第2章 负荷计算ppt

1、第二章第二章 负荷计算与功率因数补偿负荷计算与功率因数补偿2 为一个企业或用电户供电，首先要解决的是为一个企业或用电户供电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量变压器等问企业要用多少度电，或选用多大容量变压器等问题，这就需要进行负荷的统计和计算，为正确地题，这就需要进行负荷的统计和计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备选择变压器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线，以及继电器保护的整定等提供技术参与导线，以及继电器保护的整定等提供技术参数。数。3 4 工矿企业供电系统的负荷是指用电设备（发电工矿企业供电系统的负荷是指用电设备（发电机、变压器、电动机等）所需用的功率

2、机、变压器、电动机等）所需用的功率。 或者说是供电线路或供电设备中流过的功率或电或者说是供电线路或供电设备中流过的功率或电流（包括用电设备消耗的功率和线路消耗的功率）流（包括用电设备消耗的功率和线路消耗的功率） 如果负荷达到了电气设备额定容量就叫做满负如果负荷达到了电气设备额定容量就叫做满负荷或满载。荷或满载。 什么是供电系统的负荷？什么是供电系统的负荷？不是指供电线路不是指供电线路或设备的阻抗哇！或设备的阻抗哇！5 为一个企业或用电户供电，首先要解决的是企业要用多少为一个企业或用电户供电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量变压器等问题，这就需要进行负荷的统度电，或选用多大容量变压

3、器等问题，这就需要进行负荷的统计和计算，为正确地选择变乐器容量与无功补偿装置、选择计和计算，为正确地选择变乐器容量与无功补偿装置、选择电气设备与导线，以及继电器保护的整定等提供技术参数。电气设备与导线，以及继电器保护的整定等提供技术参数。6第一节第一节 负荷曲线及参数负荷曲线及参数什么是什么是负荷曲线负荷曲线？ 表示电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。表示电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。 在直角坐标上，纵坐标表示电力负荷在直角坐标上，纵坐标表示电力负荷P、Q、S等，横坐等，横坐标表示对应的时间，小时、日、月、年等。标表示对应的时间，小时、日、月、年等。怎么表示怎么表示？ 日有功负荷曲线

4、日有功负荷曲线PavPmaxPmixT/(h)P（kW） 曲线纵坐标对应的是曲线纵坐标对应的是P P、Q Q、S S就是就是P P、Q Q、S S负荷曲线；负荷曲线； 曲线横坐标对应的是日、月、年就是日、月、年负荷曲线。曲线横坐标对应的是日、月、年就是日、月、年负荷曲线。 负荷曲线所包络的面积，就是工厂在生产期间所耗用的电能负荷曲线所包络的面积，就是工厂在生产期间所耗用的电能。24P0dtWP t8 一是可以利用负荷曲线来计算设备或电网的总一是可以利用负荷曲线来计算设备或电网的总消费电量；消费电量； 二是可以根据负荷的峰谷情况及供电部门的要二是可以根据负荷的峰谷情况及供电部门的要求合理安排设备

5、的工作时间，获得最佳用电效率。求合理安排设备的工作时间，获得最佳用电效率。 负荷曲线负荷曲线的作用的作用是什么是什么？不同用电负荷曲线图：不同用电负荷曲线图：24P0dtWP t9 日负荷曲线表示一日日负荷曲线表示一日2424小时内负荷变化的情形。小时内负荷变化的情形。 它是根据用电设备设备的有功功率表的读数每隔它是根据用电设备设备的有功功率表的读数每隔30min30min抄录抄录一次而作出的。一次而作出的。一、一、 日有功负荷曲线日有功负荷曲线 导体通过电流达到稳定温升的时间大约为导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3(34)4)（为为发热时间常数）。截面在发热时间常数）。截面在16 mm

6、16 mm2 2及以上的导体及以上的导体10 min10 min。 因因此，载流导体大约经此，载流导体大约经30 min30 min后可达到稳定温升值。后可达到稳定温升值。 通过日负荷曲线我们可以得出最大负荷通过日负荷曲线我们可以得出最大负荷PmaxPmax和平均负荷和平均负荷PavPav 。日有功负荷曲线日有功负荷曲线 对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。 一般说来，负荷曲线的变化规律取决于负荷的性质、一般说来，负荷曲线的变化规律取决于负荷的性质、企业生产发展情况及作息制度、用电地区的地理位置、当企业生产发展情况及作息制度、用电地区的地理位置、当地气候

7、条件和人民生活习惯等。地气候条件和人民生活习惯等。 三班制连续生产的重工业，三班制连续生产的重工业，例如钢铁工业。例如钢铁工业。 一班制生产的轻工业，如食品工业一班制生产的轻工业，如食品工业 。 市政生活市政生活 。12不不同同企企业业日日负负荷荷曲曲线线 从负荷曲线上，可以直观地了解负荷变化的情况，掌握它从负荷曲线上，可以直观地了解负荷变化的情况，掌握它的变化规律，对企业的生产计划、负荷调整有重要意义。的变化规律，对企业的生产计划、负荷调整有重要意义。24d0dWP t24dav01d2424WPP t13 它不是读功率表绘制，而是近似地根据一年中具有代表它不是读功率表绘制，而是近似地根据一

8、年中具有代表性的夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线进行绘制。性的夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线进行绘制。 当一个企业的年负荷曲线确定后，则年负荷曲线与时间当一个企业的年负荷曲线确定后，则年负荷曲线与时间轴所围成的面积就是该企业的年消费电能量，即：轴所围成的面积就是该企业的年消费电能量，即：87600dWP t二、二、 年负荷曲线年负荷曲线 14t三、三、 年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线 该曲线按全年每日的最大负荷该曲线按全年每日的最大负荷( (一般取为每日最大负荷的一般取为每日最大负荷的半小时平均值半小时平均值) )绘制的。这种负荷曲线，可确定拥有多台绘制的。这种负荷曲线，可确定拥有多台电力

9、变压器的企业在一年内何时投入几台变压器运行，即经电力变压器的企业在一年内何时投入几台变压器运行，即经济运行方式，以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益。济运行方式，以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益。年最大负荷就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的年最大负荷就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率。表示为：半小时的平均功率。表示为：又称为最大半小时负荷。表示为：又称为最大半小时负荷。表示为：四、四、 有关负荷计算的几个物理量有关负荷计算的几个物理量 ( (一一) )年最大负荷和年最大负荷利用小时年最大负荷和年最大负荷利用小时maxPmaxQmaxS30PPavPmix

10、30P16年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 是一个假想的时间，在此时间内，是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷电力负荷按年最大负按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷该电力负荷全年消耗的全年消耗的电能。电能。 87600dmaxmaxTP=AP tmaxTmaxmaxATP全年消耗的电能全年消耗的电能年最大负荷年最大负荷 年最大负荷利用小时是反映企业电力负荷是否年最大负荷利用小时是反映企业电力负荷是否均匀的一个重要指标。这一概念在计算电能损耗均匀的一个重要指标。这一概念在计算电能损耗和电气设备选择中均要用到。和电气设备选择中均要用到。18(

11、(二二) )平均负荷和负荷系数平均负荷和负荷系数Pmix30P 平均负荷是电力负荷在一定时间平均负荷是电力负荷在一定时间t t内消耗功率的平均值，分内消耗功率的平均值，分别用符号别用符号 表示。表示。avPQavSavtavAPtavP19为了说明负荷曲线的起伏特性，引用了负荷系数为了说明负荷曲线的起伏特性，引用了负荷系数 lokavmax/lokPP 也称负荷率，又叫负荷曲线填充系数，它是表征负荷变也称负荷率，又叫负荷曲线填充系数，它是表征负荷变化规律的一个参数。值越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越化规律的一个参数。值越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。从发挥整个供电系统的效能来说，应尽量设法

12、使企业不小。从发挥整个供电系统的效能来说，应尽量设法使企业不平坦的负荷曲线平坦的负荷曲线“削峰填谷削峰填谷”。 对用电设备来说，对用电设备来说， 就是设备在最大负荷时的输出功率就是设备在最大负荷时的输出功率P P与设备额定容量与设备额定容量P PN N的比值，即的比值，即N/lokP Ploklok20 需用系数需用系数 是用电设备实际从电网吸收的最大负是用电设备实际从电网吸收的最大负荷与该用电设备组的额定总容量的比值。荷与该用电设备组的额定总容量的比值。 即即式中式中 用电设备组的额定总容量。用电设备组的额定总容量。 ( (三三) )需用系数和利用系数需用系数和利用系数maxN/dKPPdK

13、NP 将工艺性质相同的、并有相近系数的将工艺性质相同的、并有相近系数的用电设备合并成组，叫用电设备合并成组，叫“用电设备组用电设备组”。什么是用电设备组？什么是用电设备组？这些知识点很重要啊！21 对各类型企业的负荷曲线进行观察发现，同一类型的用电对各类型企业的负荷曲线进行观察发现，同一类型的用电设备组、车间或企业，其负荷曲线是大致相同的。这表明，对设备组、车间或企业，其负荷曲线是大致相同的。这表明，对于同一用电设备组，其需用系数和利用系数的值是很接近的。于同一用电设备组，其需用系数和利用系数的值是很接近的。我国工矿企业和设计研究部门经过长期的调查研究并参我国工矿企业和设计研究部门经过长期的调

14、查研究并参考一些国外资料，已统计出一些用电设备组的典型需用系数考一些国外资料，已统计出一些用电设备组的典型需用系数KdKd和利用系数和利用系数 数据，可供企业负荷计算时参考。数据，可供企业负荷计算时参考。 利用系数利用系数 是用电设备组实际从电网吸收负荷的是用电设备组实际从电网吸收负荷的平均值与该用电设备组额定容量的比值，即平均值与该用电设备组额定容量的比值，即cavN/KPPcKcK25根据用电设备的安装容量，采用一定的计算方法得出的根据用电设备的安装容量，采用一定的计算方法得出的负荷，称为计算负荷。负荷，称为计算负荷。 “计算负荷计算负荷”持续运行所产生的热效应，与按实际变动持续运行所产生

15、的热效应，与按实际变动负负荷持续运行所产生的最大热效应相等。荷持续运行所产生的最大热效应相等。“计算负荷计算负荷”是按发热条件选择设备时所使用的是按发热条件选择设备时所使用的一一个假定负荷。个假定负荷。 （四）计算负荷（四）计算负荷 喂：什么是计算负荷？喂：什么是计算负荷？计算负荷的概念计算负荷的概念 通常把一年内最高日负荷曲线中通常把一年内最高日负荷曲线中30min平均负荷的最大平均负荷的最大值，称为平均最大负荷值，称为平均最大负荷 ，并作为按发热条件选择导线、电，并作为按发热条件选择导线、电缆和电气设备的依据，它就是所要求的缆和电气设备的依据，它就是所要求的计算负荷计算负荷 。 分别用分别

16、用P Pcaca、Q Qcaca、S Scaca和和I Icaca表示有功计算负荷、无功计算表示有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流。负荷、视在计算负荷和计算电流。 计算负荷计算负荷计算负荷计算负荷ca30maxPP =PcaPmaxP27 计算负荷计算负荷 是设计阶段经计算而得到的一个是设计阶段经计算而得到的一个稳定负荷，它等效了实际变动负荷和最大半小时平稳定负荷，它等效了实际变动负荷和最大半小时平均负荷均负荷 。 企业投产后，可以用从实际负荷曲线中得出来企业投产后，可以用从实际负荷曲线中得出来 检验在作供电设计时所确定的各级计算负荷检验在作供电设计时所确定的各级计算负荷是否正

17、确。是否正确。caPmaxPmaxP 计算负荷计算负荷 ，实际上是用电设备组在最大负荷时向，实际上是用电设备组在最大负荷时向 线路首端取用的电功率。线路首端取用的电功率。caP28第二节第二节 负荷计算方法负荷计算方法 供电设计常采用的电力负荷计算方法有需用系数法、二供电设计常采用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。 需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，其计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量用，其计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小且

18、用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种相差较小且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。计算方法采用最广泛。 二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。29设备容量不一定就是设备铭牌上所标定的额定容量。设备容量不一定就是设备铭牌上所标定的额定容量。 设备容量与设备的设备容量与设备的“工作制工作制”有关，因此，当统计设备有关，因此，当统计设备的安装容量时，不能将铭牌上的额定功率直接相加，而应按的安装容量时，不能将铭牌上的额定功

19、率直接相加，而应按不同的工作性质将用电设备分组，再将不同负荷持续率下的不同的工作性质将用电设备分组，再将不同负荷持续率下的额定功率换算为统一持续率下的功率，这就是额定功率换算为统一持续率下的功率，这就是设备容量设备容量 。 采用需要系数法确定计算负荷时，首先要知道设备的容量。采用需要系数法确定计算负荷时，首先要知道设备的容量。一、设备容量的确定一、设备容量的确定NP30 用电设备铭牌上标出的功率用电设备铭牌上标出的功率( (或称容量或称容量) )称为用电设备的称为用电设备的额定功率额定功率 ，该功率是指用电设备，该功率是指用电设备( (如电动机如电动机) )额定的输出额定的输出功率。功率。 各

20、用电设备，按其工作制分，有长期连续工作制、短时各用电设备，按其工作制分，有长期连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类。工作制和断续周期工作制三类。 因而，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相因而，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备容量的工作制条件下的功率，称之为用电设备容量 。NPNP 工企业用电设备根据其工作的状况，工企业用电设备根据其工作的状况，可以分为三可以分为三种种工作制工作制： (1)(1)长期连续工作制长期连续工作制 这类设备

21、能长期连续运行，而且运行时负荷比较稳定，如这类设备能长期连续运行，而且运行时负荷比较稳定，如通风机、水泵、空压机、电热设备、照明设备、电镀设备、运通风机、水泵、空压机、电热设备、照明设备、电镀设备、运输机、机床等。输机、机床等。 对长期工作制电气设备其设备容量有：对长期工作制电气设备其设备容量有：NNPP即铭牌上的额定功率，就是设备容量。即铭牌上的额定功率，就是设备容量。32(2)(2)短时工作制设备短时工作制设备 工作时间较短，而间歇时间相对较长，如有些机工作时间较短，而间歇时间相对较长，如有些机床上的辅助电动机；床上的辅助电动机；如煤矿井下的排水泵等。如煤矿井下的排水泵等。对这类用电设备对

22、这类用电设备其设备容量其设备容量也同样有也同样有NNPP注意：注意： 大容量、重要负荷等于铭牌的额定功率。大容量、重要负荷等于铭牌的额定功率。 小容量可忽略不计。小容量可忽略不计。（例如横梁升降、刀架快速移动装置等、水闸用电机等。）（例如横梁升降、刀架快速移动装置等、水闸用电机等。） 33(3)(3)断续周期工作制设备断续周期工作制设备 工作具有周期性，时而工作、时而停歇、反复运行，工作具有周期性，时而工作、时而停歇、反复运行，如吊车用电动机、电焊设备、电梯等。如吊车用电动机、电焊设备、电梯等。 通常这类设备的工作特点用通常这类设备的工作特点用负荷持续率负荷持续率 来表征。来表征。 负荷持续率

23、是负荷持续率是一个工作周期内的工作时间与整个工作周期一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值。的百分比值。0100100ttt工作时间工作时间停歇时间负荷持续率又称为负荷持续率又称为暂载率暂载率 负载持续率也叫暂载率，是指此设备能够满负载持续率也叫暂载率，是指此设备能够满载工作时间的比率。载工作时间的比率。 比如常见的电焊机：标称容量比如常见的电焊机：标称容量10KVA10KVA，又标，又标明负载持续率明负载持续率2525，说明此电焊机在，说明此电焊机在10KVA10KVA负载负载下，只能在下，只能在2525的时间内工作；也就是说，在的时间内工作；也就是说，在100100分钟内只能工作

24、分钟内只能工作2525分钟，否则就要过热烧毁；分钟，否则就要过热烧毁；若电焊机标称容量若电焊机标称容量10KVA10KVA， 负载持续率负载持续率100100，就说明此电焊机在就说明此电焊机在10KVA10KVA负载下，能长时间连续负载下，能长时间连续工作。工作。 35断续周期工作制的设备容量断续周期工作制的设备容量 的计算的计算NP 同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的额定容量额定容量( (铭牌容量铭牌容量) )必须换算为同一负荷持续率必须换算为同一负荷持续率下的容

25、量才能进行相加运算。下的容量才能进行相加运算。36NNNNN100PPS cos1 1、电焊机组、电焊机组 电焊机的电焊机的铭牌负荷铭牌负荷持续率有持续率有5050、6060、7575和和l00l00四种。四种。 为了计算简便与查表求需用系数，一般要求统一为了计算简便与查表求需用系数，一般要求统一换算到换算到 。 因此，其设备容量为：因此，其设备容量为：100%37 吊车电动机的铭牌负荷持续率有吊车电动机的铭牌负荷持续率有1515、2525、4040和和5050四种。四种。 为了计算简便与查表求需用系数，一般要求统一为了计算简便与查表求需用系数，一般要求统一换算到换算到 。 因此，其设备容量为

26、因此，其设备容量为25% NNNN252PPP2 2、吊车电动机组、吊车电动机组【例【例2-12-1】有一电焊变压器，其铭牌上额定容量为】有一电焊变压器，其铭牌上额定容量为 SN=42kV.A，N=60，cos=0.62， 试求其试求其设备容量是多少？设备容量是多少？NNNN1000.6S cos42 0.6220.2(kW)1【解【解】【例【例2-22-2】某车间有一台吊车，设备名牌给出：某车间有一台吊车，设备名牌给出： 额定功率额定功率PN= 39.6kW ，N=4， 求其设备容量是多少？求其设备容量是多少？NNP2P239.60.450(kW )【解【解】401）单台连续工作制设备的计算

27、负荷：）单台连续工作制设备的计算负荷： 对单台用电设备对单台用电设备 caNNPPP单台设备的计算负荷单台设备的设备容量单台设备的计算负荷单台设备的设备容量如果给出电机效率如果给出电机效率 ，则：，则：NcaPN NM MN NP P41电焊机：电焊机：起重机：起重机：2 2）单台断续周期工作制设备的计算负荷：）单台断续周期工作制设备的计算负荷：NNNPS cosNN2PP PNNNcosPSNSNcos为电炉变压器的视在容量，为电炉变压器的视在容量，kVAkVA；为电炉变压器的额定功率因数。为电炉变压器的额定功率因数。式中式中3） 电炉变压器的设备容量是指额定功率因数时的电炉变压器的设备容量

28、是指额定功率因数时的额定功率。额定功率。43 4 4） 照明设备的设备容量照明设备的设备容量 白炽灯及碘钨灯设备容量是指灯泡上标出的额定白炽灯及碘钨灯设备容量是指灯泡上标出的额定功率；功率； 高压水银灯及金属卤化物灯考虑镇流器损失后其高压水银灯及金属卤化物灯考虑镇流器损失后其设备容量应为灯泡额定功率的设备容量应为灯泡额定功率的1.11.1倍；倍； 荧光灯考虑镇流器中的功率损失后其设备容量应荧光灯考虑镇流器中的功率损失后其设备容量应为灯管额定功率的为灯管额定功率的1.21.2倍。倍。 5) 5) 单相负荷的设备容量单相负荷的设备容量 当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接到三相上，当有多台单

29、相用电设备时，应将它们均匀地分接到三相上，尽可能地使三相负荷对称。尽可能地使三相负荷对称。 设计规程规定，在计算范围内单相用电设备的容量若不超设计规程规定，在计算范围内单相用电设备的容量若不超过三相用电设备容量的过三相用电设备容量的20%20%时，可按三相平衡分配考虑。时，可按三相平衡分配考虑。 若单相用电设备总容量大于三相用电设备总容量的若单相用电设备总容量大于三相用电设备总容量的20%20%时，时，则设备容量应按则设备容量应按3 3倍最大相负荷的原则进行换算。倍最大相负荷的原则进行换算。 为连接于相电压上的最大负荷相的单相用电设备为连接于相电压上的最大负荷相的单相用电设备 额定容量，额定容

30、量，kWkW。NNx3PPN xPNNx3PP根据负荷不同的接法，分以下两种情况：根据负荷不同的接法，分以下两种情况：单相负荷接于相电压时单相负荷接于相电压时 单相负荷接于线电压时单相负荷接于线电压时 为连接于线电压上的最大负荷相的单相用电设备为连接于线电压上的最大负荷相的单相用电设备额定容量，额定容量，kW。NxP46二、二、 需要系数法需要系数法 对于用电户或一组用电设备，当在最大负荷运行时，对于用电户或一组用电设备，当在最大负荷运行时，所安装的所有用电设备所安装的所有用电设备( (不包括备用不包括备用) )不可能全部同时运行，不可能全部同时运行，也不可能全部以额定负荷运行。也不可能全部以

31、额定负荷运行。 再考虑线路在输送电力时必有一定的损耗，用电设备本再考虑线路在输送电力时必有一定的损耗，用电设备本身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简单相加来作为身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简单相加来作为用电户或设备组的最大负荷，必须要对用电设备的总额定用电户或设备组的最大负荷，必须要对用电设备的总额定容量打个折扣。容量打个折扣。为什么要有为什么要有需要系数？需要系数？47 所谓所谓需用系数法需用系数法就是利用就是利用需用系数需用系数来确定用电户或用电来确定用电户或用电设备组计算负荷的方法。设备组计算负荷的方法。 其实质是用一个小于其实质是用一个小于1 1的需用系数的需用系数 对用

32、电设备组的对用电设备组的总额定容量总额定容量 打折扣，使确定出来的计算负荷打折扣，使确定出来的计算负荷 比较比较接近该组设备从电网中取用的最大半小时平均负荷接近该组设备从电网中取用的最大半小时平均负荷 。 caPdKNPmaxPcadNPKP计算负荷计算负荷工作设备总工作设备总容量容量基本计算公式为基本计算公式为需要系数需要系数avsilodlK KK 同时系数同时系数：并非并非供电范围内的所供电范围内的所有用电设备都会有用电设备都会同时投入使用同时投入使用负荷系数负荷系数：并非投入使用的所并非投入使用的所有电气设备有电气设备任何时任何时候都会满载运行候都会满载运行电气设备的平均效电气设备的平

33、均效率率：电气设备额定电气设备额定功率与输入功率不功率与输入功率不一定相等一定相等. 线路的平均效率线路的平均效率：考虑直接向电气设考虑直接向电气设备配电的配电线路备配电的配电线路上的功率损耗后，上的功率损耗后，电气设备输入功率电气设备输入功率与系统向设备提供与系统向设备提供的功率不一定相同的功率不一定相同 （一（一) )需用系数的合义需用系数的合义一个用电设备组的需用系数可表示为一个用电设备组的需用系数可表示为c c、在求出有功计算负荷在求出有功计算负荷P Pcaca后，再分别求出无功计算负后，再分别求出无功计算负 荷、荷、 视在计算负荷和计算电流。视在计算负荷和计算电流。tancacaQP

34、tantan为为coscos的正切值。的正切值。22/coscacacacaSPQPcos为平均功率因数。为平均功率因数。 N/3cacaISU( (二二) )用需用系数法计算电力负荷用需用系数法计算电力负荷b b、查各用电设备组的需要系数，再分别计算各用电设、查各用电设备组的需要系数，再分别计算各用电设 备组的计算负荷。备组的计算负荷。 a a、将用电设备分为若干组，并确定设备容量、将用电设备分为若干组，并确定设备容量cadNPKPUN为额定电压为额定电压 1 1用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定50用电设备组的计算负荷：用电设备组的计算负荷：分用电设备组分用电设备组确定确定设

35、备容量设备容量计算负荷计算负荷查出查出需要系数需要系数cadNPKP例例2-3 2-3 已知机修车间的已知机修车间的金属切削机床组金属切削机床组拥有电压为拥有电压为380V380V的的 三相电动机三相电动机7.5kW37.5kW3台；台；4kW84kW8台；台；3kWl73kWl7台；台；1.5kWl01.5kWl0台。台。 试求该用电设备组的计算负荷。试求该用电设备组的计算负荷。7.5x37.5x34x84x83x173x171.5x101.5x10380V380VcadNPKP52 在配电干线上或车间变电所低压低线上，常有多个用电在配电干线上或车间变电所低压低线上，常有多个用电设备组同时工

36、作，而各个用电设备组的最大负荷也非同时设备组同时工作，而各个用电设备组的最大负荷也非同时出现。出现。 因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应再计入一个同时系数时，应再计入一个同时系数 。2 2多个用电设备组的计算负荷多个用电设备组的计算负荷siK1caP2caP3caP1mcasicaiiPKP 计算方式：计算方式：cadNPKP 在计算多组用电设备组的总计算负荷时，为简在计算多组用电设备组的总计算负荷时，为简化和统一，一般各组设备的台数不论多少，各组的化和统一，一般各组设备的台数不论多少，各组的计算负荷均按表计算负荷均按表2 22

37、2所列所列KdKd和和coscos的值来计算。的值来计算。 不必考虑设备台数多少而改变不必考虑设备台数多少而改变KdKd和和coscos值的问值的问题。题。 例例2-4 2-4 某机加工车间某机加工车间380V380V线路上，接有金属切线路上，接有金属切 削机床电动机削机床电动机3030台共台共l00kWl00kW，通风机，通风机4 4台台 共共6kW6kW，电阻炉，电阻炉4 4台共台共8kW8kW。 试确定此线路上的计算负荷试确定此线路上的计算负荷。机床机床电阻炉电阻炉通风机通风机58多个用电设备组的计算负荷：多个用电设备组的计算负荷：分分用电设备组用电设备组确定确定设备容量设备容量算出各用

38、电算出各用电设备组的设备组的计算负荷计算负荷查出查出需要系数需要系数对对各用电设各用电设备组的计算备组的计算负荷求和负荷求和再乘以再乘以同时系数同时系数1mcasicaiiPKP59注：注： 多组用电设备计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定 确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备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计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和

39、无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数） 和和 ： 对车间干线，取对车间干线，取pKqK95. 085. 0pK0.90 0.97qK60 对低压母线，分两种情况对低压母线，分两种情况 (1) 由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取取 ， (2) 由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取，由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取，取取 ，0.80 0.90pK0.85 0.95qK95. 090. 0pK97. 093. 0qK61解：先求各组的计算负荷解：先求各组的计算负荷 (1) 金属切削

40、机床组金属切削机床组 查附表，取查附表，取 故故 (2) 通风机组通风机组 查附表，取查附表，取 故故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110) 1 (30kkWQ0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.75 1.8 varQkWk 例例 某机修车间某机修车间380V380V线路上，接有金属切削机床电动机线路上，接有金属切削机床电动机2020台共台共50kW (50kW (其中较大容量电动机有其中较大容量电动机有7.5kW17.5kW1台，台， 4kW34kW3台，台，2

41、.2 kW72.2 kW7台台) )， 通风机通风机2 2台共台共3kW3kW， 电阻炉电阻炉1 1台台2kW2kW。试确定此线路上。试确定此线路上的计算负荷。的计算负荷。62 (3) 电阻炉电阻炉 查表，取查表，取 0.7,cos1,tan0dK30(3)0.7 21.4PkWkW30(3)0Q故故 因此总的计算负荷为因此总的计算负荷为 （取（取 ）0.95,0.97pqKK300.95 (10 2.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var 18.5 varQkk223013.1 18.522.7SkVAkVA3022.734.53 0.38kVAIAkV63

42、34.522.718.513.1 取19.113.85523车间总计01.4010.721电阻炉31.82.40.750.80.832通风机217.3101.730.50.25020切削机床1计 算 负 荷 需要系数容 量 台数n设备名称 序号kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI/300.95,0.97pqKK表表2-1 电力负荷计算表电力负荷计算表（按需要系数法） 在实际工程设计说明书中，为了使人一目了然，便于审核，常采用计算表格的形式，如表2-1所示。 用需要系数法求全厂计算负荷时，应从负载末端开始计算，用需要系数法求全厂计算负荷时，应从负载末端开始

43、计算，逐级向上累加，到电源进线为止逐级向上累加，到电源进线为止。要考虑变压器的损耗。要考虑变压器的损耗 na a处的计算负荷：处的计算负荷：nb b处的计算负荷：处的计算负荷：nc c处的计算负荷：处的计算负荷：n d处的计算负荷处的计算负荷：)(.c.cicbcccPPKP 1.TcccdcPPP2.a.TCaicacPPKP)(.b.bicMCacbcPPPKP MT2KaKcbcadKbT1653对需用系数法的评价对需用系数法的评价(1)(1)公式简单，计算方便，只用一个原始公式公式简单，计算方便，只用一个原始公式 就可以表征普遍的计算方法。该公式对用电设备组、就可以表征普遍的计算方法。

44、该公式对用电设备组、车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。车间变电站乃至一个企业变电站的负荷计算都适用。(2)(2)对于不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系对于不同性质的用电设备、不同车间或企业的需用系数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准数值，经过几十年的统计和积累，数值比较完整和准确，查取方便，为我国设计部门广泛采用。确，查取方便，为我国设计部门广泛采用。(3)(3)需用系数法没有考虑大容量电动机对整个计算负荷的需用系数法没有考虑大容量电动机对整个计算负荷的影响，尤其是当用电设备组内设备台数较少而容量悬影响，尤其是当用电设备组内设备台数较少而容量悬殊大时，影响更大。在

45、这种情况下，采用殊大时，影响更大。在这种情况下，采用二项系数法二项系数法更为准确。更为准确。cadNPKP66三、二项式法三、二项式法 二项式法是考虑用电设备的的数量和大容量用电设备对计二项式法是考虑用电设备的的数量和大容量用电设备对计算负荷影响的经验公式算负荷影响的经验公式。 需用系数法未考虑一般用电设备组中少数容量特别大的设需用系数法未考虑一般用电设备组中少数容量特别大的设备对计算负荷的影响，因而在确定用电设备台数少而容量差备对计算负荷的影响，因而在确定用电设备台数少而容量差别相当大的低压分支线和干线的计算负荷时，按需要系数法别相当大的低压分支线和干线的计算负荷时，按需要系数法计算所得的结

46、果往往偏小，于是提出了二项系数法。计算所得的结果往往偏小，于是提出了二项系数法。 当确定的当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大用电设备台数较少而容量差别相当大的低压的低压支线和干线的计算负荷时，采用二项式法。支线和干线的计算负荷时，采用二项式法。 大量的考察和统计证明，产生企业大量的考察和统计证明，产生企业“尖峰负荷尖峰负荷”的主的主要要原因是企业内原因是企业内X X台最大容量的电动机在某一生产时间内较台最大容量的电动机在某一生产时间内较密集地处于高负荷运行状态。密集地处于高负荷运行状态。 如果已知如果已知X X台最大容量的电动机总容量为台最大容量的电动机总容量为PxPx，则有，则有Pmi

47、xavPc aa vPP+PcaNxPbPcP68 与需用系数法相比较，由于二项系数法不仅考虑与需用系数法相比较，由于二项系数法不仅考虑了用电设备组的平均最大负荷，还考虑了容量最大的了用电设备组的平均最大负荷，还考虑了容量最大的少数用电设备运行时对总计算负荷的额外影响。少数用电设备运行时对总计算负荷的额外影响。 所以，这种计算方法比较适合于确定用电设备台所以，这种计算方法比较适合于确定用电设备台数较少，而其容量差别又较大的用电设备组曲负荷计数较少，而其容量差别又较大的用电设备组曲负荷计算。算。 但是，二项系数但是，二项系数b b、c c和和X X的值缺乏足够的理论根据，的值缺乏足够的理论根据，

48、历史上积累的数据也较少，因而其应用受到一定的局历史上积累的数据也较少，因而其应用受到一定的局限。限。71caNcaca22cacacacatan/3xcaNPbPcPQPSPQISU（二）用电设备组计算负荷的确定（二）用电设备组计算负荷的确定 b b、c c为二项系数，随用电设备组类别而定。为二项系数，随用电设备组类别而定。 xP为该用电设备组中为该用电设备组中 台容量最大用电设备的设备容量之和；台容量最大用电设备的设备容量之和； xNP为该用电设备组的设备容量总和。为该用电设备组的设备容量总和。其中其中 的求法同需用系数。的求法同需用系数。 NP为该用电设备组的平均负荷。为该用电设备组的平均

49、负荷。NbP为该用电设备组中为该用电设备组中 台容量最大的设备台容量最大的设备造成的附加负荷造成的附加负荷 xcPx 当已知各用电设备当已知各用电设备的设备容量后，确定的设备容量后，确定计算负荷的公式为：计算负荷的公式为：72例例2.5 2.5 已知机修车间的已知机修车间的金属切削机床组金属切削机床组拥有电压为拥有电压为380V380V的的 三相电动机三相电动机7.5kW37.5kW3台；台；4kW84kW8台；台；3kWl73kWl7台；台；1.5kWl01.5kWl0台。台。 试用二项系数法求该用电设备组的计算负荷。试用二项系数法求该用电设备组的计算负荷。73caNimax1caNimax

50、122cacacaca()tan()tan3miximiixicaNPbPcPQbPcPxSPQSIU ( (三三) )多组用电设备计算负荷的确定多组用电设备计算负荷的确定 在在确定确定总计算负荷总计算负荷时，只能在各时，只能在各组用电设备中取其中一组最大组用电设备中取其中一组最大的附加负荷的附加负荷 ，再加上所有各组的平均负荷，再加上所有各组的平均负荷 。xcPNbP例例2-6 某机加工车间某机加工车间380V线路上，接有金属切削机床电动线路上，接有金属切削机床电动 机机30台共台共l00kW，通风机，通风机4台共台共6kW，电阻炉，电阻炉4台共台共8kW。 设其金属切削机床有设其金属切削机

51、床有10kW电动机电动机3台，台，7.5kW电动机电动机5台，台，其余电动机均小于其余电动机均小于7.5kW。 试用二项系数法确定此线路上的计算负荷。试用二项系数法确定此线路上的计算负荷。76 由二项式法求得的计算负荷是总平均负荷和最由二项式法求得的计算负荷是总平均负荷和最大一组附加负荷之和。大一组附加负荷之和。 二项式系数过分突出最大用电设备容量的影二项式系数过分突出最大用电设备容量的影响，其计算负荷往往较实际偏大。响，其计算负荷往往较实际偏大。 需要系数法是各国均普遍采用的确定计算负荷需要系数法是各国均普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方便。的基本方法，简单方便。 二项式法的应用局限性

52、较大，但在确定设备台二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较需要系数法合理，且计算也简单。较需要系数法合理，且计算也简单。 77 当已知企业年生产量为当已知企业年生产量为m，其单位电产品的电能消耗量为，其单位电产品的电能消耗量为a，则年电能需要量与计算负荷的计算式为，则年电能需要量与计算负荷的计算式为 四、单位产品电耗法四、单位产品电耗法Aammax/caPA T78第三节第三节 企业负荷的确定与变压器选择企业负荷的确定与变压器选择 针对针对一个用电户或企业的负荷计算一个用电户或企业的负荷计算，首先要作负

53、荷统，首先要作负荷统计，并按电压高低、负荷计，并按电压高低、负荷性性质及分质及分布位布位置等条件进行分组，置等条件进行分组，然后从低压用电设备然后从低压用电设备组组开始，开始，逐逐级向低压母线、高压级向低压母线、高压母母线线直到电源母线进行计算直到电源母线进行计算。MT2KaKcbcadKbT1 在计算中，要计入变压器及线路的功率损耗。在计算中，要计入变压器及线路的功率损耗。 负荷确定后，应负荷确定后，应进行低压动力变压器和企业进行低压动力变压器和企业35kV35kV主主变压器变压器的选择计算及无功功率补偿计算，最的选择计算及无功功率补偿计算，最后应算出企业年电力消耗和单位产品电力消耗等指后应

54、算出企业年电力消耗和单位产品电力消耗等指标。标。80一、供电系统功率损耗及电能损耗计算一、供电系统功率损耗及电能损耗计算 当电流流过线路和变压器时，要产生有功功率当电流流过线路和变压器时，要产生有功功率和无功功率的损耗。这部分功率损耗也需要由电和无功功率的损耗。这部分功率损耗也需要由电力系统供给。因此在确定全厂的计算负荷时，应将力系统供给。因此在确定全厂的计算负荷时，应将这部分功率损耗计入。这部分功率损耗计入。 MT2KaKcbcadKbT181 （一）（一）供电供电线路的功率损耗线路的功率损耗 三相供电线路的三相有功功率损耗和三相无三相供电线路的三相有功功率损耗和三相无功功率损耗的计算式：功

55、功率损耗的计算式：23maxca23maxca310 (kW)310 (kvar)00PI RQI XR=R L,X=X L其中IRX82若用功率损耗表示，则：若用功率损耗表示，则：22233cacacamax22NN1010 (kW)SPQPRRUU22233cacacamax22NN1010 (kVar)SPQQXXUU 工矿企业供电系统的线路一般不长，且多采用工矿企业供电系统的线路一般不长，且多采用电缆供电，阻抗较小，所以在进行负荷统计和技电缆供电，阻抗较小，所以在进行负荷统计和技术经济比较时，线路上的功率损耗往往忽略不计。术经济比较时，线路上的功率损耗往往忽略不计。 例例2-7 试计算

56、从电力系统的某地区变电站到一个企业总降试计算从电力系统的某地区变电站到一个企业总降压变电站的压变电站的35kV送电线路的有功功率损耗和无功功率损耗。送电线路的有功功率损耗和无功功率损耗。 已知该线路长度为已知该线路长度为12km，采用，采用LGJ-70型钢芯铝绞线，其型钢芯铝绞线，其单位电阻和电抗分别为单位电阻和电抗分别为R00.46km，X00.397km，输送计算负荷输送计算负荷Sca4917kVA。84（二）（二） 变压器的功率损耗变压器的功率损耗 1.1.有功功率损耗有功功率损耗 变压器的有功功率损耗由两部分组成：变压器的有功功率损耗由两部分组成：一是一是空载损耗，又空载损耗，又称铁耗

57、称铁耗。它是变压器主磁通在铁心中产生的有功损耗。因为。它是变压器主磁通在铁心中产生的有功损耗。因为变压器主磁通仅与外施电压有关，当外施电压变压器主磁通仅与外施电压有关，当外施电压U U和频率和频率f f恒定恒定时，时，铁损是常数，与负荷大小无关。铁损是常数，与负荷大小无关。 另一部分是另一部分是短路损耗，又称铜耗短路损耗，又称铜耗。它是变压器负荷电流。它是变压器负荷电流在一次绕组和二次绕组电阻中产生的有功损耗，铜耗与负荷在一次绕组和二次绕组电阻中产生的有功损耗，铜耗与负荷电流的平方成正比。电流的平方成正比。因此，双绕组变压器有功功率损耗的计因此，双绕组变压器有功功率损耗的计算式为：算式为：22

58、caT0k0kNT()(kW)SPPPPPS 85同样，变同样，变压器的无功功率损耗也有两部分：压器的无功功率损耗也有两部分： 一部分是变压器空载时，由产生主磁通的励一部分是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流造成磁电流造成的无功功率损耗的无功功率损耗； 另一部分是由变压器负荷电流在一次绕组和二次绕组电另一部分是由变压器负荷电流在一次绕组和二次绕组电抗上产生的无功功率损耗。抗上产生的无功功率损耗。因此，变压器的无功功率损耗的计算式为：因此，变压器的无功功率损耗的计算式为： 2. 2.无功功率损耗无功功率损耗20TkTNTI%U %S()(kvar)100100Q0T0NT%100IQSkkNT

59、%100UQS2caT0kNT() (kvar)SQQQS 86Tca0.01PSTca0.05SQ 在负荷计算中，变压器的有功功率损耗和无功功率损在负荷计算中，变压器的有功功率损耗和无功功率损耗还可按下列简化公式近似计算。耗还可按下列简化公式近似计算。对对SL9SL9型等型号的电力变压器，有型等型号的电力变压器，有Tca0.015PSTca0.06SQ对对SL7SL7型等型号的电力变压器，有型等型号的电力变压器，有87 例例2-8 2-8 某车间装一台某车间装一台SJL1-l000/10SJL1-l000/10型变压器，电压为型变压器，电压为 10/0.4kV10/0.4kV， 并已知变压器

60、的计算负荷并已知变压器的计算负荷试求该变压器的有功功率损耗和无功功率损耗。试求该变压器的有功功率损耗和无功功率损耗。k13.7kWP0I %1.7kU %4.5caS800kVA解解 变压器的有功功率损耗为变压器的有功功率损耗为22caT0kNT800()2.0 13.7 ()10.8(kW)1000SPPPS 变压器的有功功率损耗为变压器的有功功率损耗为220TkTNT2I%U %1.74.5800S()() 100045.8(kvar)1001001001001000Q02kWP88 企业每年所消耗的电能，主要是用工企业生产企业每年所消耗的电能，主要是用工企业生产和生活，即动力和照明。但企