第三章电力负荷1

第三章负荷计算第一节电力负荷和负荷曲线的有关概念

第二节三相用电设备组计算负荷的确定

第三节单相用电设备组计算负荷的确定

第四节计算负荷的估算

第五节尖峰电流及其计算第一节电力负荷和负荷曲线的有关概念

一、电力负荷的有关概念

电力负荷，如第一章所述，既可指用电设备或用电单位(用户)，也可指用电设备或用户所耗用的电功率或电流，视具体情况而定。（一）用电设备按工作制分类

(１)长期连续工作制设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、电动发电机组、电炉和照明灯等。

(２)短时工作制设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长，例如机床上的某些辅助电动机(如进给电动机、升降电动机等)。

(３)断续周期工作制设备周期性地工作—停歇—工作，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，例如电焊机和起重机械。（二）用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数

（１）.用电设备的额定容量

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。

２.负荷持续率定义：不同工作制设备在进行负荷统计时要进行（等效）换算，换算公式为：①起重机(吊车电动机)组要求统一换算到暂在率为25%时的额定功率（kW），即

②电焊机组要求统一换算到暂在率为100％时的额定功率(kw)，即：3.用电设备的负荷系数负荷系数：指设备在最大负荷时输出或耗用的功率P与设备的额定容量的比值，表征了设备容量的利用程度，即二、负荷曲线的有关概念

(一)负荷曲线的绘制与类型

负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的图形，反映了用户用电特点和规律。1.日负荷曲线负荷在一昼夜（0-24h）的变化情况。如同如图3.1所示。图3.1日有功负荷曲线绘制方法：绘制在直角坐标，纵坐标表示负荷功率，横坐标表示负荷变动所对应的时间。2.年负荷曲线年负荷持续曲线年每日最大负荷曲线年负荷持续时间曲线：绘制方法：按照典型冬、夏日负荷曲线并按负荷大小依次排列绘制而成。冬夏天数依当地地理位置和气象情况定（南方夏200天，冬165天），如图3-2所示。图3.2年负荷持续时间曲线在年负荷曲线上所占的时间为，在年负荷曲线上所占的时间

年每日最大负荷曲线：按全年每日最大负荷绘制。如图3.3反应了用户一年内不同月份的负荷值，据此可决定不同时期投入运行的变压器台数。图３-３年每日最大负荷曲线(二)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（1）年最大负荷

（2）年最大负荷利用小时：它是一个假想时间。按下式计算：图３-４年最大负荷和年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时：是反映电力负荷特征的一个重要参数，它与工厂的生产班制有较大的关系。对一班制工厂，取1800~2500h；两班制工厂，取3500~4800h；三班制工厂，取5000~7000h。各类工厂的参考值可查有关设计手册。２.平均负荷和负荷曲线填充系数平均负荷：电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。如图3-5所示年平均负荷：电力负荷全年内消耗的功率的平均值负荷曲线填充系数：表征了负荷曲线不平坦的程度图３-５年平均负荷第二节三相用电设备组计算负荷的确定一、概述

计算负荷:指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元件的负荷值。导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和导体中通过实际变动负荷时其产生的最高温升相等。该等效负荷被称为计算负荷。通常取30分钟最大平均负荷作为该用户的计算负荷。几点说明：（1）是一个“假想负荷”。（2）为什么去30分钟？（3）最大负荷：全年中最大工作班内半小时平均功率的最大值。

最大工作班是指一年内最大工作月份内至少出现2~3次的最大负荷工作班。二、需要系数法的基本公式及其应用

用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷。考虑因素(1)用电设备效率。（2）设备不一定满负荷运行的负荷系数。（3）设备本身和线路损耗。（4）所有设备不同时运行的同期系数。公式中为需要系数，附录表10和11给出了工业和民用建筑各种用电设备组的需要系数。无功计算负荷，视在计算负荷和计算电流分别为：计算公式：例3-1见教材P65.三、设备容量的确定设备容量Pe不包括备用设备的容量，而且要注意Pe的计算与设备组的工作制有关。1.长期连续工作制和短时工作制的三相设备容量这两类三相设备的设备容量Pe，就取所有设备（备用设备不计）的额定容量之和。2.断续周期工作制的三相设备容量3.三相用电设备的等效三相设备容量例３-２某装配车间380Ｖ线路，供电给３台起重机电动机，其中1台7.5ｋＷ(ε＝60%)，2台3ｋＷ(ε＝15％)。试求该线路的计算负荷。

解按规定，起重机电动机容量要统一换算到ε＝25％，因此题示３台起重机电动机总容量为：解根据设备容量计算要求，吊车电动机容量要统一换算到ε=25%，故换算后的容量为查附录表3得，取，cos=0.5,tan=1.73,因此可

四、多组用电设备计算负荷的确定在确定拥有多组用电设备组的干线上或车间变电所低压母线上计算负荷时，应考虑各组最大负荷不同时出现的因素，计入—个有功同时系数，和无功同时系数。具体计算如下：对车间干线K∑P

=0.85~0.95，K∑q=0.90~0.97对于低压母线（1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取

K∑P=0.80~0.90；K∑q=0.85~0.95

（2）由车间干线计算负荷直接相加来计算时取

K∑P=0.90~0.95；K∑q=0.93~0.97总的有功计算负荷为：总的无功计算负荷为：总视在计算负荷为总的计算电流为：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，其计算负荷均按附录表10的计算系数来计算。例3-2教材P66第三节单相用电设备组计算负荷确定一、概述单相设备接在三相线路中，要均衡分配。单相设备总容量不超过三相设备总容量15%时，无论如何分配，按三相负荷平衡计算；单相设备总容量超过三相设备总容量15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，在与三相设备容量相加。三相分配不平衡时，以最大负荷相的有功负荷的3倍作为等效三相有功负荷。二、单相用电设备组等效三相负荷计算（一）单相设备接于相电压时的负荷计算

Pe=3Pe.mφ（二）单相设备接于线电压时的负荷计算单相设备接于线电压时在线电压U上产生的电流该电流与其等效三相设备容量Pe产生的电流（三）单相设备分别接于线电压和相电压时先将接于线电压的负荷换算为接于相电压的负荷，换算公式如下：A相相等，所以B相C相第四节计算负荷的估算

一、供配电系统的功率损耗计算如果计算整个用户或企业、车间的计算负荷，用“逐级计算法”计算线路和变压器的损耗。步骤：WL2首端计算负荷：

P30.4=P30.5+△PWL2WL1首端计算负荷：

P30.2=P30.3+△PT

+△PWL1（一）线路有功损耗计算

1.线路的有功功率损耗计算查附表14表3.3相间负荷换算为相负荷的换算系数换算后，将各个相负荷相加，选出最大相负荷，并取为3倍即为三相设备容量（）。运用需要系数法即可求得等效三相负荷计算。例3-3

见教材P69（略）第四节计算负荷的估算一、概述

工业与民用建筑的计算负荷是用来按发热条件选择建筑电源进线及有关电气设备的基本依据，也是用来计算工业与民用建筑功率因数和确定无功功率补偿容量的基本依据。

估算建筑计算负荷的方法：有逐级计算法、单位面积功率法和单位指标法。二、单位面积功率法（又称负荷密度法）

将建筑物的建筑面积A乘以建筑物的负荷密度Ks，即得到建筑物的计算负荷。三、单位指标法

四、功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（一）功率因数功率因数有以下几种：1．瞬时功率因数瞬时功率因数可由装设在总配变电所控制室或值班室的功率因数表直接读出。它只用来了解和分析供电系统运行中无功功率变化的情况，以便考虑采取适当的补偿措施。2．平均功率因数平均功率因数是指某一规定时间内（例如一个月内）功率因数的平均值

我国电业部门每月向用户收取电费时，就规定要按月平均功率因数的高低来调整电费。一般是cosav＞0.85时，适当少收电费；cosav＜0.85时，适当多收电费。此措施用以鼓励用户设法提高功率因数，从而提高电力系统运行的经济性。(二)无功功率补偿

《供电营业规则》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，100kV·A以上的高压供电用户，不得低于0.9，其他用户不得低于0.85。不满足时应进行人工补偿。图3-11示出功率因数的提高与无功功率和视在变化关系，(略)3．最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数。我国有关规程规定：高压供电的用电单位，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，低压供电的用电单位，最大负荷时的功率因数不得低于0.85。如果达不到上述要求时，则必须进行无功补偿。补偿后计算负荷例题3-4（略）见P72-P73或式中，称为“无功补偿率”，或“比补偿容量”。可由附录表8查得；

由此可求得补偿电容数量（数量选3的倍数）无功补偿容量计算第五节尖峰电流及其计算一、尖峰电流的有关概念

尖峰电流是指持续时间1～2ｓ