供配电技术 课件 第2章-负荷计算

第2章

负荷计算及无功功率补偿计算电力负荷的大小是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等元件的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。主要内容负荷曲线用电设备的设备容量负荷计算的方法功率损耗和电能损耗用户负荷计算尖峰电流的计算功率因数和无功功率补偿

2.0

计算负荷的意义及计算目的计算负荷：指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。

负荷计算：求计算负荷的这项工作称为负荷计算。估算过高增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量估算过低工厂投入生产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，影响正常可靠运行计算目的：为了正确的选择线路的导线截面、变压器的容量、开关电器、互感器等设备的额定参数；为计算企业及线路上电能损耗、电压损失的依据。如果以计算负荷连续运行，发热温度不会超过允许值通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。

2.1

负荷曲线定义：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。它绘制在直角坐标上，纵坐标轴表示有功负荷（无功负荷），横坐标为时间，每隔一定时间间隔绘制的负荷变化曲线。负荷曲线所包络的面积就是工厂在生产期间耗用的电能。

分类：

2.1

负荷曲线及物理量

按负荷对象分：工厂（企业）的、车间的或某台设备的负荷曲线；

按负荷的功率性质分：有功和无功负荷曲线；

按统计的时间分：年的、月的、日的和工作班的负荷曲线；

按绘制方式分：依点连成的负荷曲线和阶梯形负荷曲线。2.1.1

日负荷曲线绘制：按时间先后负荷在一昼夜间（24h）的变化情况阶梯形负荷曲线折线形负荷曲线为计算方便，常采用阶梯形。时间间隔越短，越能反映实际变动情况。2.1.2

年负荷曲线

1）年持续负荷曲线：按负荷大小和累计时间负荷在全年（8760h）的变化情况按负荷从大到小依次排列。全年按8760h计。T

夏季和冬季在全年中所占的天数视地理位置和气温情况而定。要借助一年中有代表性的冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线绘制。T=200t1+165t2南方某用户：P1在夏日负荷曲线中持续时间t1

，在冬日负荷曲线中持续时间为t2：P1

2）年运行负荷曲线：按全年日负荷曲线绘制2.1.2

年负荷曲线负荷在全年（8760h）的变化情况通常取每日最大负荷的半小时平均值，也称为全年每日最大负荷曲线。

年持续负荷曲线：可以直观了解到全年中不同负荷所持续的时间；年运行负荷曲线：可以直观了解到全年负荷的变化情况。2.1.3

负荷曲线的有关物理量

1）年最大负荷和年最大负荷利用小时30分钟最大负荷，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。

（1）年最大负荷为什么选择30分钟？（2）年最大负荷利用小时2.1.3

负荷曲线的有关物理量

1）年最大负荷和年最大负荷利用小时负荷以年最大负荷持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。例如：一班制工厂，Tmax≈1800~3000h；

两班制工厂，Tmax≈3500~4800h；

三班制工厂，Tmax≈5000~7000h。是反映工厂负荷是否均匀的一个重要参数2.1.3

负荷曲线的有关物理量

2）平均负荷和负荷系数电力负荷在一定时间平均消耗的功率

（1）平均负荷（2）负荷系数负荷率，平均负荷与最大负荷的比值。年平均负荷：单个用电设备或用电设备组：

2.2

用电设备的设备容量用电设备的额定容量是指用电设备在额定电压下，在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。

经过换算至统一规定的工作制下的“额定功率”。用电设备的设备容量必须指出：对断续周期工作制（反复短时工作制）的设备来说其额定容量是对应于一定的负荷持续率的。

2.2

用电设备的设备容量必须考虑用电设备的工作特征，工作制与负荷计算关系较大。1）连续运行工作制2）短时运行工作制3）反复短时工作制设备长期运行，负荷比较稳定。周期性的时而工作，时而停歇，工作周期一般不超过10min。设备工作时间很短，停歇时间相当长。负荷持续率：

2.2

用电设备的设备容量

1）长期工作制和短时工作制的用电设备：

2）反复短时工作制的用电设备：额定容量对应一定的负荷持续率，不同负荷持续率，输出功率不同。按同一周期内不同负荷下造成相同热量损耗的条件进行换算。

2）反复短时工作制的用电设备：

2.2

用电设备的设备容量（2）吊车电动机组要求统一换算到ε=25%，注意：电葫芦、起重机、行车等均按吊车电动机考虑。

（1）电焊机组要求统一换算到ε=100%，电焊机的铭牌负荷持续率有20%、40%、50%、60%、75%、100%等多种。吊车电动机组的铭牌负荷持续率有15%、25%、40%、60%、等多种。

2.2

用电设备的设备容量

3）电炉变压器组：

4）照明设备：（2）用镇流器的照明设备（荧光灯、高压水银灯等）

（1）不用镇流器的照明设备（白炽灯、碘钨灯等）额定视在功率下的有功功率

2.3

负荷计算的方法长期观察，分析各用电设备组负荷曲线基础上，将以半小时平均负荷绘制的负荷曲线中的最大值取出来代表实际负荷，称为计算负荷。计算负荷，是通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各组件的负荷值。它的物理意义在于：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热效应相同。实际上，负荷也不可能一成不变，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，因此负荷计算也只能力求接近实际。

2.3

负荷计算的方法如何准确估算计算负荷？

用电设备在生产期间的投入运行有很大的随机性，各种类型的工厂都有其本身的生产规律，从整体来看，用电也存在一定规律性，这就有可能利用已有生产工厂用电设备的安装容量和实际用电的大量资料进行统计、整理、分析，求出有关系数，以便在设计同类型的工厂时参考利用。工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法。有估算法、需要系数法和二项式法等。

2.3.1

计算负荷的估算法1）单位产品耗电量法已知：某车间或企业的年产量m和每一产品的单位耗电量a在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，比较方便计算负荷：2）负荷密度法已知：车间生产面积S和负荷密度指标ρ计算负荷：企业全年电能车间平均负荷

2.3.2

需要系数法1）需要系数概念：计算简便，实用性广，多用于方案计算、初步设计和全厂、大型车间变电所的施工设计Kd标志用电设备组或车间或企业投入电网运行时需要电网实际取用功率所必须考虑的综合系数。单个设备：单个设备容量单组用电设备组：组内设备容量之和

2.3.2

需要系数法1）需要系数是一个综合系数，具体等于多少？（2）同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的 用电设备容量与 接于线路中全部用电设备容量之比；

（1）用电设备在实际运行时的效率；（3）负荷系数，表示工作着的用电设备实际功率 与全部用电设备投入容量之比；

（4）线路效率，配电线路在最大负荷时的末端功率（即设备组取用功率）与首端功率（即计算负荷）之比。

2.3.2

需要系数法1）需要系数其余计算负荷的计算：

有功计算负荷：

无功计算负荷：视在计算负荷：计算电流：表A-1

2.3.2

需要系数法2）利用需要系数确定三相用电设备组的计算负荷（1）单组用电设备的计算负荷：

有功计算负荷：

无功计算负荷：视在计算负荷：计算电流：

2.3.2

需要系数法2）利用需要系数确定三相用电设备组的计算负荷（2）多组用电设备的计算负荷：

有功计算负荷：

无功计算负荷：视在计算负荷：计算电流：应考虑各用电设备组的最大负荷不一定同时出现，须计入各用电设备组的同时系数。有功功率和无功功率的同时系数有功功率和无功功率的同时系数

2.3.2

需要系数法2）利用需要系数确定三相用电设备组的计算负荷（2）多组用电设备的计算负荷：

对车间干线：

对低压母线：由用电设备组计算负荷直接相加来计算时由车间干线计算负荷直接相加来计算时

2.3.2

需要系数法3）需要系数补充注意：在计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均按附录表A-1所列的计算系数来计算，而不必考虑因设备台数少而适当增大Kd和cosφ值的问题。此外：需要系数值与用电的类别及工作状态有极大的关系，因此按需要系数法计算时，首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则将造成错误。例如机修车间的金属切削机床电动机，应属小批生产的冷加工机床电动机，因为金属切削就是冷加工，而机修车间不可能是大批生产。又如压塑机、拉丝机和锻锤等，应属热加工机床。只有1~2台设备时，可认为（Kd=1），即（P30=Pe）；在（Kd）适当取大的同时，cosφ值也适当取大。只有一台电动机时其（P30=Pn/η）式中Pn为电动机的额定容量，η为电动机的效率。例1

某机工车间380V线路上，接有流水作业的金属切削机床电动机30台共85kW，其中较大容量电动机11kW1台，7.5kW3台，4kW6台，其它为更小容量的电动机。另有通风机3台，共5kW；电葫芦1个，3kW（ε=40%）。试确定各组的和总的计算负荷。解

1）先求各组的计算负荷查附录表A-1得Kd=0.18~0.25（取Kd=0.25），cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此（1）机床组

P30(1)=0.25×85Kw=21.3kW Q30(1)=21.3kW×1.73=36.8kvar

S30(1)=21.3kW/0.5=42.6kV·A I30(1)=42.6kVA/（×0.38kV）=64.7A例1

某机工车间380V线路上，接有流水作业的金属切削机床电动机30台共85kW，其中较大容量电动机11kW1台，7.5kW3台，4kW6台，其它为更小容量的电动机。另有通风机3台，共5kW；电葫芦1个，3kW（ε=40%）。试确定各组的和总的计算负荷。解

1）先求各组的计算负荷

（2）通风机组查附录表A-1得Kd=0.7~0.8（取Kd=0.8），cosφ=0.8，tanφ=0.75， P30(2)=0.8×5kW=4kW

Q30(2)=4kW×0.75=3kvar

S30(2)=4kW/0.8=5kV·A I30(2)=5kVA/（×0.38kV）=7.6A例1

某机工车间380V线路上，接有流水作业的金属切削机床电动机30台共85kW，其中较大容量电动机11kW1台，7.5kW3台，4kW6台，其它为更小容量的电动机。另有通风机3台，共5kW；电葫芦1个，3kW（ε=40%）。试确定各组的和总的计算负荷。解

1）先求各组的计算负荷（3）电葫芦查附录表A-1得Kd=0.1~0.15（取Kd=0.15），cosφ=0.5，tanφ=1.73，而ε=25%，故Pe(ε=25%)=3kW×2×=3.79Kw P30(3)=0.15×3.79kW=0.569kW Q30(3)=0.569kW×1.73=0.984kvar S30(3)=0.569kW/0.5=1.138kV·A I30(3)=1.138kVA/（×0.38kV）=1.73A例1

某机工车间380V线路上，接有流水作业的金属切削机床电动机30台共85kW，其中较大容量电动机11kW1台，7.5kW3台，4kW6台，其它为更小容量的电动机。另有通风机3台，共5kW；电葫芦1个，3kW（ε=40%）。试确定各组的和总的计算负荷。解

2）总的计算负荷（取KΣp=0.95，KΣq=0.97）： P30=0.95×（21.3+4+0.569）kW=24.6kW Q30=0.97×（36.8+3+0.984）kvar=39.6kvar S30=kV·A=46.6kV·A I30=46.6kVA/（×0.38kV）=70.8A例2

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（设有功功率、无功功率同时系数均为0.9）解

1）先求各组的计算负荷查附录表A-1得Kd=0.16~0.2（取Kd=0.2），cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此（1）金属切削机床电动机组

P30(1)=0.2×50Kw=10kW Q30(1)=10kW×1.73=17.3kvar

例2

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（设有功功率、无功功率同时系数均为0.9）解

1）先求各组的计算负荷查附录表A-1得Kd=0.7~0.8（取Kd=0.8），cosφ=0.8，tanφ=0.75，因此（2）通风机

P30(2)=0.8×2.4Kw=1.92kW Q30(2)=1.92kW×0.75=1.44kvar

例2

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（设有功功率、无功功率同时系数均为0.9）解

1）先求各组的计算负荷查附录表A-1得小型电阻炉设备Kd=0.7，cosφ=1.0，tanφ=0；因只有一台，取计算负荷等于设备容量（3）电阻炉

P30(3)=2kW Q30(3)=2kW×0=0kvar

例2

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（设有功功率、无功功率同时系数均为0.9）解

2）求车间的计算负荷（取KΣp=0.9，KΣq=0.9）： P30=0.9×（10+1.92+2）kW=12.5kW Q30=0.9×（17.3+1.44+0）kvar=16.9kvar S30=kV·A=21.02kV·A I30=21.02kVA/（×0.38kV）=31.94A

2.3.3

二项式法需要系数优点：简单方便，较符合实际，长期使用积累了各种设备的需要系数；应用场合：只有当设备台数较多、总容量足够大，没有特大型用电设备时，需要系数的值才较符合实际。普遍应用于求用户、全厂和大型车间变电所的计算负荷。缺点：没有考虑用电设备组中大容量设备对计算负荷的影响。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，采用二项式法

2.3.3

二项式法1）单组用电设备组的计算负荷b、c、x查表A-1b、c：二项式系数；注意：

当用电设备组的设备总台数n<2x时，取x=n/2（按四舍五入取整）；

当只有一台设备时，可认为Pc=Pe。该组用电设备组的设备总容量用电设备组的平均功率x台最大设备的总容量每组用电设备组中x台容量较大的设备的附加负荷

2.3.3

二项式法2）多组用电设备组的计算负荷b、c、x查表A-1同样要考虑用电设备各组的最大负荷不同时出现的因素，因此在确定总计算负荷时，只能在各组用电设备中取一组最大的附加负荷，再加上各组用电设备的平均负荷。各用电设备组的平均功率附加负荷最大的一组设备的附加负荷例3

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（试用二项式法来确定）解

1）求出各组平均功率和附加负荷查附录表A-1得b1=0.14，c1=0.4，x1=5,cosφ1=0.5，tanφ1=1.73，因此（1）金属切削机床电动机组例3

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（试用二项式法来确定）解

1）求出各组平均功率和附加负荷查附录表A-1得b2=0.65，c2=0.25，x2=5,cosφ2=0.8，tanφ2=0.75，（2）通风机组因n=2<2x2，取x2=n/2=1例3

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（试用二项式法来确定）解

1）求出各组平均功率和附加负荷查附录表A-1得b3=0.7，c3=0，x3=—,

cosφ3=1，tanφ3=0，（3）电阻炉因只有一台，取计算负荷等于设备容量例3

一机修车间的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7.5KW2台，4KW2台，2.2KW8台；另接通风机1.2KW2台；电阻炉2KW1台。试求计算负荷。（试用二项式法来确定）解

2）求车间计算负荷第一组附加负荷最大

2.3.3

二项式法选择低压分支干线或支线负荷时，按需要系数法计算结果往往偏小,适合采用二项式法。二项式计算系数b、c和x的值，缺乏充分的理论依据，且只有极限工业方面的部分数据，应用受到一定局限。

2.3.4

单相负荷计算1）单相设备容量在负荷计算中的处理：单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能地平衡如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%时：不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果三相线路中单相设备容量超过三相设备容量15%时：应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。

2.3.4

单相负荷计算1）单相设备容量在负荷计算中的处理：

注意：

由于确定计算负荷的目的，主要是为了选择配电系统中的设备和导线电缆，使设备和导线在最大负荷电流通过时不致过热或烧毁，因此在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应以最大负荷相有功负荷的三倍作为等效三相有功负荷，以满足线路安全运行的要求。

2.3.4

单相负荷计算2）单相设备组的等效三相设备容量（1）单相设备接于相电压时：（2）单相设备接于同一线电压时：最大负荷相所接的单相设备容量单相设备容量按流过电流相等的原则进行等效

2.3.4

单相负荷计算2）单相设备组的等效三相设备容量（3）有的接于线电压，有的接于相电压时： A相

PeA=pAB-APAB+pCA-APCAQeA=qAB-APAB+qCA-APCA B相

PeB=pBC-BPBC+pAB-BPABQeB=qBC-BPBC+qAB-BPAB

C相PeC=pCA-CPCA+pBC-CPBCQeC=qCA-CPCA+qBC-CPBC

将线电压单相设备容量换算为接于相电压的设备容量：

分别计算各相的设备容量有功、无功换算系数，表2-4

2.3.4

单相负荷计算3）等效三相计算负荷（1）单相设备接于相电压（2）单相设备接于线电压（3）有的接于线电压，有的接于相电压计算接于相电压的设备组的计算负荷；计算接于线电压的设备组换算到相电压上的计算负荷；计算各相总的计算负荷；计算总的三相计算负荷。例4

在220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热干燥箱四台，其中2台10kw接于A相，1台30kW接于B相，一台20kW接于C相。此外接有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（ε=100%）接于AB相，1台20kW（ε=100%）接于BC相，1台30kW(ε=60%)接于CA相。试求此线路的计算负荷。解（1）电热干燥箱的各相负荷计算

查附录表A-1得Kd=0.7，cosφ=1，tanφ=0 A相PcA（1）=KdPeA=0.7×2×10kW=14kW B相PcB（1）=KdPeB=0.7×1×30kW=21kW C相PcC（1）=KdPeC=0.7×1×20kW=14kW例4

如图所示220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热于燥箱四台，其中2台10kw接于A相，1台30kW接于B相，一台20kW接于C相。此外接有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（ε=100%）接于AB相，1台20kW（ε=100%）接于BC相，1台30kW(ε=60%)接于CA相。试求此线路的计算负荷。

解（2）对焊机的各相计算负荷

先将接于CA相的30kw(ε=60%)换算至ε=100%时的容量，可得

PCA=30kw×=23kw

因此换算到各单相的有功和无功设备容量为：

A相

PeA=0.8×2×14+0.2×23=27kw

QeA=0.22×2×14+0.8×23

=24.6kvar

B相

PeB=0.8×20+

0.2×2×14=21.6kw QeB=0.22×20+0.8×2×14=26.8kvar

C相

PeC=0.8×23+0.2×20=22.4kw

QeC=0.22×23+0.8×20=21.1kvar

再由表2-4查得cosφ=0.7时的功率换算系数分别为0.8、0.2、0.22、0.8。

解（2）对焊机的各相计算负荷例4

如图所示220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热于燥箱四台，其中2台10kw接于A相，1台30kW接于B相，一台20kW接于C相。此外接有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（ε=100%）接于AB相，1台20kW（ε=100%）接于BC相，1台30kW(ε=60%)接于CA相。试求此线路的计算负荷。

查附录表A-1得Kd=0.35,cosφ=0.7,tanφ=1.02;

换算到各相的有功和无功计算负荷为：

A相

PcA(2)=0.35×27kw=9.45kw

QcA(2)=0.35×24.6kvar=8.61kvar

B相

PcB(2)=0.35×21.6kw=7.56kw

QcB(2)=0.35×26.8kvar=9.38kvar

C相

PcC(2)=0.35×22.4kw=7.84kw

Qc.C(2)=0.35×21.1kvar=7.39kvar

解（3）各相总的有功和无功计算负荷例4

如图所示220/380V三相四线制线路上，接有220V单相电热于燥箱四台，其中2台10kw接于A相，1台30kW接于B相，一台20kW接于C相。此外接有380V单相对焊机4台，其中2台14kW（ε=100%）接于AB相，1台20kW（ε=100%）接于BC相，1台30kW(ε=60%)接于CA相。试求此线路的计算负荷。(4)总的等效三相计算负荷

A相

PcA=PcA(1)+PcA(2)=14KW+9.45KW=23.5KW

QcA=QcA(1)+QcA(2)=0+8.61kvar=8.61kvar

B相

PcB=PcB(1)+PcB(2)=21kw+7.5kw=28.6kw

QcB=QcB(1)+Qc.B(2)=0+9.38kvar=9.38kvar

C相

PcC=PcC(1)+PcC(2)=14kw+7.84kw=21.8kw

QcC=QcC(1)+QcC(2)=0+7.39kvar=7.39kvar

由以上计算可知，B相的有功计算负荷最大，故取B相计算等效三相计算负荷，因此可得：

Pc=3PcB=3×28.6kw=85.8kw

Qc=3QcB=3×9.38kvar=28.1kvar若考虑同时系数，还需乘以同时系数

2.4

功率损耗和电能损耗在确定各用电设备组的计算负荷后，如要确定企业或工厂车间的计算负荷，就需要逐级计入有关线路和变压器的功率损耗。

P30.4=P30.5+ΔPWL2

P30.2=P30.3+ΔPT+ΔPWL1

2.4.1

功率损耗1）线路的功率损耗（1）有功功率损耗（2）无功功率损耗电流流过线路电阻所引起的功率损耗电流流过线路电抗所引起的功率损耗线路具有电阻和电抗，所以其功率损耗包括有功和无功两部分线路的计算电流（安）线路每相的电阻（欧）线路单位长度的电阻（欧/千米），可查有关手册或产品样本线路的计算长度（千米）查有关手册或产品样本，架空线：0.4欧/km左右；电缆线路：0.08欧/km左右2）变压器的功率损耗（1）有功功率损耗（铁损+铜损）铁损：变压器主磁通在铁心中产生的有功损耗；变压器具有电阻和电抗，所以其功率损耗包括有功和无功两部分它在变压器一次绕组的外施电压和频率不变的条件下是固定不变的，与负荷无关。空载试验：一般说来，空载试验可以在变压器的任何一侧进行。一次侧加额定电压，二次侧开路，铁芯中主磁通的大小是由一次绕组端电压决定，达到了变压器额定工作时数值，这时铁芯中的功率损耗也达到了变压器额定工作下的数值，而原绕组由于空载时电流很小忽略不计，因此变压器空载时输入功率可以认为全部是变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。2）变压器的功率损耗（1）有功功率损耗（铁损+铜损）变压器具有电阻和电抗，所以其功率损耗包括有功和无功两部分铜损：变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功损耗；由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。

它与负荷电流（或功率）的平方成正比。负荷率短路试验：二次绕组短接，一次绕组加上适当小的电压（短路电压），使通过绕组电流等于额定值。此时铁芯磁通量很小，铁损可以忽略，所以短路试验的全部输入功率基本上都消耗在变压器绕组上，测得的功率即为额定负荷时的铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%，2）变压器的功率损耗（2）无功功率损耗它和绕组电压有关，与负荷无关。其值与励磁电流成正比；

：变压器空载时由产生主磁通的励磁电流造成；

：变压器负荷电流在一次、二次绕组的电抗中产生的无功功率损耗；变压器空载电流占额定电流的百分值变压器阻抗电压占额定电压的百分值它与负荷电流（或功率）的平方成正比。额定负荷下用表示。2）变压器的功率损耗近似方法计算

解：例5

已知某车间三相双绕组铝线电力变压器SJL1-1000/10,10/0.4KV，其二次侧计算负荷为PC=596kW,QC=530kvar,SC=800kVA。（已知该变压器技术数据为：空载损耗为2.0kW，负载损耗为13.7kW，阻抗电压（%）为4.5，空载电流（%）为1.7）

变压器负荷率

变压器有功损耗

变压器无功损耗

2.4.2

电能损耗1）线路的电能损耗通常利用年最大负荷损耗小时来近似计算有功电能损耗当线路或变压器中以最大计算电流流过t小时后所产生的电能损耗，恰与全年流过实际变化的电流使所产生的电能损耗相等。与年最大负荷利用小时和负荷功率因数有关，利用三者关系曲线获得2）变压器的电能损耗

2.5

用户负荷计算

企业计算负荷是选择企业电源进线及其中一、二次设备的基本依据，也是计算企业的功率因数和企业用电容量的基本依据。 确定企业计算负荷的方法很多，可按具体情况选用。

2.5

用户负荷计算1）按逐级计算法确定（1）P30.1，应该是高压配电所母线上所有高压配电线计算负荷P30.2之和，再乘上一个综合系数（同时系数）。（2）高压配电线的计算负荷P30.2，应该是该线路所供车间变电所低压侧的计算负荷P30.3，加上变压器的功率损耗△PT高压配电线的功率损耗△PWL1。（3）依次类推。但对于一般的企业供配电系统来说，由于其高低压配电线路一般不长，所以在企业计算负荷时往往略去不计。

2.5

用户负荷计算

将企业用电设备的总容量Pe（不包括备用设备容量）乘上一个需要系数Kd,即得到企业的有功计算负荷。2）按需要系数法确定企业的计算负荷附录表A-1-2列出了部分工厂企业的需要系数、功率因数及年最大有功负荷利用小时值，供参考。

2.5

用户负荷计算企业全年的耗电量：3）按年产量估算企业的计算负荷

企业的有功计算负荷：将企业年产量A乘以单位产量损耗电量a，各类企业的单位产品耗电量a可由有关单位根据实测统计资料确定，亦可查有关设计手册。年最大负荷利用小时Tmax

2.6

尖峰电流的计算一、尖峰电流的有关概念

计算电流：半小时最大电流

尖峰电流（peakcurrent）是指持续时间1~2s的短时最大负荷电流。 主要用来选择熔断器和低压断路器，整定继电保护装置和检验电动机自起动条件等。

2.6

尖峰电流的计算

二、单台用电设备尖峰电流的计算

单台用电设备尖峰电流就是其起动电流。用电设备的起动电流用电设备的起动电流倍数（查样本或铭牌）

2.6

尖峰电流的计算三、多台用电设备尖峰电流的计算起动电流与额定电流之差最大的那台设备的起动电流n-1台设备的同时系数；按台数多少选择，一般0.7~1起动电流与额定电流之差最大的那台设备的起动电流与额定电流之差全部设备投入运行时线路的计算电流其他n-1台设备的额定电流之和

2.7

功率因数和无功功率补偿一、工厂的功率因数功率因数：在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦。

功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数的大小与电路的负荷性质有关：电阻负荷：功率因数为1；如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷；电感或电容性负荷：功率因数都小于1。

功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。

2.7

功率因数和无功功率补偿一、工厂的功率因数进行无功功率补偿的必要性对于供电单位：提高供电成本效益；对于用电单位：将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时：补偿前：1000×0.8=800KW

补偿后：1000×0.98=980KW①减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。②减少供电系统中的电压损失，改善电能的质量。③可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。④减少了用户的电费支出，元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。

2.7

功率因数和无功功率补偿一、工厂的功率因数瞬时功率因数可由相位表（功率因数表）直接测出；可由功率表、电压表、电流表的读数求出；可用来了解和分析工厂或设备在生产过程中某一时间的功率因数数值，借以了解无功功率变化情况，研究是否需要和如何进行无功补偿的问题。

2.7

功率因数和无功功率补偿一、工厂的功率因数平均功率因数（加权平均功率因数）我国供电企业每月向工厂收取电费，就规定电费要按月平均功率因数高低进行调整，高于规定值，可减收电费；低于规定值，加收电费，鼓励用户积极设法提高功率因数。某一段时间内消耗的无功电能，由无功电能表读取某一段时间（通常取一个月）内消耗的有功电能，由有功电能表读取

2.7

功率因数和无功功率补偿一、工厂的功率因数最大负荷时功率因数在《供电营业规则》中规定“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数应达到下列规定：100kVA及以上高压供电的用户功率因数为0.9以上，其他电力用户功率因数为0.85以上”。并规定，凡功率因数未达到上述规定的，应增添无功补偿装置，通常采用并联电容器进行补偿。在最大负荷即计算负荷时的功率因数

2.7

功率因数和无功功率补偿二、无功功率补偿功率因数提高与无功功率和视在功率的变化无功补偿率，可利用补偿前后的功率因数直接查出补偿容量：

2.7

功率因数和无功功率补偿二、无功功率补偿无功补偿装置——并联电容器并联电容器的单个容量并联电容器型号：介质、类别、额定电压、标称容量（kvar）、相数、场合等；并联电容器台数确定：

2.7

功率因数和无功功率补偿三、无功补偿后