1、EXIT第二章第二章 电力负荷计算及功率补偿电力负荷计算及功率补偿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EXIT2.1 2.1 电力负荷和负荷曲线电力负荷和负荷曲线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：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
2、荷等级及供电要求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。EXITn供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器供电系统电气设备选择（导线、开关、变压器等）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？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
3、业负荷和居民生按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷（民用电）活负荷（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 这类设备的工作时间较短，而这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。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
4、荷中，特别重要的负荷是指在中断供电时 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电的负荷。4.负荷等级及供电要求负荷等级及供电要求EXIT2 2）二级负荷）二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经二级负荷为中断供电将在政治、经济济 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 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。源应不致同时受到损坏。对一级负
5、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。EXIT常用的应急电源有：独立于正常电源的发电机组，常用的应急电源有：独立于正常电源的发电机组，干电池，蓄电池，供电系统中有效地独立于干电池，蓄电池，供电系统中有效地独立于正常电源的专门供电线路。正常电源的专门供电线路。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 要求做到当发生要求做到当发生电力变压电力变压 器故障时不致中断供电，或中断后器故障时不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。通常要求两回路供电，供能迅速恢复供电。通常要求两回路供电，供电变压
6、器也应有两台。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 对供电电源无特对供电电源无特殊要求殊要求 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经过换算至统一规经过换算至统一规定的工作制下的定的工作制下的“额定功率额定功率”称为设备容量，称为设备容量，用用PePe来表示。来表示。l注意：设备容量与设备额定功率的概念及不注意：设备容量与设备额
7、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 EXIT目的：目的：l负荷统计计算；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？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
8、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EXITp 电焊和电镀设备电焊和电镀设备 电电焊焊设设备备EXIT电电镀镀设设备备EXITp 电热设备电热设备 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线加热、微波加热和等离子加热等EXITp 照
9、明设备照明设备 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备反复短时工作制设备EXIT%1000tttN（21）工作时间工作时间停歇时间停歇时间EXIT同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功同一设备在不同的暂载率下工作时，其输出功率是不同的。在计算其设备容量时，必须先转率是不同的。在计算其设备容量时，必须先转换到一个统一的换到一个统一的下。下。2121PP率的换算公式为不同负荷持续率下，功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
10、用电设备 长期工作制和短时工作制的设备容量就是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，即所有设备的銘牌额定功率，即 P Pe e=P=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荷持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续率下续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。的功率。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%，换算公式为：，换算公式为：NNNNePPP225（32）起重电动机起重电动机换算后设换算后设备容量备容量（换算前）设（换算前）设备铬牌额定功
11、备铬牌额定功率率设备铬牌暂载设备铬牌暂载率率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：NNNNeSPPcos（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。2 2 负荷曲线用途负荷曲线用途确定系统运行方式安排供电计划安排设备检修计划EXIT（1 1）按负荷性质分）按负荷性质
12、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EXIT4 4 日负荷曲线的绘制日负荷曲线的绘制 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中中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲线。制而成折线形状，称折线形负荷曲线。EXIT（
13、2）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定）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）将其读数记录的时间间隔（一般为半小时）将其读数记录下来，下来，求出求出0.5h的平均功率，再依次将这些的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是阶点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是阶梯形负荷曲线。梯形负荷曲线。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，纵坐标表示负荷大小（功率kWkW、kvarkvar）。）。日有功负荷曲线日有功负荷曲线
14、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EXITn年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。荷曲线。n年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制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）电力系统最大成。反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。负荷的变化。n年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅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，按不同负荷值在年内累计按全年的负荷变化，按不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。持续时间重新排列组成。5 年负荷曲线年负荷曲线EXIT年负荷曲线
15、年负荷曲线年负荷持续时间曲线，年负荷持续时间曲线，反映了全年负荷变动反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时与对应的负荷持续时间（全年按间（全年按8760h计）计）的关系。的关系。年每日最大负荷曲线，年每日最大负荷曲线，反映了全年当中不同反映了全年当中不同时段的电能消耗水平，时段的电能消耗水平，是按全年每日的最大是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘半小时平均负荷来绘制的。制的。EXIT年最大负荷年最大负荷P Pmaxmax 年负荷持续时间曲线上的最大负荷，它是全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时T Tmaxmax假设负荷按最大负荷Pmax持
16、续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗用的电能相同。6 负荷曲线特征量负荷曲线特征量EXITEXITn平均负荷平均负荷P Pavav和年平均负荷和年平均负荷 平均负荷就是负荷在一定时间t内平均消耗的功率tWPtav 年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功率除全年总小时数。8760aavWPEXITl负荷系数负荷系数:负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav,Pav,与其最大负荷与其最大负荷PmaxPmax的比值，即的比值，即 EXIT2.2 2.2 负荷计算的方法负荷计算的方法 2.2.1 2.2.1 概述概述 l计算负荷，
17、是通过统计计算求出的，用来计算负荷，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按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。值。l计算负荷是供电设计计算的基本依据。工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程上常取半小时平均最大负荷P P3030（亦即年（亦即年最大负荷）作为计算负荷。最大负荷）作为计算负荷。EXIT2.2.1 2.2.1 概述概述负荷计算负荷计算: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
18、的视在计算负荷 IC-负荷的计算电流负荷的计算电流EXITl在交流电路中，电压与电流之间的相位差在交流电路中，电压与电流之间的相位差()的余弦叫做的余弦叫做功率因数功率因数，用符号，用符号cos表示，在表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即比值，即cos=P/SEXITl视在功率视在功率等于网络端钮处电流、电压有效值等于网络端钮处电流、电压有效值的乘积，而有效值能客观地反映正弦量的大的乘积，而有效值能客观地反映正弦量的大小和他的做功能力，因此这两个量的乘积反小和他的做功能力，因此这两个量的乘积反映了为确保网络能正常工作，外电路需传给映了为确
19、保网络能正常工作，外电路需传给网络的能量或该网络的容量。网络的能量或该网络的容量。因此，在实因此，在实际中，通常是用额定电压和额定电流来设计际中，通常是用额定电压和额定电流来设计和使用用电设备的，用视在功率来标示它的和使用用电设备的，用视在功率来标示它的容量。容量。lS=3UIl视在功率的视在功率的单位单位为伏安或千伏为伏安或千伏 安，安，EXITl有功功率有功功率是保持用电设备正常运行所需的电是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机机械能、光能、热能械能、光能、热能)的电功率，的电功率，比如：比如：5.5千千瓦的电动机就是把瓦
20、的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。照明。EXITl无功功率无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。设备，要建立磁场，就要消耗
21、无功功率。比比如：如：40瓦的日光灯，除需瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率多瓦有功功率(镇镇流器也需消耗一部分有功功率流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还来发光外，还需需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为为“无功无功”。无功功率的符号用。无功功率的符号用Q表示，单表示，单位为乏位为乏(Var)或千乏或千乏(kVar)。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、
22、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EXIT 由于一个用电设备组中的设备并不一定同时由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，工作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素，设备或设备
23、组的计算负荷等于用电设备组因素，设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量乘以一个小于的总容量乘以一个小于1 1的系数，叫做需要系数，的系数，叫做需要系数，用用K Kd d表示。表示。n 需要系数需要系数K Kd d 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 edcPKPeiePP需要系数需要系数用电设备用电设备组所有设组所有设备容量之备容量之和和每组用电设备的每组用电设备的设备容量设备容量EXIT需要系数法需要系数法需要系数需要系数niidcPKP11eWLdKKK需要需要系数系数同时系数同时系数K：并并非供电范围内的非供电范围内的所有用电设备都所有用电
24、设备都会同时投入使用会同时投入使用负荷系数负荷系数KL：并并非投入使用的所有非投入使用的所有电气设备任何时候电气设备任何时候都会满载运行都会满载运行电气设备的平均效电气设备的平均效率率e：电气设备额电气设备额定功率与输入功率定功率与输入功率不一定相等不一定相等 线路的平均效率线路的平均效率W1：考虑直接向电气设备考虑直接向电气设备配电的配电线路上的配电的配电线路上的功率损耗后，电气设功率损耗后，电气设备输入功率与系统向备输入功率与系统向设备提供的功率不一设备提供的功率不一定相同定相同 注：工程实际中，很难通注：工程实际中，很难通过过Kd的表达式来求得需要的表达式来求得需要系数，一般都是通过查表
25、系数，一般都是通过查表求得其经验值求得其经验值EXITn（1）对）对12台用电设备宜取台用电设备宜取n (2)用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷 有功计算负荷：有功计算负荷：无功计算负荷：无功计算负荷：1dKedcPKPtanccPQ EXIT视在计算负荷：视在计算负荷：计算电流：计算电流：22cccQPSNccUSI3EXIT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 最大容量设备台数 功率因数ab小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大批量生产金属热加工机床 0.160
26、.20.18.250.250.30.30.35 0.140.140.240.26 0.40.50.40.5 5555 0.50.50.60.65 1.731.731.331.17 通风机、水泵、空压机 0.70.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75 非联锁的连续运输机械联锁的连续运输机械0.50.60.650.7 0.40.6 0.20.2 55 0.750.75 0.880.88 锅炉房和机加、机修、装配车间的吊车铸造车间吊车0.10.150.150.25 0.060.09 0.20.3 33 0.50.5 1.731.73 costanEXIT自动装料电阻炉非自动装料电阻炉小型电阻
27、炉、干燥箱0.750.80.650.750.7 0.70.70.7 0.30.3 22 0.950.951.0 0.330.330 高频感应电炉（不带补偿）工频感应电炉（不带补偿）电弧熔炉0.80.80.9 0.60.350.87 1.332.680.57 点焊机、缝焊机对焊机0.350.35 0.60.71.331.02 自动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器0.50.350.4 0.40.350.35 2.292.682.68 厂房、办公室、实验室照明变配电室、仓库照明生活照明室外照明0.810.50.70.60.81 1.01.01.01.0 0000 EXITn(3)多组用
28、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：cicPKPcicQKQ 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K。EXIT总的视在计算负荷：总的视在计算负荷：总的计算电流：总的计算电流：22cccQPSNccUSI3EXIT 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
29、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10000kW 0.91.00.850.8 EXITn例例 2-1某小批量生产车间某小批量生产车间380V380V线路上接有金属切削机床线路上接有金属切削机床共共2020台（其中台（其中10.5kW-410.5kW-4台，台，7.5kW-87.5kW-8台，台，5kW-85kW-8台），台），车间有车间有380V380V
30、电焊机电焊机2 2台（每台容量台（每台容量20kVA20kVA，），车间有吊车），车间有吊车1 1台台11kW11kW，），试计算此车间的），试计算此车间的计算负荷计算负荷。%65N5.0cosN%25NEXIT解：（解：（1 1）金属切削机床组的计算负荷）金属切削机床组的计算负荷 查表查表3.23.2取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：73.1tan 5.0cos 2.0，dKkW4.281422.0)1(30Pvark1.494.2873.1)1(30QkVA8.561.494.2822)1(30SA3.8638.038.56)1(30I所以，有所以，有EXIT（2 2）电焊机
31、组的计算负荷）电焊机组的计算负荷查表查表 取需要系数和功率因数为：取需要系数和功率因数为：68.2tan 35.0cos 35.0，dKkW6.51.1635.0)2(30Pkvar0.1568.26.5)2(30QkVA0.160.156.522)2(30SA3.2438.0316)2(30IEXIT（3 3）吊车组的计算负荷）吊车组的计算负荷查表取需要系数和功率因数为查表取需要系数和功率因数为73.1tan 5.0cos 15.0，dKkW11)3(30Pvark03.1973.111)3(30QkVA2203.191122)3(30SA47.3338.0*322)3(30IEXIT（4
32、4）全车间的总计算负荷）全车间的总计算负荷 根据表根据表3.33.3，取同时系数，取同时系数 ，所以，所以全车间的计算负荷为：全车间的计算负荷为：8.0KkW36)116.54.28(8.030eiPKPvark504.66)03.19151.49(8.030eiqQKQkVA75504.66362230SA08.11438.037530IEXIT 一机修车间的一机修车间的380V线路上，接有金属切线路上，接有金属切削机床电动机削机床电动机20台共台共50kW，其中较大容，其中较大容量电动机有量电动机有7.5kW2台，台，4kW2台，台，2.2kW8台；另接通风机台；另接通风机1.2kW2台；
33、电阻台；电阻炉炉1台台2kW。试求计算负荷（设同时系数。试求计算负荷（设同时系数Kpp、K Kqq均均为为0.9）。）。n例例 2-2EXIT 解解:(1)冷加工机床：查表可得冷加工机床：查表可得Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 Pca1=Kd1Pe1=0.250=10kW Qca1=Pc1tg1=101.73=17.3kvar(2)通风机：通风机：Kd2=0.8，cos2=0.8，tg2=0.75 Pca2=Kd2Pe2=0.82.4=1.92kW Qca2=Pc2tg2=1.920.75=1.44kvar EXIT (3)电阻炉：因只电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备
34、容量台，故其计算负荷等于设备容量 Pca3=Pe3=2kW Qca3=0 (4)车间计算负荷：车间计算负荷：Pca=Kp(Pca1+Pca2+Pca3)=0.9(10+1.92+2)=12.53EXIT2.2.3 二项式法确定计算负荷二项式法确定计算负荷 当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和当确定的用电设备台数较少而容量差别相当大的低压支线和干线的干线的 计算负荷时，采用二项式法。计算负荷时，采用二项式法。对于同一工作制的单组用电设备，对于同一工作制的单组用电设备，二项式系数法二项式系数法 的基本公式为的基本公式为:221tancacacacacaNxcaQPSPQPbPcPE
35、XIT但是必须注意：但是必须注意：1.按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备按二项式系数法确定计算负荷时，如果设备总台数总台数n2x时，则时，则x 宜相应取小一些，建议宜相应取小一些，建议取为取为x=n/22.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。EXIT2.2.4 2.2.4 单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定1 1、概述、概述p当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接到当有多台单相用电设备时，应将它们均匀地分接到三相上，使三相负荷尽可能均衡。三相上，使三相负荷尽可能均衡。p规定，在计算范围内
36、，单相用电设备的总容量如不规定，在计算范围内，单相用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的超过三相用电设备总容量的15%时，可按三相负荷时，可按三相负荷对称分配考虑，如单相用电设备容量大于三相用电对称分配考虑，如单相用电设备容量大于三相用电设备总容量的设备总容量的15%时，则单相设备容量应换算成等时，则单相设备容量应换算成等效三相设备容量，再于三相设备容量相加。效三相设备容量，再于三相设备容量相加。p单相设备较多的线路中，不论单相设备接于线电压单相设备较多的线路中，不论单相设备接于线电压还是相电压，只要三相负荷不平衡，还是相电压，只要三相负荷不平衡，Pe 应按应按3倍最大倍最大相负荷进行换
37、算，以满足安全运行。相负荷进行换算，以满足安全运行。EXIT2 2、单相设备组等效三项负荷计算、单相设备组等效三项负荷计算 单相用电设备应尽可能均衡分配在三相单相用电设备应尽可能均衡分配在三相线路上。（单相设备的总容量不超过三相线路上。（单相设备的总容量不超过三相设备的设备的1515否则：否则：（一）（一）单相用电设备仅接于相电压单相用电设备仅接于相电压 P Pe e=3 Pe.max=3 Pe.max（二）单相用电设备仅接于线电压（二）单相用电设备仅接于线电压 abeqPP3EXIT(三三)单相设备分别接于线电压和相电压时单相设备分别接于线电压和相电压时 首先首先将接于线电压的设备换算为接于
38、相电压，将接于线电压的设备换算为接于相电压，然后然后分相计算各相的设备容量和计算负荷分相计算各相的设备容量和计算负荷，总的等效三相有功计算负荷总的等效三相有功计算负荷就是就是最大有功计算负荷相最大有功计算负荷相的有功计算负荷的倍，的有功计算负荷的倍，总的等效三相无功计算负荷总的等效三相无功计算负荷就是就是对应最大有功负荷相对应最大有功负荷相的无功计算负荷的倍，的无功计算负荷的倍，最后再按公式计算出最后再按公式计算出S30和和I30。2230303030/cosSPPQ)3/(3030NUSIEXIT2.3 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2.3.1、供电线路的功率损耗、
39、供电线路的功率损耗 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(kvar)103(kw)1033232XIQRIPclclEXIT2.3.22.3.2、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗式中式中 铁心损耗铁心损耗(铁耗铁耗)；绕组损耗绕组损耗(铜耗铜耗)；空载损耗；空载损耗；短路损耗。CuFePP202NckTNccuFeTSSPPPSSPPPkPP0EXIT20020020100%100%100%100%UISSSUSISQSSQQQNNcNNTNcNTEXIT式中:变压器空载无功损耗 变压器在额定负荷下,消耗在 一、二次绕组电抗上的无功 损耗。变压器空载电流占额定
40、电 流的百分比。变压器短路电压占额定电 压的百分比。变压器负荷率0QNQ%0I%0UEXIT 在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：损耗可按下式近似计算：(kvar)10.008.0(kw)02.0CaTCaTSQSPEXIT 2.3.3、供配电系统年电能损耗供配电系统年电能损耗线路年平均损耗线路年平均损耗变压器年平均损耗变压器年平均损耗lclPRIW23208760kTPPWEXIT 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负荷电流 流过 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。caIEXIT 全厂计算负荷
41、是选择工厂电源进线及主要电气设备的基本依据，也是计算工厂的功率因数和无功补偿容量的基本依据。2.3.4 全厂计算负荷的确定全厂计算负荷的确定确定全厂计算负荷的方法需要系数法按年产量或年产值估算法逐级计算法EXIT 将全厂用电设备的总容量将全厂用电设备的总容量 （不含备用设备的容量）乘以（不含备用设备的容量）乘以全厂需要系数全厂需要系数 ，即得到全厂有功计算负荷。，即得到全厂有功计算负荷。ePdKedPKP 30tan3030PQcos3030PSNUSI33030有功计算负荷有功计算负荷无功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷视在计算负荷计算电流计算电流确定全厂计算负荷的公式为确定全厂计算负荷的公
42、式为：1.按需要系数法确定工厂计算负荷按需要系数法确定工厂计算负荷EXIT工厂的年产量工厂的年产量A乘以单位产品耗电量乘以单位产品耗电量a，可得工厂全年的需电量：，可得工厂全年的需电量：2.按年产量或年产值估算工厂的计算负荷按年产量或年产值估算工厂的计算负荷AaWa各类工厂的单位产品耗电量各类工厂的单位产品耗电量a，可查有关设计手册。，可查有关设计手册。在求出工厂的年耗电量后，即可求出全厂的有功计算负荷：在求出工厂的年耗电量后，即可求出全厂的有功计算负荷：max30TWPa为全厂的年最大负荷利用小时数为全厂的年最大负荷利用小时数 其他其他 、的计算，与上述需的计算，与上述需要系数法相同要系数法
43、相同 30Q30S30I1）按年产量估算工厂的计算负荷）按年产量估算工厂的计算负荷EXIT工厂的年产值工厂的年产值B乘以单位产值耗电量乘以单位产值耗电量b，可得工厂全年的需电量：，可得工厂全年的需电量：各类工厂的单位产值耗电量各类工厂的单位产值耗电量b，可查有关设计手册。，可查有关设计手册。在求出工厂的年耗电量后，即可求出全厂的有功计算负荷：在求出工厂的年耗电量后，即可求出全厂的有功计算负荷：max30TWPa为全厂的年最大负荷利用小时数 其他 、的计算，与上述需要系数法相同 30Q30S30I2）按年产值估算工厂的计算负荷）按年产值估算工厂的计算负荷BbWaEXIT3.按逐级计算法确定工厂计
44、算负荷按逐级计算法确定工厂计算负荷 在确定全厂计算负荷时，应从用电末端开始逐步向上推算至电源进线端。MMMM用电设备组P30.6P30.3P30.2P30.4P30.5P30.1T车间变电所高压配电所WL1WL2TP1WLP2WLP逐级计算法示意图 P30.5应为其所在出线上的计算负荷应为其所在出线上的计算负荷P30.6之和，再乘以同时系数之和，再乘以同时系数K。P30.4要考虑线路的损耗，因此25.304.30WLPPPP30.2要考虑变压器的损耗，因此TWLPPPp13.302.30P30.3由由P30.4等几条干线上计算负荷之等几条干线上计算负荷之和乘以一个同时系数和乘以一个同时系数K而
45、得到而得到 2.301.30PkPEXIT1 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 用需要系数法逐级计算 在配电点要考虑同时系数 PC=KPPC=KP*PCiPCi QC=KQ QC=KQ*QCiQCi 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 PC2=PC1+PT QC2=QC1+QT u 线路中的损耗原则可不考虑 u 在并联电容安装处，要考虑补偿容量EXIT计算目的：用于选择其开关设备和导线截面计算目的：用于选择其开关设备和导线截面 注意事项：首先确定不同工作制和计及工作效率的设备注意事项：首先确定不同工
46、作制和计及工作效率的设备 容量容量。计算负荷为：计算负荷为：NP6caNPP(1)根据负荷分布确定供电系统根据负荷分布确定供电系统(2)供给单台用电设备的支线的计算负供给单台用电设备的支线的计算负荷确定荷确定总负荷计算的步骤总负荷计算的步骤EXIT5655tancaxcacacaPKPQP(3)(3)用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定 计算目的：用来选择车间配电干线及干线上的计算目的：用来选择车间配电干线及干线上的电气设备。电气设备。注意事项：不计设备备用容量。注意事项：不计设备备用容量。计算负荷为：计算负荷为：EXIT(4)(4)车间变电所低压母线计算负荷的确定车间变电所低压母
47、线计算负荷的确定 计算目的：以此选择车间变电所的变压器容量。计算目的：以此选择车间变电所的变压器容量。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 计算负荷为：计算负荷为：4545caPcacaQcaPKPQPQEXIT(5)车间变电所高压母线的计算负荷确定车间变电所高压母线的计算负荷确定 计算目的：依次选择高压配电线及其上的电气计算目的：依次选择高压配电线及其上的电气设备。设备。注意事项：计入变压器损耗；注意事项：计入变压器损耗；估算法的应用估算法的应用。计算负荷为：计算负荷为：3434cacacacaPPPQQQEXIT(6)(6)总降变电所低压侧
48、母线的计算负荷确定总降变电所低压侧母线的计算负荷确定 计算目的：选主变压器及母线等设备。计算目的：选主变压器及母线等设备。注意事项：计入线路损耗；减去无功补偿注意事项：计入线路损耗；减去无功补偿容量。容量。计算负荷为：计算负荷为：2323caPcacaQcaPKPPQKQQEXIT(7)总降变电所高压侧的计算负荷确定（总负荷）总降变电所高压侧的计算负荷确定（总负荷）计算负荷为：计算负荷为：1212cacaTcacaTPKPPQQQ EXIT (8)(8)最后，求得最大负荷时的功率因数和需要最后，求得最大负荷时的功率因数和需要系数的计算值系数的计算值1122111()coscacacacaa c
49、aNPPQPKPEXIT 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，不存在需要稀疏。设备台数越多，在需要稀疏。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；aKaK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。1caPEXIT2.3.5 尖峰电流及
50、计算尖峰电流及计算l 尖峰电流尖峰电流(peak current)是指单台或多台是指单台或多台用电设备持续时间用电设备持续时间1s2s的短时最大负荷电的短时最大负荷电流。它是由于电动机起动、电压波动等原因流。它是由于电动机起动、电压波动等原因引起的，它与计算电流不同，计算电流是指引起的，它与计算电流不同，计算电流是指半小时最大电流，尖峰电流比计算电流大得半小时最大电流，尖峰电流比计算电流大得多。多。l 计算尖峰电流的目的是选择熔断器和低计算尖峰电流的目的是选择熔断器和低压断路器，整定继电保护装置，计算电压波压断路器，整定继电保护装置，计算电压波动及检验电动机自起动条件等。动及检验电动机自起动条
