电力负荷计算课后习题解析

习题与思考题

2-1什么叫负荷曲线？负荷曲线有哪些类型？与负荷曲线有关的物

理量有哪些？

答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变化的曲线，它反映了用户

用电的特点和规律。负

与负荷曲线有关的物理量有年最大负荷、年最大负荷荷曲线有日

负荷曲线和年负荷曲线。

利用小时、平均负荷和负荷系数。

2-2什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？

什么叫负荷系

数？

或P答：年最大负荷利用小时是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最

大负荷maxP持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负

荷全年实际消耗的电能。年最大负荷是全年30P又叫半

小时最大负荷，平均负。中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时

的平均功率30ttW内消耗的电能也就是电力负荷在该时

间内平均消耗的功率，荷是电力负荷在一定时间a

t的值。除以时间负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负

荷与其最大负荷的比值，

表征负荷曲线不平坦的程度。

2-3电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要

求？

答：电力负荷根据重要程度分为三个等级：一级负荷、二级负荷

和三级负荷。

(1)一级负荷对供电电源的要求：一级负荷属于重要负荷，

因此要求由两路独立电源供电，当其中一路电源发生故障时，另

一路电源不会同时受到损坏；

(2)二级负荷对供电电源的要求：二级负荷也属于重要负荷,

要求由两回路供电，供电变压器也应有两台，每个回路应能承受

住全部二级负荷；

(3)三级负荷对供电电源的要求：三级负荷为不重要的一般负

荷，因此对供电电源无特殊要求。

2-4什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负

荷？正确确定计算负荷

有何意义？

答：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，称

为计算负荷。

(3~4)为发热时间常数。截面由于导体通过电流达到稳定温升的时

间大约需要，及以上的导体，其16在

mm30min10min后可达到稳定温升值。，因此载流导体大约经2

30min最大负荷P(亦年最大负荷)是由此可见，计算负荷实际

上与从负荷曲线上查得的

P30max

基本相当的，所以计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷。

负荷计算的意义在于能为合理地选择供电系统中的导线、开关电

器、变压器等设备，

使电气设备和材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行

提供理论根据。另外，也是选择仪表量程、整定继电保护的重

要依据。并作为按发热条件选择导线、电缆和电气设备的依据。

2-5工厂用电设备按其工作制分哪几类？各类工作制的设备容量如

何确定？

答：工厂用电设备按其工作制分三类：连续运行工作制、短时运

行工作制和断续周期工

作制。

一般连续运行工作制和短时运行工作制的设备容量是所有设备

的铭牌额定容量之和；而

断续周期工作制的设备容量是将所有设备在不同负荷持续率下

的铭牌额定容量换算到一个

规定的负荷持续率下的容量之和。

2-6需要系数的物理含义是什么？

两者之间存在一个比值关系，因答：所有的用电设备的计算负

荷并不等于其设备容量，

此需要引进需要系数的概念，需要系数为用电设备组的30min

最大负荷与其设备容量的比

值。

2-7需要系数法和二项式法各有何特点？各适用于什么场合？

答：用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果较符

合实际，而且长期

使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国均普遍采用的基

本方法，适合于多组三相用

电设备的计算负荷。二项式法的特点是既考虑了用电设备的平

均负荷，又考虑了几台最大用

电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的

结果大得多，适用于容量差别

悬殊的用电设备的负荷计算。

2-8在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时，可否

将各组的视在计算负荷？应如何正确计算？和计算电流分别直

接相加？为什么

答：不可以。应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。

因此在确定多组用电在加上各组用电设备的只能在各组用电设备中

取一组最大的附加负荷，设备的计算负荷时，

平均负荷，即：

P(bP)(cP)30maxixeQ(bPtan)(cP)

tansomaxixemaxSzQ2P303O3oS130

303UN

(cP)cPmaxxxei

(bP)为各用电设备组平均为各用电设备组附加负荷式中，中的

最大值；

bPtan(cP)tan相对应的功率因数角正切值；

的总和；为与负荷为各用电设备maxemaxx

组相应的功率因数角正切值。

2-9在接有单项用电设备的三相线路中，什么情况下可将单向设

备与三相设备按三相负

荷的计算方法确定负荷？而在什么情况下应进行单相负荷计算？

答：单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。在进行负

荷计算时，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%,则不论单

相设备如何分配，单相设备

15%时，可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备

总容量超过三相设备容量的

则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。

2-10如何分配单相（220V、380V）用电设备可使计算负荷最小？

如何将单相负荷简便

地换算成三相负荷？

答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备;

1）单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%,单相设备

可与三相设备换算：（

2）单相设备总容量超过三相设备容量的15%时，应换算为

等综合按三相负荷平衡计算。（

效三相设备容量，在算出三相等效计算负荷。

2-11在负荷统计中需要考虑的功率损耗有哪些？如何计算？

答：在负荷统计中需要考虑的功率损耗有有功功率损耗和无功功

率损耗，有功损耗

PPSPP230）（

PNTOTTOTNT2sNT无功损耗

S3022%%U）（

QQI（）SQkOTNTOTNTTS100100NT

PQ——分别为变压器空载时的有功及无功损耗，，kW,kvar；

式中，OTOT

QP——分别为变压器额定负载时的有功及无功损耗，，kW、

kVar；NTNT

*Z0+

S——变压器的额定容量，kVA；NT

S——计算负荷的视在容量，kVA；30

——变压器的负荷率；

I%U%PP,,,均可在产品目录中查到。OTOTkNT

2-12什么叫尖峰电流？如何计算单台和多台设备的尖峰电

流？

I是指单台或多台用电设备持续答：尖峰电流1~2s的短时最

大负荷电流。pk

单台设备的尖峰电流的计算：

尖峰电流就是用电设备的起动电流，即

IIKIstpkNst

I——用电设备的起动电流；式中，St

I——用电设备的额定电流；N

K5~7鼠笼电机一般为，绕线型电机一（可查样本或铭牌，

——用电设备的起动电流倍数st般为2〜3,直流电机一般为1.7,

电焊变压器一般为3或稍大）o

多台设备的尖峰电流的计算：

计算多台用电设备供电干线的尖峰电流时，只考虑其中一台用

电设备启动，该设备启动电流的增加值最大，而其余用电设备

达到最大负荷电流。因此，计算公式为

II

(II)(2-53)maxst

pk30N

I——全部设备投入运行时线路的计算电流，式中，30

(II)——用电设备组启动电流与额定电流之差中的最大电流。

maxNst

2-13企业总降压变电站及车间变电所中变压器台数及容量应

如何确定？

答：(1)变压器台数的确定

一般一个车间尽量选择一台变压器；如果一、二级负荷所占比例

较大，应选用两台变

压器，若能从邻近用户取得备用电源时，也可选用一台变压器。

企业总降压变电所主变压器

台数应根据企业的负荷类型来确定。对于中、大型企业或具有

一、二级负荷的企业，一般选

只有在分期建设，用两台变压器，以保证对一、二级类负荷供

电的可靠性。经济比较具有优

越性时，或两台大容量变压器需增加限制短路电流的设备，以及

6KV30A电网接地电流大于

时，才考虑选用三台变压器。

(2)变压器容量的确定

对车间变压器可根据车间的计算负荷来确定。不论选用一台还是

两台，其额定容量均按

SS；等于或大于计算容量计算，即30NT

对总降压变压所中的主变压器，其额定容量按等于或略大于补偿

当选择一台变压器时，

SS后的总计算容量来选择，即；NT30

当选择两台变压器时，若同时工作，每台变压器的额定容量应按

一台故障后另一台能负

SkS担全部一、二级负荷来确定，即；NT30sbk为事故时

负荷保证系数，根据企业一、二级负荷所占比例决定。式中，sb

2-14380V线路供电给下列设备：长期工作的设备有7.5kW的电

动机2台，某车间有一

42kVA电焊机1台（额定4kW的电动3台，3kW的电动12台；

反复短时工作制的设备有

机机cos,60%,0.70暂载率0.80）；10t40%的

条件下，其额定台（在暂载率为1吊车距39.6kW,cos

功率为0.55）o试确定他们的设备容量。N

解：对于长期工作制的设备，其设备容量就是他们的额定功率,

所以长期工作的设备容

量为：

P7.52kW43kW312kW63kWei

对于反复短时工作制的设备，其设备容量为:

P420.70.6kW22.8kW电焊机：e2

2P50.1kW39.60.4kW吊车：e3

所以，他们的总的设备容量为：

PPPP6322.850.1kW135.9kWe3e2e1e

5台共50kW,某车间采用一台低压负荷有生产用通风机的变

压器供电，2-1510/0.4kV

))3台共12kW,有连锁的连续运输机械8台共48kW,5.1kW

的行车(点焊机(15%65%

2台。试确定该车间变电所低压侧的计算负荷。

K0.8,cos0.8,tan0.75解：查表

得出通风机11d1.

PKPo.850kW4OkWeidi3oi

Qptan400.75kvar30kvar3o.i30.11K0.6,tan

0.35,cos1.33点焊机d222Ppi20.65kW9.67kW

N2e22PKPO.359.67kW3.38kWe230.2d2

Ptan3.381.33kvarQ4.5kvar30,230.220.75,tan

0.880.7,cosK有连锁的连续运输机械3d3

3PKP0.748kW33.6kW30.3d3e3

QPtan33.60.88kvar29.57kW30.330.32行车K

0.15,cos1.730.5,tand44

4PP3.95kW10.20.15kWe4N4PKP

40.59kW0.153.95kWd4

e430.4QPtanO.591.73kvar1.03kvar30.430.44,K

KOS同时系数取pq车间计算负荷为：

PPK0.9403.3833.60.59kW69.81kW3o.i3o

pQQ58.59kW0.9304.529.57K1.03kW303O.i

pS22PQ91.14kVA3o3O3oSl91.14A131.55A3030

3U30.4N

2-16某车间设有小批量生产冷加工机床电动机50台，总容量

180kW,其中较大容量电

动机有10kW1台，7.5kW2台，4kW3台，3kW10

台，试分别用需用系数法和二项式

、S和IoQ、P法确定其计算负荷30303030可得：2-1解：

需要系数法：查表

K0.2,cos0.5,tan1.73冷加工机床：d

KP0.2180kWP36kWed30tanP62.28k

varQ361.73kvar3030.

22QS71.94kVAP3O3O3OS71.943OIA109.3A3O3U

0.383N

2-6二项式法：查表可得:

bO.14,c0.4,x5,cosO.5,tan1.73冷加工机床:

bP25.2kW180kW0.14e

cP13.2kW242kW0.4107.5x

计算负荷为：

cPbP38.4kWPxeao

66.43kvarQPtan38.41.73kvar3。3。

S22QP76.7kVA3o3030Is76.730116.5A

30A

3U0.383N

所示负荷。试确定该线路的计算负荷2-9220V/380V三相线路

上接有表2-17某、、

QP3030oIS和3030负荷表2-172-9习

题表

电热箱220V单头手动弧焊机380V设备名称

接入相序CCAABABCB

设备台数112321

单台设备容量4.520kW10.5kW6kW36

)))(50%100%65%((

)电热箱的各相计算负荷解：(1

K01,tan0.7,cos得，，因此各相的有功计算负荷为：2-1

查表d

PKPW4.26kW0.7k相AeAd

30.A(1)

PPK4,2kW32kW0.7相B30.B(1)d

eB

PKP3.15kW4.5kW0.7相cd

3O.C(1)eC

单头手动弧焊机的各相计算负荷(2).

K0.35,tan2.680.35,cos得，查表2-1；d

COS0.35查表2-7得时

PPP1.27CACBCBABA

PPP0.27CAABCCABB

1.05qqqcACBcBABA

1.63qqqcAAABBBCC

100%

的设备容量，即将各相换算成

PP0.6520kW16.12kWNINIABPPl8kW3kW16mBC

N2

PP0.510.52kW14.85kWN3N3CA各相的设备容量

为：

PpPpP[1.2X716.1+2-0.27X14.85]k=

1W6.46kW相ACAABABACAAeA

QqPqP(1.05X16.12+1.63x14.85)kvar=

41.13kVarCACAAABAeAAB

PPppP=[1.27X18+(-0.2X71)6.12]k=

1W8.51kWBCBCBeB相BABABB

(1.05X18+1.63X16.12)kvar=

45.16kvarQqPqPABeBBCBCBABB

pP=[1.2X714.8+5(-0.2X71)8]kW=14k

WPPp相CBCBCCCAeCCAc

qP=(1.0X154.8+51.6X318)kv=a4r4.93

kvaPQqBCBCCCACACGC

各相的计算负荷为：

PKPO.3X516.4=65.76kW相AeA30A(2)d

QKQ0.35X41.13=14.4kvareAd30A(2)

PKPO.3X518.5=16.48kW相B30B(2)eBd

QKQ0.35X45.16=15.81kvardeB3OB(2)PKP=

0.35X14=4.9kV\^C30c(2)eCd

QKQO.35X44.93=15.73kvard

30C(2)eC

，=♦

0.95）：各相总的计算负荷（设同时系数为

P(PP)0.95(4.25.76=)9.46kWK相A30A(2)30A(1)30

A

=13.68kvar(0+14.4)Q(QQ)0.95K30A(2)30A(1)30A

8=10.15kW.95(4.+26.4)(P0PP)KB相30B(2)30

B⑴30B

=15.02kvar(0+15.81))(Q0.95QQK30B30B(1)30B(2)

0.95(3.1+54.)9=7.65kW)(PKPP相C30C(1)

30C(2)30C

Q(QQ)(0+15.73)=14.94kvarO.95K30C(1)30c30c⑵

总的等效三相计算负荷：因为B相的有功计算负荷最大，所

以

PP10.15kW30mB30mQQi5.02kV30m30mB

3X10.1=530.45kWP3P3om3o

Q3Q3X15.02=45.06kvar3030m

22KVA45.0630.4554.38KVAS3oSl54.383o82.62A3o

A

3U0.383N

50m40m试用估算法估算该车间的平均负荷。,2-18某锅炉

房的面积为

解：查表2-8可得锅炉房负荷密度指标

kWo.2

ITI22S50m40m2000m

PS0.22000kW400kWav

400kW所以用估算法估算该车间的平均负荷为

2-19某工厂35/1OkVB、C、D车间变电所及5台冷却水总

降压变电所，分别供电给A、

泵用的高压电动机。A、B、C、D车间变电所的计算负荷分

别为:

P900kW,Q750kvar；P880kW,Q720kvar；30(B)30(