电力负荷计算

1、 一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求电力负荷电力负荷: :既可指耗用电能的用电设备或用户，也既可指耗用电能的用电设备或用户，也 可指用电设备或用户所耗用的功率或电可指用电设备或用户所耗用的功率或电 流，视具体情况而定。流，视具体情况而定。第二章第二章 工厂的电力负荷及其计算工厂的电力负荷及其计算(一一)工厂电力负荷的分级工厂电力负荷的分级: 工厂的电力负荷，按工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根据其对供电可靠性的要求及规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度中断供电造成的损失或影响的程度分为三级分为三级 。1一级

2、负荷：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡者；或中断供电将造成人身伤亡者；或 政治、政治、经济上将造成重大损失者。经济上将造成重大损失者。 在一级负荷中，特别重在一级负荷中，特别重要的负荷是指在中断供电时要的负荷是指在中断供电时 将发生中毒、爆炸和火将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷。供电的负荷。 2二级负荷：二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济二级负荷为中断供电将在政治、经济 上造成较大损失者，上造成较大损失者， 3三级负荷：三级负荷：三级负荷为一般的电力负荷，三级负荷为一般的电力负荷， 重点！重点！ 1.

3、一级负荷对供电电源的要求一级负荷对供电电源的要求 一级负荷属重要负荷，应有两个独立电源供电；当一个电源一级负荷属重要负荷，应有两个独立电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。 一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统中。可作为设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统中。可作为应急电源的电源有：独立于正常电源的发电机组；供电网应急电源的电源有：独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池；干电池。络

4、中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池；干电池。2.二级负荷对供电电源的要求二级负荷对供电电源的要求 二级负荷也属重要负荷但其重要程度次于一级负荷。二级负荷二级负荷也属重要负荷但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应

5、用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受能承受100%二级负荷。二级负荷。 3.三级负荷对供电电源的要求三级负荷对供电电源的要求 三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。（二）各级电力负荷对供电电源的要求（二）各级电力负荷对供电电源的要求二、工厂用电设备的工作制二、工厂用电设备的工作制工厂的用电设备，按其工作制分以下三类：工厂的用电设备，按其工作制分以下三类： 连续工作制连续工作制短时工作制短时工作制断续周期工作制断续周期工作制 断续周期工作制的设备，可用断续周期工作制的设备，可用“负荷持续率（又负荷持续率（又 称称暂载率）

6、来表征其工作特征。暂载率）来表征其工作特征。 负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期期的百分比值，即的百分比值，即 式中：式中：T为工作周期；为工作周期；t为工作周期内的工作时间；为工作周期内的工作时间； t。为工作周期内的停歇时间。为工作周期内的停歇时间。 重点！重点！断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）P PN N，是对应于某一标准负荷持续率的。，是对应于某一标准负荷持续率的。 则对应于实际运行的负荷持续率则对应于实际运行的负荷持续率下的容量下的容量WPk5 .1525. 06 . 0102PN对应

7、的某一标称负荷持续率对应的某一标称负荷持续率N例例:某吊车电动机在某吊车电动机在1=60%时的容量时的容量P1=10KW。试求试求2=25%时的容量时的容量P2为多少为多少?重点！重点！三、负荷曲线的概念三、负荷曲线的概念负荷曲线：负荷曲线：是表征电力负荷随时间变动情况的图形。是表征电力负荷随时间变动情况的图形。 u负荷曲线按负荷对象分：有工厂（企业）的、车间负荷曲线按负荷对象分：有工厂（企业）的、车间 的或某类设备的负荷曲线。的或某类设备的负荷曲线。u按负荷的功率性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线。按负荷的功率性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线。u按所表示的负荷变动时间分：年的、月的、日的或

8、按所表示的负荷变动时间分：年的、月的、日的或 工作班的负荷曲线。工作班的负荷曲线。u按绘制方式分：有依点连成的负荷曲线（如图按绘制方式分：有依点连成的负荷曲线（如图2-la）和）和 绘成梯形的负荷曲线（如图绘成梯形的负荷曲线（如图2-lb所示）所示） 分析负荷曲线可以了解负荷变化的规律。对供电设计人员来说，可从中获得分析负荷曲线可以了解负荷变化的规律。对供电设计人员来说，可从中获得一些对设计有用的资料；对运行人员来说，可合理地、有计划地安排用户、车间、一些对设计有用的资料；对运行人员来说，可合理地、有计划地安排用户、车间、班次或大容量设备的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种班次或大容量

9、设备的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种“削峰填谷削峰填谷”的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到节电效果。的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到节电效果。 以某个检测点为参以某个检测点为参考点，在考点，在24h中各个时中各个时刻记录有功功率表的读刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲形状，称折线形负荷曲线，见图线，见图2.1(a)； 通过接在供电线路上通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的的电度表，每隔一定的时间间隔时间间隔(一般为半小时一般为半小时)将其读数记录下来，求将其读数记录下来，求出半小时的平均功率，出半小时的平均功率，再依次将这些点画

10、在坐再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶标上，把这些点连成阶梯状的成梯形的负荷曲梯状的成梯形的负荷曲线，如图线，如图2.1(b)所示。所示。年负荷曲线：通常是根据典型的冬日和夏日负荷曲线来绘制。这种年负荷曲线：通常是根据典型的冬日和夏日负荷曲线来绘制。这种曲线的负荷从大到小依次排列，反映了全年负荷变动与负荷持续时曲线的负荷从大到小依次排列，反映了全年负荷变动与负荷持续时间的关系，因此称为负荷持续时间曲线，一般简称年负荷曲线。间的关系，因此称为负荷持续时间曲线，一般简称年负荷曲线。(a) 夏日负荷曲线夏日负荷曲线 (b) 冬日负荷曲线冬日负荷曲线 (c) 年负荷持续时间曲线年负荷持续时间曲线

11、图图2.2 年负荷持续时间曲线的绘制年负荷持续时间曲线的绘制 全年按全年按8760h计计其夏日和冬日在全年中所占的天数，应视当地的地理位置和气温情况而定。其夏日和冬日在全年中所占的天数，应视当地的地理位置和气温情况而定。例如在我国北方，可近似地认为夏日例如在我国北方，可近似地认为夏日165天，冬日天，冬日200天；而在我国南方，天；而在我国南方，则可近似地认为夏日则可近似地认为夏日200天，冬日天，冬日165天。假设绘制南方某厂的年负荷曲线天。假设绘制南方某厂的年负荷曲线(图图2.2(c)所示所示)，其中在年负荷曲线上所占的时间，其中在年负荷曲线上所占的时间 ，在年负荷，在年负荷曲线上所占的时

12、间曲线上所占的时间 .)(200111ttT222165200ttT 年负荷曲线的另一种形式，是按全年每日的最大负荷年负荷曲线的另一种形式，是按全年每日的最大负荷(通常取每日最大负通常取每日最大负荷的半小时平均值荷的半小时平均值)绘制的，绘制的，称为年每日最大称为年每日最大负荷曲线，如图负荷曲线，如图2.3所示。横所示。横坐标依次以全年坐标依次以全年12个月的日期来分格个月的日期来分格。这种。这种年最大负荷曲线，可以用来确年最大负荷曲线，可以用来确定拥有多台电力变压器的变电所在一年内的不同时期宜于投入几台运行，定拥有多台电力变压器的变电所在一年内的不同时期宜于投入几台运行，即所谓经济运行方式，

13、以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益。即所谓经济运行方式，以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益。图图2.3 年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线Pm四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量四、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 1 1、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 （1 1）年最大负荷）年最大负荷 Pmax Pmax ： 全年中负荷最大的工作班内全年中负荷最大的工作班内( (该工作班的最大负荷不是偶该工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是在负荷最大的月份内至少出现过然出现的，而是在负荷最大的月份内至少出现过2 2次次3 3次次) ) 消耗消耗电能最大的半小时的平均

14、功率，因此年最大负荷也称为半小时最电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷大负荷P P3030。 （2 2）年最大负荷利用小时）年最大负荷利用小时 年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 T Tmaxmax： 是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P Pmaxmax（或（或P P3030）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，如图所示。荷全年实际消耗的电能，如图所示。maxmaxPWTa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 它与工厂

15、的生产班制有关。它与工厂的生产班制有关。例如一班制工厂，例如一班制工厂，Tmax=1800 2500h ; 二班制工厂，二班制工厂，Tmax=3500 4500h ;三班制工厂，三班制工厂，Tmax=5000 7000h。 Wa-年实际消耗的电能量年实际消耗的电能量2 2、平均负荷和负荷系数、平均负荷和负荷系数 （1 1）平均负荷）平均负荷P Pavav: :是是电力负荷在一定时间电力负荷在一定时间t t内内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间间t t内消耗的电能内消耗的电能W Wt t除以时间除以时间t t的值，即的值，即 08760年负荷曲线Pt/hP

16、mPavaav8760WP全年时间内耗用的电能全年时间内耗用的电能 负荷系数负荷系数: : 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷均负荷Pav,Pav,与其最大负荷与其最大负荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 对用电设备来说，就是设备的输出功率对用电设备来说，就是设备的输出功率P与与设备额定容量设备额定容量PN的比值，即的比值，即 对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。从充征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。从充分发挥供电设备

17、的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高分发挥供电设备的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高越趋近于越趋近于1越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使不越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量使不平坦的负荷曲线平坦的负荷曲线“削峰填谷削峰填谷”，提高负荷系数。，提高负荷系数。一、概述一、概述 计算负荷计算负荷: :通过负荷的统计计算求出的、用来按发热通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。 根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷

18、连续运行，其发热温度不会超过允许值。续运行，其发热温度不会超过允许值。 由于导体通过电流达到稳定温升的时间需由于导体通过电流达到稳定温升的时间需3 4 ，为发热时为发热时间常数。截面在间常数。截面在16mm2及以上的导体，其及以上的导体，其10 min，因此载流导，因此载流导体大约经体大约经30 min(半小时半小时)后可达到稳定温升值。由此可见，计算负后可达到稳定温升值。由此可见，计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷 (亦即年最大负荷亦即年最大负荷Pmax)是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是半小时最大负是基本相当的。所以计算负荷也可

19、以认为就是半小时最大负荷。荷。 有功计算负荷为有功计算负荷为P30，无功计算负荷，无功计算负荷Q30、视在计算负荷、视在计算负荷S30和计算电流和计算电流I30重点！重点！ 计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷也不可计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷也不可能一成不变的，他与设备的性能、生产组织以及能源供应状况能一成不变的，他与设备的性能、生产组织以及能源供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。 如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有

20、色金属的浪费；如果计算负荷确定得过小，又将使造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。此可见，正确确定计算负荷意义重大。 我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国普遍采用的确定要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国普遍采用

21、的确定计算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定计算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。二、按需要系数法确定计算负荷二、按需要系数法确定计算负荷（一）基本公式（一）基本公式 用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷: : 是用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷是用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷P P3030，如图所示。如图所示。 Kmaxmax

22、PWTa 如图用电设备组的设备容量如图用电设备组的设备容量 ，是指用电设备组所有设备，是指用电设备组所有设备(不含备用的设备不含备用的设备)的的额定容量之和。额定容量之和。 但是用电设备组的设备实际上不但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有太可能都满负荷，同时设备本身有功率损耗，因此用电设备组的有功功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为计算负荷应为eWLeLPKKP30NePP-配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率 (亦即设备组取用功率亦即设备

23、组取用功率)与首端功率与首端功率 (亦即计算负荷亦即计算负荷)之比。之比。 -设备组的同时系数，即设备组在最大负荷设备组的同时系数，即设备组在最大负荷 时运行的设备容量与全部设备容量之比；时运行的设备容量与全部设备容量之比； - -设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行 的设备容量之比；的设备容量之比；LK-设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比eWLWLeLKKdK令 用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与用电设备组的需要系数，为用

24、电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值。由此，可得按需要系数法确定三相用电设其设备容量的比值。由此，可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为备组有功计算负荷的基本公式为ed30e30dPKPPPK或 实际上，需要系数不仅与用实际上，需要系数不仅与用电设备组的工作性质、设备台电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因数、设备效率和线路损耗等因素有关，而且与操作人员的技素有关，而且与操作人员的技能和生产组等多种因素有关，能和生产组等多种因素有关，因此因此应尽可能地通过实测分析应尽可能地通过实测分析确定确定，使之尽量接近实际。，使之尽量接近实际。用电设备组的设备容量用

25、电设备组的设备容量PePe： 是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量P PN N之和，即之和，即Pe Pe =P=PN N。设备的额定容量：设备的额定容量： 是设备在额定条件下的最大输出功率。是设备在额定条件下的最大输出功率。 用电设备组名称需要系数二项式系数最大容量设备台数x小批量生产的金属冷加工机床电动机40.450.51.73大批量生产的金属冷加工机床电动机40.550.51.73小批量生产的金属热加工机床电动机40.450.61.33大批量生产的金属热加工机床电动机0

26、.30.350.260.550.650.17通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机50.2550.80.75非连锁的连续运输机械及铸造车间整砂机械0.450.750.88连锁的连续运输机械及铸造车间整砂 机械0.650.750.88锅炉房和机加工、机修、装配等类车间的吊车( =25%)3 必须注意：表内所列需要系数值是按车间范围内设备台必须注意：表内所列需要系数值是按车间范围内设备台数较多的情况来确定的，所以需要系数值一般都比较低，数较多的情况来确定的，所以需要系数值一般都比较低，例如冷加工机床

27、组的需要系数值平均只有例如冷加工机床组的需要系数值平均只有0.2左右。因此需左右。因此需要系数法较适用于确定车间的计算负荷。如果采用需要系要系数法较适用于确定车间的计算负荷。如果采用需要系数法来计算分支干线上用电设备组的计算负荷，则表中的数法来计算分支干线上用电设备组的计算负荷，则表中的需要系数值往往偏小，宜适当取大。只有需要系数值往往偏小，宜适当取大。只有1台台2台设备时，台设备时，可认为可认为 Kd=1用电设备组的有功计算负荷用电设备组的有功计算负荷：式中：式中： P P3030计算有功功率计算有功功率(kw)(kw)； K Kd d 需要系数需要系数( (三台以下时三台以下时K Kd d

28、 1)1)； P Pe e用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量(kw)(kw)。 式中，式中，KdKd为需要系数。为需要系数。无功计算负荷：无功计算负荷： 式中，式中，tantan为对应于用电设备组为对应于用电设备组coscos中的正切值。中的正切值。 需要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大需要系数值与用电设备的类别和工作状态关系极大视在计算负荷：视在计算负荷： 式中，式中，coscos为用电设备组的平均功率因数。为用电设备组的平均功率因数。计算电流：计算电流： 式中，式中，U UN N为用电设备组的额定电压。为用电设备组的额定电压。重点！重点！cosU3PIIU3SINN30NN3

29、030若为电动机计算电流重点！重点！例例2-12-1已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为已知机修车间的金属切削机床组，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；3kW173kW17台；台；1. 5kW101. 5kW10台。台。试求其计算负荷。试求其计算负荷。 解解 此机床组电动机的总容量为此机床组电动机的总容量为 Pe=7.5kWPe=7.5kW 3+4 kW 3+4 kW 8+3 kW 8+3 kW17+1.5 17+1.5 10=120.5kW10=120.5kW 查附录表查附录表1 1中中“小批生产的金属冷加工机

30、床电动机小批生产的金属冷加工机床电动机”项，项， 得得K Kd d=0.16-0.2(=0.16-0.2(取取0.2), cos=0. 5,tan =1. 730.2), cos=0. 5,tan =1. 73。因此求得因此求得: : 有功计算负荷有功计算负荷 无功计算负荷无功计算负荷 视在计算视在计算 计算电流计算电流 （二）设备容量的计算（二）设备容量的计算 需要系数法基本公式中的设备容量需要系数法基本公式中的设备容量PePe（不含（不含备用设备的容量）计算与用电设备组的工作制备用设备的容量）计算与用电设备组的工作制有关有关: :1 1、一般连续工作制和短时工作制的用电设备组、一般连续工作

31、制和短时工作制的用电设备组: : 设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和。设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和。 若含叫安装容量若含叫安装容量2 2、对断续周期工作制的用电设备组、对断续周期工作制的用电设备组设备容量换算的公式如式(2-2)所示。（1 1）电焊机组要求统一换算到）电焊机组要求统一换算到=100%=100%的设备功率。的设备功率。（2 2）吊车电动机组要求统一换算到）吊车电动机组要求统一换算到= 25= 25的设备功率。的设备功率。（三）多个用电设备计算负荷的确定（三）多个用电设备计算负荷的确定 （配电干线和变电所低压母线）（配电干线和变电所低压母线） K Kq q 同时系数同

32、时系数注：（注：（1 1）配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组）配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组 的计算负荷之和再乘以同时系数的计算负荷之和再乘以同时系数K Kqq，一般取为一般取为0.9。 （2 2）当不同类别的建筑）当不同类别的建筑( (如办公楼和宿舍楼如办公楼和宿舍楼) )共用一台变压共用一台变压 器时，其同时系数可适当减小。器时，其同时系数可适当减小。 (3)(3)由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算

33、负荷或计算电流之和 来计算。来计算。NUSIQPS3303030230230总的计算电流为总的视在计算负荷为重点！重点！ 例例2-2 某机修车间某机修车间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2020台共台共5050kW（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， 2.2kW72.2kW7台），通风机台），通风机2 2台共台共3kW3kW，电阻炉，电阻炉1 1台台2kW2kW。试确定线路上。试确定线路上总的计算负荷。总的计算负荷。 解先求各组的计算负荷解先求各组的计算负荷Q 30（1） 10kW1.73=1

34、7.3kvar 1金属切削机床组查附录表金属切削机床组查附录表1得得Kd=0.2，cos0.5，tan1.73，因此，因此 2. 通风机组查附录表通风机组查附录表1得得Kd=0.8（取（取0.8），），cos=0.8, tan=0.75, 因此因此 P 30（2）=0.83kW=2.4kW Q 30（2）=2.4kW0.75=1.8kvarP30（1）= 0.250kW=10kW 3.电阻炉查附录表电阻炉查附录表1得得Kd=0.7，cos=1，tan=0 P300.95(102.41.4)kW=13.1kW Q300.97(17.3+1.8+0)kvar=18.5kvar总计算负荷（取总计算负

35、荷（取Kp0. 95， Kq0. 97 ）为为 P 30（3）=0.72kW=1.4kW Q 30（3）=0AIAVS5 .3438. 03k18.513.1302230例例2.2的电力负荷计算表的电力负荷计算表(按需要系数法按需要系数法) 3 3、按二项式法确定计算负、按二项式法确定计算负荷荷 (一一)基本公式为基本公式为:P30=bPe+cPx 式中式中 bPe-用电设备组的平均负荷，用电设备组的平均负荷， cPx-用电设备组中用电设备组中X台容量最大的设备投入运行时增加台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中的附加负荷，其中Px是是X台最大容量设备的设备容量；台最

36、大容量设备的设备容量； b、c-二项式系数。二项式系数。 二项式系数二项式系数 b、c和最大容量设备台数和最大容量设备台数X及及cos tan等也可查表等也可查表 但是必须注意：按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备但是必须注意：按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备总台数总台数n2x时，则时，则x 宜相应取小一些，建议取为宜相应取小一些，建议取为x=n/2，且按，且按“四舍五入四舍五入”的修约规则取为整数。的修约规则取为整数。例如某机床电动机组电动机只有例如某机床电动机组电动机只有7台，而附录表台，而附录表A-6规定规定 X=5, 但是这里但是这里n=7 2x =10，因此，因此 ，可取，可

37、取x=7/24来计算。来计算。 如果用电设备组只有如果用电设备组只有12台设备时，就可认为台设备时，就可认为P30=Pe，即，即 b= 1、c=0。对于单台电动机，则。对于单台电动机，则P30=Pn/。在设备台数较少时，。在设备台数较少时，cos也宜相应地适当取大。也宜相应地适当取大。二项式系数法较需要系数法更适于确定设备台数较少二项式系数法较需要系数法更适于确定设备台数较少而容量差别较大的低干线和分支线的计算负荷。而容量差别较大的低干线和分支线的计算负荷。 例例 2-3 试用二项式法确定例试用二项式法确定例2-1所述机工车间所述机工车间380V线路上各组的线路上各组的和总的计算负荷。和总的计

38、算负荷。解解 附录表附录表1得得b=0.14,c=0.4,x=5, cos=0.5, tan=1.73,设备总的容量设备总的容量 Pe=120.5kWx台最大容量的设备容量为台最大容量的设备容量为 Px=P5=7.5kW*3+4KW*2=30.5kW P30=0.14120.5kW+0.4kW30.5kW=29.1kW Q30=29.1kW*1.73=50.3kvar S30=29.1/0.5=58.2KVA I30=58.2/(3*0.38)=88.4A (I30=73.2A)例例2-1已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的的 三相电动机三

39、相电动机7. 5kW3台；台；4kW8台；台；3kW17台；台；1. 5kW10台。台。试求其计算负荷。试求其计算负荷。比较例比较例2-1和例和例2-3的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下。供电设计的经验说数法计算的结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下。供电设计的经验说明，选择低压分支干线或支线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采明，选择低压分支干线或支线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜。我国建筑行业标准用二项式法计算为宜。我国建筑行业标准JGJ/T1

40、6-1992民用建筑电气设民用建筑电气设计规范计规范也规定：用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二也规定：用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法。项式法。(二二) 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 按二项式系数法确定多组用电总的计算负荷时，同样应考虑按二项式系数法确定多组用电总的计算负荷时，同样应考虑各组设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定其总的计各组设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定其总的计算负荷时，只能考虑一组有功附加负荷为最大的做总计算负荷算负荷时，只能考虑一组有功附加负荷为最大的做总计算负荷的附加负荷，再加上所有各组的平均

41、负荷。的附加负荷，再加上所有各组的平均负荷。 所以总的有功和无功计算负荷分别为所以总的有功和无功计算负荷分别为 P30 = (b Pe)i+( c Px )max Q30 = (b Pe tan) i +( c P x )max tanmax 式中式中(b Pe)i -各组有功平均负荷之和；各组有功平均负荷之和； (b Pe tan) i -各组无功平均负荷之和；各组无功平均负荷之和； ( c Px )max -各组中最大的一个有功附加负荷；各组中最大的一个有功附加负荷； tanmax - ( c Px )max的那一组设备的正切值。的那一组设备的正切值。为了简化和统一，按二项式法计算多组设备

42、的计算负荷时，为了简化和统一，按二项式法计算多组设备的计算负荷时，也不论各组设备台数多少，各组的计算系数也不论各组设备台数多少，各组的计算系数b、C、X和和cos、tan等均按附录表等均按附录表1所列数值所列数值.例例 2-4 试用二项式法确定例试用二项式法确定例2-2所述机工车间所述机工车间380V线路上各组的线路上各组的和总的计算负荷。和总的计算负荷。解解 先求各组的平均负荷先求各组的平均负荷 ,附加负荷及计算负荷。附加负荷及计算负荷。（1）机床组：）机床组：查附录表查附录表1得得b=0.14,c=0.4,x=5, cos=0.5, tan=1.73,因此因此 b Pe(1)=0.1450

43、kW=7kW cPx(1)=0.4(7.5kW1+4kW3+2.2kW1)=8.68kW（2）通风机组：）通风机组：查附录表查附录表1得得b=0.65，c=0.25，x=5，cos=0.8, tan=0.75，因此因此 b Pe(2)=0.653kW=1.95kW c PX(2)=0.253kW=0.75kW 例例2-2 某机修车间某机修车间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2020台共台共5050kW（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， 2.2kW72.2kW7台），通风机台），通风机2 2台

44、共台共3kW3kW，电阻炉，电阻炉1 1台台2kW2kW。试确定线路上。试确定线路上总的计算负荷。总的计算负荷。 （3）电阻炉：）电阻炉：查附录表查附录表1得得b=0.7，x=0，c=0，cos=1， tan=0因此因此 b Pe(3)=0.72kW=1.4kW c Px(3)=0比较以上各组的附加负荷比较以上各组的附加负荷c Px可知，机床组的可知，机床组的c Px(1)为最大。为最大。因此总计算负荷为：因此总计算负荷为： P30=（7+1.95+1.4）kW+8.68kW=19kW Q30=（71.73+1.95 0.75+0）kvar+8.68kvar1.73=28.6kvar AIAV

45、S2.1538. 03k28.619302230表表2-3 例例2.4的电力负荷计算表的电力负荷计算表(按二项式法按二项式法) 比较例比较例2.22.2和例和例2.42.4的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果较之按需要系数法的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果较之按需要系数法计算的结果大得比较多，这也更为合理。计算的结果大得比较多，这也更为合理。例例2.2的电力负荷计算表的电力负荷计算表(按需要系数法按需要系数法)一、概述一、概述 单相负荷应均衡的分配到三相上。单相负荷应均衡的分配到三相上。1 1、当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总、当单相负荷的总容量小于

46、计算范围内三相对称负荷总容量的容量的1515时，全部按三相对称负荷计算；时，全部按三相对称负荷计算；2 2、如单相用电设备不对称容量大于三相对称用电设备总、如单相用电设备不对称容量大于三相对称用电设备总容量的容量的1515时，则设备容量应按最大相负荷的三倍。时，则设备容量应按最大相负荷的三倍。3 3、在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接、在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应以最大负荷相有功负荷的三倍作为等效三相有功负荷。以最大负荷相有功负荷的三倍作为等效三相有功负荷。重点！重点！

47、1、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算、单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算 等效三相设备容量等效三相设备容量Pe应按最大负荷相所接单相设应按最大负荷相所接单相设备备容量容量Pe.m的的3倍计算，即倍计算，即 Pe=3 Pe.m 二、单相设备组等效三相负荷的计算二、单相设备组等效三相负荷的计算2 2、单相设备接于线电压时的等效三相负荷的计算、单相设备接于线电压时的等效三相负荷的计算 221121tan3-3tan33-33PPQPPPee）（）（mePP. e31）容量为）容量为Pe.m单相设备接于同一线电压时单相设备接于同一线电压时 2）单相设备接于不同线电压时）单相设备接于不同线电压

48、时等效三相设备容量等效三相设备容量多台时取最大线间负荷的多台时取最大线间负荷的 倍加次大线间负荷的（倍加次大线间负荷的（3- ）倍）倍333、单相设备分别接于线电压和相电压时的等效负荷计算、单相设备分别接于线电压和相电压时的等效负荷计算 1）接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压）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；的设备容量； 2）计算各相的设备容量和计算负荷；）计算各相的设备容量和计算负荷； 3）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷有功计算负荷P30.m的三倍，的三倍， P30=3 P30.m总的等效三相无

49、功计算负荷为其最大有功负荷相的总的等效三相无功计算负荷为其最大有功负荷相的无功计算负荷的无功计算负荷的3倍，即倍，即 Q30=3Q30.m （简化方法）（简化方法）将接于线电压的单相设备容量换算为接于相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问题，可按下列换算公式进行换算：电压的设备容量问题，可按下列换算公式进行换算：（一般方法）（一般方法）A相相 PA=pAB-APAB+pCA-APCA QA=qAB-APAB+qCA-APCA B相相 PB=pBC-BPBC+pAB-BPAB QB=qBC-BPBC+qAB-BPABC相相 PC=pCA-CPCA+pBC-CPBC QC=qCA

50、-CPCA+qBC-CPBC1、仅有单相、仅有单相220V负荷负荷-折算到三相折算到三相380V上上 15%2、仅有单相、仅有单相380V负荷负荷-折算到三相折算到三相380V上上221121tan3-3tan33-33PPQPPPee）（）（mePP. e31）容量为）容量为Pe.m单相设备接于同一线电压时，等效三相设备容量单相设备接于同一线电压时，等效三相设备容量 2）单相设备接于不同线电压时）单相设备接于不同线电压时多台时取最大线间负荷多台时取最大线间负荷的的 倍加倍加次大线间负荷的（次大线间负荷的（3 - ）倍）倍333、既有单相、既有单相220V,又有单相又有单相380负荷负荷-折算

51、到三相折算到三相380V上上 1）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；）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； 2）计算各相的设备容量和计算负荷；）计算各相的设备容量和计算负荷； 3）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷）总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷P30.m的三倍，的三倍， P30=3 P30.m总的等效三相无功计算负荷为其最大有功负荷相的无功计算负荷的总的等效三相无功计算负荷为其最大有功负荷相的无功计算负荷的3倍，即倍，即 Q30=3Q30.m 小结：小结：重点！重点！例例2-5 在在220/380V三相四线制线

52、路上，接有三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱单相电热干燥箱4台，其中台，其中2台台10kw接于接于A相，相，1台台30kW接于接于B相，一台相，一台20kW接接于于C相。另有相。另有380V单相对焊机单相对焊机4台，其中台，其中2台台14kW（=100%）接于接于AB相，相，1台台20kW（ =100%）接于）接于BC相，相，1台台30kW( =60%)接于接于CA相。试求此线路的计算负荷。相。试求此线路的计算负荷。（1）电热干燥箱的各相计算负荷）电热干燥箱的各相计算负荷查附录表查附录表1得得Kd=0.7，cos=1，tan=0A相相 P30.A（1）=KdPe.A=0.7210kW

53、=14kWB相相 P30.B（1）=Kd Pe.B=0.7130kW=21kWC相相 P30.C（1）=KdPe.C=0.7120kW=14kW（2）对焊机的各相计算负荷）对焊机的各相计算负荷 先将接于先将接于CA相的相的30kw(=60%)换算至换算至=100%时的容量，时的容量，可得：可得： 查附录查附录1 得得Kd=0.35, cos=0.7, tan=1.02;再由表再由表2-3查得查得cos=0.7时的功率换算系数时的功率换算系数pAB-A=pBC-B=pCA-A=0.8, pAB-B=pBC-B=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22, qAB-B=qBC

54、-C=qCA-A=0.8.因此各相的有功和无功设备容量为：因此各相的有功和无功设备容量为： WPCAk23306 . 0A相相 pA=0.8214kw+0.223kw=27kw QA=0.22214kvar+0.823kvar=24.6kwB相相 PB=0.820+0.2214kw=21.6kw QB=0.2220kvar+0.8214kvar=26.8kvarC相相 PC=0.823kw+0.220kw=22.4kw QC=0.2223kvar+0.820kvar=21.1kvar 各相的有功和无功计算负荷为：各相的有功和无功计算负荷为：A相相 P30.A(2)=0.3527kw=9.45k

55、w Q30.A(2)=0.3524.6kvar=8.61kvarB相相 P30.B(2)=0.3521.6kw=7.56kw Q30.B(2)=0.3526.8kvar=9.38kvarC相相 P30.C(2)=0.3522.4kw=7.84kw Q30.C(2)=0.35 21.1kvar=7.39kvar (3) 各相总的有功和无功计得负荷各相总的有功和无功计得负荷A相相 P30.A=P30.A(1)+P30.A(2)=14KW+9.45KW=23.5KW Q30.A=Q30.A(1)+Q30.A(2)=0+8.61kvar=8.61kvarB相相 P30.B=P30.B(1)+P30.B

56、(2)=21kw+7.5kw=28.6kw Q30.B=Q30.B(1)+Q30.B(2)=0+9.38kvar=9.38kvarC相相 P30.C=P30.C(1)+P30.C(2)=14kw+7.84kw=21.8kw Q30.C=Q30.C(1)+Q30.C(2)=0+7.39kvar=7.39kvar (4) 总的等效三相计算负荷总的等效三相计算负荷由以上计算可知，由以上计算可知，B相的有功计算负荷最大，相的有功计算负荷最大， P30=3P30.B=328.6kw=85.8kw Q30=3Q30.B=39.38kvar=28.1kvarVAQPSk3 .901 .285 .852230

57、230230AUSIN13738. 033 .90330302022-2-42022-2-44545一、工厂计算负荷的确定一、工厂计算负荷的确定 （一）按需要系数法确定工厂计算（一）按需要系数法确定工厂计算负荷负荷 将工厂用电设备的总容量将工厂用电设备的总容量Pe（不包括备用设备容量）（不包括备用设备容量）乘乘上上 一一个需要系数个需要系数Kd, 即得全厂的有功计算负荷，即得全厂的有功计算负荷，即即 P30= Kd Pe 附录表附录表2列出了部分工厂的需要系数值，供参考。列出了部分工厂的需要系数值，供参考。（二）按年产量估算工厂计算（二）按年产量估算工厂计算负荷负荷 将工厂的年产量将工厂的年产

58、量A乘以单位产量损耗电量乘以单位产量损耗电量a，就，就可得到可得到工厂全年耗电量工厂全年耗电量： Wa=Aa 各各类工厂的单位产品年耗电量类工厂的单位产品年耗电量Wa可由有关设计单位根据可由有关设计单位根据实测统计实测统计资料确定，亦可查有关设计手册。资料确定，亦可查有关设计手册。max30TWPa 工厂的年最大负荷利用小时工厂的年最大负荷利用小时Tmax工厂的有功计算负荷：工厂的有功计算负荷：（三）按逐级计算法确（三）按逐级计算法确定工厂的计算负荷定工厂的计算负荷 工厂的计算负荷（这里工厂的计算负荷（这里举有功负荷为例）举有功负荷为例）P30.1，应，应该是高压配电所母线上所有该是高压配电所

59、母线上所有高压配电线路计算负荷之和，高压配电线路计算负荷之和，再乘上一个同时系数。而高再乘上一个同时系数。而高压配电线路的计算负荷压配电线路的计算负荷P30.2，应该是该线路所供车间变应该是该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷电所低压侧的计算负荷P30.3，加上变压器的功率损耗加上变压器的功率损耗PT高压配电线路的功率损耗高压配电线路的功率损耗PWL1。依次类推。依次类推。 重点！重点！ 在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算近似计算： (kvar) 60 . 0 (kw) 150 . 03030SQSPTT 但对于一般的企业供

60、配电系统来说，由于其高低压配电线但对于一般的企业供配电系统来说，由于其高低压配电线路一般不长，因此在确定其计算负荷时往往不计线路损耗。路一般不长，因此在确定其计算负荷时往往不计线路损耗。(四四) 工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷 1、 工厂的功率因素工厂的功率因素 （1）瞬时功率因数）瞬时功率因数UIP3cos（2）平均功率）平均功率因数因数 2Pqq2211cosWWWWWPPWP为某一段时间内为某一段时间内消耗的有功电能，消耗的有功电能，Wq为某一段时间内为某一段时间内消耗的无功电能，消耗的无功电能，（3）最大负荷时功率因数）最大