工厂供电课件第二章

1、第二章第二章 电力负荷的计算电力负荷的计算内容提要内容提要电力负荷的计算是正确选择供配电系统中导线、电缆、电力负荷的计算是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等电气设备基础，也是保障供配电系统开关电器、变压器等电气设备基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。本章是分析工厂供配电系安全可靠运行必不可少的环节。本章是分析工厂供配电系统和进行供电设计计算的基础。统和进行供电设计计算的基础。本章主要学习以下几个内容：本章主要学习以下几个内容：电力负荷与负荷计算电力负荷与负荷计算q电力负荷的基本概念；电力负荷的基本概念；q负荷计算的内容及目的；负荷计算的内容及目的；负荷曲线与计算

2、负荷负荷曲线与计算负荷q负荷曲线的基本概念、作用及分类负荷曲线的基本概念、作用及分类q负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制q与负荷计算相关的几个物理量与负荷计算相关的几个物理量第二章第二章 电力负荷的计算电力负荷的计算计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法q设备容量的计算方法；设备容量的计算方法；q需要系数法求解计算负荷；需要系数法求解计算负荷；q二项式法求解计算负荷；二项式法求解计算负荷；单相负荷的计算单相负荷的计算尖峰电流计算尖峰电流计算q尖峰电流的基本概念尖峰电流的基本概念q尖峰电流的计算方法尖峰电流的计算方法功率损耗与电能损耗的计算功率损耗与电能损耗的计算q线路的功率损耗计算线路的功率损

3、耗计算q变压器的功率损耗计算变压器的功率损耗计算q电能损耗计算电能损耗计算功率因数的计算与无功补偿功率因数的计算与无功补偿q全厂负荷计算全厂负荷计算q逐级计算方法逐级计算方法第一节第一节 电力负荷与负荷计算电力负荷与负荷计算一、电力负荷与电量一、电力负荷与电量1、电力负荷、电力负荷 ( electric power load) a 用电设备用电设备 b用电设备需用的电功率用电设备需用的电功率 简称负荷或功率。简称负荷或功率。（1）区别：负荷与负载）区别：负荷与负载负荷是功率；负荷是功率；负载耗电设备（耗电并能完成某种任务的装置、器件负载耗电设备（耗电并能完成某种任务的装置、器件等）；等）； 第

4、二章第二章 电力负荷的计算电力负荷的计算（2）电力负荷的分级：）电力负荷的分级：一级负荷：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。（特别重要的负荷）才能恢复等。（特别重要的负荷） 二级负荷二级负荷：为中断供电将在政治、经济造成较大损失，：为中断供电将在政治、

5、经济造成较大损失，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 三级负荷三级负荷： 为一般电力负荷，所有不属于一、二级负为一般电力负荷，所有不属于一、二级负荷均属于三级负荷。荷均属于三级负荷。第二章第二章 电力负荷的计算电力负荷的计算（3）各级电力负荷对供电电源的要求）各级电力负荷对供电电源的要求一级负荷：双电源供电。一级负荷：双电源供电。 保证其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时保证其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时损坏。损坏。 特别重要的负荷

6、：除两路电源外，还必须增设应急电特别重要的负荷：除两路电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。应急供电系统。 常用应急电源：独立于正常电源的发电机组、供电网络常用应急电源：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门馈电线路、蓄电池、干电池等。中独立于正常电源的专门馈电线路、蓄电池、干电池等。第二章第二章 电力负荷的计算电力负荷的计算二级负荷：双回路供电。二级负荷：双回路供电。 二级负荷也属于重要负荷，要求有两个回路供电，供电二级负荷也属于重要负荷，要求有两个回路供电，供电变压器也应有

7、两台，当其中一回路或一台变压器出现故障变压器也应有两台，当其中一回路或一台变压器出现故障时，二级负荷不应中断供电，或中断后能迅速恢复供电。时，二级负荷不应中断供电，或中断后能迅速恢复供电。 只有当负荷较小或当地供电困难时，二级负荷可由一只有当负荷较小或当地供电困难时，二级负荷可由一回路回路6kV及以上的专用架空线路供电。如采用电缆则必须及以上的专用架空线路供电。如采用电缆则必须采用两根电缆并列供电，每个电缆能承受全部二级负荷。采用两根电缆并列供电，每个电缆能承受全部二级负荷。三级负荷：对供电电源无特殊要求。三级负荷：对供电电源无特殊要求。第一节第一节 电力负荷与负荷计算电力负荷与负荷计算2、电

8、量、电量 用电设备需用的电能数量，功率在一段时间内的累积；用电设备需用的电能数量，功率在一段时间内的累积； 二、负荷计算的目的和内容二、负荷计算的目的和内容1、负荷计算的目的、负荷计算的目的 工厂用电设备工作时的实际负荷工厂用电设备工作时的实际负荷不等于不等于设备的额定负荷设备的额定负荷（安装容量）；在工厂供配电系统设计时，如果直接采用（安装容量）；在工厂供配电系统设计时，如果直接采用额定容量进行设计势必会造成浪费；应首先计算出额定容量进行设计势必会造成浪费；应首先计算出全部设全部设备的实际负荷备的实际负荷。第一节第一节 电力负荷与负荷计算电力负荷与负荷计算2、负荷计算的主要内容、负荷计算的主

9、要内容（1）求计算负荷（需用负荷，假想负荷）求计算负荷（需用负荷，假想负荷） 即正常工作时的实际最大负荷。目的选择各级电压供电即正常工作时的实际最大负荷。目的选择各级电压供电网络、变压器容量、电气设备的型号等；保证使其在通过网络、变压器容量、电气设备的型号等；保证使其在通过正常最大工作电流时不至过热而损坏。正常最大工作电流时不至过热而损坏。（选择设备）（选择设备）（2）求尖峰电流）求尖峰电流 目的用于计算电压波动、电压损失，选择熔断器和保护目的用于计算电压波动、电压损失，选择熔断器和保护元件等。元件等。（校验设备）（校验设备）（3）求平均负荷）求平均负荷 目的计算全厂的电能需要量、电能损耗以及

10、选择无功补目的计算全厂的电能需要量、电能损耗以及选择无功补偿容量等；偿容量等；（节能措施）（节能措施）第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷一、负荷曲线一、负荷曲线 ( load curve)1、负荷曲线、负荷曲线 表示一组用电设备的表示一组用电设备的功率功率随随时间时间的变化图形。的变化图形。纵轴为功率，横轴为时间。纵轴为功率，横轴为时间。第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷2、负荷曲线的作用、负荷曲线的作用 负荷曲线能够直观的反映出用户的用电特点和规律负荷曲线能够直观的反映出用户的用电特点和规律； 对于设计人员，获取资料有助于设计分析；对于设计人员，获取资料有助于

11、设计分析； 对于运行人员而言，可以合理地、有计划地安排用户、对于运行人员而言，可以合理地、有计划地安排用户、车间、班次或者大容量设备的用电时间等，从而降低车间、班次或者大容量设备的用电时间等，从而降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种负荷高峰，填补负荷低谷，这种“消峰填谷消峰填谷”的办法的办法可以使得负荷曲线比较平坦，有利于节电。可以使得负荷曲线比较平坦，有利于节电。3、特点：、特点： 电力负荷不等于设备的额定功率，而是设备的实际消电力负荷不等于设备的额定功率，而是设备的实际消耗功率耗功率； 负荷曲线是有规律的；负荷曲线是有规律的；第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷4、负荷曲线分类、

12、负荷曲线分类第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷5、负荷曲线绘制、负荷曲线绘制（1）日有功负荷曲线的绘制及意义）日有功负荷曲线的绘制及意义 主要采用描点和阶梯形绘制方法；主要采用描点和阶梯形绘制方法； 意义：日有功曲线与时间轴之间所围成的面积为一天意义：日有功曲线与时间轴之间所围成的面积为一天所消耗的有功电量。所消耗的有功电量。第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷（2）年持续负荷曲线的绘制）年持续负荷曲线的绘制 根据日负荷曲线在全年的变化趋势特点，为了分析方根据日负荷曲线在全年的变化趋势特点，为了分析方便一般将其分为具有代表性两个类型：便一般将其分为具有代表性两个类

13、型： （a）具有冬季日负荷特点的曲线）具有冬季日负荷特点的曲线冬季日负荷曲线冬季日负荷曲线； （b）具有夏季日负荷特点的曲线）具有夏季日负荷特点的曲线夏季日负荷曲线夏季日负荷曲线； 年持续负荷曲线的绘制需要借助于一年中具有代表性年持续负荷曲线的绘制需要借助于一年中具有代表性的夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线；的夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线； 夏季和冬季在全年中占的天数视地理位置和气温情况夏季和冬季在全年中占的天数视地理位置和气温情况而定：而定： 第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷年持续负荷曲线的绘制方法：年持续负荷曲线的绘制方法： (a)绘制夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线，并绘

14、制年绘制夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线，并绘制年持续负荷的坐标系（注意横坐标最大值为持续负荷的坐标系（注意横坐标最大值为365*24=8760 h）；）； (b)从夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线中的最大功率从夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线中的最大功率开始，以功率递减的顺序，依次绘制到年持续负荷曲线开始，以功率递减的顺序，依次绘制到年持续负荷曲线坐标系中：坐标系中：第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷 假定假定P P1 1在（在（a a）上有）上有t t1 1小时，则全年以小时，则全年以P P1 1运行的总小时数运行的总小时数为：为：T T1 1=200=200* *t t1 1；

15、 若某一功率同时出现冬季、夏季日负荷曲线上，则二者若某一功率同时出现冬季、夏季日负荷曲线上，则二者换算后的时间相加。图中的换算后的时间相加。图中的P P5 5同时出现在冬季、夏季日负同时出现在冬季、夏季日负荷曲线中。则换算之后的总时间为：荷曲线中。则换算之后的总时间为：T T5 5=(t=(t5 5+t+t5 5 ) )* *200+t200+t5 5* *165165（h h） (c)最后将对应的功率和时间绘制到年持续负荷曲线中。最后将对应的功率和时间绘制到年持续负荷曲线中。第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷（3）年持续负荷曲线的意义）年持续负荷曲线的意义 年持续负荷曲线与横

16、轴所包围的面积代表了用户全年消年持续负荷曲线与横轴所包围的面积代表了用户全年消耗的总电能。耗的总电能。（4）注意日负荷曲线与年负荷曲线绘制的区别）注意日负荷曲线与年负荷曲线绘制的区别 日负荷曲线是按照时间先后绘制，而年持续负荷曲线是日负荷曲线是按照时间先后绘制，而年持续负荷曲线是按照负荷的大小和累计时间来绘制的。按照负荷的大小和累计时间来绘制的。第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷二、与负荷计算相关的几个物理量二、与负荷计算相关的几个物理量1、年最大负荷和最大负荷利用小时数、年最大负荷和最大负荷利用小时数负荷最大工作班：负荷最大工作班： 一年中最大负荷月份内最少出现一年中最大负荷

17、月份内最少出现23次次的最大负荷工作班的最大负荷工作班（防止偶然性）。（防止偶然性）。年最大负荷：年最大负荷： 全年中最大工作班内，半小时全年中最大工作班内，半小时平均功率的最大值平均功率的最大值，也称为，也称为30分钟最大负荷；分钟最大负荷； 表示为：表示为： 或者或者maxmaxmax,SQP303030,SQP第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数 物理意义：用户以全年最大负荷持续工作运行物理意义：用户以全年最大负荷持续工作运行 小时小时 所消耗的电能等于全年实际消耗的电能。所消耗的电能等于全年实际消耗的电能。 即：有功即：有功 无功无

18、功 :用电负荷的均衡性的标志，越大越均衡；用电负荷的均衡性的标志，越大越均衡； maxTmaxTmaxmax/ PWTpmaxmax/QWTQmaxT第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷2、平均负荷和负荷系数、平均负荷和负荷系数平均负荷平均负荷 (average load) 电力用户一段时间内消耗功率的平均值；电力用户一段时间内消耗功率的平均值； 表示为：表示为： ； 全年的平均有功负荷为：全年的平均有功负荷为： ；负荷系数负荷系数 （load coefficient） 最大工作班内平均负荷与最大负荷之比，又称负最大工作班内平均负荷与最大负荷之比，又称负荷率、负荷曲线填充系数荷率

19、、负荷曲线填充系数; ;tWPtav/avavavSQP,8760/WPav第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷 负荷系数用来表征负荷变化规律：其值越大，曲线负荷系数用来表征负荷变化规律：其值越大，曲线越平坦，负荷波动越小；越平坦，负荷波动越小； 一般：一般： ；3、 需用系数和利用系数需用系数和利用系数 需用系数：需用系数：；（按最大值进行准备）（按最大值进行准备） 利用系数：利用系数： ；（按实际需要值进行评价）（按实际需要值进行评价） 对于相同类型的工厂或车间具有相近的负荷系数、对于相同类型的工厂或车间具有相近的负荷系数、需用系数和利用系数，可以查表获得典型值。需用系数和利

20、用系数，可以查表获得典型值。82. 076. 0;75. 07 . 0ndPPK/maxnavlPPK/第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷4、尖峰负荷和低谷负荷、尖峰负荷和低谷负荷尖峰负荷尖峰负荷 在一昼夜间（连续在一昼夜间（连续24 h内）用户出现的最大负荷（内）用户出现的最大负荷（1h内内平均值的最大值）；平均值的最大值）；低谷负荷低谷负荷 在一昼夜间（连续在一昼夜间（连续24 h内）用户出现的最小负荷（内）用户出现的最小负荷（1h内内平均值的最小值）；平均值的最小值）； 尖峰负荷与低谷负荷的出现时间与具体行业有关，并呈尖峰负荷与低谷负荷的出现时间与具体行业有关，并呈现一定

21、的规律性。现一定的规律性。第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷三、计算负荷三、计算负荷 (calculated load)计算负荷计算负荷等效负荷；等效负荷； 按此负荷持续运行所产生的热效应，与按照实际变动按此负荷持续运行所产生的热效应，与按照实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。负荷长期运行所产生的最大热效应相等。表示为：表示为： 1、用途及依据、用途及依据按发热条件选择导体和电器设备：按发热条件选择导体和电器设备： 当以计算负荷连续运行时，设备的发热温度不会超过当以计算负荷连续运行时，设备的发热温度不会超过其允许值。其允许值。导体的发热时间常数导体的发热时间常数T=10

22、min； 实验表明：导体到达恒定温升的时间约为实验表明：导体到达恒定温升的时间约为3T-4T；故；故一般取一般取30min来保证导体达到恒定温升。来保证导体达到恒定温升。cccSQP,第二节第二节 负荷曲线与计算负荷负荷曲线与计算负荷2、计算、计算计算负荷要达到计算负荷要达到最高最高的恒定温升，故有：的恒定温升，故有： 第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷选择的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷选择的是否合理直接影响到电器以及导线电缆选择的经济性：是否合理直接影响到电器以及导线电缆选择的经济性： 过大会造成投资以及有色金

23、属的浪费；过大会造成投资以及有色金属的浪费； 过小选择的电气设备长期处于过负荷运行状态下，增过小选择的电气设备长期处于过负荷运行状态下，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁；加电能损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁； 计算负荷情况复杂，影响因素诸多，难以精确计算；计算负荷情况复杂，影响因素诸多，难以精确计算； 负荷是变化的；负荷是变化的； 与设备的性能、生产组织、生产者的技能与能源供应与设备的性能、生产组织、生产者的技能与能源供应的状况等多因素有关。的状况等多因素有关。 计算负荷的方法较多：计算负荷的方法较多： 估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算等近似估算法、需要系数法、二项

24、式法、单相负荷计算等近似求解方法。求解方法。第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。所的负荷计算。二项式系数法考虑了用电设备中二项式系数法考虑了用电设备中几台功率较大的设备工作时对负几台功率较大的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般适用于荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷低压配电支干线和配电箱的负荷计算。计算。本节主要介绍两种：本节主要介绍两种：需要系数法需要系数法和和二项式法二项式法。

25、第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法一、设备容量的确定一、设备容量的确定1、用电设备的额定容量、用电设备的额定容量 铭牌上标出的功率（或容量）铭牌上标出的功率（或容量）Pn；2、设备容量、设备容量 实际用电设备的实际工作性质决定了其并非一直工作实际用电设备的实际工作性质决定了其并非一直工作在额定状态：有的长期工作，有的短期工作，有的反在额定状态：有的长期工作，有的短期工作，有的反复工作；因而在复工作；因而在求多个用电设备的实际消耗功率时，求多个用电设备的实际消耗功率时，不能直接将其额定功率直接相加得到总的电力负荷不能直接将其额定功率直接相加得到总的电力负荷。 将各种用电设

26、备的额定功率换算成同一的标准工作条将各种用电设备的额定功率换算成同一的标准工作条件下（件下（统一标准工作制下统一标准工作制下）的）的“额定功率额定功率”，称之为，称之为设备功率（设备容量）设备功率（设备容量）Ps或者或者Pe。第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法3、用电设备的工作制以及对应设备容量的计算、用电设备的工作制以及对应设备容量的计算（1）连续工作制设备（长期工作制）连续工作制设备（长期工作制） 特点：恒定负荷下运行，且运行时间长至足以使之达特点：恒定负荷下运行，且运行时间长至足以使之达到热平衡状态。如：通风机、水泵、空气压缩机、发到热平衡状态。如：通风机、水泵、

27、空气压缩机、发电机组、照明灯等；电机组、照明灯等； 设备功率计算：设备功率计算： ； （2）短时工作制设备）短时工作制设备 特点：恒定负荷下运行，短时间内连续工作，且能够特点：恒定负荷下运行，短时间内连续工作，且能够达到热平衡。如：控制闸门的电动机；达到热平衡。如：控制闸门的电动机； 设备功率计算：设备功率计算：nePP nePP 第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法（3）断续周期工作制设备（反复短时工作制）断续周期工作制设备（反复短时工作制） 特点：反复周期性短时工作，工作或停歇均不足达特点：反复周期性短时工作，工作或停歇均不足达到设备的热平衡。如电焊机、吊车电动机等。

28、到设备的热平衡。如电焊机、吊车电动机等。 暂载率（暂载率（duty cycle duty cycle 又称又称 负荷持续率）：负荷持续率）： 其中：其中： 表示设备的工作周期；表示设备的工作周期； 额定暂载率：额定暂载率： 注意注意: :额定暂载率是设备的额定参数；额定暂载率是设备的额定参数；%100 xggtttxgtt n第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法电焊机组电焊机组工作特点：周期性、功率较大、功率因数很低。工作特点：周期性、功率较大、功率因数很低。标准暂载率为：标准暂载率为： ；设备功率：设备功率：其中：其中： 为换算到标准暂载率下的设备负荷；为换算到标准暂载

29、率下的设备负荷； 为设备额定参数；为设备额定参数； 1%100100nnnnnnneSPPPcos100ePnnnnSP,cos,第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法吊车电动机：吊车电动机：标准暂载率为：标准暂载率为：设备功率：设备功率： 参数与上述相同参数与上述相同%2525nnnnnnneSPPPcos2225第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 例例2-12-1 某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共2020台（其中台（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW

30、-8台，台，5kW-85kW-8台），车间有台），车间有380V380V电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA， ）车间有吊车车间有吊车1 1台台11kW11kW， ）试计算此车间的所有设）试计算此车间的所有设备容量。备容量。 %65N5 . 0cosN%25N第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法解解 （1 1）金属切削机床的设备容量）金属切削机床的设备容量 金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以2020台金台金属切削机床的总容量为：属切削机床的总容量为： （2 2）电焊机的设备容量）电焊机的设备容量 电焊

31、机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到一换算到 ，所以，所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量：eiePP1kW142585 . 785 .104%100NNNeSPcos22kW1 .165 . 065. 0202第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法（3 3）吊车的设备容量）吊车的设备容量 吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到换算到 ，所以，所以1 1台吊车的容量为：台吊车的容量为： (4) (4) 车间的设备总容量为车间的设备总容量为 %2

32、5kW11253NNNePPP第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 总结：总结： 周期短时工作的设备功率计算：需要将设备额定暂载周期短时工作的设备功率计算：需要将设备额定暂载率下的额定功率换算成率下的额定功率换算成标准暂载率标准暂载率下的设备功率。下的设备功率。 设备容量不是设备的计算负荷，实际上是换算到一定设备容量不是设备的计算负荷，实际上是换算到一定标准工作制下的额定负荷标准工作制下的额定负荷。 实际中求解计算负荷的思路：实际中求解计算负荷的思路：第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法二、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n设备分

33、组：设备分组： 在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变压器），所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容压器），所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量之和，两者之间存在比值关系，即为量之和，两者之间存在比值关系，即为需要系数需要系数：ecndPPPPKmaxn具体含义：具体含义： 需用系数是一综合系数，与需用系数的定义相结合，它需用系数是一综合系数，与需用系数的定义相结合，它标志着用电设备投入时，从供电网络实际取用的标志着用电设备投入时，从供电网络实际取用的最大功率最大功率与与用电设备组设备功率用电设备组设备功率之比。之比。第三节第三节 计算

34、负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法1、单个用电设备组的计算负荷、单个用电设备组的计算负荷 其中：其中： 该用电设备组的设备功率之和；该用电设备组的设备功率之和； 用电设备组的需用系数；可查表；用电设备组的需用系数；可查表； ePdK第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 例例2-22-2 某车间有一冷加工车床组，共有电压为某车间有一冷加工车床组，共有电压为380V380V的电动机的电动机3939台（其中台（其中3 3台台10KW

35、10KW，8 8台台4KW4KW，1818台台3KW3KW，1010台台1.5KW1.5KW），试），试用需要系数法求该设备组的计算负荷。用需要系数法求该设备组的计算负荷。 解：该用电设备组为连续工作制，故解：该用电设备组为连续工作制，故 查表得：查表得： nePP KWPPne131105 . 1183843102 . 0dK73. 1tan, 5 . 0cos第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 带入可得：带入可得：通过上例题可以看出：通过上例题可以看出： (1)如果该车间只有此组负荷，计算得到的计算负荷实如果该车间只有此组负荷，计算得到的计算负荷实际上是该车间的低压

36、进线的计算负荷。际上是该车间的低压进线的计算负荷。 (2) 计算某一个设备组设备容量的方法，为多设备组计算某一个设备组设备容量的方法，为多设备组的计算提供基础。的计算提供基础。AUSIkVAQPSkVarPQkWPKPncccccccedc6 .79)3/(3 .523 .4573. 12 .26tan2 .261312 . 022第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法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 分别为有功同时系数和无功同时系数，一般情况下相等；分别为有功同时系数和无功同时系数，一般情况下相等；qpK,Kqp,KK 如左图，在配电干线或如左图，在

37、配电干线或者变压器低压母线上，者变压器低压母线上，常有多个用电设备组同常有多个用电设备组同时工作，而考虑各用电时工作，而考虑各用电设备组的最大负荷不一设备组的最大负荷不一定同时出现，引入一定同时出现，引入一同同时系数时系数第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 可见，可见， 为多组用电设备的干线或者变压器为多组用电设备的干线或者变压器低压母线上的计算负荷及计算电流；低压母线上的计算负荷及计算电流；eiidiPK,tan,cccIQP, m 为该配电干线或者车间为该配电干线或者车间变电所低压母线上所接的用变电所低压母线上所接的用电设备组总数；电设备组总数； 为其中某一设为其中

38、某一设备组的参数备组的参数 ； Ic为该干线或低压母线上为该干线或低压母线上的计算电流；的计算电流； 第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 注意几点：注意几点： 由于各用电设备组的功率因数不一定相同，由于各用电设备组的功率因数不一定相同，总的视在总的视在功率计算负荷功率计算负荷和计算电流不能利用各组的视在功率以和计算电流不能利用各组的视在功率以及计算电流直接相加得到，应由下式计算：及计算电流直接相加得到，应由下式计算： 查表获得的需要系数以及同时系数是长期积累的经验查表获得的需要系数以及同时系数是长期积累的经验数据，数据，一般认为与设备的数量以及设备之间的容量差一般认为与

39、设备的数量以及设备之间的容量差距是否悬殊等因素无关距是否悬殊等因素无关，但这种处理方法考虑不够全，但这种处理方法考虑不够全面，是有条件的：只有当面，是有条件的：只有当设备台数较多设备台数较多、总容量够大总容量够大、没有特殊的大型用电设备没有特殊的大型用电设备时，表中的需要系数才比较时，表中的需要系数才比较负荷实际。负荷实际。)3/(22ncccccUSIQPS 算法适用对象：求用户、全厂和大型车间变电所的计算法适用对象：求用户、全厂和大型车间变电所的计算负荷；而在确定设备算负荷；而在确定设备台数比较少台数比较少的而且的而且容量相差悬殊容量相差悬殊的分支干线的计算负荷时，通常采用二项式法计算。的

40、分支干线的计算负荷时，通常采用二项式法计算。第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法三、按二项式法确定计算负荷计算三、按二项式法确定计算负荷计算 二项式法考虑了设备的平均负荷，还考虑了几台最大用二项式法考虑了设备的平均负荷，还考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷。电设备引起的附加负荷。第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法1、单个用电设备组的计算负荷、单个用电设备组的计算负荷 计算公式：计算公式：其中：其中： 设备组基本负荷；设备组基本负荷； 该用电设备组的设备功率之和；设备功率计该用电设备组的设备

41、功率之和；设备功率计算方法同前；算方法同前； 附加负荷，为附加负荷，为 台大容量设备的功率之和，台大容量设备的功率之和， 可以查表获得；可以查表获得； 二项式系数，与设备类型有关二项式系数，与设备类型有关 ，可查表；，可查表；）（kWcPbPPxecebPePxcPxc,b第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 由计算得到的由计算得到的 得得：)3/(tan22ncccccccUSIQPSPQcP第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法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 依然考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素，依然考虑各组用电设

42、备的最大负荷不同时出现的因素，在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷进行补在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷进行补偿。偿。 利用二项式法求解多个用电设备组的计算负荷的方法利用二项式法求解多个用电设备组的计算负荷的方法如下如下： )3/(tan)(tan)(22maxmax1max1ncccccmixieicmixieicUSIQPScPPbQcPPbP第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 注意：注意： 按二项式法确定计算负荷时，如果设备的总数按二项式法确定计算负荷时，如果设备的总数 少于少于表中规定的最大容量设备台数表中规定的最大容量设备台数 的的2倍（即倍（即

43、）时，）时，其最大容量设备台数其最大容量设备台数 应该适当取小。应该适当取小。 一般按照：一般按照： 且且“四舍五入四舍五入”修约规则取整。修约规则取整。nxxn2x2/nx 第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 例例2-32-3 某某380V线路上接有下列设备线路上接有下列设备：冷加工机床，冷加工机床，27.5kW， 36 kW，252.6 kW；电加热设备，电加热设备，36kW；吊车组，吊车组，110.5kW，25；电焊机，电焊机，122kVA，60，cos0.6；电焊机，电焊机，28.85kVA，100，cos0.6； 试用试用二项式法二项式法确定该线路上的计算负荷

44、。确定该线路上的计算负荷。第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 解：解： 确定分组，各组中设备功率。确定分组，各组中设备功率。 第一组：冷加工机床组第一组：冷加工机床组 查表得，查表得，x5，c0.4，b0.14，cos0.5，tan1.73。 bPe-1=0.14（27.536252.6）13.72kW cPx-1=0.4(27.5+36)=13.20kW 第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 第二组：电加热设备第二组：电加热设备 查表得，查表得， c0，b0.7，cos1，tan0。 bPe-2=0.71812.60kW cPx-2=0 第三组：

45、吊车组第三组：吊车组 查表得查表得，x3，c0.2，b0.06，cos0.5， tan1.73。 bPe-3=0.0610.500.63kW cPx-3=0.210.50=2.1kW第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 第四组：电焊机设备组第四组：电焊机设备组 查表得，查表得，c0，b0.35，cos0.6，tan1.33。 因为因为P bPe-4=0.35（P4+P5） 0.35 7.29 cPx-4=0nnnScos)6 . 085. 826 . 0226 . 0(第三节第三节 计算负荷的实用计算方法计算负荷的实用计算方法 因为第一组中的因为第一组中的cPx-1值最大

46、，所以有功计算功率值最大，所以有功计算功率 Pc（bPe-1bPe-2bPe-3bPe-4）(cPx)max 47.44kW Qc（bPe-1tan1+ bPe-2tan2+ bPe-3tan3+ bPe-4tan4）+(cPx)max tanmax =57.36kvar2274.44cccSPQkVA113.093ccNSIUA第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算 计算目的：计算目的： 单相设备接在三相线路中，保证系统的三相负荷尽可能单相设备接在三相线路中，保证系统的三相负荷尽可能平衡，避免某一相过大或者过小；平衡，避免某一相过大或者过小； 计算原则：计算原则：（1）三相线路中单相设备

47、的总容量不超过三相总容量的）三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时，单相设备可按照三相平衡设备进行计算；时，单相设备可按照三相平衡设备进行计算；（2）三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的）三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时，需要时，需要把单相设备等效成三相设备容量把单相设备等效成三相设备容量，再加上，再加上原有的三相负荷，从而得到总的三相电路的计算负荷。原有的三相负荷，从而得到总的三相电路的计算负荷。 本节将介绍如何将单相有功负荷等效成三相负荷，单相本节将介绍如何将单相有功负荷等效成三相负荷，单相无功负荷的等效方法与之相同无功负荷的等效方法与之相同。第四节第

48、四节 单相负荷的计算单相负荷的计算一、单相用电设备接于相电压一、单相用电设备接于相电压其中：其中： 为等效三相设备负荷；为等效三相设备负荷； 为最大负荷相的单相设备功率之和；为最大负荷相的单相设备功率之和； emePP3ePemPecebeaemPPPP,max第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算二、单相设备接于线电压二、单相设备接于线电压1 1、接于同一线电压时、接于同一线电压时 由于容量为由于容量为 的单相设备在线电压上产生的电流的单相设备在线电压上产生的电流 应与等效三相设备容量应与等效三相设备容量P Pe e 产生的电流产生的电流 相等，因此其相等，因此其等效三相设备容量等效三相

49、设备容量为为 其中：其中： 为单相设备的最大容量；为单相设备的最大容量； emPemeP3P ./(cos)eIPU/( 3cos)eIPUemP第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算2 2、接于不同线电压时、接于不同线电压时 设接于三个线电压的设备容量分别为设接于三个线电压的设备容量分别为P P1212、P P2323、P P3131，且，且cos1cos2cos3cos1cos2cos3，当，当P P1212P P2323P P3131时，则等效三时，则等效三相设备容量为：相设备容量为：2312)33(3PPPeq第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算3 3、单相设备分别接于线电压

50、和相电压时、单相设备分别接于线电压和相电压时 应先将线间负荷换算为相间负荷，然后各相负荷分别相加应先将线间负荷换算为相间负荷，然后各相负荷分别相加选取最大相负荷乘选取最大相负荷乘3 3倍作为等效三相负荷。倍作为等效三相负荷。 注意：最大单相的有功计算负荷和无功计算负荷不一定在注意：最大单相的有功计算负荷和无功计算负荷不一定在同一相上。同一相上。第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算三、一般情况三、一般情况 特点：系统中接于相电压、线电压的单相负荷均有；特点：系统中接于相电压、线电压的单相负荷均有； 计算分两步进行：计算分两步进行：1 1、将接于线电压的单相负荷换算为接于相电压的、将接于线电

51、压的单相负荷换算为接于相电压的单相负荷单相负荷 设：设： 为换算后接相电压的负荷为换算后接相电压的负荷 ； 为接线电压的单相用电功率；为接线电压的单相用电功率； 引入有功功率转换系数：引入有功功率转换系数： 无功功率转换系数：无功功率转换系数：ecebeaecebeaQQQPPP,ecaebceabPPP,cacbbacapcapbcpbcpabpabp)(,)(,)(,)(,)(,)(cacbbacaqcaqbcqbcqabqabq)(,)(,)(,)(,)(,)(第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算 转换公式：转换公式：注意：注意：（1 1）查表可见：）查表可见：无功换算系数也是如此

52、；无功换算系数也是如此；（2 2）功率转换系数与功率因数有关；）功率转换系数与功率因数有关；（3 3）功率转换都是通过有功功率转换而来的）功率转换都是通过有功功率转换而来的； cecacebceccecacebcecbebcbabebbebcbeabebaecaaeabeaaecaaeabeacaqPbcqPQcapPbcpPPbcqPabqPQbcpPabpPPcaqPabqPQcapPabpPP)()()()()()()()()()()()(cacbbacapcapbcpbcpabpabp)()(,)()(,)()(第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算2 2、将各相负荷相加，选出最大

53、负荷，取其、将各相负荷相加，选出最大负荷，取其3 3倍作倍作为等效三相负荷。为等效三相负荷。 即：即： 无功等效负荷计算方法同上；无功等效负荷计算方法同上； max3 PPe第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算 例例2-4 2-4 如下图所示如下图所示220 /380V220 /380V三相四线制线路上，接有三相四线制线路上，接有220V220V单相电热干燥箱单相电热干燥箱4 4台，其中台，其中2 2台台10kW10kW接于接于A A相，相，1 1台台30kW30kW接于接于B B相，相，1 1台台20kW20kW接于接于C C相。此外接有相。此外接有380V380V单相对焊机单相对焊机

54、4 4台，其台，其中中2 2台台14kW14kW（=100=100）接于）接于ABAB相间，相间，1 1台台20kW20kW（=100=100）接于）接于BCBC间，间，1 1台台30kW30kW（ =60=60）接于）接于CACA相间。试求此相间。试求此线路的计算负荷。线路的计算负荷。第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算解：解：(1) (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 1得得 因此只需计算因此只需计算其有功计算负荷：其有功计算负荷：0.7,cos1,tan0,dK30.(1).0.721014Ade

55、APK PkWkW30.(1).0.713021Bde BPK PkWkW 30.(1).0.712014Cde CPK PkWkW 第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算 (2) (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CACA相间的相间的30kW30kW（=60%=60%）换算至）换算至=100% =100% 的的容量，即容量，即 查附录表查附录表1 1得得 再由表再由表2-32-3查得查得 时的功率换算系数时的功率换算系数 0 00.63023CAPkWkW0.35,cos0.7,tan1.02;dKcos0.70.8,0.2,AB ABC BCA CAB

56、BBC CCA Apppppp0.22,0.8AB ABC BCA CAB BBC CCA Aqqqqqq第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算0.8 2 140.2 2327APkWkWkW 0.22 2 14 var 0.8 23 var24.6 varAQkkk 0.8 200.22 1421.6BPkWkWkW 0.2220 var0.82 14 var26.8 varBQkkk0.8230.22022.4CPkWkWkW0.2223 var0.820 var21.1 varCQkkk第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算 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

57、：30.(2 )0.35279.45APkWkW30.(2)0.3524.6var8.61 varAQkk30.(2)0.3521.67.56BPkWkW30.(2)0.3526.8var9.38varBQkk30.(2)0.3522.47.84CPkWkW30.(2)0.3521.1 var7.39 varCQkk第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算 (3) (3) 各相总的有功和无功计算负荷各相总的有功和无功计算负荷 A A相相 B B相相 C C相相30.30. (1)30. (2)149.4523.5AAAPPPkWkWkW30.30.(1)30.(2)08.61 var8.61

58、 varAAAQQQkk30.30. (1)30. (2)217.5628.6BBBPPPkWkWkW30.30. (1)30. (2)09.38 var9.38 varBBBQQQkk30.30. (1)30. (2)147.8421.8CCCPPPkWkWkW30.30. (1)30. (2)07.39 var7.39 varCCCQQQkk第四节第四节 单相负荷的计算单相负荷的计算(4) (4) 总的等效三相计算负荷总的等效三相计算负荷 因因B B相的有功计算负荷最大，故取相的有功计算负荷最大，故取B B相计算其等效三相相计算其等效三相计算负荷，由此可得：计算负荷，由此可得：3030.3

59、3 28.685.8BPPkWkW 223085.828.190.3SkVAkVA3090.313730.38kVAIAkV3030.33 9.38 var28.1 varBQQkk 第五节第五节 尖峰电流计算尖峰电流计算 尖峰电流尖峰电流: 单台或者多台设备持续单台或者多台设备持续12 S的短时最大的短时最大负荷电流；表示为：负荷电流；表示为： ； 尖峰电流主要是由于大容量电动机的起动、电压波动尖峰电流主要是由于大容量电动机的起动、电压波动等原因造成的。等原因造成的。 与计算电流的区别与计算电流的区别 计算电流计算电流半小时平均电流的最大值；来源于计半小时平均电流的最大值；来源于计算负荷算负

60、荷； 尖峰电流尖峰电流持续持续12 S的短时最大负荷电流，尖的短时最大负荷电流，尖峰电流比计算电流大得多。峰电流比计算电流大得多。 尖峰电流的计算目的尖峰电流的计算目的 选择熔断器、整定低压断路器和继电保护装置选择熔断器、整定低压断路器和继电保护装置（整（整定继电保护装置的动作时间）、计算电压波动及检定继电保护装置的动作时间）、计算电压波动及检验电动机自起动条件等。验电动机自起动条件等。pkI第五节第五节 尖峰电流计算尖峰电流计算一、单台用电设备尖峰电流的计算一、单台用电设备尖峰电流的计算实际上求给单台用电设备供电的支线尖峰电流；实际上求给单台用电设备供电的支线尖峰电流； 即：尖峰电流即：尖峰