第2章 负荷计算.ppt

1、第二章第二章 负荷计算负荷计算2第第2 2章章 负荷计算负荷计算 3第第2 2章章 负荷计算负荷计算重点难点重点难点4第第2 2章章 负荷计算负荷计算什么是供电系统的负荷？什么是供电系统的负荷？ 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。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）。 不是指它们的阻抗。不是指它们的阻抗。 如果负荷达到了电气设备额定容量就叫

2、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。 5 进行工矿企业供电设计，首先遇到的是全厂要用多进行工矿企业供电设计，首先遇到的是全厂要用多少电，即负荷计算问题。少电，即负荷计算问题。 由于各种用电设备在运行时，其负荷大小是不断变由于各种用电设备在运行时，其负荷大小是不断变化的；各设备的化的；各设备的 也不相同；各用电设备的最大也不相同；各用电设备的最大负荷一般不会同时出现；所有设备也不可能同时工作。负荷一般不会同时出现；所有设备也不可能同时工作。 因此，精确地计算企业的用电负荷是非常困难的。因此，精确地计算企业的用电负荷是非常困难的。 cos6 负荷计算是工矿企业供电中很

3、重要的一环。负荷计算是工矿企业供电中很重要的一环。 负荷计算目的是为了合理的选择供电系统中的负荷计算目的是为了合理的选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等设备，使电气设备和导线、开关电器、变压器等设备，使电气设备和材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行。材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行。 另外，也是选择仪表量程、整定继电保护的另外，也是选择仪表量程、整定继电保护的重要依据。重要依据。7 导线截面及供电设备额定容量选择取决于计算导线截面及供电设备额定容量选择取决于计算负荷的大小。负荷的大小。 若若计算负荷计算负荷过大，则所选导线截面及供电设备过大，则所选导线截面及供电设备的额定容

4、量就大，将造成投资和设备的浪费。的额定容量就大，将造成投资和设备的浪费。 若计算负荷过小，则所选导线截面及供电设备的若计算负荷过小，则所选导线截面及供电设备的额定容量就小，将造成导线及电气设备过热，使额定容量就小，将造成导线及电气设备过热，使线路及各种电气设备的绝缘老化，寿命缩短，甚线路及各种电气设备的绝缘老化，寿命缩短，甚至无法正常工作。至无法正常工作。 8 目前，对工矿企业的电力负荷计算主要采用三目前，对工矿企业的电力负荷计算主要采用三种方法：种方法： 需要系数法，二项式法，利用系数法。需要系数法，二项式法，利用系数法。 这几种负荷计算方法都有一定的局限性，有待这几种负荷计算方法都有一定的

5、局限性，有待于进一步的完善和改进。于进一步的完善和改进。9做负荷计算时要用到：做负荷计算时要用到： 负荷曲线（日负荷曲线、月负荷曲线、年负负荷曲线（日负荷曲线、月负荷曲线、年负 荷曲线）荷曲线） 用电设备组用电设备组( (按用电设备的性质归类，给出按用电设备的性质归类，给出 一个系数）一个系数） 计算负荷计算负荷 （对负荷的概算，有（对负荷的概算，有需要系数法需要系数法 、 二项式法等计算方法）二项式法等计算方法） 2.1 2.1 负荷曲线的意义与绘制负荷曲线的意义与绘制102.1.1 2.1.1 负荷曲线的作用负荷曲线的作用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

6、曲线。表示电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。 它是每隔一定的时间将仪表的读数记录下它是每隔一定的时间将仪表的读数记录下来，再逐点描绘而成。来，再逐点描绘而成。横坐标为时间横坐标为时间t t，纵坐标为，纵坐标为有功负荷有功负荷P P（或无功负荷（或无功负荷Q Q）。）。P（kW）T/(h)负荷曲线负荷曲线12l纵坐标为有功负荷纵坐标为有功负荷P P，称为有功负荷曲线。，称为有功负荷曲线。l纵坐标为有功负荷纵坐标为有功负荷Q Q，称为无功负荷曲线。，称为无功负荷曲线。 l横坐标时间为一日，称为日负荷曲线。横坐标时间为一日，称为日负荷曲线。l横坐标时间为一月，称为月负荷曲线。横坐标时间为一月，称

7、为月负荷曲线。l横坐标时间为一年，称为年负荷曲线。横坐标时间为一年，称为年负荷曲线。 l负荷曲线所包络的面积，就是工厂在生产期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间所耗用的电能。2.1.1 2.1.1 负荷曲线的作用负荷曲线的作用13 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。 2.1.1 2.1.1 负荷曲线的作用负荷曲线的作用 负荷曲线负荷曲线的作用

8、的作用是什么是什么？负荷特性负荷特性不同用电负荷曲线图电网负荷率：电网平均负荷与最大负荷之比。电网负荷率：电网平均负荷与最大负荷之比。负荷率负荷率=P均均/Pmax100%24P0dtWP t152.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法 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。 它是根据一台或一组电气设备的有功功率表的读数每隔它是根据一台或一组电气设备的有功功率表的读数每隔30min30min抄录一次而作出的。抄录一次而作出的。1. 日负荷曲线日负荷曲线 导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(34)（为发热时间常数

9、）。 截面在16 mm2及以上的导体10 min。 因此，载流导体大约经30 min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Pav Pav 。2.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法PavPmaxPmix日负荷曲线日负荷曲线T/(h)P（kW） 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

10、及作息制度、用电地区的地理位置、当地气候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 。18不不同同企企业业日日负负荷荷曲曲线线192.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法 当一个企业的日负荷曲线确定后，则日负荷曲线当一个企业的日负荷曲线确定后，则日负荷曲线与时间轴所围成的面积就是该企业的日消费电能量。与时间轴所围成的面积就是该企业的日消费电能量。 即即 ：24d0dWP t24dav01d242

11、4WPP t则日平均负荷为：则日平均负荷为： 202.1.2 2.1.2 负荷曲线的种类与绘制方法负荷曲线的种类与绘制方法 为了说明负荷曲线的起伏特性，引用两个系数：为了说明负荷曲线的起伏特性，引用两个系数：负荷率负荷率 和最小负荷系数和最小负荷系数 。 mkavmaxmPkPmaxminPPavP日日平平均均功功率率maxP最最大大平平均均功功率率minP最最小小平平均均功功率率其中：其中：负荷率负荷率最小负荷系数最小负荷系数21 表示一年表示一年8760小时负荷变化的情况。小时负荷变化的情况。t2. 年负荷曲线年负荷曲线 22 通过年负荷曲线我们可以得出通过年负荷曲线我们可以得出最大负荷年

12、最大负荷年利用小时数利用小时数Tmax。 它不是读功率表绘制，而是近似地根据一年它不是读功率表绘制，而是近似地根据一年中具有代表性的夏季日负荷曲线和冬季日负荷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。曲线进行绘制。 当一个企业的年负荷曲线确定后，则年负荷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：能量，即：87600dWP tu年最大负荷年最大负荷 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，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷 u年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时 是一个假想的

13、时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。 年最大负荷利用小时数反映了实际负荷一年内变化的程度。年最大负荷利用小时数反映了实际负荷一年内变化的程度。 如果利用小时数大，负荷曲线平坦，如果如果利用小时数如果利用小时数大，负荷曲线平坦，如果如果利用小时数小，说明负荷曲线起伏较大。小，说明负荷曲线起伏较大。 另一方面也可以用它来衡量用电设备的利用情况。另一方面也可以用它来衡量用电设备的利用情况。年最大负荷利用小时等于全年消耗的电能和最大计算负荷之比年最大负荷利用小时等于全年消耗的电能和最大计算负荷之比maxmaxWTP全年消耗全年消耗的电能的电能最

14、大计最大计算负荷算负荷年最大负荷年最大负荷利用小时数利用小时数252.2 负荷的统计与计算方法负荷的统计与计算方法 以上我们学习了企业电力设备运行时的负荷曲线。以上我们学习了企业电力设备运行时的负荷曲线。 可是在设计供电系统时，用户尚未投产，电力设备尚未可是在设计供电系统时，用户尚未投产，电力设备尚未运行，无法按照实际电力设备运行的状况绘制。怎么办？运行，无法按照实际电力设备运行的状况绘制。怎么办？ 电力有着电力有着100100多年的发展史，于是就人们参照已有的、性多年的发展史，于是就人们参照已有的、性 质相类似的企业的典型负荷曲线。质相类似的企业的典型负荷曲线。在实际工程中是利用典型的负荷曲

15、线特征参数进行理论在实际工程中是利用典型的负荷曲线特征参数进行理论推算，得出的负荷就是推算，得出的负荷就是“计算负荷计算负荷”。26计算负荷的概念计算负荷的概念 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。 计算负荷是一个假想负荷，其热效应和实际负荷产生的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等。热效应相等。 如以计算负荷连续运行，根据计算负荷选择的电气设备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。和导线电缆其发热温度不会超过允许值。 “计算负

16、荷计算负荷”是按发热条件选择设备的一个假定是按发热条件选择设备的一个假定负荷。负荷。 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（简称最大负荷，记作值，称为平均最大负荷（简称最大负荷，记作 ），并作），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，它就是所要求的要求的计算负荷。计算负荷。 分别用分别用P P3030、Q Q3030、S S3030和和I I3030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

17、流。 caP计算负荷计算负荷计算负荷计算负荷ca30maxPP =P28 将工艺性质相同的、并有相近系数的用电设备合并成将工艺性质相同的、并有相近系数的用电设备合并成组，叫组，叫“用电设备组用电设备组”。 这种用电设备组的划分方法，是经长期应用证明这种用电设备组的划分方法，是经长期应用证明的的，只，只要是同一类型的用电设备，即使在不同类型的工厂企业采用要是同一类型的用电设备，即使在不同类型的工厂企业采用( (如机械，冶金，化工如机械，冶金，化工、制药、制药等等) )，测得数据是近似的。所，测得数据是近似的。所以，这种分类方法公国际上是通用的。以，这种分类方法公国际上是通用的。 负荷统计通常分为

18、单台用电设备和多台用电设备两种情负荷统计通常分为单台用电设备和多台用电设备两种情况。况。 目前普遍采用确定用电设备或用电设备组计算负荷的方目前普遍采用确定用电设备或用电设备组计算负荷的方法有：需要系数法和二项式法。法有：需要系数法和二项式法。什么是用电设备组？什么是用电设备组？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率直接相加，而应按不同的工作性质将用电设备分组

19、，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P PN N。30如何确定设备容量？如何确定设备容量？ 首先将首先将设备铭牌上所标定的额定容量设备铭牌上所标定的额定容量 换算换算成同一工作制下的额定功率。成同一工作制下的额定功率。 经过换算至统一规定工作制下的额定功率称为经过换算至统一规定工作制下的额定功率称为设备容量设备容量，用，用 表示。表示。 NPNP什么是什么是

20、设备容量？设备容量？ 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)长期工作制设备长期工作制设备 能长期连续运行，而且运行时负荷比较稳定，如通风机能长期连续运行，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、运输机、水泵、空压机、电热设备、照明设备、电镀设备、运输机等。等。 电器的电流回路通过一个稳定电流时，其通电时间足以达电器的电流回路通过一个稳定电流时，其通电时间足以达到热平衡。到热平衡。 即在规定的环境温度下作连续运行，设备任何部分产即在规定的环境温度下作连续运行，设备任何部分产生的温度

21、和温升均不超过最高允许值。生的温度和温升均不超过最高允许值。 该工作制亦称该工作制亦称连续运行工作制连续运行工作制。32 在电器的电流回路中，通电的时间与断开的时间互相交在电器的电流回路中，通电的时间与断开的时间互相交替，通电的时间比断开的时间短，并且通电的时间不足以使替，通电的时间比断开的时间短，并且通电的时间不足以使电器达到热平衡，而两次通电时间足以使电器温度恢复到环电器达到热平衡，而两次通电时间足以使电器温度恢复到环境温度。境温度。 (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，如有些机床上工作时间较短，而间歇时间相对较长，如有些机床上的辅助电动机。的辅助电动机。

22、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，即一来表征，即一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值。个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值。 在电器的电流回路中，通电的时间与断开的时间循环在电器的电流回路中，通电的时间与断开的时间循环交替，并且有一定的比值。交替，并且有一定的比值。 34 3 3种工作制下用电设备的设备容量种工作制下用

23、电设备的设备容量 的确定的确定 该类设备容量：该类设备容量： 铭牌上的额定功率铭牌上的额定功率，就是设备容量。即：，就是设备容量。即：（例如：通风机、压缩机、各种电炉、机床、电解、电镀（例如：通风机、压缩机、各种电炉、机床、电解、电镀设备、照明等。）设备、照明等。） NNPP长期工作制长期工作制NP 短时运行工作制短时运行工作制 等于铭牌的额定功率。在实际的计算中，少量的短时工作等于铭牌的额定功率。在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。制负荷可忽略不计。（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。） 35断续周期工作制（反复短

24、时工作制）断续周期工作制（反复短时工作制） 这类设备，要这类设备，要用其铭牌上的额定功率用其铭牌上的额定功率* *暂载率来定义设备暂载率来定义设备容量。容量。工作时间停歇时间工作时间100100%xggtttJC暂载率定义为：暂载率定义为： NNJCPP% 暂载率也叫负载持续率，是指此设备能够满载工作暂载率也叫负载持续率，是指此设备能够满载工作时间的比率。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，又标明暂载，又标明暂载率率2525，说明此电焊机在，说明此电焊机在10KVA10KVA负载下，只能在负载下，只能在2525的时间内工作；也就是说，在的时间

25、内工作；也就是说，在100100分钟内只能工作分钟内只能工作2525分钟，否则就要过热烧毁；若电焊机标称容量分钟，否则就要过热烧毁；若电焊机标称容量10KVA10KVA，暂载率暂载率100100，就说明此电焊机在，就说明此电焊机在10KVA10KVA负载下，能长负载下，能长时间连续工作。时间连续工作。 还有一个说明：电焊机的负载是不固定的，焊接还有一个说明：电焊机的负载是不固定的，焊接电流大负载就大，焊接电流小负载就小；再反过来说，电流大负载就大，焊接电流小负载就小；再反过来说，如果小型电焊机在如果小型电焊机在2525的负载下就可以连续工作。的负载下就可以连续工作。 37起重机的设备容量：起重

26、机的设备容量： 起重机的设备容量是指统一换算到暂载率起重机的设备容量是指统一换算到暂载率 时的额定功率。时的额定功率。JC%25%NNN25JC2JCJCPPP断续周期工作制的设备容量断续周期工作制的设备容量 如果设备的如果设备的 ，则换算到，则换算到 下。下。其换算公式为：其换算公式为：JC%25%JC%25%38电焊机的设备容量：电焊机的设备容量： 电焊机的设备容量是指统一换算到暂载率电焊机的设备容量是指统一换算到暂载率 时的额定功率。即：时的额定功率。即：JCNNNN100JCPPPJC S cosJCJC=JC 100%断续周期工作制的设备容量断续周期工作制的设备容量391 1）单台连

27、续工作制设备的计算负荷：）单台连续工作制设备的计算负荷：2.2.1. . 对单台用电设备对单台用电设备 caNNPPPcaNNNNNJCPPPJCPJCS cos100%caNNNJCPPP2PJC25%电焊机：电焊机：起重机：起重机：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：如果给出电机效率如果给出电机效率 ，则：，则：NcaPN NM MN NP PNNNcosPSNSNcos电炉变压器的设备容量是指额定功率因数时的额定功率，电炉变压器的设备容量是指额定功率因数时的额定功率，即即 为

28、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 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功率；白炽灯及碘钨灯设备容量是指灯泡上标出的额定功率； 高压水银灯及金属卤化物灯考虑镇流器损失后其设备容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为灯管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额定功率的1.21.2倍。倍。 不对称单相负荷的设备容量不对称单相负荷的设

29、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

30、相用电设备额定容量，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，kWkW。NNx3PPNxPNNx3PPNxP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额定容量，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，kW。432.2.2. . 对多台用电设备对多台用电设备 多多台设备台设备用：用： 需要系数法需要系数法或或二项式法二项式法求计算负荷求计算负荷 对同一类型的用电设备组，其负荷曲线具有大对同一类型的用电设备组，其负荷曲线具有大致

31、相似的形状，对同一类企业或同一类车间也是致相似的形状，对同一类企业或同一类车间也是一样。在进行负荷计算时，可以借用已投产的类一样。在进行负荷计算时，可以借用已投产的类似用户的负荷曲线，取得近似的似用户的负荷曲线，取得近似的计算负荷计算负荷值。值。 统计统计负荷的方法负荷的方法有多种，我们介绍有多种，我们介绍以下以下的的需要需要系数法系数法和和二项式法二项式法二二种。种。442.2.2. .对多台用电设备对多台用电设备1）需要系数法需要系数法 需要系数是根据类似用户的负荷曲线引出的需要系数是根据类似用户的负荷曲线引出的。 maxdNPKP负荷曲线最大有功功率设备总负荷计算负荷计算负荷设备设备容量

32、容量需要系数需要系数其表示方法为：其表示方法为：dKcostan用用 电电 设设 备备 组组 名名 称称 单独传动的金属加工机床：单独传动的金属加工机床：1.1.冷加工车间冷加工车间2.2.热加工车间热加工车间0.140.140.160.160.200.200.250.25 0.50 0.50 0.55 0.550.60.6 1.73 1.73 1.52 1.521.331.33压床、锻锤、剪床及其他锻工机械压床、锻锤、剪床及其他锻工机械 0.25 0.25 0.60 0.60 1.33 1.33连续运输机械：连续运输机械：1.1.联锁的联锁的2.2.非联锁的非联锁的0.650.650.600

33、.600.750.750.750.75 0.88 0.88 0.88 0.88轧钢车间反复短时工作制的机械轧钢车间反复短时工作制的机械 0.30.30.400.40 0.5 0.50.60.61.731.731.331.33通风机：通风机：1.1.生产用生产用2.2.卫生用卫生用0.750.750.850.850.650.650.700.700.80.80.850.85 0.80 0.800.750.750.620.620.750.75泵、活塞式压缩机、鼓风机、电动发泵、活塞式压缩机、鼓风机、电动发电机组、排风机等电机组、排风机等0.750.750.850.85 0.8 0.8 0.750.7

34、5透平压缩机和透平鼓风机透平压缩机和透平鼓风机 0.85 0.85 0.85 0.85 0.62 0.62破碎机、筛选机、碾沙机等破碎机、筛选机、碾沙机等0.750.750.800.80 0.80 0.800.750.75磨碎机磨碎机0.800.800.850.85 0.80 0.800.850.85 0.75 0.750.620.62铸铁车间造型机铸铁车间造型机0.700.70 0.75 0.75 0.88 0.88搅拌器、凝结器、分级器等搅拌器、凝结器、分级器等0.750.75 0.75 0.75 0.88 0.88水银整流机组（在变压器一次侧）：水银整流机组（在变压器一次侧）：1.1.电

35、解车间用电解车间用2.2.起重机负荷起重机负荷3.3.电气牵引用电气牵引用0.900.900.950.950.300.300.500.500.400.400.500.500.820.820.900.900.870.870.900.900.920.920.940.94 0.700.700.480.480.570.570.480.480.430.430.360.36感应电炉（不带功率因数补偿装置）：感应电炉（不带功率因数补偿装置）：1.1.高频高频2.2.低频低频0.800.800.800.800.100.100.350.35 10.0510.052.672.67dKcos表表2-1 各用电设备组

36、的需要系数各用电设备组的需要系数及功率因数及功率因数 电阻炉：电阻炉： 1.1.自动装料自动装料 2.2.非自动装料非自动装料0.70.70.800.800.60.60.700.70 0.98 0.98 0.98 0.98 0.2 0.2 0.2 0.2小容量试验设备和试验台：小容量试验设备和试验台： 1.1.带电动发电机组带电动发电机组 2.2.带试验变压器带试验变压器0.150.150.400.400.10.10.250.25 0.70 0.70 0.20 0.20 1.02 1.02 4.91 4.91起重机：起重机：1.1.锅炉房、修理、金工、装锅炉房、修理、金工、装配车间配车间2.2

37、.铸铁车间、平炉车间铸铁车间、平炉车间3.3.轧钢车间、脱锭工部等轧钢车间、脱锭工部等0.050.050.150.150.150.150.300.300.250.250.350.35 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73电焊机：电焊机： 1.1.点焊与缝焊用点焊与缝焊用 2.2.对焊用对焊用0.350.350.350.35 0.60 0.60 0.70 0.70 1.33 1.33 1.02 1.02电焊变压器：电焊变压器： 1.1.自动焊接用自动焊接用 2.2.单头手动焊接用单头手动焊接用 3.3.多头手动焊接

38、用多头手动焊接用 0.50 0.50 0.35 0.35 0.40 0.40 0.40 0.40 0.35 0.35 0.35 0.35 2.29 2.29 2.68 2.68 2.68 2.68焊接用电动发电机组：焊接用电动发电机组： 1.1.单头焊接用单头焊接用 2.2.多头焊接用多头焊接用 0.35 0.35 0.70 0.70 0.60 0.60 0.75 0.75 1.33 1.33 0.80 0.80电弧炼钢变压器电弧炼钢变压器 0.90 0.90 0.87 0.87 0.57 0.57煤气电气滤清机组煤气电气滤清机组 0.80 0.80 0.78 0.78 0.80 0.80dK

39、costan序号序号高压用电设备组名称高压用电设备组名称1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313电弧炉变压器电弧炉变压器铜炉铜炉转炉鼓风机转炉鼓风机水压机水压机煤气站、排风机煤气站、排风机空气站压缩机空气站压缩机氧气压缩机氧气压缩机轧钢设备轧钢设备试验电动机组试验电动机组高压给水泵（感应电动机）高压给水泵（感应电动机）高压给水泵（同步电动机）高压给水泵（同步电动机）引风机、送风机引风机、送风机有色金属轧机有色金属轧机0.920.920.900.900.700.700.500.500.700.700.700.700.800.800.800.800.5

40、00.500.500.500.800.800.80.80.90.90.150.150.200.200.870.870.870.870.800.800.750.750.800.800.800.800.800.800.800.800.750.750.800.800.920.920.850.850.700.700.570.570.570.570.750.750.880.880.750.750.750.750.750.750.750.750.880.880.750.750.430.430.620.621.021.02表表2-2 3kV2-2 3kV10kV10kV高压用电设备需要系数及功率因数高压用电

41、设备需要系数及功率因数表表2-3 2-3 各种车间的低压负荷需要系数及功率因数各种车间的低压负荷需要系数及功率因数在求出有功计算负荷在求出有功计算负荷P P3030后，可按下列各式分别求出无功后，可按下列各式分别求出无功计算负荷、计算负荷、 视在计算负荷和计算电流。视在计算负荷和计算电流。 tan3030PQ式中：式中：tantan为对应于用电设备组为对应于用电设备组coscos的正切值。的正切值。cos3030PS式中：式中：cos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。 计算电流为计算电流为 ：N30303USI无功计算负荷为：无功计算负荷为： 视在计算负荷为视在计算负荷为

42、 ：51需要系数法求计算负荷的步骤：需要系数法求计算负荷的步骤：将用电设备分组，求各组用电设备的总额定容量。将用电设备分组，求各组用电设备的总额定容量。查出各组用电设备的需要系数及对应的功率因数。查出各组用电设备的需要系数及对应的功率因数。 求各组用电设备的计算负荷：求各组用电设备的计算负荷：将母线上的负荷乘以同期系数将母线上的负荷乘以同期系数K。111 .NdcPKP222 .NdcPKP111 .tanccPQ222 .tanccPQiccQQ.iccPP.22cccQPScadNPKP52用需要系数求计算负荷为什么要乘同期系数用需要系数求计算负荷为什么要乘同期系数K？ 因为用因为用“需要

43、系数需要系数”求得的计算负荷是各类负荷的最大求得的计算负荷是各类负荷的最大值值（Pm）的总和，又因为在正常工作中最大负荷不可能同期出）的总和，又因为在正常工作中最大负荷不可能同期出现，所以还要乘以一个同期系数现，所以还要乘以一个同期系数K。 K的取值一般为的取值一般为0.80.95maxdNPKP负荷曲线最大有功功率设备总负荷求出计算负荷求出计算负荷做什么用？做什么用？ 需要系数法求计算负荷，是从负载末端开始计算，逐需要系数法求计算负荷，是从负载末端开始计算，逐级向上累加，到电源进线为止级向上累加，到电源进线为止。 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

44、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 maxdNPKPMT2KaKcbcadKbT1NO.3例：例：设备容量：设备容量：计算负荷：计算负荷：设备容量：设备容量：计算负荷：计算负荷：设备容量：设备容量：计算负荷：计算负荷：58(2(2）二项式法）二项式法 二项式法是考虑用电设备的的数量和大容量用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电设备对计算负荷影响的经验公式。 需要系数法未考虑一般用电设备组中少数容量特需要系数法

45、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别相当大的低压分支线和干线的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，按需要系数法计算所得的结果往往偏计算负荷时，按需要系数法计算所得的结果往往偏小，于是提出了二项系数法。小，于是提出了二项系数法。59caNcaca122cacacatanxPcPbPQPSPQ 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 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

46、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 xcPxcostan用用 电电 设设 备备 组组 名名 称称c cP Px x+ +b bP PN N小批生产金属冷加工机床小批生产金属冷加工机床大批生产金属冷加工机床大批生产金属冷加工机床大批生产金属热加工机床大批生产金属热加工机床通风机、泵、压缩机及电动发电机组通

47、风机、泵、压缩机及电动发电机组连续运输机械（联锁）连续运输机械（联锁）连续运输机械（不联锁）连续运输机械（不联锁）锅炉房、机修、装配、机械车间的吊锅炉房、机修、装配、机械车间的吊车车( (JCJC=25%)=25%)铸工车间的吊车铸工车间的吊车( (JCJC=25%)=25%)平炉车间的吊车平炉车间的吊车( (JCJC=25%)=25%)轧钢车间及脱锭脱模的吊车轧钢车间及脱锭脱模的吊车( (JCJC=25%)=25%)自动装料的电阻炉（连续）自动装料的电阻炉（连续）非自动装料的电阻炉（不连续）非自动装料的电阻炉（不连续）0.40.4P P5 5+0.14+0.14P PN N0.50.5P P

48、5 5+0.14+0.14P PN N0.50.5P P5 5+0.26+0.26P PN N0.250.25P P5 5+0.65+0.65P PN N0.20.2P P5 5+0.6+0.6P PN N0.40.4P P5 5+0.4+0.4P PN N0.20.2P P3 3+0.06+0.06P PN N0.30.3P P3 3+0.09+0.09P PN N0.30.3P P5 5+0.11+0.11P PN N0.30.3P P3 3+0.18+0.18P PN N0.30.3P P2 2+0.7+0.7P PN N0.50.5P P1 1+0.5+0.5P PN N0.50.50

49、.50.50.650.650.80.80.750.750.750.750.50.50.50.50.50.50.50.50.950.950.950.951.731.731.731.731.171.170.750.750.880.880.880.881.731.731.731.731.731.731.731.730.330.330.330.33表表2-6 用电设备组的二项系数用电设备组的二项系数c及及b61 对不同工作制的多组用电设备对不同工作制的多组用电设备 camaxNcamaxN22cacaca()()()tan(tan )xxxPcPbPQcPbPSPQ x容量最大用电设备台数，是根据实际

50、运行经验容量最大用电设备台数，是根据实际运行经验而得出的。而得出的。max)(xPc为各用电设备组附加负荷中的最大值；为各用电设备组附加负荷中的最大值； N()bP 为各用电设备组平均负荷的总和为各用电设备组平均负荷的总和 。62(2(2）二项式法）二项式法 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

51、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，教需要系数法合理，且计算也简单。教需要系数法合理，且计算也简单。 632.3 2.3 企业负荷的确定与变电站变压器的选择企业负荷的确定与变电站变压器的选择 我们知道企业使用的各种用电设备，在铭牌上都我们知道企业使用的各种用电设备，在铭牌上都标有额定功率标有额定功率(额定容量额定容量) 。那么我们在确定企业。那么我们在确定企业的供电设备时，能否把所有用电设备的额定容量简的供电设备时，能否

52、把所有用电设备的额定容量简单相加就当做电力系统的电力负荷呢单相加就当做电力系统的电力负荷呢? 由上述可知，不能。需要做负荷计算来。由上述可知，不能。需要做负荷计算来。 因为企业的用电负荷，有单相设备和三相设备因为企业的用电负荷，有单相设备和三相设备的区别，有工作制的区别，而且不可能始终满负荷的区别，有工作制的区别，而且不可能始终满负荷运行。就是说实际负荷不是每一时刻都等于设备的运行。就是说实际负荷不是每一时刻都等于设备的额定值，而是浮动在不超过额定容量的范围。额定值，而是浮动在不超过额定容量的范围。642.3 2.3 企业负荷的确定与变电站变压器的选择企业负荷的确定与变电站变压器的选择 所以我

53、们直接用用电设备的额定容量来确定和选择所以我们直接用用电设备的额定容量来确定和选择供电系统的供配电设备，必将造成设备浪费，投资增供电系统的供配电设备，必将造成设备浪费，投资增加。加。 为此我们学习了计算负荷的概念及方法。为此我们学习了计算负荷的概念及方法。 但是确定电力负荷从而进行供配电系统的设计，只但是确定电力负荷从而进行供配电系统的设计，只统计设备的统计设备的“计算负荷计算负荷”还不够，还需要计算电流的还不够，还需要计算电流的损损耗。耗。652.3.1 2.3.1 供电系统功率损耗与电能损耗供电系统功率损耗与电能损耗 当电流流过线路和变压器时，就要产生有功功率和当电流流过线路和变压器时，就

54、要产生有功功率和无功功率的损耗。因此在确定全厂的计算负荷时，应无功功率的损耗。因此在确定全厂的计算负荷时，应将这部分功率损耗计入。将这部分功率损耗计入。 各个供电线路及变压器的首端和末端计算负荷的差各个供电线路及变压器的首端和末端计算负荷的差别就是线路上及变压器的功率损耗。别就是线路上及变压器的功率损耗。 用计算负荷求出的功率损耗，显然不是实际的功率用计算负荷求出的功率损耗，显然不是实际的功率损耗，计算它的意义在于，在同等条件下对供电系统损耗，计算它的意义在于，在同等条件下对供电系统进行技术、经济比较，以确定方案的可行性。进行技术、经济比较，以确定方案的可行性。66 1、线路的功率损耗线路的功

55、率损耗 三相供电线路的最大有功功率损耗和三相无三相供电线路的最大有功功率损耗和三相无功功率损耗功功率损耗，若用若用计算负荷电流计算负荷电流表示表示，则：，则：23maxca23maxca310 (kW)310 (kVar)PI RQI XIRX67 1、线路的功率损耗线路的功率损耗 三相供电线路的最大有功功率损耗和三相无三相供电线路的最大有功功率损耗和三相无功功率损耗功功率损耗，若用若用计算负荷计算负荷功率功率表示表示，则，则：22233cacacamax22NN1010 (kW)SPQPRRUU22233cacacamax22NN1010 (kVar)SPQQXXUU 工矿企业供电系统的线路

56、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。 682. 2. 电力变压器的功率损耗电力变压器的功率损耗 变压器的功率损耗分为铁损和铜损两部分。变压器的功率损耗分为铁损和铜损两部分。1 1）铁损）铁损 当变压器的外加电压不变时，铁损为一常数，当变压器的外加电压不变时，铁损为一常数，与变压器的负荷无关，通常用变压器的空载实验与变压器的负荷无关，通常用变压器的空载实验确定。变压器空载时有功损耗和无功损耗分别用确定。变

57、压器空载时有功损耗和无功损耗分别用 和和 表示。表示。2 2）铜损）铜损 变压器铜损是变压器负荷电流在其绕组中产生变压器铜损是变压器负荷电流在其绕组中产生的有功损耗的有功损耗 和无功损耗和无功损耗 。 0TP0TQNTPNTQ692. 2. 电力变压器的功率损耗电力变压器的功率损耗变压器无功损耗变压器无功损耗22caT0TNT0TNTNT()SPPPPPS 22caT0TNT0TkNTNT()(%)SQQQIUSS TNT0.02PSTNT(0.08 0.1)SQ在实际负荷计算中一般按照下列简化公式估算：在实际负荷计算中一般按照下列简化公式估算：变压器有功损耗变压器有功损耗 0TNT0T(%)

58、QSINTNTk(%)QSU【例】【例】 已知某车间变电所选用变压器的型号为已知某车间变电所选用变压器的型号为S9-1000/10，电压电压10/0.4 kV，其技术数据如下：，其技术数据如下： 空载损耗空载损耗P0T=1.7 kW，短路损耗，短路损耗PNT=10.3 kW，短路，短路电压百分值电压百分值UK%=4.5，空载电流百分值，空载电流百分值I0T%=0.7，该车，该车间的间的Sca=800 kVA。试计算该变压器的有功损耗和无功。试计算该变压器的有功损耗和无功损耗。损耗。【解】【解】变压器的有功损耗为变压器的有功损耗为:PTP0T+2PNT=1.7+(800/1000)210.3 =

59、1.7+6.6=8.3(kW)变压器的无功损耗变压器的无功损耗:QTSN(I0%/100+UK%/1002)=1000(0.7/100+4.5/1000.82)=35.8(kvar) 713. 3. 线路及变压器的电能损耗线路及变压器的电能损耗 由于工厂供电系统的线路和变压器常年运行，由于工厂供电系统的线路和变压器常年运行，其电能损耗相当其电能损耗相当可可观，直接关系到供电系统的经济观，直接关系到供电系统的经济利益，因此设计时必须考虑。利益，因此设计时必须考虑。 在设计时利用最大负荷损耗时间在设计时利用最大负荷损耗时间, ,近似地决定近似地决定电能损耗是可供计算的主要方法。电能损耗是可供计算的

60、主要方法。 最大负荷损耗时间最大负荷损耗时间 的定义：的定义：线路输送相当于线路输送相当于能损耗，恰好等于线路中全年的实际电能损耗。能损耗，恰好等于线路中全年的实际电能损耗。 NccUSI3最大负荷的电流最大负荷的电流 ，在，在 时间内产生的电时间内产生的电723. 3. 线路及变压器的电能损耗线路及变压器的电能损耗 1） 线路中的年电能损耗线路中的年电能损耗23ca310 (kwh)WI R 2）变压器中的年电能损耗变压器中的年电能损耗2T0TWNTWP TP (kwh)742.3.2 2.3.2 企业负荷的确定企业负荷的确定 用需要系数法确定计算负荷是目前最常用的一用需要系数法确定计算负荷