第2章 负荷计算

第二章建筑供配电的负荷计算第一节负荷计算的意义和计算的目的

第二节

用电设备的主要特征（重点）

第三节

负荷曲线及计算负荷（重点）第四节

求计算负荷的方法（重点）第五节

负荷计算方法的应用范围及评价第六节

供配电系统的功率损耗与电能需要量计算第一节计算负荷的意义和目的一、原始资料:

用电负荷的产品铭牌数据。二、考虑因素:

非同时运行；运行并非在额定状态下。不能简单地用设备额定容量作为计算负荷。

计算负荷是根据已知的用电设备容量按一定统计方法确定的，预期不变的最大假想负荷。按照允许发热条件选择导线截面。确定变压器容量制定提高功率因数的措施选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量三、计算负荷载流导体温升曲线二、负荷计算的目的求计算负荷的工作求计算负荷，也称需用负荷

为了合理的选择供配电系统各级电压供电网络、变压器容量和电器设备型号等。求尖峰电流

用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件等。求平均负荷

用于计算供配电系统中电能需要量、电能损耗和选择无功补偿装置等。第二节用电设备的主要特征一、用电设备的分类

（一）按电流分：直流和交流（二）按电压分：低压－1kV及以下高压－高于1kV

（三）按频率分：低频－50Hz以下工频－50Hz中频－50~1000Hz高频－1000Hz以上（三）按工作制分：1.连续运行工作制

工作时间较长，连续运行的设备在规定的环境温度下连续运行，设备任何部分温升均不超过最高允许值，负荷比较稳定。

通风机、压缩机、各种泵类、各种电炉、机床、电解电镀设备、照明等电阻加热炉电弧炉感应炉其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理红外线加热、微波加热和等离子加热等电热设备

泵类

电镀设备的工作特点是：（1）工作方式是长期连续工作的。（2）供电采用直流电源，需要晶闸管整流设备。（3）容量较大，功率因数较低。

电镀设备2.短时运行工作制

指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备。在工作时间内，用电设备的温升尚未达到该负荷稳定值，即停歇，在停歇时间内温度又降低为周围介质的温度。

金属切削机床用的辅助机械、水闸用电机等。

3.反复短时工作制指有规律性的，时而工作、时而停歇、反复运行的用电设备的工作制。工作时间内设备温度升高，停歇时间温度又下降，若干周期后，达到一个稳定的波动状态。

吊车电动机、电焊用变压器等。二、用电设备容量的计算

不同工作制额定容量换算成统一工作制的设备功率。用Pe表示。

1.连续运行工作制用电设备

Pe=PN(kW)2.短时运行工作制用电设备一般不考虑

3.反复短时工作制用电设备

设备容量是将某一暂载率下的铭牌额定功率统一换算到一个标准暂载率下的功率。

暂载率（JC%）:又称负载持续率（FC%）或接电率（ε%）。用电设备工作时间与整个工作周期时间之比值，用JC表示。根据国家技术标准规定，工作周期tw+to以10分钟为依据，起重专用电动的标准暂载率为15%，25%，40%，60%四种，铭牌上均按40%工作制标注；电焊设备的标准暂载率为50%，65%，75%，100%4种。额定暂载率JCN也叫负载持续率，是指此设备能够满载工作时间的比率；比如常见的电焊机：标称容量10KVA，但又标明暂载率25％，说明此电焊机在10KVA负载下，只能在25％的时间内工作；也就是说，在10分钟内只能工作2.5分钟，否则就要过热烧毁；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，如果小型电焊机在25％的负载下就可以连续工作。规定暂载率25％或100％铭牌暂载率铭牌容量设备容量则得：

（1）电动机组要求设备容量统一换算到暂载率JC25=25%时的功率。起重运输设备吊车行车输送机电梯自动扶梯（2）电焊机组要求设备容量统一换算到暂载率

JC100=100%时的额定功率电焊设备电焊机的工作特点是：功率较大。功率因数很低。一般电焊机的配置不稳定，经常移动。4.照明的设备容量1)对白炽灯和碘钨灯的设备容量是指灯泡的额定功率(W)Pe=PN·10-3(kW)2)对气体放电灯的设备容量是指灯管功率(W)加镇流器中的功率损失

Pe=(1.1~1.2)PN·10-3(kW)高压水银灯、金属卤化物灯取1.1荧光灯、日光灯取1.23)对不同性质的建筑物估算照明设备容量，采用单位面积照明容量法计算

Pe=S×ω/1000(kW)

ω-照明单位容量（单位安装功率，W/m2）5.民用建筑中的插座，在没有具体设备接入时，按100W算6.单台用电设备的额定容量〔如〕:某中央空调机组包括制冷主机一台156kW，冷却水泵二台2×22kW（一用一备），冷冻水泵二台2×30kW（一用一备），冷却塔一台7.5kW。则该组用电设备的计算负荷为：

Pe=(156+22+30+7.5)=215.5kW备用设备不计算在计算负荷中。第三节负荷曲线及计算负荷一、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。直角坐标系：纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率）横坐标表示对应时间按负荷性质分：有功负荷曲线、无功负荷曲线按所表示的负荷变动的时间：年负荷、月负荷和日负荷曲线

1.日负荷曲线以一昼夜24h为时间范围绘制的。a)逐点绘制的日负荷曲线b)绘成梯形的日负荷曲线一天时间内时间间隔一般为0.5h曲线下面的面积表示该负荷所消耗的电能。为便于计算，假定每个时间间隔负荷是保持其平均值不变。不同间隔时间下的负荷曲线比较示意图2.年负荷曲线反映用电负荷（365d×24h/d=8760h）的变化情况1)年运行负荷曲线（日最大负荷全年时间变化曲线）按全年每日的最大负荷间接绘制的。横坐标依次以全年12个月的日期来分格。可以用来确定拥有多台变压器的变电所在一年的时间不同时期宜投入几台运行，即经济运行方式，降低电能损耗，提高经济效益。运行年负荷曲线低耗能段高耗能段2)年持续负荷曲线根据一年中具有代表性的冬季和夏季日负荷曲线绘制横坐标依次以全年8760h计。冬季213d，夏季152d从两条典型日负荷曲线的功率最大值开始，依功率的递减顺序依次绘制。P1持续时间：T1=t1×213(h)P4持续时间：T4=(t4+t’4)×213+t’’4×152(h)年运行负荷曲线按时间先后绘制年持续负荷曲线按负荷大小和累积时间绘制夏季日负荷曲线年持续负荷曲线冬季日负荷曲线二、与负荷计算有关的几个物理量（一）年最大负荷和最大负荷利用小时数年最大负荷Pm——全年中最大工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是全年至少出现过2~3次）半小时平均功率的最大值。Pm、Qm、Sm。年最大负荷利用小时Tm——假想时间

如果用户以年最大负荷（如Pm）持续运Tmh，则所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能。Tm=Wp/PmWp全年消耗的有功电量，阴影部分Tm在计算电能损耗和电气设备选择中用到。Tm的大小反映了用户负荷是否均匀的重要指标。该值越大，负荷越平稳。

（二）平均负荷和负荷系数平均负荷——电力负荷在一段时间内平均耗用的功率。Pav

Qav

Sav

日平均负荷

年平均负荷全年时间内耗用的电能kW·h

阴影面积负荷系数α、β——在最大工作班内，平均负荷与最大负荷之比有功负荷系数无功负荷系数α＝0.7～0.75β＝0.76～0.82（三）需用系数Kd需用系数定义为：设备容量

需用系数的物理意义Kd值的相关因素：K∑设备的同期系数；(是否同时)

KL用电设备组中设备的负荷系数(是否满载)；

η1线路供电效率(考虑配电线路的功率损耗)；

ηr1设备的实际运行效率(额定与输入功率关系)Kd值只能靠测量统计确定。

PePm（四）利用系数Ku利用系数定义为：

三、计算负荷定义

计算负荷－－是按照发热条件选择导体和电器设备时使用的一个假想负荷。

物理意义：按这个“计算负荷”持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。为什么取30min平均最大负荷作为“计算负荷”？对于中小截面的导体，发热时间常数τ0约为10min左右，达到稳定温升的时间约为3～4τ0，约30min。对于较大截面的导体，τ0大于10min，在30min时间内达不到稳定温升，取30min平均最大负荷为计算负荷比较保守。综合考虑：

PC=P30=PmQC=Q30=QmSC=S30=SmPC－最大工作班的有功计算负荷P30－30min平均最大负荷Pm－最大负荷第四节求计算负荷的方法

一、按需用系数法确定计算负荷

（一）一组三相用电设备的计算负荷

需用系数法，是将用电设备容量Pe乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。有功计算负荷（kW）

无功计算负荷（kvar）

视在计算负荷（kVA）

计算电流（A）

Kd参见表2-4~表2-8

[解]由于为连续工作，此机床组电动机的总容量为

[例1]

已知一小批冷加工机床组，拥有电压380V的三相电动机7kW3台，4.5kW8台，2.8kW17台，1.7kW10台。试用需用系数法确定其计算负荷。查表2-4“小批生产的金属冷加工机床电动机”项得Kd＝0.16、cosφ

＝0.5、tanφ＝1.73。因此可得Pe＝＝7kW×3＋4.5kW×8＋2.8kW×17＋1.7kW×10Pc=KdPe＝0.16×122=19.52kW

=122kW在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和无功计算负荷计入一个同时系数K∑

(二)多组三相用电设备的计算负荷Pc,QcSc,IcPc1,Qc1Pc2,Qc2Pci

,Qci(kW)(kvar)(kVA)(A)注意：总的视在计算负荷和计算电流不能直接相加后乘以K∑来计算。？由于各组设备的功率因数不一定相同应用范围

KΣ

确定车间变电所低压线路最大负荷

冷加工车间热加工车间动力站

0.7~0.80.7~0.90.8~1.0确定配电所母线的最大负荷

负荷小于5000kW

计算负荷小于5000~10000kW

计算负荷大于10000kW

0.9~1.00.850.8同时系数KΣ

(三)注意事项1)负荷计算中常用的单位：有功功率kW;无功功率kvar;视在功率kVA;电流为A;电压为kV2)计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，不因设备台数多少而修改查表得到的参数值。3)求多组设备计算负荷和电流时，由于各组设备的功率因数不一定相同，总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷按计算。(kVA)Pc,QcSc,IcPc1,Qc1Pc2,Qc2Pci

,Qci如果在低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组时，则计算负荷为：Qc－低压母线上静电电容器组送往容量。[例2]某380V线路上，接有大批生产的冷加工机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机2kW1台，4.5kW2台，2.8kW7台)，通风机2台共5.6kW，电炉1台。母线装电容器Q0=10kvar。试确定线路上总的计算负荷。

[解]先求各组用电设备的计算负荷Q

c1＝Pc1tanφ＝10kW×1.73=17.3kvar

1．冷加工机床组查附录表得Kd=0.17~0.2(取0.2），cosφ＝0.5，tanφ＝1.73，因此

2.通风机组查附录表得Kd=0.7~0.8（取0.8），cosφ=0.8,tanφ=0.75,因此

Pc2=0.8×5.6kW=4.48kW

Qc2=4.48kW×0.75=3.36kvarPc1=Kd1Pe1＝0.2×50kW=10kW

3.电炉组查附录表得Kd=0.7，cosφ=1，tanφ=0。

Pc3=0.7×2kW=1.4kW

Pc＝0.9×(10＋4.48＋1.4)kW=14.3kWQc＝0.9×(17.3+3.36)-10kvar=8.6kvar总计算负荷（取K∑＝0.9

）为

Qc3=0电力负荷计算表

序号设备名称台数Pe/kWKdcosφtanφ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1冷加工机床组20500.20.51.731017.32030.42通风机组25.60.80.80.754.483.365.643电炉组120.7101.401.42.1总计算负荷2357.6

15.8820.66

K∑=0.9Q0=10kvar14.38.616.725.4[例3]某旅游宾馆变电站负荷情况如下设备清单所示，用需用系数法计算变电站总计算有功功率、无功功率、视在功率和计算电流。

设备清单：大堂、走道、餐厅、多功能厅等处照明设备容量；

150kW(带电容补偿cosφ=0.9)荧光灯；180kW白炽灯客房照明设备容量：70kW白炽灯冷水机组容量：120kW×4台冷冻水泵容量：30kW×5台（其中一台备用）冷却水泵容量：22kW×5台（其中一台备用）冷却塔容量：7.5kW×4台送、排风机容量：11kW×5台；22kW×3台;17.5kW×2台电梯容量：30kW×3台厨房设备容量：15kW×2台；5kW×5台；2.2kW×6台洗衣设备容量：30kW×2台；6kW×3台；4kW×4台电力负荷计算表

序号设备名称Pe/kWKdcosφtanφ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1大堂等荧光灯照明1500.70.90.48231111256389大堂等白炽灯照明1802客房白炽灯照明700.40.102802843

3冷水机组4×120.70.80.75503377639971冷冻水泵4×30冷却机组水泵4×22冷却塔4×7.54

送、排风机5×11+3×22+2×17.50.650.80.75101761261925

电梯3×3010.51.73901561802736

厨房设备2×15+5×5+6×2.20.40.750.88272436557洗衣设备2×30+3×6+4×40.350.71.0233344771负荷总计1526

1013778

取K∑=0.9

9127009151390二、按二项式法确定计算负荷需用系数法的缺点：

需用系数法未考虑用电设备组中少数容量特别大的设备对计算负荷“举足轻重”的影响，在确定用电设备台数少而容量差别相当大的低压支线和干线的计算负荷时，结果偏小。二项式法的提出：

克服了需用系数法的缺点，分为两项：第一项－－用电设备组的平均最大负荷项，为基本负荷值；第二项－－考虑数台大容量对总计算负荷的影响而计入的附加功率值。

(一)同一工作组用电设备的计算负荷有功计算负荷（kW）Pc=bPe+cPx

无功计算负荷（kvar）

视在计算负荷（kVA）

计算电流（A）

1.Pe

该用电设备组的设备容量之和，计算方法如前需用系数法中所述。2.Px

该组中，x台最大容量用电设备的设备容量之和。

x为该组取用大容量用电设备的台数，对于不同工作制、类型的用电设备，x取值不同。见表2-11。如果设备用电组中n≤x，Px=Pe

3.二项式系数b、c

通过统计得到。物理意义：Pm=Pc=Pav+Pa=Ku·Pe+Pa

=bPe+cPxb表示利用系数

c表示x台大容量电动机综合影响系数。取值见表2-11。

[解]

查表2-11“小批生产的金属冷加工机床”项得b＝0.14、c＝0.4、x＝5、cosφ

＝0.5、tanφ＝1.73。因此可得[例4]同例1。已知一小批冷加工机床组，拥有电压380V的三相电动机7kW3台，4.5kW8台，2.8kW17台，1.7kW10台。试用二项式法确定其计算负荷。Pc=bPe+cPx＝0.14×122+0.4×30=29kW

Pe＝122kW

Px＝P5＝7×3+4.5×2＝30kW

PC=19.52kWQC=33.77kWSC=44.3kVAIC=67.3A

二项式法结果偏大。是由于所用系数为统计数字，有一定的近似性。且二项式系数的统计数字也只限于机械加工行业。二项式法一般仅用于该行业的低压分支线或干线计算负荷的确定。在确定多组用电设备总的计算负荷时，应考虑各组最大负荷不同时出现的因素，但不是计入同时系数，而是取其中最大的附加负荷，再加上各组平均负荷。

(二)不同工作制多个用电设备组的计算负荷Pc,QcSc,IcPc1,Qc1Pc2,Qc2Pci

,Qci(kW)(kvar)(kVA)(A)三、计算负荷的估算方法（一）单位产品耗电量法

当已知企业年生产量为n，每生产单位产品电能消耗量为ω，则年电能需要量Wa=ωn(kW·h)最大有功功率Pm=Wa/Tm(kW)

Tm-－最大有功负荷年利用小时（h）各种单位产品的电能消耗量

（二）负荷密度法

当已知车间面积或某建筑面积负荷密度ρ时，车间的平均负荷或建筑的平均负荷按下式计算：

Pav=ρ·

A(kW)ρ-－负荷密度（kW/m2）常见的工业与民用电能用户的负荷密度指标

（三）单位指标法

民用建筑主要有照明、动力及空调负荷。例商业性高层建筑的用电负荷大致分布：空调设备40~50%，电气照明30~35%，动力用电20~25%。

Pc＝k·N(kW)

k——单位用电指标，单位为kW/人、kW/床、kW/产品等；

N——单位数量，单位为人数、床数、产品数量等。（四）住宅用电量指标法

每套住宅用电负荷，不再按灯具、插座等容量逐一计算，而是按住宅用电量指标进行确定。

Pc＝K∑βN

(kW)

β——住宅用电量指标，单位为kW/户。其值的大小与住宅的建筑面积、档次、所处地区有关系，并随着经济的发展，指标增长迅速。

N——供电范围内的住宅户数

K∑——住宅用电同时系数。表示不同住户的计算负荷的出现在时间上的不一致性，随着供电范围的增加、住宅数量的增加，呈减小的趋势。5(20)A，代表电表允许长期运行的电流不超过20A，5的含义基准电流用于电表检验，国家标准《住宅设计规范》每套住宅用电负荷标准及电能表规格表2.5.3-1套型用电负荷标准(kW)单相电能表规格(A)备注Ⅰ2.55(20)1、每套住宅应设电能表；Ⅱ2.55(20)2、每套住宅的用电负荷标准及电能表规格，不应小于本表的规定Ⅲ4.05(20)Ⅳ4.010(40)《小康住宅设计导则》推荐的每套住宅用负荷及电能表规格表2.5.3-2级别用电负荷(kW)单相电能表规格(A)备注一级8～1020(80)一级为理想目标，二级为普及目标，三级为基本目标二级6～815(60)三级4～610(40)中国大陆和香港、美国的住宅用电量指标标准比较

中国大陆香港美国（基本配置）美国（标准配置）住宅用电量指标/kW2.5~413.218.625住宅用电量指标推荐值（重庆地区）

套型使用面积/m2用电负荷指标/kW普通住宅全电气化住宅二室户343~47~8三室户454~58~9三室户565~69~10四室户686~710~11住宅用电量同时系数推荐值（重庆地区）

户数同时系数普通住宅全电气化住宅1~101~0.81~0.9310~200.7~0.630.93~0.9121~1000.63~0.540.85~0.45100~2000.54~0.460.38~0.32200以上0.46~0.420.32~0.3规划供电指标推荐值（重庆地区）

普通住宅区全电气化住宅区户均人口/人2.92.9近期户均指标/kW1.32.3远期户均指标/kW1.82.8[解]

A点的计算负荷PCA:每层6户，同时系数取0.9四室户，用电量指标取6kWPCA=Pc＝K∑βN=0.9×6×6=32.4kW

[例5]

某12层住宅楼，每层6户，每户均为四室户。对住户单回路干线式供电，如图所示，求A点和B点的计算负荷。

B点的计算负荷PCB:共6×12=72户，同时系数取0.6四室户，用电量指标仍取6kWPCA=Pc＝K∑βN=0.6×6×72=259.2kW

（五）其他估算方法

若已知企业或车间的其他指标，如设备每1kW安装功率所需要的平均电量α（单位为kW·h/kW）也可进行负荷计算。

Pav=αPN/Ta

(kW)PN

－－设备总安装功率Ta

－－年工作小时数（h）四、民用建筑负荷计算（一）计算方法规范中规定在方案设计设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段宜采用需要系数法。对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。用电设备组的需用系数及功率因数表（二）普通中小学负荷计算1.照明负荷采用需用系数法计算2.一般用电插座每个可按100W计算，实验室用电插座除特殊要求外每个可按50W计算。3.教学楼负荷需用系数根据教室与实验室的比例和插座设置的数量，在0.6~0.9范围内选取。4.全校照明负荷需用系数可在0.5~0.8间选取。5.全校如有动力负荷时，一般可采取负荷分析的方法，了解设备运行工况，确定计算负荷。风机的负载率取0.75~0.85，水泵的负载率取0.7~0.8。

（三）高层办公及科研建筑负荷计算1.照明负荷计算(1)一般采用需用系数法计算(2)每个电源插座可按100W计算。(3)照明负荷的用电设备容量应根据所用光源的额定功率加上附属设备的功率。如气体放电灯、金属卤化物灯，为灯泡的额定功率加上镇流器的功耗。(4)单相负荷应均衡的分配到三相上,可按单相最大负荷的3倍计算。2.动力负荷计算(1)动力设备的设备容量不包括备用设备，消防用电设备容量不列入总设备容量。(2)季节性用电设备(如制冷设备和采暖设备)应择其大者计入总设备容量。（四）高层旅游宾馆、饭店动力负荷计算1.负荷特点除一般的动力、照明和空调外，增加了许多现代化服务设施。如炊事机械用电。2.负荷计算方法(1)基本采用负荷密度法、单位指标法和需用系数法(2)负荷密度法可参考以下数据1)凡是带有空调设备的旅游宾馆，负荷密度平均约为100VA/m2，豪华级的约为150VA/m2。其中冷冻设备约为54~65W/m2，照明及其他约为32~43W/m2。2)不设空调的宾馆，负荷密度平均约为30VA/m2。折合单位指标约为1.7VA/床。对不设空调的宾馆，为设有空调的宾馆负荷密度的1/2~1/3左右。

以上负荷计算是针对平衡的三相用电设备进行的，如果接入系统的是单相用电设备，如何计算？对于平衡不了的单相用电设备，如果其容量小于三相设备容量的15%，则可不作处理，直接当作三相设备；若超过三相设备容量15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相负荷，再与三相负荷相加，得出三相线路总的计算负荷。五、单相负荷计算为什么在分配单相负荷时，应尽量做到三相平衡？

三相四线制中，如三相相负荷分布不均，将产生零序电压，使零点移位，某相电压降低，其它相电压升高，增大了电压偏差。（一）单相用电设备仅接于相电压负荷计算的目的是选择合适的电气设备和线路，为保证三相平衡，系统的电气设备必须做到三相一致。当有单相设备时，以容量最大相为确定系统电气设备参数的依据。Peq－等效三相用电设备有功功率（kW)Qeq－等效三相用电设备无功功率（kvar)Pm－最大相的单相用电设备功率之和（kW)[解]

A相4台1kW，Pe=4kWB相3台1.5kW，Pe=4.5kWC相2台2kW，Pe=4kW

等效三相负荷按B相负荷的3倍计算

Kd=0.7，cosφ=1，tanφ=0

Pc=0.7×4.5×3=9.45kW

Qc=0

Sc=9.45kVA

[例6]在三相系统中如何分配单相设备

现有9台220V单相电阻炉，其中4台1kW，3台1.5kW，2台2kW。试合理分配上列各电炉于220/380V的TN-C线路上，并计算其计算负荷。Peq－等效三相用电设备有功功率(kW)Pab、Pbc

、Pca

－分别接于ab、bc、ca线的负荷(kW)（二）单相用电设备仅接于线电压先将各线间负荷相加，选取其中负荷较大两项进行计算。如当Pab≥Pbc≥Pca

时，取Pab和Pbc

1.

当Pbc

＞0.15Pab时，Peq=1.5(Pab+

Pbc)2.当Pbc

≤0.15Pab时，3.当只有Pab时，即Pbc

＝Pca＝0，（三）单相设备分别接于线电压和相电压1.将接于线电压的单相负荷换算为接于相电压的单相负荷，实际是Y-Δ变换。为计算方便可按表2-21查出。2.再将各相负荷相加，选出最大相负荷，取其3倍即为等效三相负荷，如Pa∑为最大相总负荷。第五节负荷计算方法的应用范围及评价

1.需用系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适用于用电设备数量较多，且容量相差不大的情况。

2.二项式法考虑问题的出发点是大容量设备的作用，因此，当用电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可得到较为准确的结果。

3.指标法中除了住宅用电量指标法外，其他方法一般只用于供配电系统的前期负荷估算。

4.根据负荷计算方法得出的计算结果往往偏大。这是因为：

1)负荷计算的基础数据偏大。

在选择电气设备时，一般都是按最不利的负荷情况选择，常常在此基础上加保险系数，使设备容量偏大。

2)负荷计算所用的计算系数偏大。

作负荷计算时，各种系数都是最大负荷工作班的30min最大平均负荷作基础，这些系数对大截面导线、变压器的发热来说，过于保守。学会用需要系数法计算多组、多相、多工作制设备的计算负荷，从而确定低压母线计算负荷第六节供配电系统的功率损耗

与电能需要量计算

一、供电线路的功率损耗（一）供电线路的功率损耗有功损耗(kW)无功损耗(kvar)

线间几何均距：指三相线路中各相导线之间距离a1、a2、a3的几何平均值。

如三相线路为等边三角形排列，aav=a

如三相线路为水平等距排列，

X=x0l

（Ω），l为线路长度（km），x0为单位线路长度电抗值（Ω/km）。与线间几何均距a有关。

R=r0l（Ω），l为线路长度（km），r0为单位线路长度电阻值（Ω/km）

以上是可能出现的最大值，并不是任何时候线路上都有这么大的功率损耗。二、变压器的的功率损耗

（一）有功功率损耗1.空载损耗，又称铁损是变压器主磁通在铁芯中产生的有功损耗。由空载实验确定。2.短路损耗，又称铜损是变压器负荷电流在绕组的电阻中产生的有功损耗。由短路实验确定。ΔPO·T

－变压器的空载有功功率损耗ΔPCu·N·T－变压器在额定负载下的铜损（二）无功功率损耗1.空载损耗，又称铁损是变压器主磁通的励磁电流产生的无功损耗。2.短路损耗，又称铜损是变压器负荷电流在绕组电抗中产生的无功损耗ΔQO·T

－变压器的空载无功功率损耗ΔQN·T－变压器在额定负载下无功功率损失的增量IO·T%

－变压器空载电流占额定电流百分数ΔuK%－变压器短路电压占额定电压百分数SC

－计算负荷的视在容量（kVA）

在负荷估算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：三、供配电系统年电能损耗利用最大负荷损耗时间τ，近似计算线路和变压器有功电能损耗。τ的物理意义：当线路或变压器中以最大负荷电流IC流过τ时间后产生的电能损耗，恰与全年流过实际变化电流的电能损耗相等。

与年最大利用小时数Tm和负荷功率因数cosφ有关。（一）线路年电能损耗

ΔWl=

ΔPl﹒τ(kWh)ΔPl

－长为l的三相线路中有功功率损耗（二）变压器年电能损耗tW·T－变压器全年实际运行小时数，对一班制取2300h，两班制4000h，三班制6000h－变压器空载有功功率损耗（kW）四、线损率和年电能需要量计算（一）线损率计算

一定时间（一个月或一年）内损失的电能和所对应的总的供电量之比。线损率η＝(全年线损电量/全年总供电量)×100%

＝(∑ΔWl+∑ΔWT)/W

×100%Pav、Qav－年平均有功、无功负荷Wp

、Wq

－全年有功、无功电能需要量α、β－有功、无功负荷系数

tW－全年实际运行小时数（二）年电能需要量计算

Wp＝Pav﹒tw

＝αPc

﹒tw

(kWh)

Wq＝Qav﹒tw

＝βQc

﹒tw

(kvarh)全年电能需要量如下图，变电所低压母线的视在计算负荷为补充：五、供电系统的总计算负荷一般采用逐级计算法由用电设备处逐步向电源进线侧计算。各级计算点的选取，一般为各级配电箱（屏）的出线和进线、变电所低压出线、变压器低压母线、高压进线等处。变电所高压侧计算负荷为低压母线的计算负荷加上变压器的损耗，即Pc.1=Pc.2+ΔPT；Qc.1=Q’c.2+ΔQT[例6]

某工厂有一个35/10kV总降压变电所，分别供电给1＃～4＃车间变电所及4台冷却水泵用的高压电动机（PN＝4×300kW、Kd＝0.8、cosφ＝0.8），10kV母线上接有2700kvar无功补偿电容器组。已知1＃～4＃车间变电所10kV侧计算负荷分别为：1＃为1430kW＋j1230kvar；2＃为1350kW＋j1200kvar；3＃为1260kW＋j1030kvar；4＃为960kW＋j750kvar。试计算该总降压变电所35kV侧计算负荷及功率因数大小（取K∑=0.9）。

[解]：（1）求10kV母线计算负荷1＃车间变电所Pc1＝1430kW，Qc1＝1230kvar2＃车间变电所Pc2＝1350kW，Qc2＝1200kvar3＃车间变电所Pc3＝1260kW，Qc3＝1030kvar4＃车间变电所Pc4＝960kW，Qc4＝750kvar高压电动机组Pc5＝Kd

Pe=0.8×4×300kW＝960kW

Qc5＝Pc5tanφ=960×0.75＝720kvar

10kV母线计算负荷

=0.9×（1430+1350+1260+960+960）＝5364kW（2）求35kV侧计算负荷变压器损耗ΔPT≈0.02Sc＝0.02×5638＝112.76kWΔQT≈0.08Sc＝0.08×5638＝451.04kvar＝0.9×(1230+1200+1030+750+720)－2700＝1737kvar35kV侧计算负荷

Pc.1=Pc.2+ΔPT＝5364+112.76＝5476.76kW

Qc.1=Qc.2+ΔQT＝1737+451.04＝2188.04kvar

通过低压侧集中补偿，来得到高压侧的功率因数满足要求自测题

一、填空题

1．计算电流是指线路中持续时间

的最大负荷电流，而尖峰电流是指线路中持续时间

的最大负荷电流。按发热条件选择供电系统各元件应采用

，而整定过电流保护动作电流则采用

。

2．并联电容器的补偿方式分为三种:

、

、和

。由于电力负荷的变动性，低压并联电容器组的投切方式一般采用

方式。

3．计算负荷是根据已知用电设备组

确定的，预期不变的

假想负荷。用来作为按

条件选择供电系统元件的依据。

续上页二、计算题

1．某用户10/0.38kV变电所供电给5个回路：1＃回路PN=230kW，Kd=0.2，cosφ＝0.6；2＃回路PN=800kW，Kd=0.4，cosφ＝0.7；3＃回路PN=720kW，Kd=0.5，cosφ＝0.8；4＃回路PN=540kW，Kd=0.5，cosφ＝0.7；5＃回路计算负荷150kW+j120kvar。（1）试求低压母线总计算负荷Pc、Qc、Sc、Ic（KΣ＝0.9）；（2）为使功率因数不小于0.9，则需在低压侧进行补偿的无功容量是多少？

2．某用户10/0.38kV变电所设有一台变压器，已知低压侧计算负荷为