电力工程基础：2 电力负荷计算（1-3）

1、ZZR-ZZR-1 1第二章第二章 电力负荷计算电力负荷计算2-1 电力负荷与负荷曲线电力负荷与负荷曲线 2-2 计算负荷及有关系数计算负荷及有关系数 2-3 确定计算负荷的方法确定计算负荷的方法 2-7 无功功率补偿无功功率补偿 ZZR-ZZR-2 2 一、电力负荷的分级及其对供电的要求一、电力负荷的分级及其对供电的要求 供电方式供电方式:由由两个两个独立电源独立电源供电供电1一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。2二级负荷：中断供电将造成主要设备

2、损坏，大量产品报二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 供电方式供电方式:由由双回路双回路供电供电3三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式供电方式:对供电电源无特殊要求。对供电电源无特殊要求。 负荷（负载）阻抗ZZR-ZZR-3 3 二、用电设备的工作制二、用电设备的工作制 1连续运行工作制（长期工作制）连续运行工作制（长期工作制） 2短时运行工作制（短时工作制）短时运行工作制（短时工作制） 3断续周期工作制（反复短时工作

3、制）断续周期工作制（反复短时工作制） 暂载率（负荷持续率）：暂载率（负荷持续率）：指设备指设备工作时间工作时间与与工作周期工作周期的的百分比值，即百分比值，即%100%1000tttTt吊车吊车：标准暂载率有：标准暂载率有15%、25%、40%和和60%四种四种 电焊机电焊机：标准暂载率有：标准暂载率有50%、65%、75%和和100%四种四种ZZR-ZZR-4 4图图2-2 年最大负荷曲线年最大负荷曲线 三、负荷曲线三、负荷曲线1负荷曲线的分类负荷曲线的分类按性质分：按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线有功负荷曲线和无功负荷曲线 按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线按负荷持续

4、时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线2负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制 日负荷日负荷曲线（曲线（图图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法：逐点描绘法、梯形曲线法年负荷年负荷曲线：曲线：年最大负荷曲线：或称运行年年最大负荷曲线：或称运行年负荷曲线。负荷曲线。ZZR-ZZR-5 5图图2-1 日日有功负荷有功负荷曲线曲线a）折线图）折线图 b）梯形图）梯形图两种曲线积分面积（即消耗的电能）相等ZZR-ZZR-6 6取冬季为取冬季为213天，夏季为天，夏季为152天，则图中功率天，则图中功率P1所占时间为：所占时间为： 图图2-3 全年时间负荷曲线的绘制全年时间负荷曲线的绘制a）夏季夏季典型典型日负

5、荷日负荷曲线曲线 b）冬季冬季典型典型日负荷日负荷曲线曲线 c）全年时间负荷曲线全年时间负荷曲线全年时间负荷曲线（图全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。）：或称年负荷持续曲线。213)(111ttTZZR-ZZR-7 7 四、与负荷曲线有关的物理量四、与负荷曲线有关的物理量1年最大负荷和年最大负荷利用小时数年最大负荷和年最大负荷利用小时数年最大负荷年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均指全年中消耗电能最多的半小时的平均功率，即功率，即 30maxPPmax87600maxmaxdPtpPWTa可见：年负荷曲线越平坦，可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷

6、曲线越陡，越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。越小。 Tmax反映用电规律。反映用电规律。 表表2-1年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax在此在此（假想等效）（假想等效）时间内，用户时间内，用户以年最大负荷持续运行所消耗的以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电电能恰好等于全年实际消耗的电能。能。 图图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数年最大负荷与年最大负荷利用小时数ZZR-ZZR-8 82平均负荷与负荷系数平均负荷与负荷系数平均负荷平均负荷Pav：电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即内平均消耗的功率，即 tWPtav负荷系数（负荷率）负

7、荷系数（负荷率） KL：平均负平均负荷与最大负荷的比值，即荷与最大负荷的比值，即maxavPPKL年平均负荷为（图年平均负荷为（图2-5）:8760avaWPKL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。图图2-5 年平均负荷年平均负荷ZZR-ZZR-9 9第二章第二章 电力负荷计算电力负荷计算2-1 电力负荷与负荷曲线电力负荷与负荷曲线 2-2 计算负荷及有关系数计算负荷及有关系数 2-3 确定计算负荷的方法确定计算负荷的方法 2-7 无功功率补偿无功功率补偿 ZZR-ZZR-1010 一、计算负荷的意义一、计算负荷的意义供配电设计的基供配电设计的基本依据本依据

8、用电设备的安装用电设备的安装容量容量p用电设备电力负荷一般不会超过其额定用电设备电力负荷一般不会超过其额定容量；容量；p不同用电设备的最大负荷一般不会同时不同用电设备的最大负荷一般不会同时出现。出现。ZZR-ZZR-1111一般中小截面导体的发热时间常数一般中小截面导体的发热时间常数为为10min以上，而导体通过电流达到以上，而导体通过电流达到稳定温升的时间大约为稳定温升的时间大约为34，即载，即载流导体大约经半小时（流导体大约经半小时（30min）后可）后可达到稳定温升值达到稳定温升值 通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择导体和通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择导体和电气设

9、备的一个假想的持续负荷值，称为电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计算负荷计算负荷，用，用Pc（或（或Qc 、Sc 、 Ic ）表示。）表示。 一、计算负荷的意义一、计算负荷的意义30maxPPPc 通常把根据通常把根据半小时平均负荷半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的所绘制的负荷曲线上的 “最最大负荷大负荷”称为称为计算负荷计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的，并作为按发热条件选择电气设备的依据，因此依据，因此ZZR-ZZR-1212 二、确定计算负荷的系数二、确定计算负荷的系数N30NmaxPPPPKdNavPPKu1需要需要系数系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷负荷曲线中的最大有功

10、计算负荷Pmax与全与全部用电设备额定功率部用电设备额定功率 之比值，即之比值，即 NP2利用利用系数系数Ku：负荷曲线中的平均负荷负荷曲线中的平均负荷Pav与全部用电设备与全部用电设备额定功率额定功率 之比值，即之比值，即 NP3二项式系数二项式系数b、c。ZZR-ZZR-1313第二章第二章 电力负荷计算电力负荷计算2-1 电力负荷与负荷曲线电力负荷与负荷曲线 2-2 计算负荷及有关系数计算负荷及有关系数 2-3 确定计算负荷的方法确定计算负荷的方法 2-7 无功功率补偿无功功率补偿 ZZR-ZZR-1414 一、概述一、概述 求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利求计算负荷的方

11、法有：需要系数法、二项式系数法、利用系数法和单位产品耗电量法等。用系数法和单位产品耗电量法等。 二、按需要系数确定计算负荷二、按需要系数确定计算负荷1设备容量设备容量Pe的确定的确定对对长期工作制长期工作制的用电设备：的用电设备：NPPe对对反复短时工作制反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统的用电设备：其设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。一暂载率下的额定功率。 折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。经过换算至统一规定的工作制下的额定功率：经过换算至统一规定的工作制下的额定功率：设备容量设备容量PeZZR-ZZR-1515 吊车电

12、动机组（包括电葫芦、起重机、行车等吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容）的设备容量：指统一换算到量：指统一换算到=25%时的额定功率（时的额定功率（kW），即），即tIQRRtIQ12一定时，一定时，、，当，当，同同一一周周期期的的而而tIPNNPPe NN25NN2PPPe1P因此因此ZZR-ZZR-1616 电焊机及电焊变压器的设备容量电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到指统一换算到=100%时的额定功率（时的额定功率（kW），即），即 NNNNN100NNcosSPPPe照明设备照明设备的设备容量：的设备容量： 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；白

13、炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率； 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%），），其设备容量应为灯管额定功率的其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；倍； 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率），其设备容量可取灯管额定功率的的1.1倍。倍。 ZZR-ZZR-1717单相负荷单相负荷的设备容量：的设备容量： 当单相用电设备的总容量当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的不超过三

14、相用电设备总容量的15%时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当超过超过15%时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一起进行三相负荷计算。换算方法如下：起进行三相负荷计算。换算方法如下： 单相设备接于相电压时：单相设备接于相电压时： meePP.3 单相设备接于单相设备接于同一线电压时：同一线电压时：.3eePP ePmeP.式中，为等效三相设备容量式中，为等效三相设备容量（kW）；为最大负荷相所为最大负荷相所接的单相设备容量（接的单相设备容量（kW）。）。式中，为式中，为接于同一线

15、电压的单相设备容量接于同一线电压的单相设备容量 （kW）。）。. ePZZR-ZZR-1818 一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换算为接于一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，换算公式如下：相电压的设备容量，换算公式如下： A相相:CAACAABAABAPpPpPCAACAABAABAPqPqQB相相:ABBABBCBBCBPpPpPABBABBCBBCBPqPqQC相相:BCCBCCACCACPpPpPBCCBCCACCACPqPqQ 然后分相计算各相的设备容量，则然后分相计算各相的设备容量，则最大负荷相的3倍即为总的等效三相设备容量。ZZR-ZZR-1

16、9192单台用电设备单台用电设备的计算负荷的计算负荷对长期连续工作的单台用电设备：对长期连续工作的单台用电设备： ePP30对需要计及效率的单台用电设备（如电动机）：对需要计及效率的单台用电设备（如电动机）： ePP303用电设备组用电设备组的计算负荷的计算负荷NedUSIQPSPQPKP3tan303023023030303030 式中，式中，P30 、 Q30、 S30的单位分别为的单位分别为kW、kvar、kVA；Kd为为需要系数，查书中表需要系数，查书中表2-3 /p.32。ZZR-ZZR-2020确定用电设备组的计算负荷确定用电设备组的计算负荷时，应考虑以下因素：时，应考虑以下因素：

17、 各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应考各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应考虑一个虑一个同时使用系数同时使用系数 ; ;K 各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运行，因此各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运行，因此应考虑一个应考虑一个负荷系数负荷系数 ; ;LK 各用电设备各用电设备的的平均效率平均效率 ; e 线路的线路的供电效率供电效率 。 WLedeWLeLPKPKKP30WLeLdKKK因此，用电设备组的计算负荷为因此，用电设备组的计算负荷为:需要系数需要系数ZZR-ZZR-21214多个用电设备组多个用电设备组的计算负荷的计算负荷NiiUSIQPS

18、QKQPKP3303023023030.3030.3030K式中，式中， 为为同时系数同时系数 ，查书中表，查书中表2-5 /p.34。 当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷不同时出现，此时应再计入一个大负荷不同时出现，此时应再计入一个同时系数同时系数。ZZR-ZZR-2222机械加工车间机械加工车间/电力负荷计算表电力负荷计算表序序号号用电设备用电设备名称名称台数台数设备容量设备容量/kWKdcos tan 计算负荷计算负荷铭牌铭牌值值换算值换算值P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1金属切金属切削机床削机

19、床组组3085850.160.51.7313.623.532通风机通风机组组3550.80.80.75433吊车组吊车组133.7950.150.51.730.5690.984小计小计349393.79518.16927.514负荷总计负荷总计 （）（） 16.3524.7629.6745.1例例2-1（P35）9 . 0K同时使用系数需要系数ZZR-ZZR-2323 二、按二项式系数法确定计算负荷二、按二项式系数法确定计算负荷1 1对同一工作制的单组用电设备对同一工作制的单组用电设备NexUSIQPSPQPbPcP3tan303023023030303030式中，b、c为二项式系数，查表2-7； 为由x x台容量台容量最大用电设备最大用电设备投入运行时增加的附加负荷附加负荷（kW）； 为该用电设备组的平均负荷平均负荷（k