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1、3 负荷计算与负荷分级3.1 负荷计算 3.1.1 概述311.1 依据国内至今无负荷计算的规范标准！设计手册依据前苏联的确定工业企业电气负荷暂行导则。311.2 基本概念-1 目的求得设计所需的各项负荷数据计算负荷，用以选择和校验 网络及其元件。-2 实际负荷接在电网上随机变动的负荷。-3 计算负荷假想的持续性负荷，它在一定的时间间隔中产生的特定效 应与变动的实际负荷相等。-4 按用途分类按不同的用途，取不同的负荷效应和时间间隔，得出各 类不同的计算负荷。例如：按发热条件选择网络元件用的计算负荷，其最大热效应（温升和/或 绝缘热老化）应与实际负荷相同；所取的时间间隔应为元件达到稳定温升所 需
2、的时间，即其发热时间常数的3至4倍。3.1.2 负荷计算的内容-1 需要负荷或最大负荷a. 用于: 按发热条件选择电器和导体；计算电压偏差及电网损耗。b. 通常取“半小时最大负荷”（10min, 330min)。适用于选择中小截面导线；对干线尤其是变压器，则不合理。-2 平均负荷年平均负荷用于计算电能年消耗量；最大负荷班平均负荷用于计算最大负荷（见利用系数法）。-3 尖峰电流a. 用于计算电压波动变动； 选择和整定保护器件；校验电动机起动条 件。b. 通常取持续1s左右的最大负荷电流，即起动电流的周期分量。在校验 瞬动元件时，还应考虑其非周期分量。注：1.“计算负荷”的广义是上述各项的统称，狭
3、义是指需要负荷/最大负荷。2.负荷计算的内容还包括：电能消耗量计算、网络损耗（功率损耗和 电能损耗）计算，以至无功补偿计算。3.计算电压损失用的负荷，视情况而定。计算长期电压水平时，用需 要负荷或最大负荷，计算短时电压变动时，用尖峰电流。3.1.3 负荷计算方法要求：可信的理论基础；可靠的实用数据；可接受的计算误差；计算简便。313.1 需要系数法-1 简介a. 基础：负荷曲线。b. 特点：逐级打系数。c.步骤：设备功率乘需要系 数，再逐级乘同时系数。-2 评价计算过程较简便。计算精度一般；用电设备台数少时，误差较大。-3 适用范围适用于设备功率已知的各类项目，尤其是照明、高压系统和初步设计的
4、 负荷计算。负荷计算的方法（续）313.2 利用系数法-1 简介a. 基础：概率论与数理统计。b.特点：先求平均负荷，再求最大负荷；不逐级打系数。c.步骤：设备功率乘利用系数得平均负荷；求平均利用系数和用电 设备有效台数；平均功率乘最大系数得结果。-2评价计算精度高，与设备台数关系不大。计算过程较繁，特别是有效台数 之演算，但可改进。-3 适用范围适用于设备功率已知的各类项目，尤其是工业企业电力负荷计算。负荷计算方法（续）313.3 单位指标法 （包括：单位面积功率、综合单位指标、单位产品耗电量）-1 简介a.基础：实用数据的归纳。 b.特点和步骤：用相应的指标直接求出结果。-2 评价计算过程
5、简便。计算精度低。-3 适用范围适用于设备功率不明确的各类项目，如民用建筑中的分布负荷；尤其 适用于设计前期的负荷框算和对计算结果的校核。3.1.4 设备功率的计取314.1 单台设备a. 电力：应把额定值换算为负载持续率100 的有功功率，只有一 个例外：需要系数法中的周期工作制电动机取25 。b. 照明：气体放电灯应计入镇流器的功率损耗。314.2 用电设备组不含备用设备。314.3 变电所或建筑物不同时出现者不叠加，如：季节性负荷取较大者； 消防负荷一般不计入，但平时运行者仍应计入（如消防电梯、正常点 燃的应急照明等）。3.1.5 需要系数法的常见问题-1 相关专业的负荷数据-我们要核对
6、：相数、电压、计量单位、功率因数、负载持续率。-2 设备功率未换算 -按3.1.4牢记三句半话。-3 需要系数偏大-深入分析负荷特性，了解相关专业知识，做到心中有数。-4 设备台数少时不敢取系数-按其理念，与其他负荷相加时也应该先取需要系数。-5 4台及以下设备均应按实际负荷率打系数。当负荷率不知时，3台及以下设备取1，4台连续工作制设备取0.9 ， 4台短时或周期工作制设备取0.75。这种方法仅用于求一组设备的计算负荷。两组及以上负荷相加时， 仍应按原定方法计算。-6 漏打同时系数-要逐级打。3.1.6 利用系数法的难点突破-1 改进有效台数算法 设备台数很多时，适当分档，以平均设备功率代替
7、多台实际功率，大大减 少数据量，即可直接按精确式nyx= (Pe)2 / Pe2计算。* 略去最小一档设备（ Pmin 5%Pe ）；* 最大一档数台设备，直接进入计算；* 其余设备按功率大小分档（m=Pmax/Pmin3 ），以每档设备功率平 均值和实际台数进入计算。-2 最大系数 Km 分为三档 0.5 h 最大负荷（=10min）用于较小截面导线/电缆（35mm2 ）; 1h 最大负荷（=20min）用于中等截面导线/电缆（50150/120mm2 ） 2h 最大负荷（=40min）用于大截面导线/电缆（185/150mm2 ）和变压 器。-3 澄清：有效台数小于4时，按实际负荷率打系数
8、；当负荷率不知时，3 台及以下连续工作制设备取1，3台及以下短时或周期工作制设备取1.15 ，4台连续工作制设备取0.9，4台短时或周期工作制设备取1。与其他组负荷相加时，仍应按原定方法计算。-4 照明负荷仍用需要系数法计算，与电力负荷的计算结果相加。3.1.7 单位指标法的运用要点-1 难点有的指标含义不明（如住宅的“kW/户”是什么指标？）。多数指标变化范围很大。（如住宅负荷密度 2060W/m2 ，上下限相 差3倍！）-2 对策a. 指标数据要不断积累、深化、细化。（如旅馆的 4070W/m2 是压 缩式制冷者，吸收式制冷为2540W/m2 ,其他公建可类推。又如高层建 筑的地库、裙房、
9、主体，可分列指标。）b. 分析各种因素的影响，如地理位置、气候条件、地区发展水平、居 民生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、用电负荷特点、节能措施 力度等。c.多种指标互相印证。3.1.8 单相负荷计算318.1 计算原则-1 判断条件： 按设备功率，单相负荷Pe三相负荷1 5%Pe 。-2 换算数据： 取计算功率（需要功率或平均功率）；功率因数相近时 可用设备功率。 318.2 简化换算法（首选）-1 只有线间负荷： Pd 3 P 最高+（3 3 ）P次高-2 只有相负荷： Pd 3 P最高 318.3 精确换算法既有线间负荷又有相负荷时，应采用精确计算法。详见式3-1-2530及表3-1
10、-13（其中第三列-1.07应为-0.17！）。 例题及格式见配电手册表1-15。（注意：P14计算Pe时，P次高也应 取97！可见采用利用系数法容易出错。钢铁手册p134 采用需要系 数法，比较简易，但 1 5%判断条件应按设备功率！）【澄清】 数量多而单个功率小的用电器具，易于均衡地分配到三相上 ，可视同三相负荷。 通常，照明与电力分开配线；电力配线上只有线间负荷，适用简化法。二者 在变电所相加时，照明视同三相负荷，则单相负荷一般不超过三相负荷 的15%，可不换算。（仅焊接车间需换算。）3.1.9 电能消耗量计算319.1 年平均负荷法 （误差大，不推荐）Wy=PcTn 319.2 年最大
11、负荷利用小时法 （推荐）Wy=PcTmax （Tmax数据见表3-1-12。） 【要点】电能消耗量是负荷曲线下面的面积，等于平均负荷乘实际工作 时间，或计算负荷乘最大负荷利用小时数。两组数据不能交叉！ 319.3 单位产品耗电量法Wy=w m3.1.10 电网损耗计算（见P132139） 3110.1 功率损耗计算-1 线路（略） -2 变压器（略）-3 电容器 P=Qctg -4 电电抗器 P=3Pk( Ic/Ir )2 3110.2 电能损耗计算（略）最大负荷年损耗小时数详见表3-1-16、表3-1-17。3.2 负荷分级及供电要求 3.2.1 现行负荷分级原则关键词：供电可靠性；中断供电
12、后果。 321.1 一级负荷-1 人身伤亡。 -2 重大损失。 -3 重大意义单位；大量人员集中。特别重要负荷：灾难性后果。（IEC称安全电源，NEC称应急电源。 ） 321.2 二级负荷-1 较大损失。 -2 重要单位；较多人员集中 。 321.3 三级负荷不属于一级和二级的负荷。 3.2.2 负荷分级示例见表3-2-1和新版民规（消防负荷见强制性条款）3.2.3 各级负荷的供电要求323.1 一级负荷不能同时损坏的两个电源；必要时设自备电源。 323.2 特别重要负荷两个电源，再加应急电源。应急电源：独立的发电机组，独立的专用线路，蓄电池，干电池。 323.3 二级负荷两回线路；条件困难时，可由一回6kV及以上专用架空线或电缆（两 根组成）供电。 323.4 三级负荷无特殊要求。 3.2.4 负荷分级的历史意义和存在问题 -1 意义：协调关系；控制投资。-2 问题：不适应市场经济；与国际标准不接轨；缺乏可操作性。-3 前瞻： 规范正在修订。
