电力负荷计算NS

1、电力负荷计算电力负荷计算电力负荷计算的主要目的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学的依据： 正确选择各级变电所的正确选择各级变电所的 变压器容量变压器容量 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某企业供电系统如下图：必须计算下列各部分的电某企业供电系统如下图：必须计算下列各部分的电力负荷。力负荷。 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。

2、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（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610/0.4电力负荷计算

3、的主要目的电力负荷计算的主要目的问题：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 =10 11.36=113.6KW 10,380 ,20.4 ,cos0.85,0.88NNNPKW UVIA一回路进线电

4、源一回路进线电源I I380V1010台台10KW10KW电动机电动机100.88KW电力负荷计算的主要目的电力负荷计算的主要目的 根据实际经验，实际的干线负荷（电流，功率）比此根据实际经验，实际的干线负荷（电流，功率）比此计算值小，分析表明：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

5、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讨论电力负荷的计算方法之前，有必要先介绍一下有关讨论电力负荷的计算方法之前，有必要先介绍一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。电力负荷计算的主要目的电力负荷计算的主要目的负荷曲线按负荷的功率性质按负荷的功率性质: :可分为可分为有功负荷曲线有功负荷曲线和和无功负荷曲线无功负荷曲线。按取用的时间区间按取用的时间区间: :可分为可分为日负荷曲线日负荷曲线和和年负荷曲线年负荷曲线。日负荷。日负荷曲线是表示一昼夜

6、曲线是表示一昼夜24小时内负荷变化的曲线，而年负荷曲线小时内负荷变化的曲线，而年负荷曲线则表示一年中的负荷变化情况。则表示一年中的负荷变化情况。按负荷的范围按负荷的范围: :可分为工厂（企业）、车间或某类用电设备的可分为工厂（企业）、车间或某类用电设备的负荷曲线。负荷曲线。n电力负荷通常是指用电设备或用电单位，即电能用户电力负荷通常是指用电设备或用电单位，即电能用户,也可以也可以指用电设备或用电单位所消耗电能的功率或电流值的大小。指用电设备或用电单位所消耗电能的功率或电流值的大小。u负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映

7、了用户用电的特点和规律。负荷曲线绘制在直角坐标上，纵坐标表示负荷，横坐电的特点和规律。负荷曲线绘制在直角坐标上，纵坐标表示负荷，横坐标表示对应的时间。标表示对应的时间。 可以直观地了解可以直观地了解负荷变动负荷变动的情况。通过对负荷曲线的综合的情况。通过对负荷曲线的综合分析，可以更深入地掌握负荷变动的规律，并可从中获得分析，可以更深入地掌握负荷变动的规律，并可从中获得一些对一些对设计和运行有用的资料设计和运行有用的资料。 对运行人员来说，可合理地、有计划地安排用户、车间、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，填补负荷班次或大容量设备的用电时

8、间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种低谷，这种“削峰填谷削峰填谷”的办法可使负荷曲线比较平坦，的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到从而达到节电效果节电效果。 分析各类型电力用户的负荷曲线，可以发现同一类型工厂、分析各类型电力用户的负荷曲线，可以发现同一类型工厂、车间或用电设备组的负荷曲线均具有大致相似的形状。因车间或用电设备组的负荷曲线均具有大致相似的形状。因此，在进行此，在进行新建工程的电气设计时，可以从已有同类电力新建工程的电气设计时，可以从已有同类电力用户负荷曲线获得的有关参数为依据，进行负荷计算用户负荷曲线获得的有关参数为依据，进行负荷计算。负荷曲线1.日负荷曲线 负荷曲线可测量运行中

9、用电设备的负荷值来绘制。电力用户负荷曲线可测量运行中用电设备的负荷值来绘制。电力用户有功日负荷曲线可根据有功日负荷曲线可根据有功功率表每隔半小时的读数而绘成有功功率表每隔半小时的读数而绘成。 如图如图21所示，是一班制工厂的日有功负荷曲线，其中图所示，是一班制工厂的日有功负荷曲线，其中图2a是逐点描绘的负荷曲线，图是逐点描绘的负荷曲线，图2b是阶梯形的负荷曲线。是阶梯形的负荷曲线。为便于计算，负荷曲线多绘成梯形，横坐标一般按半小时分为便于计算，负荷曲线多绘成梯形，横坐标一般按半小时分格，以便确定格，以便确定“半小时最大负荷半小时最大负荷”。图21日有功负荷曲线a) 逐点描绘的负荷曲线 b) 阶

10、梯形的负荷曲线2.年负荷曲线根据一年中典型夏、冬日负荷曲线绘制。根据一年中典型夏、冬日负荷曲线绘制。负荷从大到小依次排列，反映全年负荷变动与负荷持续时间负荷从大到小依次排列，反映全年负荷变动与负荷持续时间的关系，称年负荷曲线。的关系，称年负荷曲线。 在我国北方，可近似地认为夏日在我国北方，可近似地认为夏日152天，冬日天，冬日213天；天； 在我国南方，则可近似地认为夏日在我国南方，则可近似地认为夏日200天，冬日天，冬日165天。天。a)夏日负荷曲线 b)冬日负荷曲线 c)年负荷持续时间曲线如绘制南方某厂的年负荷曲线:P1在年负荷曲线上所占的时间T1=200(t1t1)，P2在年负荷曲线上所

11、占的时间T2=200t2165t2，其余类推。2.年负荷曲线n 按全年每日的最大负荷按全年每日的最大负荷(通常取通常取每日最大负荷的半小时平每日最大负荷的半小时平均值均值)绘制。绘制。 主要用于对拥有多台电力变压器的用户变电所进行经济运主要用于对拥有多台电力变压器的用户变电所进行经济运行分析。行分析。图23 年每日最大负荷曲线二、与负荷曲线和负荷计算有关的几个物理量 (一一)年平均负荷年平均负荷、年最大负荷年最大负荷和和年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时8760()/8760()aavavaWPkWhPWkW或(21) Qav、Sav、Iav 定义：年负荷持续时间曲线的平均值为定义：年负荷持

12、续时间曲线的平均值为年平均负荷年平均负荷Pav。即：。即：年平均负荷年平均负荷Pav运行运行8760小时所消耗的电能，恰好小时所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实等于该电力负荷全年实际消耗的电能际消耗的电能Wa：图24年最大负荷和年最大负荷利用小时 2年最大负荷Pmax （ Pmax、Qmax、Smax及Imax ） 定义：年负荷时间曲线最大值为定义：年负荷时间曲线最大值为年最大负荷年最大负荷Pmax。 年最大负荷是全年中年最大负荷是全年中负荷最大的工作班负荷最大的工作班（一年中至少出现一年中至少出现过过23次的工作班的最大负荷次的工作班的最大负荷)内内消耗电能最大的半小时消耗电能最大的半小

13、时的平均功率的平均功率。因此。因此年最大负荷也称为半小时最大负荷年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。 图24年最大负荷和年最大负荷利用小时 3年最大负荷利用小时Tmax 年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时又称又称年最大负荷使用时间年最大负荷使用时间Tmax，是一个，是一个假假想时间想时间，此时间内，电力负荷年最大负荷，此时间内，电力负荷年最大负荷Pmax(或或P30)持续运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。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。 如如图图24所示：所示：Pmax延伸到延伸到Tmax的横线与两坐标轴所包围的矩的横线与两坐标轴所包围的矩

14、形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，即全形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，即全年实际消耗的电能年实际消耗的电能Wa。即。即maxmaxmaxmax()( )aaWWPTkWhThP或年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的一个重要参数，它与电能年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的一个重要参数，它与电能用户的生产运行性质有明显的关系。例如用户的生产运行性质有明显的关系。例如:一班制生产运行，一班制生产运行，Tmax18003000h；两班制生产运行，两班制生产运行，Tmax35004800h；三班制生产运行，三班制生产运行，Tmax50007000h。假想时间假想时

15、间(二)需要系数 需要系数需要系数Kd是负荷计算中一个重要参数。需要系数定义为是负荷计算中一个重要参数。需要系数定义为年最大负荷与设备容量总和的比值年最大负荷与设备容量总和的比值。即。即maxdePKP 又称又称负荷率负荷率，它是，它是用电负荷的平均值与用电负荷的平均值与其最大值的比值，即其最大值的比值，即maxmaxavavPPQQ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。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的能力、提高供电效率来说，希望此系数越高越趋从

16、充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近于1越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量对电力用户不平坦越好。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽量对电力用户不平坦的负荷曲线进行的负荷曲线进行“削峰填谷削峰填谷”，以提高负荷系数。，以提高负荷系数。有功负荷系数 无功负荷系数 负荷率负荷率各种各种电机拖动电机拖动的机械：的机械： 空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、搅空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、搅拌机、制氧机、润滑油泵以及提升机、吊车、起重拌机、制氧机、润滑油泵以及提升机、吊车、起重机等机等工业电炉工业电炉：电弧炉、电阻炉、感应炉等：电弧炉、电阻炉、感应炉等电解

17、设备电解设备：电解槽等：电解槽等电焊设备电焊设备：交流电焊机、直流电焊机等：交流电焊机、直流电焊机等工业照明工业照明用电设备的工作制与设备容量 用电设备的工作制与设备容量 一、用电设备按工作制分类及其工作特征一、用电设备按工作制分类及其工作特征 用电设备按其工作制可分为长期连续工作制、短时工作制用电设备按其工作制可分为长期连续工作制、短时工作制和反复短时工作制等三类。和反复短时工作制等三类。 (1) (1) 长期连续工作制长期连续工作制 在规定的环境温度下长期连续运行达到在规定的环境温度下长期连续运行达到热平衡状态热平衡状态，设备任何部分产生的温度和温升均不超过最高允许值，负设备任何部分产生的

18、温度和温升均不超过最高允许值，负荷比较稳定；荷比较稳定； 如通风机、水泵、空气压缩机、皮带输送机、破碎如通风机、水泵、空气压缩机、皮带输送机、破碎机、球磨机、搅拌机、电机车等机械的拖动电动机，以及机、球磨机、搅拌机、电机车等机械的拖动电动机，以及电炉、电解设备、照明灯具等。电炉、电解设备、照明灯具等。用电设备的工作制与设备容量 一、用电设备按工作制分类及其工作特征一、用电设备按工作制分类及其工作特征 用电设备按其工作制可分为长期连续工作制、短时工作制用电设备按其工作制可分为长期连续工作制、短时工作制和反复短时工作制等三类。和反复短时工作制等三类。 (2) (2) 短时工作制短时工作制 其运行时

19、间短而停歇时间长，在工作时间内，用电其运行时间短而停歇时间长，在工作时间内，用电设备设备来不及发热到稳定温度就开始冷却来不及发热到稳定温度就开始冷却，其发热足以在停，其发热足以在停歇时间内冷却到周围介质的温度；歇时间内冷却到周围介质的温度； 如机床上的某些辅助电动机如机床上的某些辅助电动机(如进给电动机如进给电动机)，又如，又如控制闸门用的电动机等。这类设备的数量不多。控制闸门用的电动机等。这类设备的数量不多。 (3) 断续周期工作制（反复短时工作制 ）100%100%gggxttTtt 时而工作，时而停歇，如此反复运行，而时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不工作周期一般不超过超

20、过10min，无论工作或停歇，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡。均不足以使设备达到热平衡。 电焊机和吊车、电梯电动机等。电焊机和吊车、电梯电动机等。 负荷持续率又称暂载率负荷持续率又称暂载率、接电率接电率，定义为一个工作周期，定义为一个工作周期内的工作时间与工作周期的百分比，用内的工作时间与工作周期的百分比，用表示，即表示，即 式中：式中： T-工作周期；工作周期； tg-工作周期内的工作时间；工作周期内的工作时间； tx-工作周期内的停歇时间。工作周期内的停歇时间。 吊车电动机的吊车电动机的值有值有15、25、40及及60四种；四种； 电焊机设备的电焊机设备的值有值有50、65、75

21、及及100四种四种。 暂载率暂载率 因此，设备容量与设备的工作制有关，设备容量不一定就是设备铭牌因此，设备容量与设备的工作制有关，设备容量不一定就是设备铭牌上所标定的额定容量。上所标定的额定容量。（1）长期连续运行工作制设备的设备容量就是设备铭牌上的额定容量。）长期连续运行工作制设备的设备容量就是设备铭牌上的额定容量。（2）短时运行工作制设备其设备容量也按铭牌额定容量计算。）短时运行工作制设备其设备容量也按铭牌额定容量计算。（3）反复短时工作制设备的设备容量，一般是对应于某一统一（标准）反复短时工作制设备的设备容量，一般是对应于某一统一（标准）持续率下的值。见如下介绍：持续率下的值。见如下介绍

22、：二、用电设备设备容量Pe的确定 l 一般每台用电设备的铭牌上都标有额定容量（有功功率或视在功率），一般每台用电设备的铭牌上都标有额定容量（有功功率或视在功率），但各用电设备工作条件不同，有的是长期工作制，有的反复短时工作制。但各用电设备工作条件不同，有的是长期工作制，有的反复短时工作制。l 同一设备所规定的额定容量，在不同的负荷持续率下工作时，其输出功同一设备所规定的额定容量，在不同的负荷持续率下工作时，其输出功率也是不同的。率也是不同的。 这些铭牌上规定的额定有功就不能直接相加来作为用户的电力负荷，这些铭牌上规定的额定有功就不能直接相加来作为用户的电力负荷，而必须首先换算成同一工作制下的额

23、定功率，然后才能相加。经过换算至而必须首先换算成同一工作制下的额定功率，然后才能相加。经过换算至统一规定的工作制下的统一规定的工作制下的“额定容量额定容量”称为设备容量，用称为设备容量，用Pe表示。表示。 1) 1) 电梯及吊车电动机电梯及吊车电动机 当采用需用系数法、二项式法求计算负荷时，应统一换算当采用需用系数法、二项式法求计算负荷时，应统一换算到到=25%时的设备容量，其换算关系为：时的设备容量，其换算关系为： 2) 2) 电焊机及电焊变压器电焊机及电焊变压器 电焊机及电焊变压器的设备容量应统一换算到电焊机及电焊变压器的设备容量应统一换算到=100%时的设备容量，时的设备容量，其换算关系

24、为：其换算关系为：2NeNNNPPP铭牌额定持续率为铭牌额定持续率为N时的额定功率时的额定功率cosNeNNNNPPS额定持续率为额定持续率为N时的额定功率时的额定功率在在SN时的额定功率因数时的额定功率因数 二、用电设备的设备容量Pe确定 3) 3) 照明设备照明设备 不用镇流器的照明设备不用镇流器的照明设备( (如白炽灯、碘钨灯如白炽灯、碘钨灯) )的容量指灯头的额定功的容量指灯头的额定功 率，即率，即 用镇流器的照明设备用镇流器的照明设备( (如荧光灯、高压水银灯、金属卤化物灯如荧光灯、高压水银灯、金属卤化物灯) )的设的设 备容量要包括镇流器中的功率损失。备容量要包括镇流器中的功率损失

25、。 荧光灯：荧光灯： 高压水银灯、金属卤化物灯：高压水银灯、金属卤化物灯： NePP NePP1 . 1NePP2 . 1二、用电设备设备容量的确定 三、用电设备组设备容量的确定 用电设备组的设备容量不能简单地直接相加：用电设备组的设备容量不能简单地直接相加： 1. 先换算成同一工作制下的设备容量，然后才能相加；先换算成同一工作制下的设备容量，然后才能相加； 2. 对同一工作制而具有不同持续率的设备，其设备容量也对同一工作制而具有不同持续率的设备，其设备容量也要按规定的持续率进行统一换算。要按规定的持续率进行统一换算。 长期工作制和短时工作制用电设备组长期工作制和短时工作制用电设备组的的总设备

26、容量总设备容量Pe等于各用电设备铭牌上等于各用电设备铭牌上额定容量之和额定容量之和。 反复短时工作制用电设备组反复短时工作制用电设备组的总设备容量，应是的总设备容量，应是换算换算到到规定的规定的统一持续率下的设备容量之和统一持续率下的设备容量之和。NeNPP统一暂载率换算关系：用电设备，当统计设备的安装容量时，用电设备，当统计设备的安装容量时， 不能将其铭牌上的额定功率直接相不能将其铭牌上的额定功率直接相加加，而应按不同的工作性质（工作制及加工特点）将，而应按不同的工作性质（工作制及加工特点）将用电设备进行分组用电设备进行分组。eePP333coseeNNNNPPPS 3 200.750.52

27、6 （kW）例题例题21 某小批量生产车间采用某小批量生产车间采用380V线路供电，车间有线路供电，车间有380V电焊机电焊机3台，台， 每台容量为每台容量为20kV.A , , 试计算设备容量。试计算设备容量。100%cosNeNNNPPS75%N例题例题 例题例题22某车间有一台吊车电动机，某车间有一台吊车电动机， 时的铭牌额定容量时的铭牌额定容量PN为为18kW, ,UN=380V。试计算设备容量。试计算设备容量。解：解：40%N2522 180.4022.8NeNNNPPP （kW）100% 解：由于电焊机属于反复短时工作制设备，应将设备容量统一换算到解：由于电焊机属于反复短时工作制设

28、备，应将设备容量统一换算到 时的容量，所以时的容量，所以3台电焊机的设备容量为台电焊机的设备容量为计算负荷的意义及计算目的 一、计算负荷的概念一、计算负荷的概念 根据用电设备的安装容量，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。计算负采用一定的计算方法得出的负荷，称为计算负荷。计算负荷是一个假想负荷，其热效应和实际负荷产生的热效应相荷是一个假想负荷，其热效应和实际负荷产生的热效应相等。等。 如以计算负荷连续运行，根据计算负荷选择的电气如以计算负荷连续运行，根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆其发热温度不会超过允许值。设备和导线电缆其发热温度不会超过允许值。 l 导体通

29、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)，为发热时间常数。截面在为发热时间常数。截面在16mm16mm2 2及以上的导体，其及以上的导体，其10min10min，因此因此, ,载流导体大约经过载流导体大约经过30min(30min(即半小时即半小时) )后可达到稳定的后可达到稳定的发热温度。发热温度。第二节 计算负荷的意义及计算目的 一、计算负荷的概念一、计算负荷的概念l 对于时间很短的尖峰负荷对于时间很短的尖峰负荷,未等到导体升高到其稳定的最未等到导体升高到其稳定的最高发热温度之前，这个尖峰电流就已经消失了。高发热温度之前，这个尖峰电流就已经消失了。

30、l 可以看出，只有持续时间在半小时以上的负荷，才有可能可以看出，只有持续时间在半小时以上的负荷，才有可能达到导体的稳定发热温度。计算负荷实际上与从负荷曲线达到导体的稳定发热温度。计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷上查得的半小时最大负荷P30(亦即年最大负荷亦即年最大负荷Pmax)是基本是基本相当的。所以把根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线中的相当的。所以把根据半小时平均负荷绘制的负荷曲线中的最大值（最大值（半小时最大负荷半小时最大负荷P30）称为称为计算负荷。计算负荷。l 本书以本书以Pc、Qc、Ic、Sc分别表示有功计算负荷、无功计算分别表示有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负

31、荷和计算电流负荷、视在计算负荷和计算电流 。显然：。显然：l Pc=P30=Pmax，Qc=Q30=Qmax等。等。l 有时把有时把计算电流计算电流也称为工作电流，即也称为工作电流，即Ic=Iw。计算电流计算电流计算负荷计算负荷二、负荷计算的目的及意义 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷是供电设计计算的基本依据。 供配电系统进供配电系统进行电力设计时，需要根据计算负荷选择校验供电系的导线行电力设计时，需要根据计算负荷选择校验供电系的导线截面，确定变压器的容量，制定改善功率因数的措施，选截面，确定变压器的容量，制定改善功率因数的措施，选择及整定保护设备和开关设备等。计算负荷的确定是否合择

32、及整定保护设备和开关设备等。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理，系统是否正常可靠的运行。理，系统是否正常可靠的运行。 实际上，负荷也不可能一成不变，它与设备的性能、实际上，负荷也不可能一成不变，它与设备的性能、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。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，造成投资如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定得

33、过小，又将使电器和导线电缆处和有色金属的浪费；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，导致绝缘过早老化甚至燃烧于过负荷下运行，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。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。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。 需用系数法需用系数法 二项式法二项式法 注：本节首先对三相用电设备计算负荷进行方法分注：本节首先对三相用电设备计算负荷进行方法分析，再分析单相电气设备的计算负荷。析，再分析单相电气设备的计算负荷。 需用系数法是世界各国都普遍采用的确定计算负荷的基

34、本方法，需用系数法是世界各国都普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方便。计算结果基本上符合实际，因此为目前确定工业与民用电简单方便。计算结果基本上符合实际，因此为目前确定工业与民用电能用户电力负荷广泛采用的方法。能用户电力负荷广泛采用的方法。 二项式法在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算二项式法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，比需用系数法更为合理，且计算也较简便，主要适用于机械负荷时，比需用系数法更为合理，且计算也较简便，主要适用于机械加工车间的电力负荷计算。本书只介绍这两种计算方法。加工车间的电力负荷计算。本书只介绍这两种计算方法。一、按需用系数法确定计

35、算负荷 (一一) 单个用电设备组的计算负荷单个用电设备组的计算负荷u通常一个车间会有很多种用电设备，它们的负荷曲线一般通常一个车间会有很多种用电设备，它们的负荷曲线一般不尽相同，在进行负荷计算时，应当根据其类型和工作特不尽相同，在进行负荷计算时，应当根据其类型和工作特点进行分组，每组用电设备总的设备容量点进行分组，每组用电设备总的设备容量Pe即等于该组即等于该组所有用电设备的设备容量之和，即所有用电设备的设备容量之和，即 eePP 设备的额定容量是设备在额定条件下的最大输出功率。设备的额定容量是设备在额定条件下的最大输出功率。 对于一个用电设备组，每台设备实际上不一定都同时运行，运行的设备对于

36、一个用电设备组，每台设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷运行。也不一定都满负荷运行。 同时，每台设备本身都有功率损耗，配电线路也有功率损耗。同时，每台设备本身都有功率损耗，配电线路也有功率损耗。综合以上因素，一个用电设备组的计算负荷应按下式求取：综合以上因素，一个用电设备组的计算负荷应按下式求取： LceavWLK KPP 设备组的同时系数 设备组的负荷系数 设备组的平均效率 配电线路的平均效率 工作性质；工作性质；设备台数；设备台数；设备效率；设备效率；线路损耗；线路损耗；操作人员的技能；操作人员的技能；生产组织等。生产组织等。需用系数需用系数Kd可从有关资料中查取。可从有

37、关资料中查取。参见本课件表参见本课件表21表表24。(一) 单个用电设备组的计算负荷,LddeWLK KKK 令：即称作需要系数。22,()tan ,( var),(),( )3cdeccccccccNPK PkWQPkPSPQkVACOSSIAU用电设备组的平均功率因数角 从而，进一步可得：,()cdePK PkW特别指出：当用电设备组设备台数较少时，特别指出：当用电设备组设备台数较少时，Kd值适当取大些，如只有值适当取大些，如只有12台设备台设备时，取时，取Kd1。当只有一台电动机时，。当只有一台电动机时， Pc=PN/, PN为电动机额定容量，为电动机额定容量，为电动机为电动机的效率。的

38、效率。Pe为用电设备组中各设备容量之和（不包括备用设备）。为用电设备组中各设备容量之和（不包括备用设备）。 一、按需用系数法确定计算负荷 表21 工业用电设备组的需用系数、二项式系数及功率因数表22 民用建筑照明负荷需用系数 序号序号照明类型照明类型需用系数需用系数序号序号照明类型照明类型需用系数需用系数1商店商店0.850.9514大型体育馆大型体育馆0.652医院医院0.50.615博物馆博物馆0.830.923学校学校0.60.716展览馆、影剧院展览馆、影剧院0.70.84普通旅馆普通旅馆0.70.817高层建筑高层建筑0.40.55星级宾馆星级宾馆0.450.6518单身宿舍单身宿舍

39、0.60.76餐厅、食堂餐厅、食堂0.91.01920户以下住宅建筑户以下住宅建筑0.60.77设计室、办公楼设计室、办公楼0.850.95202050户住宅建筑户住宅建筑0.50.68实验室、教室实验室、教室0.80.92151100户住宅建筑户住宅建筑0.40.59多功能厅、会议厅多功能厅、会议厅0.50.622100户以上住宅建筑户以上住宅建筑0.30.410文化场馆文化场馆0.7123白炽灯安装容量白炽灯安装容量5Kw0.951.011车站码头车站码头0.7624白炽灯安装容量白炽灯安装容量5Kw以上以上0.850.9512机场机场0.7525碘钨灯、霓虹灯碘钨灯、霓虹灯0.951.0

40、13普通体育馆普通体育馆0.8626通道照明通道照明0.95常用电光源的功率因数光源类别光源类别cos光源类别光源类别cos白炽灯、卤钨灯、钨灯1.0高压钠灯0.45荧光灯(无补偿)0.55金属卤化物灯0.400.61荧光灯(有补偿)0.90镝灯0.52高压水银灯(50175w) 0.450.5氙灯0.9高压水银灯(2001kW) 0.650.67 霓虹灯0.400.50表24 民用电气设备的需用系数及功率因数 p 例例23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的三相电的三相电p 动机动机7.5kW的的3台台；4kW的的8台；台；3kW的的17

41、台；台；1.5kW的的10台。试求其台。试求其p 计算负荷。计算负荷。 解解: 此机床组的设备容量为此机床组的设备容量为 7.5 3 4 8 3 17 1.5 10120.5()eePPkW查表查表2-1,得得Kd =0.160.2(取取0.2), cos=0.5, tan=1.73 因此因此,可求得可求得 0.2 120.524.124.11.7341.7 var24.10.548.248.2( 30.38)73.2ccccPkWkWQkWkSkWkVAIkVAkVA一、按需用系数法确定计算负荷 (二) 多个用电设备组的计算负荷 确定拥有多个用电设备组的干线或车间变电所低压母线上的确定拥有多

42、个用电设备组的干线或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各用电设备组的最大负荷不同时出现的计算负荷时，应考虑各用电设备组的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多个用电设备组的计算负荷时，因素。因此在确定多个用电设备组的计算负荷时，首先要将首先要将各组的有功计算负荷和无功计算负荷分别相加，然后分别乘各组的有功计算负荷和无功计算负荷分别相加，然后分别乘以相应的同时系数，以相应的同时系数，即得多组用电设备的计算负荷。即得多组用电设备的计算负荷。 即：即：22,(),( var),(),( )3cpcicqcicccccNPKPkWQKQkSPQkVASIAU一、按需用系数法确定计算负荷 表表25

43、 同时系数同时系数0.930.970.900.95低压母线低压母线0.900.970.850.95车间干线车间干线应用范围应用范围pKqK一、按需用系数法确定计算负荷 l 例例24某机修车间某机修车间380V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20台共台共50kW(其中其中较大容量电动机有较大容量电动机有7.5kW的的1台台，4kW的的3台，台，2.2kW的的7台台)；通风机通风机2台共台共3kW；电阻炉；电阻炉1台台2kW。试确定此线路上的计算负荷。试确定此线路上的计算负荷。l 解解 先求各组的计算负荷先求各组的计算负荷l 1金属切削机床组金属切削机床组 查表查表21

44、，取，取 (1)(1)0.2,cos0.5,tan1.73,0.2 5010()10 1.7317.3( var)dccKPkWQk则2通风机组通风机组 查表查表21，取，取 (2) (2)0.8,cos0.8,tan0.750.8 32.4()2.4 0.751.8( var)dccKPkWQk ，则3电阻炉电阻炉 查表查表21，取，取 (3)(3)0.7,cos1,tan0,0.7 21.4()0dccKPkWQ则一、按需用系数法确定计算负荷 例2422220.95,0.97, 0.95 (102.41.4)13.1()0.97 (17.3 1.80)18.5( var)13.118.52

45、2.7()22.734.5( )330.38pqcpcicqccccccNKKPKPkWQKQkSPQkVASIAU若取，则可得此线路上的计算负荷表表26 为例为例24的负荷计算表的负荷计算表(按需用系数法按需用系数法)序序号号用电设备用电设备组名称组名称台数台数n容量容量kW需要需要系数系数Kdcos tan计算负荷计算负荷PckWQckvarSckVAIcA1金属切削机金属切削机床床20500.20.51.731017.32通风机通风机230.80.80.752.41.82电阻炉电阻炉120.7101.40车间总计车间总计取取KP=0.95,K Q=0.9713.819.113.118.5

46、22.734.5 例题例题25 某工厂机加车间某工厂机加车间380V低压母线上，共接有低压母线上，共接有3组组用电设备，其中有冷加工机床电动机用电设备，其中有冷加工机床电动机20台，每台容量为台，每台容量为11kW；通风机；通风机3台，每台容量为台，每台容量为2kW；电动葫芦一个，；电动葫芦一个，3kW（=40%），试确定该车间总的计算负荷。），试确定该车间总的计算负荷。 因此，得因此，得：(1)(1)0.2522055cdePK PkW(1)(1)tan551.7395.2varccQPk(1)55110cos0.5cKVAc(1)PS(1)(1)1101101670.66330.38ccN

47、ASIU5 . 0cos73. 1tan查表查表2-1取取Kd=0.25kWPe2201120)1(解：解：1.先求各用电设备组的计算负荷先求各用电设备组的计算负荷 （）冷加工机床电动机机床组（）冷加工机床电动机机床组一、按需用系数法确定计算负荷 （2）通风机设备组）通风机设备组kWPe623)2(8 . 0cos75. 0tan查表查表2-1，取，取Kd=0.8，(2)(2)0.8 64.8cdePK PkW(2)(2)tan4.8 0.753.6 varccQPk(2)4.86cos0.8cKVAc(2)PS(2)(2)669.10.6633 0.38ccNASIU因此得因此得一、按需用系

48、数法确定计算负荷 电动葫芦简称电葫芦，是一种电动葫芦简称电葫芦，是一种轻小型起重设备。多数电动葫轻小型起重设备。多数电动葫芦由人使用按纽在地面跟随操芦由人使用按纽在地面跟随操纵，或也可在司机室内操纵或纵，或也可在司机室内操纵或采用有线（无线）远距离控制。采用有线（无线）远距离控制。 （3）电葫芦设备组电葫芦换算为）电葫芦设备组电葫芦换算为=25%时的设备容量时的设备容量 (3)22 3406 0.633.78NeNPPkW (3)(3)0.15 3.780.57cdePK PkW(3)(3)tan0.57 1.730.99ccQP(3)0.571.14cos0.5cKVAc(3)PS(3)(3

49、)1.141.141.730.6633 0.38ccNASIU2NeNNNPPP5 . 0cos73. 1tan查表查表2-1机加车间装配类吊车组得机加车间装配类吊车组得Kd=0.15一、按需用系数法确定计算负荷 2.求车间低压母线总计算负荷，取求车间低压母线总计算负荷，取 9 . 0pK97. 0qK0.9 (554.80.57)54.3cpciPKPkW0.97(95.23.60.99)96.8 varcqcQKQk222254.396.89668.598.3cccSPQKVA98.398.3148.90.6633 0.38ccNSIAU 注意：需要系数值与用电设备的类别和工作状态有关，计

50、算时一注意：需要系数值与用电设备的类别和工作状态有关，计算时一定要正确判断，否则会造成错误。如机修车间的金属切削机床电动机定要正确判断，否则会造成错误。如机修车间的金属切削机床电动机属于小批生产的冷加工机床电动机；压缩机、拉丝机和锻造等应屑热属于小批生产的冷加工机床电动机；压缩机、拉丝机和锻造等应屑热加工机床；起重机、行车或电葫芦等都属吊车。加工机床；起重机、行车或电葫芦等都属吊车。一、按需用系数法确定计算负荷 例例26某楼共五个单元，地上六层住宅，地下一层为储室，某楼共五个单元，地上六层住宅，地下一层为储室，每单元一层两户，三相四线制供电，试确定计算负荷。负荷每单元一层两户，三相四线制供电，

51、试确定计算负荷。负荷计算按一般家庭生活考虑，设所用家用电器及其功率如下：计算按一般家庭生活考虑，设所用家用电器及其功率如下：电视机电视机100W；洗衣机；洗衣机120W；电冰箱；电冰箱120W；电风扇；电风扇60W；空；空调调1000W；电脑；电脑200W；电熨斗；电熨斗500W；照明及其它；照明及其它300W。合。合计每户电器设备容量为计每户电器设备容量为2400W，电压，电压220V.负荷需要系数表负荷需要系数表3-2按按0.5，功率因数，功率因数0.75考虑，则每户的计算负荷为：考虑，则每户的计算负荷为： 0.5 24001200()12007.3( )cos220 0.75cdeccN

52、PK PWPIAU每单元的地下室、楼梯灯按每单元的地下室、楼梯灯按2A考虑，考虑，各单元各单元同时系数取同时系数取0.7，则一个单元，则一个单元总的计算电流为：总的计算电流为：2 7.3 6 0.7263.3( )cIA 全楼共五个单元，拟由全楼共五个单元，拟由A相供一单元；相供一单元；B相供二、三单元；相供二、三单元；C相供四、相供四、五单元用电，取五单元用电，取两单元两单元同时系数为同时系数为0.9，则，则63.3( )0.9 63.3 2113.94 ( )ABCIAIIA解：解：一、按需用系数法确定计算负荷 二 按二项式系数法确定计算负荷 二项式法是考虑含一定数量的大容量用电设备对计算

53、负二项式法是考虑含一定数量的大容量用电设备对计算负荷的影响而得出的计算方法荷的影响而得出的计算方法,其计算公式是其计算公式是:cexPbPcP注意注意:1）Qc Sc和和Ic的计算与前述需用系数法的计算方法相同的计算与前述需用系数法的计算方法相同 2）当设备总台数）当设备总台数n少于表中规定的少于表中规定的x的的2倍倍(即即n2x)时时,其最大容量设备台数其最大容量设备台数x宜取为宜取为x=n/2。例如某机床电动机组只有。例如某机床电动机组只有7台时台时,则其则其x=7/24 3）对于只有）对于只有23台设备的用电设备组台设备的用电设备组,可取：可取：Pc= Pe4）对于单台电动机）对于单台电

54、动机,则取：则取：Pc=PN/ 式中式中 PN-电动机额定容量电动机额定容量; -电动机额定效率电动机额定效率 用电设备组的设备总容量用电设备组的设备总容量Px-x台最大容量的设备总容量台最大容量的设备总容量b c-二项式系数二项式系数,可由表可由表2-1查查得得例2 7 试用二项式法来确定例试用二项式法来确定例2-3所示机床组的计算负荷所示机床组的计算负荷 p 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的三相电的三相电动机动机7.5kW的的3台台；4kW的的8台；台；3kW的的17台；台；1.5kW的的10台。台。试求其计算负荷。试求其计算负荷。

55、0.14 120.5 0.430.529.1tan29.1 1.7350.3var/ cos29.1/ 0.558.2 /(3)58.2 /(30.38)88.4ccccccNPkWQPkSPkwkVAIScUA解：由表解：由表2-1查得查得b=0.14,c=0.4,x=5,cos=0.5,tan=1.73 设备总容量已在例设备总容量已在例2-3中求得为中求得为 Pe=120.5kw。x台最大容量的设备总容量为台最大容量的设备总容量为 ： Px=P5=7.53 + 42=30.5kW因此，其计算负荷为：因此，其计算负荷为：例题例题28已知某机加工车间机床组，有已知某机加工车间机床组，有380V

56、电动机电动机15kW的有的有1台，台，11kW的的3台，台，7.5kW的的8台，台，4kW的的15台，其它更小台，其它更小容量电动机总容量容量电动机总容量35kW，试用二项式系数法确定其计算，试用二项式系数法确定其计算负荷负荷Pc、Qc、Sc、Ic。解：查表解：查表2-1得得b=0.14，c=0.4，x=5，5 . 0cos73. 1tancexP =bP +cP =0.14 203+0.4 55.5=50(kW)tan50.6 1.7387.5 varccQPk50.6101cos0.5cKVAcPS1011011530.66330.38ccNASIUeP =15 1+11 3+7.5 8+

57、4 15+35=203(kW) 1.求设备组的设备总容量求设备组的设备总容量2.求求x台最大容量设备的设备容量台最大容量设备的设备容量x5P=P=151+113+7.51=55.5(kW)Px=P5=151 +113+ 7.51 =55.5kW(二) 不同性质的多个用电设备组计算负荷的确定 maxmaxx22 () ( tan )()tan3cexcexcccccNPb PcPQb PcPSPQSIU 式中式中 (cPx)max 从多个用电设备组第二项从多个用电设备组第二项(cPx)中选出最大的一个计算中选出最大的一个计算值值; bPe 多个用电设备组的平均负荷多个用电设备组的平均负荷bPe的

58、总和的总和; tanx 与与(cPx)max相对应的那组用电设备功率因数角的正切值相对应的那组用电设备功率因数角的正切值; tan 各用电设备组的功率因数角的正切值各用电设备组的功率因数角的正切值 几点说明u 利用二项式法计算时利用二项式法计算时, ,应将计算范围内的所有用电设备统一分应将计算范围内的所有用电设备统一分组组, ,不应逐级计算后再相加不应逐级计算后再相加, ,且计算的最后结果不用乘以同时且计算的最后结果不用乘以同时系数系数 响响, ,使计算负荷的结果往往较实际负荷值偏小使计算负荷的结果往往较实际负荷值偏小 u 二项式法弥补了需要系数法的不足二项式法弥补了需要系数法的不足 但是但是

59、, ,二项式系数过分突二项式系数过分突出最大用电设备容量的影响出最大用电设备容量的影响, ,其计算负荷往往较实际偏大其计算负荷往往较实际偏大, ,并并且系数且系数x x c c b b是经验统计数据是经验统计数据, ,而这些数据目前较少而这些数据目前较少, ,因而二因而二项式法的应用范围受到一定的限制项式法的应用范围受到一定的限制, ,只适用于机械加工车间只适用于机械加工车间 机械装配车间以及热处理车间中用电设备数量较少和容量差机械装配车间以及热处理车间中用电设备数量较少和容量差别大的配电箱及车间支干线的负荷计算别大的配电箱及车间支干线的负荷计算 例2-9 试用二项式法确定例试用二项式法确定例

60、2-4所述机修车间所述机修车间380V线路的计算负线路的计算负荷荷 l 某机修车间某机修车间380V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20台台共共50kW(其中其中较大容量电动机有较大容量电动机有7.5kW的的1台台，4kW的的3台，台，2.2kW的的7台台)；通风机；通风机2台共台共3kW；电阻炉（实验用）；电阻炉（实验用）1台台2kW。试确定此线路上的计算负荷。试确定此线路上的计算负荷。 解：先求各组的解：先求各组的bPe和和cPx 1.金属切削机床组金属切削机床组 查表查表2-1,取取b=0.14, c=0.4, x=5, cos=0.5, tan=1.73 故