用率的高低。
??思考：Tmax與設(shè)備利用率的關(guān)系。