电力负荷及其计算1

工厂供电2电力负荷及其计算1、电力负荷与负荷曲线的有关概念第二章电力负荷及其计算2、工厂的计算负荷和年耗电量第一节电力负荷与负荷曲线的有关概念电力负荷的分级及其对供电的要求用电设备的工作制负荷曲线及有关的物理量一.电力负荷的分级及其对供电电源的要求1、电力负荷的概念电力负荷（electricpowerload）又称电力负载，有两种含义：(1).电力负荷指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），如说重要负荷、动力负荷、照明负荷等。(2).电力负荷指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载、无载）、满负荷（满载）等。2、电力负荷的分级及其对供电的要求

电力负荷根据其对供电可靠性的要求及其中断供电造成的损失或影响分为三级：

1．一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。供电方式:由两个独立电源供电。2．二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。供电方式:由双回路供电。

3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。供电方式:对供电电源无特殊要求。

二、用电设备的工作制

1．连续运行工作制（长期工作制）2．短时运行工作制（短时工作制）3．断续周期工作制（反复短时工作制）暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的百分比值，即吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等）的设备容量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即∴电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%时的额定功率（kW），即 上节小结1、电力负荷按重要性分哪几级?各级电力负荷对供电电源有什么要求?

2、什么叫负荷持续率?怎样换算；负荷曲线（loadcurve）是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。1．负荷曲线的分类按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线

按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线按计量地点可分个别用户、电力线路、变电所、发电厂以至整个系统的负荷曲线。将上述三种特征相结合，就确定了某一种特定的负荷曲线。三、负荷曲线年负荷曲线：年最大负荷曲线：或称运行年负荷曲线。图2-2年最大负荷曲线2．负荷曲线的绘制日负荷曲线：逐点描绘法、梯形曲线法

四、与负荷曲线有关的物理量1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数年最大负荷Pmax

：指全年中消耗电能最多的半小时的平均功率，即年最大负荷利用小时数Tmax：在此时间内，用户以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，如图2-4所示。可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。图2-4年最大负荷与年最大负荷利用小时数2．平均负荷与负荷系数平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即负荷系数

KL：平均负荷与最大负荷的比值，即年平均负荷为（图2-5）:KL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。图2-5年平均负荷第二节三相用电设备组计算负荷的确定概述按需要系数法确定计算负荷按二项式法确定计算负荷通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择导体和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计算负荷，用Pc（或Qc

、Sc

、Ic

）表示。

1、计算负荷的意义通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依据，因此计算负荷：一般中小截面导体的发热时间常数τ为10min以上，而导体通过电流达到稳定温升的时间大约为3τ～4τ，即载流导体大约经半小时（30min）后可达到稳定温升值一、

概述

2、确定计算负荷的系数3．二项式系数b、c。1．需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部用电设备额定功率之比值，即2．利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电设备额定功率之比值，即

1、概述求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利用系数法和单位产品耗电量法等。

2、按需要系数确定计算负荷1．设备容量Pe的确定对长期工作制的用电设备：对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统一暂载率下的额定功率。二、

按需要系数法确定计算负荷折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等）的设备容量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即∴电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%时的额定功率（kW），即 照明设备的设备容量：白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%），其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率的1.1倍。1．单台用电设备的计算负荷对长期连续工作的单台用电设备：

对需要计及效率的单台用电设备（如电动机）：

2．用电设备组的计算负荷式中，P30、Q30、S30的单位分别为kW、kvar、kVA；Kd为需要系数，查书中附录表3-2

。例2-1已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW3台,4kW8台,3kW17台,1.5kW10台。试求其计算负荷。

解：此机床组电动机的总容量为查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得（取0.2）,,

因此可求得:

有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流

练习：p913-6确定用电设备组的计算负荷时，应考虑以下几种因素：各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应考虑一个同时使用系数

;各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运行，因此应考虑一个负荷系数

;各用电设备的平均效率;

线路的供电效率。

因此，用电设备组的计算负荷为:二、

按需要系数法确定计算负荷3．多个用电设备组的计算负荷式中，为同时系数，查书中表3-3。当车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷不同时出现，此时应计入一个同时系数。对车间干线取例2-2某小批生产车间380V线路上有金属切削机床30台,其总容量为202.5kW；电焊机2台共16.1KW；吊车1台共11KW。试求其计算负荷。

解：

例2-3

某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台,4kW3台,2.2kW7台),通风机2台共3kW,电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。

解：先求各组的计算负荷

(1).金属切削机床组查附录表3-2，取故

(2).通风机组查附录表3-2，取

故

因此380V线路上的总计算负荷为（取）

在供电工程设计说明书中，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。(3).电阻炉：查附录表3-2，取故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设备名称序号表2-1例2-2的电力负荷计算表（按需要系数法）作业P91：3-7

三、按二项式法确定计算负荷

1、二项式法的基本公式

b、c为二项式系数，查书中附录表3-4

；为由x台容量最大用电设备投入运行时增加的附加负荷（kW）；为该用电设备组的平均负荷（kW）。比较例2-1和例2-4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。供电设计的经验说明，选择低压分支干线时，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JGJ/T16-1992《民用建筑电气设计规范》也规定：“用电设备台数较少、各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法。”例2-4试用二项式法来确定例2-1所示机床组的计算负荷。解：由附录表3-2查得。而设备总容量为

X台最大容量的设备容量为可求得其有功计算负荷为

可求得其无功计算负荷为可求得其视在计算负荷为可求得其计算电流为2、对不同工作制的多组用电设备式中，为各用电设备组附加负荷中的最大值；为各用电设备组平均负荷的总和；为与对应的功率因数角的正切值；为各用电设备组对应的功率因数的正切值。例2-5试用二项式法确定例2-3所述机修车间380V线路的计算负荷。解：先求各组的bPe

和cPx(1)金属切削机床组:查附录表3-2，取

故

(2)通风机组:查附录表3-2，取故

(3)电阻炉：查附录表3-2，取故

以上各组设备中，附加负荷以cPx(1)为最大，因此总计算负荷为在供电工程设计说明书中，以上计算可列成表2-2所示电力负荷计算表。00.250.4cb231220大容量数总台数

52.134.328.61955总计01.4+0010.72电阻炉31.46+0.561.95+0.750.750.80.653通风机212.1+157+8.681.730.50.1421.750切削机床1计算负荷二项式系数设备容量设备组名称序号表2-2例2-4的电力负荷计算表(按二项式法)四、尖峰电流及其计算(P72)

一.概述

尖峰电流（peakcurrent）是指持续时间1~2s的短时最大负荷电流。尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自启动条件等。二.用电设备尖峰电流的计算(一)单台设备尖峰电流的计算

单台设备的尖峰电流就是其启动电流（startingcurrent），因此尖峰电流为

式中IN为设备额定电流；Ist为设备启动电流；Kst

为设备的启动电流倍数，笼型电动机为5~7，绕线型电动机为2~3，直流电动机约为1.7，电焊变压器为3或稍大。

(二)多台设备尖峰电流的计算

引至多台设备的线路上的尖峰电流按下式计算：

或式中

和(Ist-IN)max分别为用电设备中启动电流与额定电流之差为最大的那台设备的启动电流及其启动电流与额定电流之差；为除启动电流与额定电流之差为最大的那台设备之外的其他n-1台设备的额定电流之和；KΣ为上述n-1台的同时系数，按台数多少选取，一般为0.7~1；I30

为全部设备投入运行时线路的计算电流。

例2-8