东北大学工业企业供电02第二章工业企业电力负荷计算

1、第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算2.1企业电力负荷计算的主要目的企业电力负荷计算的主要目的2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念2.2.1 2.2.1 负荷曲线负荷曲线 2.2.2 2.2.2 企业年电能需要量企业年电能需要量 2.2.3 2.2.3 计算负荷的定义计算负荷的定义2.3用电设备计算负荷的确用电设备计算负荷的确定定 2.3.1 2.3.1 按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 2.3.2 2.3.2 按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷2.3.3 2.3.3 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定2.4供电

2、系统中的功率损耗与电能需要量计算供电系统中的功率损耗与电能需要量计算 2.4.1 2.4.1 供电系统的功率损耗供电系统的功率损耗 2.4.2 2.4.2 供电系统的供电系统的电能电能损耗损耗2.5工业企业计算负荷的确定工业企业计算负荷的确定 2.5.1 2.5.1 按按逐级计算法逐级计算法确定企业计算负荷确定企业计算负荷 2.5.2 2.5.2 按按需用系数法需用系数法确定企业计算负荷确定企业计算负荷2.5.3 2.5.3 按按估算法估算法确定企业计算负荷确定企业计算负荷本章小结本章小结2.1企业电力负荷计算的主要目的企业电力负荷计算的主要目的 是为下列选择提供科学的依据：是为下列选择提供科

3、学的依据：正确选择各级变电所的变压器容量正确选择各级变电所的变压器容量正确选择各种电气设备的型号、规格正确选择各种电气设备的型号、规格正确选择供电网络所用导线正确选择供电网络所用导线举例举例1：某企业供电系统如下图：必须计算下列各部分：某企业供电系统如下图：必须计算下列各部分的电力负荷。的电力负荷。第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算 1计算流过计算流过总降压总降压变电变电站的站的变压器变压器和和车车间变压器间变压器的负荷电流及视在功率，作的负荷电流及视在功率，作为为选择这两级变压器容量选择这两级变压器容量的依据。的依据。2计算流过计算流过变电站主要电器设备变电站主要电器设备（

4、如断（如断路器、路器、隔离开关、母线、隔离开关、母线、熔断器）熔断器）的负荷电流作为的负荷电流作为选择这些设备选择这些设备的依的依据。据。3计算流过计算流过各条线路各条线路（电源进线和（电源进线和高、低压配电线路）的负荷电流，高、低压配电线路）的负荷电流，作为作为选择选择这些这些导线和电缆截面导线和电缆截面的依的依据。据。35110KV电源进线电源进线企业总降压企业总降压变电站变电站610KV高压配电线高压配电线车间配电站车间配电站车间电压母线车间电压母线NO.1用电设备组用电设备组610/0.42.1企业电力负荷计算的主要目的企业电力负荷计算的主要目的第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业

5、电力负荷计算沈阳钢厂沈阳钢厂供电线路供电线路改造改造某钢厂电渣车间某钢厂电渣车间 第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算问题：怎样确定该车间的负荷电流？问题：怎样确定该车间的负荷电流？电渣车间低压电力线路如左图所示。电渣车间低压电力线路如左图所示。一回路电压为一回路电压为380V低压线低压线路为路为10台额定容量为台额定容量为10KW电动机供电。电动机供电。已知每台电机参数：已知每台电机参数：求：干线电流求：干线电流I的大小的大小方法一方法一：简单的求和计算：简单的求和计算I=1020.4204A（实际输入有功功率实际输入有功功率）P=10=1011.36=113.6KW 10,

6、380 ,20.4 ,cos0.85,0.88NNNPKW UVIA一回路进线电源一回路进线电源I I380V1010台台10KW10KW电动机电动机100.88KW2.1企业电力负荷计算的主要目的企业电力负荷计算的主要目的第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算 根据实际经验及现场运行记录，实际的干线负荷根据实际经验及现场运行记录，实际的干线负荷（电流，功率）比此计算值小，分析表明：（电流，功率）比此计算值小，分析表明： 第一：这些设备可能不会同时运行；第一：这些设备可能不会同时运行； 第二：这些电动机不可能都同时满载运行；第二：这些电动机不可能都同时满载运行； 第三：额定容量相

7、同，但性质不同的用电设备，其第三：额定容量相同，但性质不同的用电设备，其运行特征各不相同，实际负荷大小也各不相同。运行特征各不相同，实际负荷大小也各不相同。 因此，不能采用此种方法的负荷值选择设备与电缆，因此，不能采用此种方法的负荷值选择设备与电缆，否则将增加投资。否则将增加投资。 方法二方法二：本节所讲的方法：本节所讲的方法计算负荷法计算负荷法 在讨论电力负荷的计算方法之前，有必要先介绍一在讨论电力负荷的计算方法之前，有必要先介绍一下有关下有关电力负荷电力负荷的一些基本概念。的一些基本概念。2.1企业电力负荷计算的主要目的企业电力负荷计算的主要目的第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力

8、负荷计算2.22.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念2.2.12.2.1负荷曲线负荷曲线 用来表示一组用电设备的用来表示一组用电设备的用电功率随时间变化关系的图用电功率随时间变化关系的图形。形。它反映了用电的特点和规律，该曲线绘制在它反映了用电的特点和规律，该曲线绘制在直角坐标直角坐标轴轴内，内，纵坐标纵坐标表示电力负荷，表示电力负荷，横坐标横坐标表示时间。表示时间。负荷曲线分类：负荷曲线分类：(1)(1)按按纵坐标纵坐标标示分：标示分：有功有功负荷曲线和负荷曲线和无功无功负荷曲线。负荷曲线。(2)(2)按按横坐标横坐标表示的持续时间不同分：表示的持续时间不同分： 日日负荷曲线

9、（负荷曲线（2424小时）小时） 年年负荷曲线（负荷曲线（87608760小时）。小时）。 日负荷曲线日负荷曲线代表一昼夜（代表一昼夜（2424小时）实际用电负荷小时）实际用电负荷的变化情况。的变化情况。第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算 图210企业日有功负荷曲线2.2.12.2.1负荷曲线负荷曲线2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念4268101214161820221020304050024P30PavPPT（h） 日负荷曲线日负荷曲线可用可用测量的方法来绘制测量的方法来绘制，先将横坐标按一定，先将横坐标按一定时间间隔（一般为时间间隔（一般为30min

10、，半小时）分格，根据功率表读，半小时）分格，根据功率表读数，将每一时间间隔内功率的平均值，对应于横坐标相数，将每一时间间隔内功率的平均值，对应于横坐标相应的时间间隔绘在图上，即得阶梯形日负荷曲线。应的时间间隔绘在图上，即得阶梯形日负荷曲线。 日负荷曲线与坐标所包围的日负荷曲线与坐标所包围的面积面积代表全日所消费的电能代表全日所消费的电能数。数。 最大负荷最大负荷日负荷曲线中各个日负荷曲线中各个30min负荷中的最大值称负荷中的最大值称为最大负荷记作：为最大负荷记作：最大有功负荷最大有功负荷最大无功负荷最大无功负荷最大负荷电流最大负荷电流30P30Q30I2.2.12.2.1负荷曲线负荷曲线2.

11、2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念平均负荷平均负荷把负荷曲线的平均值称为把负荷曲线的平均值称为“平均负荷平均负荷” 记作记作 平均有功负荷（平均有功负荷（average） 平均无功负荷平均无功负荷 平均负荷电流平均负荷电流 尖峰负荷最大负荷平均负荷尖峰负荷最大负荷平均负荷avPavQavIP2.2.12.2.1负荷曲线负荷曲线2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念年负荷曲线年负荷曲线 把工厂在一年（把工厂在一年（8760h8760h）内的用电负）内的用电负荷按数值大小排对，荷按数值大小排对，最大负荷排在左侧，最大负荷排在左侧，根据负荷大根据负荷大小依次向右排列，

12、小依次向右排列，并按照各负荷持续时间绘出梯形年并按照各负荷持续时间绘出梯形年负荷曲线。负荷曲线。坐标线所包围的坐标线所包围的面积面积，表示用户，表示用户全年消耗电能全年消耗电能，曲线表示用户用，曲线表示用户用电的规律；即看出一个企业在一电的规律；即看出一个企业在一年内年内负荷值所持续的时间负荷值所持续的时间，但不，但不能看出相应负荷出现在什么时能看出相应负荷出现在什么时间。间。2.2.12.2.1负荷曲线负荷曲线2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念1000300087600P（KW）h企业年电能需要量即一年消耗的电能。企业年电能需要量即一年消耗的电能。 电能功率电能功率* *

13、时间时间 （常说的电度表读数）（常说的电度表读数） 此项计算的此项计算的目的目的：衡量企业供电系统设计方案是否符合技术经济要求，衡量企业供电系统设计方案是否符合技术经济要求，估算企业每年应交付的电费估算企业每年应交付的电费 计算方法：计算方法：负荷曲线下面的面积负荷曲线下面的面积 有功电能有功电能 = =矩形面积矩形面积OABMOABM的面积的面积 无功电能无功电能 8760300maxaWPdtPTa876030max0rWrQdt QT2.2.2 2.2.2 企业年电能需要量企业年电能需要量2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念AM t8760=36524B0Tmax P3

14、0由表由表2 21 1得得 企业企业“有功年最大负荷利用小时有功年最大负荷利用小时”（矩形的宽）（矩形的宽） 企业企业“无功年最大负荷利用小时无功年最大负荷利用小时”（矩形的宽）（矩形的宽） a-activea-active有功有功 r-reativer-reative无功无功 max aTmax rT2.2.2 2.2.2 企业年电能需要量企业年电能需要量2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念 由于干线的负荷确定是非常复杂，因此工程上一般采用由于干线的负荷确定是非常复杂，因此工程上一般采用经验经验方法方法来计算干线上的负荷，即通过长期观察和分析各用电设来计算干线上的负荷，即通

15、过长期观察和分析各用电设备组（各企业、车间）的负荷曲线，把备组（各企业、车间）的负荷曲线，把根据半小时平均负荷根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线绘制的负荷曲线中的最大值中的最大值等取出来代表该干线的实际负荷，等取出来代表该干线的实际负荷，这个负荷叫做这个负荷叫做“计算负荷计算负荷”。303030,PQS和2.2.3 2.2.3 计算负荷的定义计算负荷的定义2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念G GD D* * * * * * * *A AC CB BD DE E* *F F分干线分干线F FG G* * * * *NO.2NO.2NO.1NO.1企压企压业变业变总电总电降站降站

16、车车间间变变电电站站支线支线* *干线干线D DF FD DD DNO.3NO.3 实际上，实际上，“计算负荷计算负荷”是是按发热条件按发热条件选择导体和电器设选择导体和电器设备时所使用的一个备时所使用的一个假想负荷假想负荷，其，其物理意义物理意义是：是：按这个按这个“计计算负荷算负荷”持续运行所产生的持续运行所产生的热效应热效应，与按实际变动负荷长，与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等期运行所产生的最大热效应相等。换句话说，当。换句话说，当导体持导体持续流过续流过 “ “计算负荷计算负荷”时所产生的导体恒定时所产生的导体恒定温升温升，恰好等，恰好等于于导体流过实际变动负荷时所产生的

17、平均最高温升，从发热导体流过实际变动负荷时所产生的平均最高温升，从发热的结果来看，二者是等效的的结果来看，二者是等效的。 为什么取用为什么取用“半小时的平均负荷的最大值半小时的平均负荷的最大值”作为作为“计计算算负荷负荷”而不选用最大负荷？而不选用最大负荷？ 2.2.3 2.2.3 计算负荷的定义计算负荷的定义2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念这是因为：这是因为： 对于对于中、小截面的导体中、小截面的导体，其表示发热过程进行快慢的，其表示发热过程进行快慢的发热时间发热时间常数常数约为约为1010分钟分钟左右，时间很短暂的左右，时间很短暂的尖峰负荷尖峰负荷通过导体时，导体温度

18、来不及升高到相应通过导体时，导体温度来不及升高到相应值而尖峰负荷就值而尖峰负荷就消失了，所以尖峰消失了，所以尖峰负荷虽比负荷虽比 大，但它不是大，但它不是造成导体达到最高造成导体达到最高温升的主要原因温升的主要原因。实验表明，导体达到。实验表明，导体达到稳定温升稳定温升的时间可近似为的时间可近似为3 344，所以对中、小截面的导，所以对中、小截面的导体达到体达到稳定温升的时间可近似为稳定温升的时间可近似为333310103030分钟。分钟。 对于对于较大截面导体较大截面导体，发热时间常数发热时间常数多大于多大于1010，因而，因而在在3030分钟时间内，一般达不到稳定温升，取分钟时间内，一般达

19、不到稳定温升，取3030分钟平均最分钟平均最大负荷为计算负荷大负荷为计算负荷偏于保守偏于保守，但为选择计算的方便和一致，但为选择计算的方便和一致性，如上规定还是合理的。性，如上规定还是合理的。 303030,PQS和2.2.3 2.2.3 计算负荷的定义计算负荷的定义2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念 因此，因此，计算负荷计算负荷作为我们选择变压器容量，按发热作为我们选择变压器容量，按发热条件选择导线、电缆的截面（第四章）和按正常运行条件选择导线、电缆的截面（第四章）和按正常运行情况选择电气设备（第四章）的依据。情况选择电气设备（第四章）的依据。 2.2.3 2.2.3 计

20、算负荷的定义计算负荷的定义2.2负荷曲线及计算负荷的概念负荷曲线及计算负荷的概念2.3 2.3 用电设备计算负荷的确用电设备计算负荷的确定定 我国设计部门在进行工业企业供电设计时，经常采用的我国设计部门在进行工业企业供电设计时，经常采用的电力负荷计算方法有：电力负荷计算方法有：需用系数法需用系数法应用最广泛的方法应用最广泛的方法 特点：计算简便，结果基本符合实际，特点：计算简便，结果基本符合实际， 对任何性质的工业企业均适用。对任何性质的工业企业均适用。二项式法二项式法主要使用于机械加工企业的电力负荷计算主要使用于机械加工企业的电力负荷计算 特点：考虑特点：考虑大用电负荷大用电负荷对计算负荷的

21、影响。对计算负荷的影响。利用系数法利用系数法逐渐不被采用逐渐不被采用 特点：利用特点：利用平均负荷平均负荷作为计算的依据，利作为计算的依据，利 用用概率论概率论分析出分析出最大负荷与平均负荷最大负荷与平均负荷的关系，计算繁琐，的关系，计算繁琐，精确度并不比前两种高。精确度并不比前两种高。 本节重点介绍前两种方法。本节重点介绍前两种方法。第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算2.3 2.3 用电设备计算负荷的确用电设备计算负荷的确定定 第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算工业企业供电系统及计算负荷的确定：工业企业供电系统及计算负荷的确定： 图图2-122-12供电系

22、统中具有代表性的各点的电力负荷计算图供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算图G GD D* * * * * * * *A AC CB BD DE E* *F F分干线分干线F FG G* * * * *NO.2NO.2NO.1NO.1企压企压业变业变总电总电降站降站车车间间变变电电站站支线支线* *干线干线D DF FD DD D2.3 2.3 用电设备计算负荷的确用电设备计算负荷的确定定 第二章第二章工业企业电力负荷计算工业企业电力负荷计算例：某企业控制系统配电柜例：某企业控制系统配电柜 2.3.12.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷2.3.1.12.3.1.1基本公

23、式基本公式 设设一组用电设备一组用电设备，共有，共有n n台电动机，其额定容量的台电动机，其额定容量的总和为总和为 , ,现在我们考虑这现在我们考虑这n n台电动机台电动机运行时可能的运行时可能的各种情况各种情况，从而确定有功负荷。，从而确定有功负荷。NKWP（)2.3用电设备计算负荷的确定用电设备计算负荷的确定同时使用系数同时使用系数.考虑考虑全部设备全部设备不可能不可能同时运行同时运行，采用一个修正系数，采用一个修正系数.设备组运行设备容量总额定容量K()1NKWPK P（运行设备容量）设备组的负荷系数（平均加权）设备组的负荷系数（平均加权） 考虑考虑投入运行的设备投入运行的设备不可能不可

24、能都满载都满载运行。采用一个修正运行。采用一个修正系数系数: :LK()2LNKWPKKP（设备组最大负荷时输出容量）（）LL o a d设备组最大负荷时输出运行的容量设备容量2.3.1.12.3.1.1基本公式基本公式2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 设备效率设备效率考虑用电考虑用电设备设备在运行时要产生在运行时要产生功率损耗功率损耗，用电设备的用电设备的效率效率此时：实际输入容量此时：实际输入容量1P2=LNKKPP2=用电设备输出的容量实际输入的容量1 12 21NNNn nnNiiPPPP(平均加权效应）平均加权效应）网络供电效率网络供电效率 考虑用电设备组的

25、在运行时，在考虑用电设备组的在运行时，在线路内线路内也会引起一些也会引起一些 功率损耗功率损耗，这个网络功率消耗也得由电网供给，采用，这个网络功率消耗也得由电网供给，采用一个修正系数：一个修正系数： - -网络供电效率，此值一般为网络供电效率，此值一般为0.950.950.980.98WL30KWLWLKKNdNPPK P（）Ww ir e 2.3.1.12.3.1.1基本公式基本公式2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 需用系数需用系数 的基本含义：的基本含义： d-demandd-demand 标志着标志着用电设备组用电设备组在投入电网运行时，需在投入电网运行时，需从

26、电网实从电网实际取用容量际取用容量所必须考虑的一个综合系数。与下列参数有关：所必须考虑的一个综合系数。与下列参数有关： 设备组同时运行系数设备组同时运行系数 设备组负荷系数设备组负荷系数 设备组平均加权效率设备组平均加权效率 网络供电效率网络供电效率 除单台设备外，需用系数除单台设备外，需用系数 恒小于恒小于1 1。 30LNWLKKPdPK dKLKKWLdK 2.3.1.12.3.1.1基本公式基本公式2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 我国相关部门通过长期的调查研究，并参考国外资我国相关部门通过长期的调查研究，并参考国外资料，统计出一些料，统计出一些用电设备用电设

27、备组组、各种车间各种车间、各种工厂各种工厂的的典型典型 供计算工业的负荷时考虑，供计算工业的负荷时考虑， 见表见表2 22 2，2 23 3，2 24 4。 求出求出 后，可按下式分别计算其余的计算负荷：后，可按下式分别计算其余的计算负荷： dK30PtanconNU3030taKVarnQP（）3022303030KV APconSPQ（）30303ANSUI（ ）-功率因数正切值功率因数正切值-功率因数功率因数,-用电设备组的额定电压用电设备组的额定电压（KV） 2.3.1.12.3.1.1基本公式基本公式2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷（用途：选择该支线的导线或

28、电缆截面及开关设备）（用途：选择该支线的导线或电缆截面及开关设备）特点：特点： 总会有满载的时候总会有满载的时候 ( (负荷系数负荷系数) ) 只有一台设备的时候只有一台设备的时候 ( (同时运行系数同时运行系数) ) 长度均很短长度均很短 ( (网路供电效率网路供电效率) ) 因此，计算负荷为：因此，计算负荷为：1LK1K1WL30()30()30()tan (var)NLWLPK KGNGPPKWQPKQPS 2.3.1.22.3.1.2对对单台设备单台设备供电支线供电支线GG点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷设备在额定负载下的效

29、率。设备在额定负载下的效率。对持续运行的电动机对持续运行的电动机， tan设备铭牌上给定的功率因数角的正切值NP 单台用电设备的额定容量，根据设备的运行方式不同分别为：PN电炉，电解,如 拖动电机铭牌上规定的额定功率 2.3.1.22.3.1.2对单台设备供电支线对单台设备供电支线GG点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 对对反复短时工作制反复短时工作制的电动机（如吊车）的电动机（如吊车） 铭牌上给出这样两个参数：额定暂载率铭牌上给出这样两个参数：额定暂载率 额定功率额定功率 为了考虑整个系统计算负荷的统一性，必须将换为了考虑整个系统计

30、算负荷的统一性，必须将换算到同一暂载率下。对反复短时工作制的电动机。算到同一暂载率下。对反复短时工作制的电动机。5050（例 )(NP在暂载率为下的功率）100工作时间工作时间间歇时间注：（暂载率 ）2525NP换算到暂载率 工作条件下的功率（也叫“计算用额定功率”） 25251002NNPPNNP P 2.3.1.22.3.1.2对单台设备供电支线对单台设备供电支线GG点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷间歇运行工作制间歇运行工作制（电焊机及电焊装置）（电焊机及电焊装置） 铭牌给定：额定暂载率铭牌给定：额定暂载率 额定容量额定容量 （

31、暂载率为（暂载率为 时的容量）时的容量） 换算到暂载率为换算到暂载率为100100时额定容量时额定容量( (考虑其连考虑其连续工作时的负荷续工作时的负荷) ) ()KVASNP 100NPSconScon 2.3.1.22.3.1.2对单台设备供电支线对单台设备供电支线GG点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷持续持续运行工作制运行工作制工艺设备工艺设备（电炉变压器）（电炉变压器）铭牌只给出：电炉变压器的额定容铭牌只给出：电炉变压器的额定容量量 视在功率（视在功率（ ） -额定功率因数额定功率因数 （KWKW）（为什么变压器只给视在功率容

32、量？因为变压器带的负荷（为什么变压器只给视在功率容量？因为变压器带的负荷不完全时有功负荷，可能要包含一些无功负荷，功率因不完全时有功负荷，可能要包含一些无功负荷，功率因数反映此类负荷大小。）数反映此类负荷大小。） 照明设备照明设备 设备上标定的额定功率设备上标定的额定功率 例如例如100KW100KW的白炽灯，其的白炽灯，其 NSKV ANNPSconNP100NPWcon 2.3.1.22.3.1.2对单台设备供电支线对单台设备供电支线GG点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 ( (用途：用以选择引到设备组的分干线的导线或电缆截面以及

33、用途：用以选择引到设备组的分干线的导线或电缆截面以及该分干线路的开关设备该分干线路的开关设备) ) 用电设备组用电设备组的计算负荷：的计算负荷： 30()FdNPK PKW（）30()30tan(var)FQPK2230()3030FSPQ （KV A）30()30()3FNSFUIA （ ） 2.3.1.3 2.3.1.3 对用电设备组对用电设备组FF点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 该组用电设备的额定容量总和（该组用电设备的额定容量总和（KWKW） 功率因数角的正切值，功率因数角的正切值， F F点额定电压（点额定电压（干线额定

34、电压，低压为干线额定电压，低压为0.38KV0.38KV） Kd- Kd- 该用电设备组的需用系数该用电设备组的需用系数, , 查表查表2 22 2得出，得出，其中：其中： 该组用电设备该组用电设备性质相同性质相同（如均为机床），直接查得出。（如均为机床），直接查得出。 该组用电设备该组用电设备性质不相同性质不相同，分别查表后，取其均权值。，分别查表后，取其均权值。 30NPdPKNPtgNUd1 N1d1 N112KKNNPPdPPKQtanNNP1N12N112tantantanNNPPPP 2.3.1.3 2.3.1.3 对用电设备组对用电设备组FF点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2

35、.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 用途：选择电压干线的导线（或电缆）的截面用途：选择电压干线的导线（或电缆）的截面以及干线的开关设备。以及干线的开关设备。 低压干线一般多对几个低压干线一般多对几个性质不同的用电设备组性质不同的用电设备组供电，负荷计算时，供电，负荷计算时，应先分别算出各应先分别算出各F F点的计算负荷，点的计算负荷，然后再相加即可然后再相加即可. . 2.3.1.4 2.3.1.4 对低压干线对低压干线EE点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷计算公式：计算公式： 也是干线额定电压（也是干线额定电压

36、（0.38KV0.38KV）30()30()30(1)30(2)30( )1()nEF iniPPKWPPP30()30()30(1)30(2)30( )1()nEF iniQQKVarQQQ2230()30()30()()EEESPQKV A30()30()3ENSEUINU 2.3.1.4 2.3.1.4 对低压干线对低压干线EE点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷用途：选取车间变电站变压器的容量用途：选取车间变电站变压器的容量考虑到车间低压母线所连接的各路配出干线的最大负荷考虑到车间低压母线所连接的各路配出干线的最大负荷（ ）不可

37、能同时出现，亦即其最大负荷出现的时）不可能同时出现，亦即其最大负荷出现的时间可能是参差不齐的，故计算车间低压母线（由间可能是参差不齐的，故计算车间低压母线（由D D点送点送到母线上）的计算负荷时，到母线上）的计算负荷时，尚应考虑一个同时系数尚应考虑一个同时系数（或叫参差系数）即：（或叫参差系数）即：计算公式：计算公式：30()EP 2.3.1.5 2.3.1.5 车间电压母线车间电压母线DD点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 0.850.850.950.95 的取值：的取值： 0.9 0.9 0.970.97 配出干线数量多，同时系数

38、取低值。配出干线数量多，同时系数取低值。 配出干线数量少，同时系数取高值。配出干线数量少，同时系数取高值。30()30()1 KWnDPE iiPKP（）30()30()1nDQE iiQKQKVar （）2230()30()30()DDDSPQ （KV A）30()30()3DNSDUIA （ ）PKQKPKQK 2.3.1.5 2.3.1.5 车间电压母线车间电压母线DD点的计算负荷的确定点的计算负荷的确定2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷例例2-1: 2-1: 已知图已知图2-122-12中各用电设备组的技术数据如下中各用电设备组的技术数据如下, , NO.1 N

39、O.1组组: : 一般轻负荷一般轻负荷, ,冷加工机床冷加工机床用电动机用电动机: : 7.5KW,1 7.5KW,1台台; 5KW,2; 5KW,2台台; 3.5KW,7; 3.5KW,7台台; ; NO.2 NO.2组组: : 机修车间和动力设施中的机修车间和动力设施中的水泵和通风机水泵和通风机 ( (长期持续工作长期持续工作);); 7.5KW,2 7.5KW,2台台; 5KW,7; 5KW,7台台; ; NO.3 NO.3组组: : 不带连锁的不带连锁的连续运输机连续运输机: : 5KW 5KW电动机电动机2 2台台, 3.5KW, 3.5KW电动机电动机4 4台台. . 试用需用系数

40、法求各用电设备组试用需用系数法求各用电设备组( (各各F F点点) )和低压干线和低压干线(E(E点点) )的计算负荷的计算负荷. . 解解: :根据表根据表2-22-2查得各组用电设备的数据为查得各组用电设备的数据为: : 2.3.1.6 2.3.1.6 例题例题2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷NO.1NO.1组组: : NO.2NO.2组组: : NO.3NO.3组组: : 第一步第一步: :求各用电设备组的计算负荷求各用电设备组的计算负荷: : NO.1 NO.1组组: : 10.2dK1cos0.61tan1.332cos0.82tan0.7530.6dK3c

41、os0.753tan0.8811 7.5 2 5 7 3.542NPKW 30(1)110.2 428.4dNPK PKW30(1)30(1)1tanvar8.4 1.3311.2KQP30(1)1430(1)33 0.38()21.3NUKVSIA 2.3.1.6 2.3.1.6 例题例题2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷222230(2)30(2)30(2)8.411.214SPQKVA20.75dKNO.2组组:22 7.57 550NPKW 30(2)220.75 5037.5dNPKPKW30(2)30(2)2tan37.5 0.75va2 2r8.QKP22

42、2230(2)30(2)30(2)37.728.247SPQKVA30(2)4730(2)333 0. 871.4NSUAI 2.3.1.6 2.3.1.6 例题例题2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷NO.3组组30(3)30(3)3tan14.4 0.88 12.7varQPK222230(3)30(3)30(3)14.412.719.2SPQKV A30(3)0.19.230(3)383329.2NSUIA32 54 3.524NPKW 30(3)230.6 2414.4dNPKPKW 2.3.1.6 2.3.1.6 例题例题2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要

43、系数法确定计算负荷第二步第二步,干线上干线上E点的计算负荷为点的计算负荷为:30( )330( )30( )30(1)30(2)30(3)1330( )30( )30(1)30(2)30(3)1222230( )30( )30(0.38)72.430( )338.4 37.5 14.4 50.311.2 28.2 12.7 52.1 var50.352.172.4110ENEiiEiiEEESEUPPPPPKWQQQQQKSPQKV AIA 2.3.1.6 2.3.1.6 例题例题2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷优点优点:1)公式简单公式简单,计算方便计算方便.只用一

44、个原始公式计算方法只用一个原始公式计算方法2)对于不同性质的用电设备对于不同性质的用电设备,不同的车间或工厂的需用系不同的车间或工厂的需用系数数,已经过几十年的统计和积累已经过几十年的统计和积累,数值比较完整数值比较完整和准确。和准确。缺点缺点:没有考虑大容量电动机运行特性没有考虑大容量电动机运行特性(如启动和过载等如启动和过载等)对整个对整个计算负荷计算负荷，的影响的影响,当总用电设备台数少时当总用电设备台数少时,可能使可能使计算负荷的准确度稍差。计算负荷的准确度稍差。30P30Q 2.3.1.7 2.3.1.7 对需用系数法的评价对需用系数法的评价2.3.1按需要系数法确定计算负荷按需要系

45、数法确定计算负荷2.3.2 2.3.2 按按二项式法二项式法确定计算负荷确定计算负荷 针对需用系数法的缺点针对需用系数法的缺点, ,我们又提出二项式法。即将我们又提出二项式法。即将用电设备组的计算负荷分为两项：用电设备组的计算负荷分为两项： 第一项：用电设备组的平均最大负荷，为第一项：用电设备组的平均最大负荷，为基本负荷基本负荷； 第二项：考虑数台第二项：考虑数台大容量用电设备大容量用电设备对总计算负荷的对总计算负荷的影响而计入的影响而计入的附加功率值附加功率值。2.3.2.1 2.3.2.1 基本公式基本公式 从企业日负荷曲线（图从企业日负荷曲线（图2 21010）看出，最大负荷可以）看出，

46、最大负荷可以表示成：表示成： (KW)(KW)30avPPP2.3用电设备计算负荷的确定用电设备计算负荷的确定 : : 企业日负荷曲线的平均负荷，其值为：企业日负荷曲线的平均负荷，其值为： b-b-利用系数利用系数 : : 日负荷曲线的尖峰部分日负荷曲线的尖峰部分即尖峰负荷。即尖峰负荷。 由于由于“尖峰负荷尖峰负荷”产生的主要原因是企业生产期间，产生的主要原因是企业生产期间，X X台台最最大容量大容量的的电动机的满载或频繁起动引起的，所以电动机的满载或频繁起动引起的，所以设定：设定： 台大容量电动机的台大容量电动机的总和总和。 对于不同的工作制、不同类型的用电设备，对于不同的工作制、不同类型的

47、用电设备，x x取值取值不同，见表不同，见表2 25 5，最大取值为，最大取值为5 5台。台。 台大容量电动机的台大容量电动机的综合影响系数综合影响系数。 avPavNPbPP()KWxPcPxPxcx2.3.2.1 2.3.2.1 基本公式基本公式2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷于是，二项式法计算负荷公式为：于是，二项式法计算负荷公式为：注意注意:（1）按二项式法确定计算负荷时，如果设备按二项式法确定计算负荷时，如果设备总台数总台数少于少于表表2-5中规定的最大容量设备台数中规定的最大容量设备台数x的的2倍，即倍，即n2x时，其时，其最大容量设备台数最大容量设备台数x宜

48、适当取小，建议取为宜适当取小，建议取为n=x/2，且按，且按“四舍五入四舍五入”约分规则取整数。例如某机床电动机组只约分规则取整数。例如某机床电动机组只有有7台时，则其台时，则其=7/24。（2）如果用电设备组只有）如果用电设备组只有1台台2台设备时，则可认为台设备时，则可认为(不考虑不考虑b、c参数参数)（3）对于单台电动机，则）对于单台电动机，则，其中，其中为电动机为电动机额定容量，额定容量，为其额定效率。在设备台数较少时，为其额定效率。在设备台数较少时，也宜也宜适当取大。适当取大。30NxPbPcP平均负荷平均负荷附加负荷尖峰负荷附加负荷尖峰负荷2.3.2.1基本公式基本公式2.3.2按

49、二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷30N=PP30N=/PPNPcos对性质相同的用电对性质相同的用电设备组设备组计算负荷的确定（参见图计算负荷的确定（参见图2-122-12的的F F点点）( (注：注：D D点和点和G G点应要采用需用系数法计算负荷点应要采用需用系数法计算负荷) )它的计算负荷公式：它的计算负荷公式： 2-172-17 查表查表2 25 5得得 30()30()30()30()2230()30()30()30()3KWtanKVarKVAAFNFNxFFFFFSFUPbPcPQPSPQI（）（）（）（）, ,tanc b2.3.2.2 2.3.2.2 用电用电设备组

50、设备组计算负荷的确定计算负荷的确定2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷参见图参见图2-122-12的的E E点点。计算方法：。计算方法： 采用采用2 21717式分别计算各式分别计算各F F点（用电负荷组）计算负荷。点（用电负荷组）计算负荷。 再计算再计算E E点计算负荷：点计算负荷： n n组用电设备中最大者（这是因为各组大容量电动机引起组用电设备中最大者（这是因为各组大容量电动机引起 的的“尖峰负荷尖峰负荷”不可能同时出现）不可能同时出现） 对应的最大正切值对应的最大正切值 n n组用电设备有功平均负荷的和组用电设备有功平均负荷的和30()max130()max()max

51、1()()()tan(tan )nExNiinExcpxNiiPcPbPQcPbPmax()xcP()maxtanxcp()NibPmax()xcP2.3.2.3对低压干线的计算负荷的确定对低压干线的计算负荷的确定2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷例例2 22 2： 试用二项式法计算下中各用电设备组（各试用二项式法计算下中各用电设备组（各F F点）点）和低压干线（和低压干线（E E）点的计算负荷。）点的计算负荷。* * *D DE E* *分干线分干线F FG G* * * *NO.1NO.1NO.3NO.3支线支线* *干线干线NO.1组组:一般轻负荷一般轻负荷,冷加工机

52、床冷加工机床用电动机用电动机:7.5KW,1台台;5KW,2台台;3.5KW,7台台;NO.2组组:机修车间和动力设施中的机修车间和动力设施中的水泵和通风机水泵和通风机(长期持续工作长期持续工作);7.5KW,2台台;5KW,7台台;NO.3组组:不带连锁的不带连锁的连续运输机连续运输机:5KW电动机电动机2台台,3.5KW电动机电动机4台台.* *F FG G * * *NO.2NO.2G G2.3.2.4例题例题2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷 解解 根据表根据表2 25 5查得各组设备的数据为：查得各组设备的数据为：NO.1NO.1组：小批量生产金属冷加工机床组：小

53、批量生产金属冷加工机床: :计算公式：计算公式：NO.2 NO.2 组：水泵，通风机组：水泵，通风机 NO.3NO.3组：不带连锁的连续运输机组：不带连锁的连续运输机50.40.14NPP10.14b 15x 1tan1.7320.25C 25x 2tan0.7530.4C 30.4b 25x 3tan0.882.3.2.4例题例题2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷1C0.420.65b 第一步，分别计算各用电设备组的负荷第一步，分别计算各用电设备组的负荷NO.1NO.1组：组：11 7.52 57 3.542NPKW 17.553.524.5122xPKW 30(1)11

54、110.4 24.5 0.14 495.88215.68.8xNPcPbPKW222230(1)30(1)30(1)15.6827.231.4SPQKV A3031.430(1)33 0.3847.8NSUIA30(1)111111tantan9.8 1.735.88 1.710.1327.2v r27axNQC Pb PK2.3.2.4例题例题2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷NO.2NO.2组：组：22 7.57 550NPKW 22 7.53 530 xPKW 30(2)22220.32.5257.530 0.65 5040 xNPc Pb PKW30(2)22222

55、2tantan7.5 0.7532.5 0.7254.530.v64r2axNQC Pb PK30(2)50SKV A30(2)76IA2.3.2.4例题例题2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷NO.3NO.3组：组：32 54 3.524NPKW 32 53 3.520.5xPKW 30(3)33330.4 20.50.4 29.6882417.xNPc Pb PKW30(3)333333tantan8.2 0.889.6 0.8815.67v7.ar228.45xNQC Pb PK30(3)23.72SKV A30(3)36IA2.3.2.4例题例题2.3.2按二项式法确

56、定计算负荷按二项式法确定计算负荷第二步：干线第二步：干线E点的总计算负荷：点的总计算负荷：330()max1122331()()()ma5.8832.59.69.8x57.78ExNixNNNiPcPbPcPbPb Pb PKW330()max()max11()tan(tan)xExcpNiiQcPb Pmax()max111222333()tan(tantantan)xxcPNNNcPb Pb Pb P10.224.48.460var751K222230()30()30()57.786083.3.EEESPQKV A30()83.330()33 0.38126.6ENSEUIA2.3.2.4

57、例题例题2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷适用于：适用于：机械加工车间，机修加工车间，热处理车间的负荷机械加工车间，机修加工车间，热处理车间的负荷计算。（这类车间电机数量多，且容量大小相差很大，考计算。（这类车间电机数量多，且容量大小相差很大，考虑大电机对计算负荷的可能影响合理的）虑大电机对计算负荷的可能影响合理的）优点：优点：考虑了电动机台数和大容量电动机对计算负荷的影响。考虑了电动机台数和大容量电动机对计算负荷的影响。缺点：缺点：1 1）X X值的选取仍缺乏足够的理论根据。值的选取仍缺乏足够的理论根据。 2 2）除机械加工等少数工业外，其他行业的）除机械加工等少数工业外

58、，其他行业的x x，c c，b b的数的数据目前较少，使其应用受到限制。据目前较少，使其应用受到限制。2.3.2.5对二项式法的评价对二项式法的评价2.3.2按二项式法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷2.3.3 2.3.3 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定 在工业企业中，除了广泛应用的三相设备外，还在工业企业中，除了广泛应用的三相设备外，还有各种单相设备，如电焊机，电炉，照明灯具等。有各种单相设备，如电焊机，电炉，照明灯具等。 单相设备接在三相线路中的要求：单相设备接在三相线路中的要求：应尽可能地均应尽可能地均匀分布在三相上，以使三相负荷保持平衡。匀分布在三相上，以使

59、三相负荷保持平衡。2.3用电设备计算负荷的确定用电设备计算负荷的确定 当三相线路中单相设备的总容量不超过当三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容三相总容量量的的1515时，单相设备可按三相负荷平衡计算，不考时，单相设备可按三相负荷平衡计算，不考虑其分配方式。虑其分配方式。 当三相线路中单相设备的总容量超过当三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量三相总容量的的1515时，应把时，应把单相设备单相设备容量容量换算为等效三相设备换算为等效三相设备容容量，再算出三相等效计算负荷。量，再算出三相等效计算负荷。AN220V380VACBNPfNPf/32.3.3.1单相负荷的单相负荷的计算原则计算原则

60、2.3.3单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定单相设备单相设备接于相电压接于相电压时时 最大负荷相最大负荷相所接的单相设备容量所接的单相设备容量 等效三相设备容量等效三相设备容量AN220V.max3NNPPf.maxNPfNP380V.maxNPfACNPB.BNPf.ANPfBC2.3.3.2单相设备组单相设备组等效等效三相三相设备容量设备容量的计算方法的计算方法2.3.3单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定 单相设备接于单相设备接于同一线电压同一线电压时时 采用电流等效方法，即等效三相设备容量产生的电流与采用电流等效方法，即等效三相设备容量产生的电