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1、EXIT第二章第二章 电力负荷及其计算电力负荷及其计算2.1电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线2.2负荷统计、计算的方法负荷统计、计算的方法2.3企业负荷的确定与变压器的选择企业负荷的确定与变压器的选择2.4功率补偿技术功率补偿技术电力负荷计算方法EXIT2.1 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线2.1.1 2.1.1 负荷的基本概念负荷的基本概念2.1.2 2.1.2 用电设备的额定容量用电设备的额定容量 2.1.3 2.1.3 负荷曲线的绘制和用途负荷曲线的绘制和用途电力负荷计算方法EXIT2.1.1 负荷的基本概念负荷的基本概念学习内容：学习内容：1.1.什么是负荷？什么是负
2、荷？什么是负荷？什么是负荷？2.为什么负荷计算？为什么负荷计算？3.电力负荷的类型电力负荷的类型4.负荷等级及供电要求负荷等级及供电要求电力负荷计算方法EXIT“电力负荷电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电单位，也可以指用它可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。电设备或用电单位的功率或电流的大小。1.什么是负荷？什么是负荷？电力负荷计算方法EXITn供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等）供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等）n继电保护整定继电保护整定n选择仪表量程选择仪表量程n安排供电方案及系
3、统运行方式安排供电方案及系统运行方式2.为什么要进行负荷计算？为什么要进行负荷计算？电力负荷计算方法EXIT按用途可分为：照明负荷和动力负荷按用途可分为：照明负荷和动力负荷按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷（民用电）（民用电）电力负荷（设备）按工作制的分类电力负荷（设备）按工作制的分类n长期连续工作制长期连续工作制n短时工作制短时工作制n 这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。n断续周期工作制断续周期工作制3.电力负荷的类型电力负荷的类型动力设备就是那些为其他设备提供动力的设备动力设备就是那
4、些为其他设备提供动力的设备电力负荷计算方法EXIT工厂的电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及工厂的电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级中断供电造成的损失或影响的程度分为三级 。1）一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者；或政治、经济上将造成重大损失者。在一级负荷中，特别重要的负在一级负荷中，特别重要的负荷是指在中断供电时荷是指在中断供电时 将发生中毒、爆炸和火灾等将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷。电的负荷。 4. 负荷等级及供电要求负荷等级及供电要求电力负荷计算方法EXIT2
5、2）二级负荷）二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经济二级负荷为中断供电将在政治、经济 上造成较大损失者，上造成较大损失者， 3 3）三级负荷）三级负荷 三级负荷为一般的电力负荷三级负荷为一般的电力负荷. .负荷供电要求负荷供电要求 1 1）一级负荷对供电电源的要求）一级负荷对供电电源的要求 要求应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一要求应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。个电源应不致同时受到损坏。 对一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两对一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两个电源外，还要求增设应急电源。个电源外，还要求增设应急电源。电力负荷计
6、算方法EXIT常用的应急电源有：常用的应急电源有：独立于正常电源的发电机组，干电池，蓄电独立于正常电源的发电机组，干电池，蓄电池，供电系统中有效地独立于正常电源的专池，供电系统中有效地独立于正常电源的专门供电线路。门供电线路。2）二级负荷对供电电源的要求）二级负荷对供电电源的要求要求做到当发生电力变压要求做到当发生电力变压器故障时不致中断器故障时不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。通常要求供电，或中断后能迅速恢复供电。通常要求两回路供电，供电变压器也应有两台。两回路供电，供电变压器也应有两台。3）三级负荷对供电电源的要求）三级负荷对供电电源的要求对供电电源无特殊要求对供电电源无特殊要求电力负
7、荷计算方法EXIT学习内容：学习内容：1.1.设备容量的定义设备容量的定义 2.为什么要换算设备容量？为什么要换算设备容量？3.设备容量换算方法设备容量换算方法2.1.2 2.1.2 用电设备的额定容量用电设备的额定容量电力负荷计算方法EXIT 设备的设备的銘銘牌额定功率牌额定功率P PN N经过换算至统经过换算至统一规定的工作制下的一规定的工作制下的“额定功率额定功率”称为设备容称为设备容量，用量，用PePe来表示。来表示。l 注意：注意：设备容量与设备额定功率的概念及不设备容量与设备额定功率的概念及不同点同点1 1 设备容量的定义设备容量的定义 电力负荷计算方法EXIT目的：目的：l负荷统
8、计计算；负荷统计计算；困难：困难：l设备种类不同；设备种类不同；l设备工作制不同；设备工作制不同；2为什么要换算设备容量？为什么要换算设备容量？电力负荷计算方法EXIT生产加工机械的拖动设备；生产加工机械的拖动设备；电焊、电镀设备；电焊、电镀设备；电热设备；电热设备；照明设备。照明设备。 3工厂常用用电设备类型工厂常用用电设备类型电力负荷计算方法EXITp生产机械的拖动设备生产机械的拖动设备 机床设备机床设备起重运输设备起重运输设备功能功能金属切削金属切削金属压力加工金属压力加工功能功能起吊搬运物料起吊搬运物料运输客货运输客货车床车床铣床铣床刨床刨床钻床钻床磨床磨床组合机床组合机床镗床镗床冲床
9、冲床锯床锯床剪床剪床砂轮机砂轮机吊车吊车行车行车输送机输送机电梯电梯自动扶梯自动扶梯生产机械的生产机械的拖动设备拖动设备电力负荷计算方法EXITp电焊和电镀设备电焊和电镀设备 电电焊焊设设备备n电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：电焊机的工作特点是：（1 1）工工工工作作作作方方方方式式式式呈呈呈呈一一一一定定定定的的的的周周周周期期期期性性性性，工工工工作作作作时间和停歇时间相互交替。时间和停歇时间相互交替。时间和停歇时间相互交替。时间和停歇时间相互交替。（2 2）功率较大。）功率较大。）功率较大。）功率较大。（3 3）功率因数很低。）功率因数很低。）功率因数很低。）
10、功率因数很低。（4 4）一一一一般般般般电电电电焊焊焊焊机机机机的的的的配配配配置置置置不不不不稳稳稳稳定定定定，经经经经常常常常移动。移动。移动。移动。电力负荷计算方法EXITn电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：电镀设备的工作特点是：（1 1）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。）工作方式是长期连续工作的。（2 2）供供供供电电电电采采采采用用用用直直直直流流流流电电电电源源源源，需需需需要要要要晶晶晶晶闸闸闸闸管整流设备。管整流设备。管整流设备。管整流设备。（3 3）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较
11、低。）容量较大，功率因数较低。）容量较大，功率因数较低。 n电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，n提高零件的耐磨性或导电性等，提高零件的耐磨性或导电性等，提高零件的耐磨性或导电性等，提高零件的耐磨性或导电性等，n如镀铜、镀铬。如镀铜、镀铬。如镀铜、镀铬。如镀铜、镀铬。 电电镀镀设设备备电力负荷计算方法EXITp 电热设备电热设备 n n电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：电热设备的工作特点是：（1 1）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。）工作方式为长
12、期连续工作方式。）工作方式为长期连续工作方式。（2 2）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。）电力装置一般属二级或三级负荷。（3 3）功功功功率率率率因因因因数数数数都都都都较较较较高高高高，小小小小型型型型的的的的电电电电热热热热设设设设备备备备可达到可达到可达到可达到1 1。电阻加热炉电阻加热炉电弧炉电弧炉感应炉感应炉其它电热设备其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理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红外
13、线加热、微波加热和等离子加热等电力负荷计算方法EXITp照明设备照明设备 n常用照明设备常用照明设备常用照明设备常用照明设备白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。 n照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：照明设备的工作特点：（1 1）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长期连续工作方式。）工作方式属长
14、期连续工作方式。（2 2）除除除除白白白白炽炽炽炽灯灯灯灯、卤卤卤卤钨钨钨钨灯灯灯灯的的的的功功功功率率率率因因因因数数数数为为为为1 1外外外外，其其其其它它它它类类类类型型型型的灯具功率因数均较低。的灯具功率因数均较低。的灯具功率因数均较低。的灯具功率因数均较低。（3 3）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量较小。电力负荷计算方法EXIT4 4 工厂用电设备的工作制工厂用电设备的工作制 长期连续工作制设备长期连续工作制设备短时工作制设备短时工作制设备反复短时工作制设
15、备反复短时工作制设备能能能能长长长长期期期期连连连连续续续续运运运运行行行行，每每每每次次次次连连连连续续续续工工工工作作作作时时时时间间间间超超超超过过过过8 8 8 8小小小小时时时时，运运运运行行行行时时时时负负负负荷荷荷荷比比比比较较较较稳稳稳稳定定定定。如如如如：照照照照明明明明设设设设备备备备、电电电电动动动动扶扶扶扶梯梯梯梯、空空空空调调调调风风风风机、电炉等。机、电炉等。机、电炉等。机、电炉等。 这这这这类类类类设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作时时时时间间间间较较较较短短短短，停停停停歇歇歇歇时时时时间间间间较较较较长长长长。导导体体还还未未达达到到其其稳稳定定温温升升
16、就就开开始始冷冷却却，在在停停歇歇时时间间内内足足以以将将温温度度降降至至通通电电前前的的温温度度，如如如如：金金金金属属属属切切切切削削削削用用用用的的的的辅辅辅辅助助助助机机机机械械械械( (龙龙龙龙门门门门刨刨刨刨横横横横梁梁梁梁升升升升降降降降电电电电动动动动机机机机、刀刀刀刀架架架架快快快快速速速速移移移移动动动动装装装装置置置置) )、水闸用电动机等。、水闸用电动机等。、水闸用电动机等。、水闸用电动机等。这这这这类类类类设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作呈呈呈呈周周周周期期期期性性性性，时时时时而而而而工工工工作作作作时时时时而而而而停停停停歇歇歇歇，如如如如此此此此反反反反
17、复复复复，且且且且工工工工作作作作时时时时间间间间与与与与停停停停歇歇歇歇时时时时间间间间有有有有一一一一定定定定比比比比例例例例。如如如如起起起起重重重重机机机机、电电电电焊机、电梯等焊机、电梯等焊机、电梯等焊机、电梯等电力负荷计算方法EXIT（21）起重电动机的标准暂载率有起重电动机的标准暂载率有起重电动机的标准暂载率有起重电动机的标准暂载率有15%15%、25%25%、40%40%、60%60%四种。四种。四种。四种。电焊设备的标准暂载率有电焊设备的标准暂载率有电焊设备的标准暂载率有电焊设备的标准暂载率有50%50%、65%65%、75%75%、100%100%四种。四种。四种。四种。通
18、常用一个工作周期内工作时间占整个周期的通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的通常用一个工作周期内工作时间占整个周期的百分比来表示百分比来表示百分比来表示百分比来表示负荷持续率负荷持续率负荷持续率负荷持续率（或称（或称（或称（或称暂载率暂载率暂载率暂载率） n负荷持续率负荷持续率负荷持续率负荷持续率工作时间工作时间停歇时间停歇时间电力负荷计算方法EXIT同同一一设设备备在在不不同同的的暂暂载载率率下下工工作作时时，其其输输出出功功率率是是不不同同的的。在在计计算算其其设设备备容容量量时时，必必须须先先转转换到一个统一的换到一个统一的下。下。断续工作制电气
19、设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系断续工作制电气设备的功率与负荷持续率的关系电力负荷计算方法EXIT5 5 设备容量的确定设备容量的确定 1.1.长期工作制和短期工作制的用电设备长期工作制和短期工作制的用电设备 长期工作制和短时工作制的设备容量长期工作制和短时工作制的设备容量就是所有设备的銘牌额定功率，即就是所有设备的銘牌额定功率，即 Pe=P Pe=PN N 2.2.反复短时工作制的用电设备反复短时工作制的用电设备 反复短时工作制的设备容量是指某负反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持
20、续荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。率下的功率。电力负荷计算方法EXIT对起重电动机应统一换算到对起重电动机应统一换算到=25%=25%，换算公式，换算公式（32）起重电动机起重电动机换换算算后后设设备容量备容量（换换算算前前）设设备备铬铬牌牌额额定定功功率率设设备备铬铬牌牌暂暂载载率率电力负荷计算方法EXIT对电焊机设备，应统一换算到对电焊机设备，应统一换算到=100%=100%，换算公式为：，换算公式为： （3-3） 电焊机设备电焊机设备设备铬牌额定容量设备铬牌额定容量设备铬牌功率因数设备铬牌功率因数电力负荷计算方法EXITl(3)照明设备的设备容量照明设备的设备容量l白炽
21、灯、卤钨灯设备容量就是灯泡上标出的额白炽灯、卤钨灯设备容量就是灯泡上标出的额定功率。定功率。l荧光灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯荧光灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯泡额定功率的泡额定功率的1.21.3倍。倍。l高压汞灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为高压汞灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯泡额定功率的灯泡额定功率的1.1倍；自镇式高压汞灯设备容量与倍；自镇式高压汞灯设备容量与灯泡额定功率相等。灯泡额定功率相等。电力负荷计算方法EXITl高压钠灯考虑镇流器的功耗，其设备容高压钠灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯泡额定功率的量应为灯泡额定功率的1.1倍。倍。l金属卤化物灯考虑镇流器的
22、功耗，其设金属卤化物灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为灯泡额定功率的备容量应为灯泡额定功率的1.1倍。倍。电力负荷计算方法EXIT2.1.3 2.1.3 负荷曲线绘制与用途负荷曲线绘制与用途1 1 什么是负荷曲线？什么是负荷曲线？ 电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学手段：可用来预测负荷变化趋势。手段：可用来预测负荷变化趋势。2 2 负荷曲线用途负荷曲线用途确定系统运行方式确定系统运行方式安排供电计划安排供电计划安排设备检修计划安排设备检修计划电力负荷计算方法EXIT（1 1）按
23、负荷性质分）按负荷性质分有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线（2)2)按负荷变动的时间分按负荷变动的时间分日负荷曲线日负荷曲线(24h)(24h)年负荷曲线（年负荷曲线（8760h8760h 3 3 负荷分类负荷分类电力负荷计算方法EXIT4 4、日负荷曲线、日负荷曲线 的绘制的绘制 2424小时内负荷随时间的变化，随季节、小时内负荷随时间的变化，随季节、地区不同而变。地区不同而变。绘制的方法绘制的方法 （1 1）以某个监测点为参考点，在）以某个监测点为参考点，在24h24h中各中各个时刻记录个时刻记录有功功率表的读数有功功率表的读数，逐点绘制而，逐点绘制而成折线形状，称成折线形状
24、，称折线形负荷曲线折线形负荷曲线。 电力负荷计算方法EXIT（2）通过接在供电线路上的电度表，）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将其读数记录下来，其读数记录下来，求出求出0.5h的平均功率，的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是成阶梯状的是阶梯形负荷曲线。阶梯形负荷曲线。电力负荷计算方法EXITl日日负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动时间，纵坐标表示负荷大小（功率变动时间，纵坐标表示
25、负荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。日有功负荷曲线日有功负荷曲线依点连成的负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形负荷曲线梯形负荷曲线电力负荷计算方法EXITn 年负荷曲线又分为年负荷曲线又分为年运行负荷曲线年运行负荷曲线和和年持续负荷年持续负荷曲线。曲线。 n 年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制成。年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制成。反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。n 年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅按年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅按全年的负荷变化，全年的负荷变化，按不同负荷值在年内累计持续时间按
26、不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。重新排列组成。5 年负荷曲线年负荷曲线电力负荷计算方法EXIT年负荷曲线年负荷曲线年年负负荷荷持持续续时时间间曲曲线线，反反映映了了全全年年负负荷荷变变动动与与对对应应的的负负荷荷持持续续时时间间（全全年年按按8760h计）的关系。计）的关系。年年每每日日最最大大负负荷荷曲曲线线，反反映映了了全全年年当当中中不不同同时时段段的的电电能能消消耗耗水水平平，是是按按全全年年每每日日的的最最大大半半小小时时平平均均负负荷荷来来绘绘制制的。的。电力负荷计算方法EXIT年最大负荷年最大负荷P Pmaxmax 年年负负荷荷持持续续时时间间曲曲线线上上的的最最大大负
27、负荷荷， 它它是是全全年年中中负负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷平均负荷P P3030。 通常用Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和视在最大功率，因此，年最大负荷也就是半小时最大负荷P30年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时T Tmaxmax假假设设负负荷荷按按最最大大负负荷荷P Pmaxmax持持续续运运行行时时，在在此此时时间间内内电电力力负负荷荷所所耗耗用用的的电电能能与与电电力力负负荷荷全全年年实实际际耗耗用用的的电电能能相同。相同。6 负荷曲线特征量负荷曲线特征量电力负荷计算方法EXITl最大负荷利用小时为最大负荷利用小时为
28、lllTmax的大小表明了工厂消耗电能是否均匀。最的大小表明了工厂消耗电能是否均匀。最大负荷利用小时越大，则负荷越平稳。大负荷利用小时越大，则负荷越平稳。Tmax一般与一般与工厂类型及生产班制有较大的关系，例如，一班工厂类型及生产班制有较大的关系，例如，一班制工厂制工厂Tmax=18002500h,两班制工厂两班制工厂Tmax=35004500h,三班制工厂三班制工厂Tmax=50007000h。电力负荷计算方法EXITn平均负荷平均负荷P Pavav和年平均负荷和年平均负荷 平均负荷平均负荷就是负荷在一定时间就是负荷在一定时间t t内平均消耗内平均消耗的功率的功率 年年平平均均负负荷荷就就是
29、是全全年年工工厂厂负负荷荷消消耗耗的的总总功功率除全年总小时数。率除全年总小时数。 电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXITl负荷系数负荷系数: : 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷均负荷Pav,Pav,与其最大负荷与其最大负荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 电力负荷计算方法EXIT2.2 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定 2.2.1 2.2.1 概述概述 l 计算负荷，是通过统计计算求出的，用计算负荷，是通过统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷
30、值。值。l 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷是供电设计计算的基本依据。工程上常取半小时平均最大负荷工程上常取半小时平均最大负荷P P3030（亦即（亦即年最大负荷）作为计算负荷。年最大负荷）作为计算负荷。电力负荷计算方法EXITl在工厂供电系统设计过程中必须找出这些用电在工厂供电系统设计过程中必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效，设备的等效负荷。所谓等效，是指这些用电设备在是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。高温
31、升相等。l按照等效负荷，从满足发热的条件来选择用电按照等效负荷，从满足发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负计算负荷荷”。电力负荷计算方法EXITl在设计计算中，通常将在设计计算中，通常将“半小时最大负荷半小时最大负荷”作为计算负荷，用作为计算负荷，用Pc(Qc、Sc或或Ic)表示。表示。l计算负荷、年最大负荷、计算负荷、年最大负荷、30min平均最大平均最大负荷三者之间的关系为负荷三者之间的关系为lPc=P30=PmaxlQc=Q30=QmaxlSc=S30=Smax电力负荷计算方法EXIT2.2.1 2.2.1 概述概述负荷
32、计算负荷计算: :是指对某一线路中的实际用电负荷是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷的过程。PC-负荷的有功计算负荷负荷的有功计算负荷QC-负荷的无功计算负荷负荷的无功计算负荷SC-负荷的视在计算负荷负荷的视在计算负荷IC-负荷的计算电流负荷的计算电流电力负荷计算方法EXIT需要系数法需要系数法二项式系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。所的负荷计算。二项式系数法考虑了用电设备中二项式系数法考虑了用电
33、设备中几台功率较大的设备工作时对负几台功率较大的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般适用于荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷低压配电支干线和配电箱的负荷计算。计算。负荷计负荷计算方法算方法n负荷计算统计方法负荷计算统计方法电力负荷计算方法EXITl按需要系数法进行负荷计算的基本过程是按需要系数法进行负荷计算的基本过程是：l1、先确定计算范围先确定计算范围(如某低压干线上的所有设备如某低压干线上的所有设备)，l2、然后将不同工作制下的用电设备的额定功率然后将不同工作制下的用电设备的额定功率P PN N换换算到同一工作制下，算到同一工作制下，经换算后的额定功率也称为设经换算后
34、的额定功率也称为设备容量备容量Pe。l3、再将工艺性质相同的并有相近需要系数的用电设、再将工艺性质相同的并有相近需要系数的用电设备合并成组，备合并成组，考虑到需要系数，算出每一组用电设考虑到需要系数，算出每一组用电设备的计算负荷，备的计算负荷，l4、最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。、最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。电力负荷计算方法EXIT 由由于于一一个个用用电电设设备备组组中中的的设设备备并并不不一一定定同同时时工工作作，工工作作的的设设备备也也不不一一定定都都工工作作在在额额定定状状态态下下，另另外外考考虑虑到到线线路路的的损损耗耗、用用电电设设备备本本身身的的损损耗耗等等因因
35、素素，设设备备或或设设备备组组的的计计算算负负荷荷等等于于用用电电设设备备组组的的总总容容量量乘乘以以一一个个小小于于1 1的的系系数数，叫做需要系数，用叫做需要系数，用K Kd d表示。表示。 n 需要系数需要系数K Kd d 电力负荷计算方法EXIT2.2.2 2.2.2 需要系数法需要系数法 p需要系数法需要系数法 需要系数需要系数用用电电设设备备组组所所有有设设备备容容量之和量之和每每组组用用电电设设备备的的设设备备容容量量电力负荷计算方法EXIT需要系数法需要系数需要需要系数系数同同时时系系数数K：并并非非供供电电范范围围内内的的所所有有用用电电设设备备都都会同时投入使用会同时投入使
36、用负负荷荷系系数数KL：并并非非投投入入使使用用的的所所有有电电气气设设备备任任何何时时候候都都会满载运行会满载运行电电气气设设备备的的平平均均效效率率e：电电气气设设备备额额定定功功率率与与输输入入功功率率不不一一定定相相等等 线线路路的的平平均均效效率率W1 ：考考虑虑直直接接向向电电气气设设备备配配电电的的配配电电线线路路上上的的功功率率损损耗耗后后，电电气气设设备备输输入入功功率率与与系系统统向向设设备备提提供供的的功功率率不不一定相同一定相同 注注：工工程程实实际际中中，很很难难通通过过Kd的的表表达达式式来来求求得得需需要要系系数数，一一般般都都是是通通过过查查表表求得其经验值求得
37、其经验值电力负荷计算方法EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题n（1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取n(2)用电设备组用电设备组的计算负荷的计算负荷有功计算负荷：有功计算负荷：无功计算负荷：无功计算负荷：电力负荷计算方法EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题视在计算负荷：视在计算负荷：计算电流：计算电流：电力负荷计算方法EXIT表表 各用电设备组的需要系数各用电设备组的需要系数K Kd d及功率因数及功率因数 用电设备组名称 需要系数Kd 二项式系数 最大
38、容量设备台数 功率因数ab小批量生产金属冷加工机床小批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床小批量生产金属热加工机床小批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床0.160.20.18.250.250.30.30.350.140.140.240.260.40.50.40.555550.50.50.60.651.731.731.331.17通风机、水泵、空压机通风机、水泵、空压机0.70.80.650.2550.80.75非联锁的连续运输机械非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械0.50.60.650.70.40.60.2
39、0.2550.750.750.880.88锅锅炉炉房房和和机机加加、机机修修、装装配配车车间间的吊车的吊车铸造车间吊车铸造车间吊车0.10.150.150.250.060.090.20.3330.50.51.731.73电力负荷计算方法EXIT自动装料电阻炉自动装料电阻炉非自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻炉、干燥箱小型电阻炉、干燥箱0.750.80.650.750.70.70.70.70.30.3220.950.951.00.330.330高频感应电炉（不带补偿）高频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉电弧熔炉0.80.80.90.60.350.8
40、71.332.680.57点焊机、缝焊机点焊机、缝焊机对焊机对焊机0.350.350.60.71.331.02自动弧焊变压器自动弧焊变压器单头手动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器0.50.350.40.40.350.352.292.682.68厂房、办公室、实验室照明厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明变配电室、仓库照明生活照明生活照明室外照明室外照明0.810.50.70.60.811.01.01.01.00000电力负荷计算方法EXITl（1）单台设备的计算负荷单台设备的计算负荷l当只有一台用电设备时，不能直接按表取需当只有一台用电设备时，不能直接按表
41、取需要系数，这是因为影响需要系数的几个因素除用要系数，这是因为影响需要系数的几个因素除用电设备本身的效率电设备本身的效率外均可能为外均可能为1，此时的需要系，此时的需要系数只包含了效率数只包含了效率，l因此由式可得到因此由式可得到P30=Pe/，l由由P30、Q30、S30、I30之间的关系得到如下公式：之间的关系得到如下公式：电力负荷计算方法EXITl【例【例2.1】某车间有一台吊车，其额定功率某车间有一台吊车，其额定功率PN为为29.7kW(N=45)，=0.8，cos=0.5，其，其设备容量为多少设备容量为多少?l【解】【解】Pe=(N/25)*PN=2N*PNl=229.70.45=3
42、9.8(kW)电力负荷计算方法EXITl【例【例2.2】某某220V单相电焊变压器，其额定容量为单相电焊变压器，其额定容量为SN=50kVA，N=60，cos=0.65，=0.93，试求该电焊变压器的，试求该电焊变压器的计算负荷。计算负荷。l【解】【解】Pe=(N/100)*SNcos=(0.6/1)500.65=25.2(kW)l其计算负荷为其计算负荷为lP30=Pe/=25.2/0.93=27.1(kW)lQ30=P30tan=27.11.17=31.7(kvar)lS30=P30/cos=27.1/0.65=41.7(kVA)lI30=P30/(UNcos)=27.1/(0.220.65
43、)=189.5(A)电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXITl(2)单组用电设备的计算负荷单组用电设备的计算负荷l单组用电设备组是指用电设备性质相同的一组设备，即单组用电设备组是指用电设备性质相同的一组设备，即Kd相同。如均为机床的电动机，或均为通风机，相同。如均为机床的电动机，或均为通风机，见图见图2.5中中D点的计算负荷。可求出其有功计算负荷点的计算负荷。可求出其有功计算负荷P30，然后再求出其他，然后再求出其他计算负荷计算负荷Q30、S30、I30，其计算公式为，其计算公式为电力负荷计算方法EXIT图2.5 供配电系统中各点电力负荷的计算 电力负荷计算方法EXITl【例【例2.3
44、】已知某化工厂机修车间采用已知某化工厂机修车间采用380V供电，低压干线供电，低压干线上接有冷加工机床上接有冷加工机床26台，其中台，其中11kW1台，台，4.5kW8台，台，2.8kW10台，台，1.7kW7台，试求该机床组的计算负荷。台，试求该机床组的计算负荷。l【解】【解】该设备组的总容量为该设备组的总容量为lPe=111+4.58+2.810+1.77=86.9(kW)l查表附录表查表附录表1lKd=0.160.2(取取0.2),tan=1.73,cos=0.5，则，则l有功计算负荷有功计算负荷P30=0.286.9=17.38(kW)l无功计算负荷无功计算负荷Q30=17.381.7
45、3=30.06(kvar)l视在计算负荷视在计算负荷S30=17.380.5=34.76(kVA)l计算电流计算电流I30=34.76/(30.38)=52.8(A)电力负荷计算方法EXITl(3)低压干线的计算负荷低压干线的计算负荷图图2.5供配电系统中各点供配电系统中各点电力负荷的计算电力负荷的计算l低压干线是低压干线是给多组不同工作制的用电设备给多组不同工作制的用电设备供电的，供电的，如通风机组、机床组、水泵组等，因此，其计算负荷如通风机组、机床组、水泵组等，因此，其计算负荷也就是也就是图图2.5中中C点的计算负荷。应先分别计算出点的计算负荷。应先分别计算出D层层面每组面每组(例如机床组
46、、通风机组等例如机床组、通风机组等)的计算负荷，然后的计算负荷，然后将每组有功计算负荷、无功计算负荷分别相加，得到将每组有功计算负荷、无功计算负荷分别相加，得到C点的总的有功计算负荷点的总的有功计算负荷P30和无功计算负荷和无功计算负荷Q30，最后，最后确定视在计算负荷确定视在计算负荷S30和计算电流和计算电流I30，即，即电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXITl【例【例2.4】某机修车间某机修车间380V低压干线低压干线(如图如图2.5)接有如下设备：接有如下设备：l小批量生产冷加工机床电动机：小批量生产冷加工机床电动机：7kW3台，台，4.5kW8台，台，2.8kW17台，台，1
47、.7kW10台。台。l吊车电动机：吊车电动机：N=15时铭牌容量为时铭牌容量为18kW、cos=0.7共共2台，互为备用。台，互为备用。l专用通风机：专用通风机：2.8kW2台。台。l试用需要系数法求各用电设备组和低压干线试用需要系数法求各用电设备组和低压干线(C点点)的计算负的计算负荷。荷。l【解】【解】显然显然,各组用电设备工作性质相同，需要系数相同，因此各组用电设备工作性质相同，需要系数相同，因此先求出各用电设备组的计算负荷。先求出各用电设备组的计算负荷。电力负荷计算方法EXITl冷加工机床组冷加工机床组l设备容量设备容量Pe(1)=73+4.58+2.817+1.710=121.6(k
48、W)l查表，取查表，取Kd=0.2，cos=0.5，tan=1.73,则则lP30(1)=KdPe(1)=0.2121.6=24.32(kW)lQ30(1)=P30(1)tan=24.321.73=42.07(kvar)l吊车组吊车组(备用容量不计入备用容量不计入)l设备容量设备容量Pe(2)=2NPN=20.1518=13.94(kW)l查表，取查表，取Kd=0.15，cos=0.5，tan=1.73，则，则lP30(2)=KdPe(2)=0.1513.94=2.09(kW)lQ30(2)=P30(2)tan=2.091.73=3.62(kvar)电力负荷计算方法EXITl通风机组通风机组l
49、设备容量设备容量Pe(3)=22.8=5.6(kW)l查表，取查表，取Kd=0.8，cos=0.8，tan=0.75,则则lP30(3)=KdPe(3)=0.85.6=4.48(kW)lQ30(3)=P30(3)tan=4.480.75=3.36(kvar)l低压干线的计算负荷低压干线的计算负荷(取取K1=0.9)l总有功功率总有功功率P30=K1P30(1)+P30(2)+P30(3)l=0.9(24.32+2.09+4.48)l=27.80(kW)电力负荷计算方法EXITl总无功功率总无功功率lQ30=K1Q30(1)+Q30(2)+Q30(3)l=0.9(42.07+3.62+3.36)
50、l=44.14(kvar)l总视在功率总视在功率lS30=P230+Q230=27.802+44.142l=52.17(kVA)l总计算电流总计算电流l=52.1730.38l=79.27(A)电力负荷计算方法EXITl(4)车间低压母线的计算负荷车间低压母线的计算负荷l确定低压母线上的计算负荷也就是确定确定低压母线上的计算负荷也就是确定图图2.5中中B点的计算点的计算负荷。负荷。B点计算负荷的确定类似于点计算负荷的确定类似于C点。同样，考虑到各低压干点。同样，考虑到各低压干线最大负荷不一定同时出现，因此在确定线最大负荷不一定同时出现，因此在确定B点的计算负荷时，点的计算负荷时，也引入一个同时
51、系数，即也引入一个同时系数，即电力负荷计算方法EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题n(3)多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷总的有功计算负荷：总的有功计算负荷：总的无功计算负荷：总的无功计算负荷： 在确定在确定多组用电设备多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数K K。 电力负荷计算方法EXIT需需需需要要要要系系系系数数数数法法法法求求求求解解解解的的的的几几几几个个个个问问问问题题题题总
52、的视在计算负荷：总的视在计算负荷：总的计算电流：总的计算电流：电力负荷计算方法EXIT在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备在确定多组用电设备的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数的最大负荷不会同时出现的因素，计入一个同时系数K。应用范围应用范围K确定车间变电所低压线路最大负荷确定车间变电所低压线路最大负荷冷加工车间冷加工车间热加工车间热加工车间 动力站动力站0.70.80.70.90.81.0确定配电所母线的最大负荷确定配电所母线的最大负荷负荷小于负荷小于5000kW计算负荷小于计算负荷小于500010000kW 计算负荷大于计算负荷大于1
53、0000kW0.91.00.850.8电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT2.2.3 二项式法确定计算负荷二项式法确定计算负荷 当确定的当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和的低压支线和干线的计算负荷时，采用二项式法。干线的计算负荷时，采用二项式法。 电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT2 2、多组用电设备计算负荷的确定、多组用电设备计算负荷的确定 考虑考虑各组用电设备各组用电设备的最大负荷的最大负荷不同时出现不同时出现的因素的因素, ,在在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（各组用电设备中取其中
54、一组最大的附加负荷（cPxcPx）maxmax，再加各组的再加各组的平均负荷平均负荷bPebPe 电力负荷计算方法EXIT但是必须注意：但是必须注意：按二项式系数法确定计算负荷时，如果按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备总台数设备总台数n2x(x为附录表为附录表1中规定的最大设备容量台数中规定的最大设备容量台数)时时，则最，则最大容量台数大容量台数x宜相应取小一些，建议取为宜相应取小一些，建议取为x=n/2如果用电设备组只有如果用电设备组只有12台设备时，就可认为台设备时，就可认为P30=Pe，即即b=1、c=0。电力负荷计算方法EXIT2.2.4 2.2.4 单相用电设备组计算负荷的确定单
55、相用电设备组计算负荷的确定 单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。分配。 如果如果单相设备的总容量不超过三相设备总单相设备的总容量不超过三相设备总容量的容量的15%,15%,则不论单相设备如何分配，单相则不论单相设备如何分配，单相设备可与设备可与三相设备三相设备综合按三相负荷平衡计算，综合按三相负荷平衡计算， 如果如果大于大于15%15%则将单相设备换算为等效三则将单相设备换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。相设备容量，再与三相设备容量相加。 电力负荷计算方法EXIT 一、单相设备组等效三相负荷的计算一、单相设备组等效三相负荷的计算 1 1、单
56、相设备接于相电压单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算时的等效三相负荷计算 按最大负荷相所接单相设备功率之和的3倍计算： 电力负荷计算方法EXIT等效三相设备容量：等效三相设备容量：电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT四、分相计算各相的设备容量和计算负荷四、分相计算各相的设备容量和计算负荷选出最大负荷相选出最大负荷相电力负荷计算方法EXIT2.4 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗工厂供电系统的功率损耗和电能损耗 电力负荷计算方法EXIT式中式中 R 线路每相电阻线路每相电阻 X 线路每相电抗线路每相电抗电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷
57、计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT式中: 变压器空载无功损耗变压器空载无功损耗变压器在额定负荷下变压器在额定负荷下,消耗在一、二次绕消耗在一、二次绕组电抗上的无功损耗。组电抗上的无功损耗。变压器空载电流占额定电流的百分比。变压器空载电流占额定电流的百分比。变压器短路电压占额定电压的百分比。变压器短路电压占额定电压的百分比。变压器负荷率变压器负荷率电力负荷计算方法EXIT在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：按下式近似计算：电力负荷计算方法EXIT已知已知Tmax和和cos时，可以查关系曲线，得到时，可以
58、查关系曲线，得到电力负荷计算方法EXIT电能损耗电能损耗电力负荷计算方法EXIT 最大负荷损耗小时数。最大负荷损耗小时数。其物理意义为：当线路和变压器中以最大其物理意义为：当线路和变压器中以最大负荷电流负荷电流流过流过小时后所产生的电能损小时后所产生的电能损耗，等于实际变化电流时的电能损耗耗，等于实际变化电流时的电能损耗。电力负荷计算方法EXIT第五节第五节电力负荷计算方法EXIT1 1 用户总负荷计算用户总负荷计算总负荷计算原则：总负荷计算原则： 求各用电设备的设备容量求各用电设备的设备容量 用需要系数法逐级计算用需要系数法逐级计算 在配电点要考虑同时系数在配电点要考虑同时系数 P PC C
59、=K=KPP*P*PCiCi Q QC C= K= KQQ*Q*QCiCi 电力负荷计算方法EXIT注意事项：首先确定不同工作制和计及工作效率的设备容量注意事项：首先确定不同工作制和计及工作效率的设备容量电力负荷计算方法EXIT 注意事项：不计设备备用容量。注意事项：不计设备备用容量。电力负荷计算方法EXIT注意事项：减去无功补偿容量注意事项：减去无功补偿容量 需要选用同时系数需要选用同时系数电力负荷计算方法EXIT在变压器的安装处要考虑变压器的损耗在变压器的安装处要考虑变压器的损耗此时此时,线路中的损耗原则可不考虑线路中的损耗原则可不考虑 在并联电容安装处，要考虑补偿容量在并联电容安装处，要
60、考虑补偿容量PC3=PC1+PT QC3=QC1+QT 电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT注意事项：计入线路损耗；减去无功补偿容量。注意事项：计入线路损耗；减去无功补偿容量。电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT最后，求得最大负荷时的功率因数和需要系数的计算值最后，求得最大负荷时的功率因数和需要系数的计算值电力负荷计算方法EXIT 注意：注意：l 是针对负荷群制定的，对于单台设备，不存是针对负荷群制定的，对于单台设备，不存在需要系数。设备台数越多，在需要系数。设备台数越多， 越准确；越准确；l在查表取用需要系数时，注意负荷群的划分；在查表取用需要系数时，注意负荷群的划分
61、；计算负荷计算负荷 就是用户向供电部门提供的就是用户向供电部门提供的最大有功负荷（全厂总容量），作为申请用最大有功负荷（全厂总容量），作为申请用电之用。功率因素可供判断是否进行无功补电之用。功率因素可供判断是否进行无功补偿。需要系数用来和现有手册作比对。偿。需要系数用来和现有手册作比对。电力负荷计算方法EXIT无功功率补偿无功功率补偿供电营业规则规定：供电营业规则规定：100KVA100KVA及以上高压供电的用户及以上高压供电的用户其功率因数应达到其功率因数应达到0.90.9以上，以上，其它电力用户的功率因数应达到其它电力用户的功率因数应达到0.850.85以上。以上。 无功补偿容量无功补偿容量 确定电容器个数确定电容器个数 无功补偿后的工厂计算负荷无功补偿后的工厂计算负荷 电力负荷计算方法EXIT第六节第六节电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法EXIT电力负荷计算方法
