工厂供电技术_第三章_工厂电力负荷计算
工厂供电第3章-负荷计算与供配电线路
图3-14原理式主接线图 原理式主接线图
高压进线柜
低压总开关柜 主变压器
低压照明及动力6路出线 低压照明及动力 路出线 低压动力柜5路出线 低压动力柜 路出线 电容器柜
图3-15
配电装置式主接线图
高 压 进 线 柜
低压动力柜5路出线 低压动力柜 路出线 主 变 压 器 低压照明及动 力6路出线 路出线
母线隔离开关 ：靠近母线侧， 母线隔离开关QS：靠近母线侧，用于 开关 隔离母线电源和检修断路器； 隔离母线电源和检修断路器；
图3-2单母线主接线图
• 2、单母线分段接线 、
这种接线适用于 双电源进线的比 双电源进线的比 较重要的负荷， 较重要的负荷， 电压为6～ 电压为 ～10kV 级。
图3-3
• 3.01 用电设备及工作制
• 工厂用电设备的工作制分以下三类： 工厂用电设备的工作制分以下三类： • （1）连续工作制 • 电气设备在恒定负荷下运行，其运行时间长到足 电气设备在恒定负荷下运行， 以使之达到热平衡状态。 以使之达到热平衡状态。此类设备在计算其设备 容量时，可直接查取其铭牌上的额定容量， 容量时，可直接查取其铭牌上的额定容量，不用 转换计算。 转换计算。 • （2）短时工作制 • 设备在恒定负荷下运行的时间短，而停歇的时间 设备在恒定负荷下运行的时间短， 较长。此类设备在工厂负荷中占比例很小， 较长。此类设备在工厂负荷中占比例很小，在计 算其设备容量时，也是直接查取其铭牌功率 接查取其铭牌功率。 算其设备容量时，也是直接查取其铭牌功率。
•（1）工厂有总降压变电所或高压配电所— （ 工厂有总降压变电所或高压配电所 —而车间变电所通常只设变压器室和低压配 而车间变电所通常只设变压器室和低压配 而车间变电所通常 电室， 电室，高压侧大多不装开关或只装简单的隔 离开关、熔断器（室外为跌落式熔断器）、 离开关、熔断器（室外为跌落式熔断器）、 避雷器。 避雷器。 •（2）工厂无总降压变电所或总配电所—— （ 工厂无总降压变电所或总配电所 车间变电所高压侧的开关电器、保护装置和 车间变电所高压侧的开关电器、 测量仪表等，都必须配备齐全 配备齐全， 测量仪表等，都必须配备齐全，一般要设置 高压配电室。 高• 原理式主接线图——按照电能输送和分配 原理式主接线图 按照电能输送和分配 主接线图 按照 的顺序用规定的符号和文字来表示设备的 的顺序用规定的符号和文字来表示设备的 相互连接关系。 相互连接关系。 • 配电装置式主接线图——即按高压或低压 配电装置式主接线图 主接线图 即按高压或低压 配电装置之间的相互连接和排列位置而画 和排列位置 配电装置之间的相互连接和排列位置而画 出的主接线图。 出的主接线图。
工厂的电力负荷及其计算复习
设备总容量(见例2-1)为
Pe 120.5kW
X 台最大容量的设备容量为 Px P5 7.5kW 3 4kW 2 30.5kW
因此按式（2-21）可求得其有功计算负荷为
P30 0.14120.5kW 0.4 30.5kW 29.1kW
按式（2-11）可求得其无功计算负荷为 Q30 29.1kW 1.73 50.3k var
例 2-3已 知某 机 修 车间 的 金 属切 削 机 床组 ， 拥 有电 压 为 380V的三相电动机7.5kW 3台，4kW 8台，3kW 17台， 1.5kW 10台。试求其计算负荷。
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解：由附录表1查得
b 0.14,c 0.4, x 5,cos 0.5, tan 1.73
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（2） 二级负荷
当中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失的 负荷。如主要设备损坏等。 二级负荷对电源的要求 两回路供电，其中一回路发生故障时，二级负荷应 不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。 （3） 三级负荷
不属于一、二级负荷的一般负荷。对供电电源无特 殊要求。
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二、工厂用电设备的工作制 按工作制可分为三类： 1. 连续工作制设备
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二、单相设备组等效三相负荷的计算
1.单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算
其等效三相设备容量Pe 应按最大负荷相所接单相设备容量 Pem
的3倍计算，即
Pe 3Pe.m
其等效三相负荷则按前述需要系数法计算。
2.单相设备接于线电压时的等效三相负荷计算
由于容量为Pe的单相设备接在线电压上产生的电流I Pe /(U cos
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2. 年最大负荷Pmax 全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时平均功 率，也称为半小时最大负荷P30 计算负荷？（P31） 3. 年最大负荷利用小时Tmax 在假象时间Tmax内，电力负荷按Pmax持续运行所消耗的电能 等于实际年消耗电能 如图3-4
工厂供电 第三章 四章习题解答
第三章 习题解答3-1 有一地区变电站通过一条长7km 的10kV 架空线路供电给某工厂变电所，该变电所装有两台并列运行的Yyn0联结的S9-1000型变压器。
已知地区变电站出口断路器为 SN10-I0型。
试用欧姆法计算该工厂变电所10kV 母线和380V 母线的短路电流(3)k I 、"(3)3I I ∞（）、、(3)(3)sh shi I 、及短路容量(3)k S ，并列出短路计算表。
解：1.计算k-1点处的短路电流和短路容量（Uc1=10.5kV ） 1)计算k-1短路电路中各元件的电抗及总电抗①电力系统的电抗：()Ω=⋅==∞37.03005.102211AMV kV S U X C ②架空线路电抗：X 2=X 0l=0.35(Ω/km)×7km=2.45Ω③绘k-1点短路的等效电路如下，计算其总阻抗为：()12k-10.37 2.45 2.82X X X =+=+=Ω∑2）计算k-1点短路电流和短路容量①短路电流周期分量有效值：()31 2.15kA K I −===②短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)1''2.15kA K I I I ∞−===③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：()3(3)sh i 2.55'' 2.55 2.15kA 5.48kA I ==⨯=()3(3)sh I 1.51'' 1.51 2.15kA 3.82kA I ==⨯=④短路容量：(3)(3)11110.5 2.1539.3K C K S I kV kA MV A −−==⨯=⋅2）计算k-2点的短路电流和短路容量（Uc1=0.4kV ）1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗①电力系统的电抗：()Ω⨯=⋅==−∞422111033.53004.0'AMV kV S U X C ②架空线路电抗：X 2'=X 0l 212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛C C UU =0.35(Ω/km)×7 km 25.104.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=435.410−⨯Ω ③电力变压器的电抗：Ω⨯=⨯=⋅==−322243102.710004.01005.4100%N C K S U U X X④绘k-2点短路的等效电路如下：计算其总阻抗为：1234(2)3444''//7.2105.331035.410276.7310K XX X X X −−−−−=++∑⨯=⨯Ω+⨯Ω+Ω=⨯Ω2）计算短路电流和短路容量①短路电流周期分量有效值：()3230.1kA K I −=== ②短路次暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)2''30.1kA K I I I ∞−=== ③冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：()3(3)sh i 1.84'' 1.8430.1kA 55.4kA I ==⨯= ()3(3)sh I 1.09'' 1.0930.1kA 32.8kA I ==⨯=④短路容量：(3)(3)1220.430.120.8K C K S I kV kA MV A −−==⨯=⋅短路计算表如下表所示：3-2 试用标幺制法重作习题3-1。
工厂供电技术第三章工厂电力负荷计算
工厂供电技术第三章工厂电力负荷计算工厂电力负荷计算是指根据工厂生产设备的用电需求以及其他附属设备的用电需求，确定工厂所需要的电力供应能力。
正确地计算工厂的电力负荷可以保证供电设备的正常运行，避免供电不足或供电过剩的问题。
工厂电力负荷计算的基本原则是在满足生产设备的用电需求的前提下，尽量减小供电设备的容量和投资成本。
工厂电力负荷计算应综合考虑以下几个因素：1.生产设备的用电需求：生产设备是工厂的核心设备，对电力需求较大。
需要考虑设备的额定功率、启动电流以及运行时的用电情况等。
2.办公设备和配套设备的用电需求：办公设备、照明设备、通风设备等配套设备对电力负荷也有一定的要求。
需要考虑这些设备的功率、使用时间以及同时使用的数量等。
3.电力负荷的分布和使用特点：不同的设备在使用电力时有不同的使用特点，有的设备在一段时间内同时工作，有的是轮换工作。
需要对使用特点进行分析，合理规划负荷的分布。
4.电力负荷的峰值和谷值：根据工厂的生产工艺和用电时间段的特点，确定电力负荷的峰值和谷值。
合理利用谷值电力可以减小供电设备的容量和投资成本。
在实际的工厂电力负荷计算中，可以采用基于经验的方法和基于计算机软件的方法。
基于经验的方法是根据实际工厂的生产运行情况和用电需求，结合类似工厂的用电负荷数据或者相关规范的要求，进行估算或者类比计算。
这种方法比较简便，但是不够准确，容易造成供电设备容量的过剩或者不足。
基于计算机软件的方法是通过使用专门的电力负荷计算软件，根据工厂的布置和生产设备的情况，输入相关参数进行计算得出电力负荷。
这种方法比较准确，可以进行多种情况的模拟计算，但是需要掌握相关计算软件的使用技巧。
总之，工厂电力负荷计算是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素，合理规划供电设备的容量和投资成本。
在实际计算中可以结合经验和计算软件进行，以提高计算的准确性。
工厂电力负荷计算
电热设备的工作特点是： （1）工作方式为长期连续工作方式。 （2）电力装置一般属二级或三级负荷。 （3）功率因数都较高，小型的电热设 备可达到1。
照明设备
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。
照明设备的工作特点： （1）工作方式属长期连续工作方式。 （2）除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外，其 它类型的灯具功率因数均较低。 （3）照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量 较小。 （4）照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在 10%左右。
（三）计算负荷
1.计算负荷：是按发热条件与实际负荷等效，可用
于选择导体和电气设备的假想负荷。
2.物理意义：导体持续流过计算负荷时所产生的
恒定温升等于流过实际变动负荷所产生的最高温升。 #可以说：计算负荷是与实际负荷发热条件等效的
假想负荷。
3.表示法：？ ⊙ Pc=P30=Pmax ！！
根据：因为对中小截面导体，发热时间常数τ约10min左右。实验表明， 导体达到稳定温升的时间约(3～4)τ ，即近似为（30~40）min。
（二）表示方法： 一般绘制在直角坐标系中，纵坐标为负荷功率值，
横坐标为对应的时间（如P26，图2-3~2-6）。 （三）分类： （1）按负荷功率性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线（图2-3）。 （2）按取用时间区间分：日负荷曲线和年负荷曲线。
①日负荷曲线：表示一昼夜24小时内负荷变化的情况（图2-3、2-4） ； ②年负荷曲线：表示一年中负荷变化的情况（图2-5、图2-6）。 （3）按负荷范围分：全厂负荷曲线和车间负荷曲线。
Wa
PmaxTmax (kWh)或Tmax
Wa Pmax
工厂配电负荷计算方法及实例
工厂配电负荷计算方法及实例工厂负荷计算总结设计时，用的总负荷应是一个假定负荷，即计算负荷。
计算负荷也称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均作为按发热条件选择电器或导体的依据。
一、负荷计算分类：负荷计算的方法分为需要系数法、利用系数法、单位指标法等几种。
1，需要系数法。
用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。
2，利用系数法。
采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。
这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际。
适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。
3，单位面积功率法、单位指标法、单位产品耗电量法。
前两者多用于民用建筑，后者用于某些工业建筑。
在用电设备功率和台数无法确定时，或者设计前期，这些方法是确定设备负荷的主要方法。
4，除采用以上的方法外，还有二项式法以及近年国内出现的abc 法、变值需要系数法等。
这些方法有的已被其他方法代替，有的是利用系数法的简化，还有的实用数据不多，未能推广。
单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法多用于设计的前期计算，如可行性研究和方案设计阶段；需要系数法、利用系数法多用于初步设计和施工图设计。
二、设备功率确定进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。
用电设备的额定功率Pr或额定容量Sr是指铭牌上的数据。
对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率Pe。
（1）连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。
（2）短时或周期工作制电动机（如起重机用电动机等）的设备功率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。
当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为25%下的有功功率。
工厂供配电技术-工厂电力负荷计算
ʌ项目导入ɔ某新建机械厂拟建设一个降压变电所，这就需要选择变压器，设计主接线，选择电气设备㊂而要完成上述工作就必须了解工厂负荷情况和供电电源情况㊂通过对工厂用电设备的分析，该厂的负荷统计资料见表2-1㊂我们如何确定三相设备组的计算负荷㊁单相设备组的计算负荷㊁车间的计算负荷㊁工厂总的负荷及总的用电量？表2-1㊀各车间参数和计算负荷用电单位编号用电单位名称负荷性质设备容量/kW需要系数功率因数1铸钢车间动力和照明15000.400.652铸铁车间动力和照明10000.400.703热处理车间动力和照明7500.600.704组装车间动力和照明10000.420.725机修车间动力和照明5000.250.606氧气站动力和照明6000.850.807乙炔站动力和照明900.740.908危险品仓库动力和照明100.910.909五金仓库动力和照明100.710.8810成品仓库动力和照明200.860.7911办公大楼动力和照明500.850.90ʌ项目目标ɔ专业能力目标电力负荷的计算能力，尖峰电流的计算能力方法能力目标资料整理与分析能力，理论知识运用能力社会能力目标培养学生分析问题㊁解决问题的能力和严谨的工作作风ʌ主要任务ɔ序号任务内容计划时间完成情况1工厂电力负荷与负荷曲线2三相用电设备组计算负荷的确定3单相用电设备组计算负荷的确定4工厂计算负荷及年耗电量的计算㊃42㊃任务1 工厂电力负荷与负荷曲线ʌ任务导读ɔ在 项目导入 的案例分析中，我们需要分析某机械厂的电力负荷情况，并确定其电力负荷等级，为变电所的设计提供依据㊂这就要求我们必须了解什么是电力负荷，如何描述电力负荷，与电力负荷相关的物理量有哪些㊂ʌ任务目标ɔ1.了解防爆电器厂的电力负荷，确定电力负荷等级㊂2.根据了解的电力负荷情况，正确估计工厂㊁车间㊁设备等的负荷曲线㊂ʌ任务分析ɔ通过查阅GB50052 2009‘供配电系统设计规范“‘工厂供电“‘电工基础“等相关资料都可以获取电力负荷分级㊁电力负荷曲线等相关知识，深入工厂查阅资料分析该机械厂的电力负荷情况，确定电力负荷等级，估计电力负荷曲线重要物理量㊂ʌ知识准备ɔ一㊁工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求电力负荷又称电力负载，有两种含义：一种是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷㊁一般负荷㊁动力负荷和照明负荷等；另一种是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）㊁重负荷（重载）㊁空负荷（空载）和满负荷（满载）等㊂电力负荷的具体含义视具体情况而定㊂（一）工厂电力负荷的分级工厂的电力负荷，按GB50052 2009‘供配电系统设计规范“规定，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：（1）一级负荷㊀一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治㊁经济上造成重大损失者，如重大设备损坏㊁重大产品报废㊁用重要原料生产的产品大量报废㊁国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等㊂在一级负荷中，当中断供电将发生中毒㊁爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷㊂（2）二级负荷㊀二级负荷为中断供电将在政治㊁经济上造成较大损失者，如主要设备损坏㊁大量产品报废㊁连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复㊁重点企业大量减产等㊂（3）三级负荷㊀三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一㊁二级负荷者均属三级负荷㊂（二）各级电力负荷对供电电源的要求1.一级负荷对供电电源的要求由于一级负荷属于重要负荷，如果中断供电造成的后果将十分严重，因此要求由两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏㊂一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源㊂为保证对特别㊃52㊃重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统㊂常用的应急电源有：①独立于正常电源的发电机组；②供电网络中独立于正常电源的专门供电线路；③蓄电池；④干电池㊂2.二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，但这两台变压器不一定在同一变电所㊂在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电㊂只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上的专用架空线路供电㊂这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和修复㊂当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部二级负荷㊂3.三级负荷对供电电源的要求由于三级负荷为不重要的一般负荷，因此它对供电电源无特殊要求㊂二㊁工厂用电设备的工作制工厂的用电设备，按其工作制分以下三类：（1）连续工作制设备㊀这类工作制设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足以使之达到热平衡状态，如通风机㊁水泵㊁空气压缩机㊁电动发电机组㊁电炉和照明灯等㊂机床电动机的负荷，一般变动较大，但其主电动机一般也是连续运行的㊂（2）短时工作制设备㊀这类工作制设备在恒定负荷下运行的时间短（短于达到热平衡所需的时间），而停歇时间长（长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度），如机床上的某些辅助电动机（例如进给电动机）和控制闸门的电动机等㊂（3）断续周期工作制设备㊀这类工作制设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡，如电焊机和吊车电动机等㊂断续周期工作制设备，可用 负荷持续率 （又称暂载率）来表示其工作特征㊂负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比，用ε表示，即ˑ100%（2-1）ε=t Tˑ100%=t t+t式中，T为工作周期；t为工作周期内的工作时间；t0为工作周期内的停歇时间㊂断续周期工作制设备的额定容量（铭牌容量）P N，是对应于某一标称负荷持续率εN 的㊂如果实际运行的负荷持续率εʂεN，则实际容量P e应按同一周期内等效发热条件进行换算㊂由于电流I通过电阻为R的设备在时间t内产生的热量为I2Rt，因此在设备产生相同热量的条件下，Iɖ1/t；而在同一电压下，设备容量PɖI；又由式（2-1）可知，同一周期T的负荷持续率εɖt㊂因此Pɖ1/ε，即设备容量与负荷持续率的二次方根成反比㊂由此可见，如果设备在εN下的容量为P N，则换算到实际ε下的容量P e为P e=P NεNε（2-2）㊃62㊃三㊁负荷曲线及有关物理量（一）负荷曲线的概念负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它绘在直角坐标纸上㊂纵坐标表示负荷（有功或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以h为单位）㊂负荷曲线按负荷对象分，有工厂㊁车间或某类设备的负荷曲线；按负荷性质分，有有功负荷曲线和无功负荷曲线；按所表示的负荷变动时间分，有年的㊁月的㊁日的或工作班的负荷曲线㊂图2-1是一班制工厂的日有功负荷曲线，其中图2-1a是依点连成的负荷曲线，图2-1b 是依点绘成梯形的负荷曲线㊂为便于计算，负荷曲线多绘成梯形，横坐标一般按半小时分格，以便确定 半小时最大负荷 （将在后面介绍）㊂图2-1㊀日有功负荷曲线a）依点连成的负荷曲线㊀b）依点绘成梯形的负荷曲线年负荷曲线通常绘成负荷持续时间曲线，按负荷大小依次排列，如图2-2c所示㊂全年按8760h计㊂图2-2㊀年负荷持续时间曲线的绘制a）夏日负荷曲线㊀b）冬日负荷曲线㊀c）年负荷持续时间曲线上述年负荷曲线，根据其一年中具有代表性的夏日负荷曲线（见图2-2a）和冬日负荷曲线（见图2-2b）来绘制㊂其夏日和冬日在全年中所占的天数，应视当地的地理位置和气温情况而定㊂例如在我国北方，可近似地取夏日165天，冬日200天；而在我国南方，则可㊃72㊃近似地取夏日200天，冬日165天㊂假设绘制南方某厂的年负荷曲线（见图2-2c），其中P 1在年负荷曲线上所占的时间T 1=200（t 1+tᶄ1），P 2在年负荷曲线上所占的时间T 2=200t 2+165tᶄ2，其余类推㊂年负荷曲线的另一形式，是按全年每日的最大负荷（通常取每日的最大负荷半小时平图2-3㊀年每日最大负荷曲线均值）绘制的，称为年每日最大负荷曲线，如图2-3所示㊂横坐标依次以全年12个月份的日期来分格㊂这种年最大负荷曲线，可以用来确定拥有多台电力变压器的工厂变电所在一年内的不同时期宜于投入几台运行，即所谓经济运行方式，以降低电能损耗，提高供电系统的经济效益㊂从各种负荷曲线上，可以直观地了解电力负荷变动的情况㊂通过对负荷曲线的分析，可以更深入地掌握负荷变动的规律，并可以从中获得一些对设计和运行有用的资料㊂因此负荷曲线对于从事工厂供电设计和运行的人员来说，都是很必要的㊂（二）与负荷曲线和负荷计算有关的物理量1.年最大负荷和年最大负荷利用小时（1）年最大负荷㊀年最大负荷P max 就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最图2-4㊀年最大负荷和年最大负荷利用小时大负荷不是偶然出现的，而是全年至少出现2 3次）消耗电能最大的半小时平均功率㊂因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P 30㊂（2）年最大负荷利用小时㊀年最大负荷利用小时T max 是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P max （或P 30）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，如图2-4所示㊂年最大负荷利用小时为T max =W a P max （2-3）式中，W a 为年实际消耗的电能量㊂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，与工厂的生产班制有明显的关系㊂例如一班制工厂，T max ʈ1800 3000h；两班制工厂，T max ʈ3500 4800h；三班制工厂，T max ʈ5000 7000h㊂2.平均负荷和负荷系数（1）平均负荷㊀平均负荷P av 就是电力负荷在一定时间t 内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t 内消耗的电能W t 除以时间t 的值，即P av =W t t （2-4）年平均负荷P av 的说明如图2-4所示㊂年平均负荷P av 的横线与纵横两坐标轴所包围的矩㊃82㊃ʌ任务总结ɔ通过本任务的学习，让学生理解电力负荷分级及有关概念，懂得如何描述车间㊁工厂的电力负荷情况，为后续知识的学习做铺垫㊂任务2 三相用电设备组计算负荷的确定ʌ任务导读ɔ某机械厂用电负荷统计过程中，车间内可能有三相用电设备，也可能有两相用电设备，例如，组装车间一线路上的用电设备见表2-2㊂我们如何确定车间的计算负荷呢？一般，分别确定三相设备组的计算负荷和单相设备组的计算负荷㊂表2-2㊀某机械厂组装车间线路上部分设备的负荷资料设备名称380V手动焊弧机220V电热箱接入相序AB BC CA A B C设备台数112211单台设备容量21kVA（ε=60%）17kVA（ε=100%）10.3kVA（ε=50%）3kW6kW 4.5kWʌ任务目标ɔ1.掌握按需求系数法和按照二项式法确定计算负荷的方法㊂2.确定机械厂各车间三相用电设备组的计算负荷㊂ʌ任务分析ɔ完成本任务要求学生理解计算负荷的概念，系数法和二项式法的基本公式及其含义，能够根据需要查阅计算负荷需要的基础数据，具备应用掌握的理论知识计算三相用电设备组计算负荷的能力㊂ʌ知识准备ɔ一㊁概述通过负荷的统计计算求出的㊁用来按发热条件选择供电系统中各元器件的负荷值，称为计算负荷（calculated load）㊂根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值㊂从发热的角度看，截面积在16mm2及以上的导体，大约经30min（半小时）后可达到稳定温升值，因此计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P30（亦即年最大负荷P max）是基本相当的㊂所以，计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷㊂本来有功计算负荷可表示为P c，无功计算负荷可表示为Q c，计算电流可表示为I c，但考虑到 计算 的符号c容易与 电容 的符号C相混淆，因此大多数供电书籍都用半小时最大负荷P30来表示有功计算负荷，无功计算负荷㊁视在计算负荷和计算电流则分别表示为Q30㊁S30和I30㊂这样表示，也使计算负荷的概念更加明确㊂计算负荷是供电设计计算的基本依据㊂计算负荷确定得是否正确合理，直接影响电器和导线电缆的选择是否经济合理㊂我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法有需要㊃03㊃系数法和二项式法㊂需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法，最为简便㊂二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别较大的分支干线的计算负荷时，采用二项式法比需要系数法合理，且计算也比较简便㊂本书只介绍这两种计算方法㊂关于以概率论为理论基础而提出的用以取代二项式法的利用系数法，由于其计算比较繁复而未得到普遍应用，本书省略介绍㊂二㊁按需要系数法确定计算负荷（一）基本公式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P 30，如图2-5所示㊂用电设备组的设备容量P e ，是指用电设备组所有设备（不含备用的设备）的额定容量P N 之和，即P e =ðP N ㊂而设备的额定容量P N 是设备在额定条件下的最大输出功率（出力）㊂但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身和配电线路还有功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为P 30=K ðK L ηe ηWL P e （2-8）式中，K ð为设备组同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；K L 为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量之比；ηe 为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比；ηWL 为配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率（亦即设备组取用功率）与首端功率（亦即计算负荷）之比㊂图2-5㊀用电设备组的计算负荷说明令式（2-8）中的K ðK L /（ηe ηWL ）=K d ，这里的K d 称为需要系数（demand coefficient）㊂由式（2-8）可知，需要系数的定义式为K d =P 30P e （2-9）即用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值㊂由此可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为P 30=K d P e （2-10）实际上，需要系数值不仅与用电设备组的工作性质㊁设备台数㊁设备效率和线路损耗等因素有关，而且与操作人员的技能和生产组织等多种因素有关，因此应尽可能地通过实测分析确定，使之尽量接近实际㊂㊃13㊃附表1列出工厂各种用电设备组的需要系数值，供参考㊂在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷：无功计算负荷为Q30=P30tanφ（2-11）式中，tanφ为对应于用电设备组cosφ的正切值㊂视在计算负荷为S30=P30cosφ（2-12）式中，cosφ为用电设备组的平均功率因数㊂计算电流为I30=S303UN （2-13）式中，U N为用电设备组的额定电压㊂如果只有一台三相电动机，则此电动机的计算电流就取其额定电流，即I30=I N=P N3U Nηcosφ（2-14）负荷计算中常用的单位：有功功率为 千瓦 （kW），无功功率为 千乏 （kvar），视在功率为 千伏安 （kVA），电流为 安 （A），电压为 千伏 （kV）㊂例2-1㊀已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW3台，4kW8台，3kW17台，1.5kW10台㊂试求其计算负荷㊂解：此机床组电动机的总容量为P e=7.5kWˑ3+4kWˑ8+3kWˑ17+1.5kWˑ10=120.5kW查附表1中 小批生产的金属冷加工机床电动机 项，得K d=0.12 0.16（取0.2），cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此可求得：有功计算负荷为P30=0.2ˑ120.5kW=24.1kW无功计算负荷为Q30=24.1kWˑ1.73=41.7kvar视在计算负荷为S30=24.1kW0.5=48.2kVA计算电流为I30=48.2kVA3ˑ0.38kV=73.2A（二）设备容量的计算需要系数法基本公式P30=K d P e中的设备容量P e，不含备用设备的容量，而且要注意，此容量的计算与用电设备组的工作制有关㊂1.一般连续工作制和短时工作制的用电设备组容量计算其设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和㊂㊃23㊃2.断续周期工作制的设备容量计算其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㊂容量换算的公式如式（2-2）所示㊂断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机，各自的换算要求如下：（1）电焊机组㊀要求容量统一换算到ε=100%，因此由式（2-2）可得换算后的设备容量为P e =P NεN ε100=S N cos φεN ε100即P e =P N εN =S N cos φεN （2-15）式中，P N ㊁S N 为电焊机的铭牌容量（前者为有功功率，后者为视在功率）；εN 为与铭牌容量相对应的负荷持续率（计算中用小数）；ε100为其值等于100%的负荷持续率（计算中用1）；cos φ为铭牌规定的功率因数㊂（2）吊车电动机组㊀要求容量统一换算到ε=25%，因此由式（2-2）可得换算后的设备容量为P e =P N εN ε25=2P N εN （2-16）式中，P N 为吊车电动机的铭牌容量；εN 为与P N 对应的负荷持续率（计算中用小数）；ε25为其值等于25%的负荷持续率（计算中用0.25）㊂（三）多组用电设备计算负荷的确定确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素㊂因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）K ðp 和K ðq ㊂对车间干线，取K ðp =0.85 0.95，K ðq =0.90 0.97㊂对低压母线，分以下两种情况：1）由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时，取K ðp =0.80 0.90，K ðq =0.85 0.95㊂2）由车间干线的计算负荷直接相加来计算时，取K ðp =0.90 0.95，K ðq =0.93 0.97㊂总的有功计算负荷为P 30=K ðp ðP 30i（2-17）总的无功计算负荷为Q 30=K ðq ðQ 30i （2-18）以上两式中的ðP 30i 和ðQ 30i 分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和㊂总的视在计算负荷为S 30=P 230+Q 230（2-19）总的计算电流为I 30=S 303U N （2-20）㊃33㊃必须注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷与计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷也不能按式（2-12）计算㊂另外，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，各组的计算负荷均按附表1所列的计算系数来计算，而不必考虑设备台数少而适当增大K d和cosφ值的问题㊂例2-2㊀某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW（其中较大容量电动机有7.5kW的1台，4kW的3台，2.2kW的7台），通风机2台共3kW，电阻炉1台2kW㊂试确定此线路上的计算负荷㊂解：先求各组的计算负荷㊂（1）金属切削机床组查附表1，取K d=0.2，cosφ=0.5，tanφ=1.73故P30（1）=0.2ˑ50kW=10kWQ30（1）=10kWˑ1.73=17.3kvar（2）通风机组查附表1，取K d=0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75故P30（2）=0.8ˑ3kW=2.4kWQ30（2）=2.4kWˑ0.75=1.8kvar（3）电阻炉查附表1，取K d=0.7，cosφ=1，tanφ=0故P30（3）=0.7ˑ2kW=1.4kWQ30（3）=0kvar因此总的计算负荷为（取Kðp=0.95，Kðq=0.97）P30=0.95ˑ（10+2.4+1.4）kW=13.1kWQ30=0.97ˑ（17.3+1.8）kvar=18.5kvarS30=13.12+18.52kVA=22.7kVAI30=22.7kVA3ˑ0.38kV=34.5A在实际工程设计说明书中，为了使人一目了然，便于审核，常采用计算表格的形式，见表2-3㊂表2-3㊀例2-2的电力负荷计算表（按需要系数法）序号设备名称台数容量需要系数K dcosφtanφ计算负荷P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A1切削机床20500.20.5 1.731017.32通风机230.80.80.75 2.4 1.83电阻炉220.710 1.40235513.819.1Kðp=0.95，Kðq=0.9713.118.522.734.5㊃43㊃三㊁按二项式法确定计算负荷（一）基本公式二项式法的基本公式是P30=bP e+cP x（2-21）式中，bP e为表示设备组的平均功率，其中P e是用电设备组的设备总容量，其计算方法如前需要系数法所述；cP x为表示设备组中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中P x是x台最大容量的设备总容量；b㊁c是二项式系数㊂附表1中也列有部分用电设备组的二项式系数b㊁c和最大容量的设备台数x值，供参考㊂但必须注意：按二项式法确定计算负荷时，如果设备总台数n少于附表1中规定的最大容量设备台数x的2倍，即n<2x时，其最大容量设备台数x宜适当取小，建议按 四舍五入 取其整数㊂例如，某机床电动机组只有7台时，则其最大设备台数取为x=n/2= 7/2ʈ4㊂如果用电设备组只有1 2台设备时，则可认为P30=P e㊂对于单台电动机，则P30= P N/η㊂在设备台数较少时，cosφ值也宜适当取大㊂由于二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平均负荷，而且考虑了少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，所以二项式法比较适于确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷㊂但是二项式系数b㊁c和x的值，缺乏充分的理论依据，而且只有机械工业方面的部分数据，从而使其应用受到一定的局限㊂例2-3㊀试用二项式法来确定例2-1所示机床组的计算负荷㊂解：由附表1查得b=0.14，c=0.4，x=5，cosφ=0.5，tanφ=1.73设备总容量（见例2-1）为P e=120.5kWx台最大容量的设备容量为㊀P x=P5=7.5kWˑ3+4kWˑ2=30.5kW因此，按式（2-21）可求得其有功计算负荷为P30=0.14ˑ120.5kW+0.4ˑ30.5kW=29.1kW按式（2-11）可求得其无功计算负荷为Q30=29.1kWˑ1.73=50.3kvar按式（2-12）可求得其视在计算负荷为S30=29.1kW0.5=58.2kVA按式（2-13）可求得其计算电流为I30=58.2kVA3ˑ0.38kV=88.4A比较例2-1和例2-3的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下㊂供电设计的经验说明，选择低压分支干线或分支线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜㊂我国建筑行业标准JGJ16 2008‘民用建筑电气设计规范“也规定： 用电设备台数较少㊁各台设备容量相㊃53㊃差悬殊时，宜采用二项式法㊂（二）多组用电设备计算负荷的确定采用二项式法确定多组用电设备总的计算负荷时，也应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素，但不是计入一个同时系数，而是在各组设备中取其中一组最大的有功附加负荷（cP x）max，再加上各组的平均负荷bP e，由此求得其总的有功计算负荷为P30=ð（bP e）i+（cP x）max（2-22）总的无功计算负荷为Q30=ð（bP e tanφ）i+（cP x）max tanφmax（2-23）式中，tanφmax为最大附加负荷（cP x）max的设备组的平均功率因数角的正切值㊂关于总的视在计算负荷S30和总的计算电流I30，仍按式（2-19）和式（2-20）计算㊂为了简化和统一，按二项式法计算多组设备的计算负荷时，也不论各组设备台数多少，各组的计算系数b㊁c㊁x和cosφ等，均按附表1所列数值㊂例2-4㊀试用二项式法确定例2-2所述机修车间380V线路的计算负荷㊂解：先求各组的cP x和bP e㊂（1）金属切削机床组查附表1，取b=0.14，c=0.4，x=5，cosφ=0.5，tanφ=1.73，故bP e（1）=0.14ˑ50kW=7kWcP x（1）=0.14ˑ（7.5kWˑ1+4kWˑ3+2.2kWˑ1）=8.68kW（2）通风机组查附表1，取b=0.65，c=0.25，cosφ=0.8，tanφ=0.75，故bP e（2）=0.65ˑ3kW=1.95kWcP x（2）=0.25ˑ3kW=0.75kW（3）电阻炉查附表1，取b=0.7，c=0，cosφ=1，tanφ=0，故bP e（3）=0.7ˑ2kW=1.4kWcP x（2）=0以上设备组中，附加负荷以cP x（1）为最大，因此总的计算负荷为P30=（7+1.95+1.4）kW+8.68kW=19kWQ30=（7ˑ1.73+1.95ˑ0.75+0）kvar+8.68ˑ1.73kvar=28.6kvarS30=192+28.62kVA=34.3kVAI30=34.3kVA3ˑ0.38kV=52.1A按一般工程设计说明书要求，以上计算可列成表2-4所示电力负荷计算表㊂比较例2-2和例2-4的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果较之按需要系数法计算的结果大得比较多，这更为合理㊂㊃63㊃ʌ任务目标ɔ1.掌握单相用电设备组计算负荷的确定及其等效三相负荷的计算㊂2.机械厂各车间单相用电设备计算负荷和设备容量的计算㊂ʌ任务分析ɔ单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配，使三相尽可能平衡㊂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，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算㊂如果单相设备容量超过三相设备容量的15%时，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㊂由于确定计算负荷的目的，主要是为了选择线路上的设备和导线，使线路上的设备和导线在通过计算电流时不致过热或烧毁，因此在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应以最大负荷相有功负荷的三倍作为等效三相有功负荷，以满足安全运行的要求㊂完成本任务需要了解单相用电设备容量换算为等效三相设备容量的意义；掌握单相用电设备组计算负荷的确定；掌握单相用设备组等效三相负荷的计算㊂ʌ知识准备ɔ单相设备组等效三相负荷的计算1.单相设备接于相电压时的等效三相负荷计算单相设备接于相电压时等效三相设备容量P e应按最大负荷相所接单相设备容量P e.mφ的三倍计算，即P e=3P e.mφ（2-24）其等效三相计算负荷则按前述需要系数法计算㊂2.单相设备接于线电压时的三相负荷计算由于容量为P e.φ的单相设备在线电压上产生的电流I=P e.φ/（U cosφ），此电流应与等效三相设备容量产生的电流相等，因此其等效三相设备容量为P e=3P e.φ（2-25）3.单相设备分别接于线电压和相电压时的负荷计算首先应将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，然后分相计算各相的设备容量与计算负荷㊂总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷P30.mφ的三倍，即P30=3P30.mφ（2-26）总的等效三相无功计算负荷为最大负荷的无功计算负荷Q30.mφ的三倍，即Q30=3Q30.mφ（2-27）关于将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量的问题，可按照以下换算公式进行换算：A相P A=p AB-A P AB+p CA-A P CA（2-28）Q A=q AB-A P AB+q CA-A P CA（2-29）B相P B=p BC-B P BC+p AB-B P AB（2-30）㊃83㊃。
工厂供电负荷计算和短路计算
查表可得Kx=0.17~0.2（取 0.2），cos=0.5，tan=1.73，因此
Pca(1)=Kx∑Pe=0.2×98 =19.60(kW) Qca(1)= Pca(1)tann=19.6×1.73=33.91 (kvar) Sca(1)=P ca(1)/cosn=19.60/0.5=59.58(kVA)
Pca(4)=Kx∑Pe=0.8×4.34=3.47(kW) Qca(4)= P ca(4)tan=3.47×0.75=2.6 (kvar) Sca(4)= P ca(4)/cos=3.47/0.8=4.34(kVA)
电焊机组：查表2-2，cos=0.6，Kx＝0.35，因此
Pe PN
48.2kVA I js 73.2 A 3 0.38kV
• 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20 台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台, 4kW3台 ,2.2 kW7台), 通风机2台共3kW, 电阻炉1台2kW。试确 定此线路上的计算负荷。 • (1). 金属切削机床组 Kx 0.2,cos 0.5, tan 1.73 • 故 • • • 故
• 断续周期工作制的设备，可用“负荷持续
率”（duty sysle, 又称暂载率）来表征其
工作特征。
•
负荷持续率为一个工作周期内工作时间
与工作周期的百分比值，用ε表示，即
T 为工作周期；t 为工作周期内的工作时间
；to 为工作周期内的停歇时间。
断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功 率）PN是对应于某一额定负荷持续率εN 。 如果实际运行的负荷持续率 ε ，则实际容 量Pe 应按同一周期内等效发热条件进行换 算。
2．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
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40 6 0.63 3.78kW 100
S 30 (3)
I 30(3)
P30(3) 0.57 1.14KVA cos 0.5
1.14 1.14 1.73A 3 0.38 0.66
S 30(3)
3U N
P30 3K d2 P e( 2 (2 )) e ( 26 ) 0.8 6 4.8
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 一、工厂电力负荷 电力负荷通常是指用电设备或用电单位，即电能用户,也可 以指用电设备或用电单位所消耗电能的功率或电流值的大 小。
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
第一节 工厂电力负荷及负荷曲 线 (一)用电设备的工作制 1.工厂用电设备的工作制 2.长期连续运行工作制设备 3.短时工作制设备 4.断续周期工作制设备
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
（二）多组用电设备组计算负荷的确定 多组用电设备组中，由于各组用电设备的最大负荷不同时 出现的因素，因此，在确定低压干线或低压母线上计算负 荷时，应该对有功和无功计算负荷计入一个同时系数KΣ， 有功同时系数用 表示，无功同时系数用 表示。 对于车间低压干线有功同时系数取 ，无功同时系数取 ； 对于低压母线，由用电设备组计算负荷直接相加计算时取 ， 无功同时系数取 ；由车间干线计算负荷直接相加计算时， 可取 ，所以得多组用电设备组负荷计算基本公式。
Pe 3Pem
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 二、电力负荷曲线 表示电力负荷随时间变化情况的曲线，称电力负荷曲线。 （一）日负荷曲线
图3－１逐点描绘的有功负荷曲线
图3－２阶梯形的有功负荷曲线
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 （二）年负荷曲线
PN Pe N 3 S e N cos
解：由于电焊机属于反复短时工作制设备，应将设备容量 统一换算到ε100=100%的容量，所以3台电焊机的设备容量 为
PN Pe N 3 S e N cos
3 20 0.75 0.5 26 （kW）
PN Pe N S e N cos
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 电焊机类设备铭牌标出负荷持续率εN有：50%、65%、 75%、100%等四种。为了计算简便，一般要求设备容量统 一换算到标准暂载率ε100=100%。则对于ε100=100%的设 备容量为
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 吊车类电动机铭牌标出负荷持续率εN有：15%、25%、 40%、60%等四种。为了计算简便，一般要求设备容量统 一换算到标准暂载率ε25=25%下。对应于ε25=25%的设备 容量为
Pe Pe 2Pe N
工厂供电技术 第三章 工厂电力负荷计算
例3—3己知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为 380V，11kW的电动机8台；15kW的22台；4kW的8台，试 用需要系数法确定其计算负荷P30、Q30、S30、I30。 解：求机床组电动机设备总容量
Pe 11 8 15 22 4 8 450
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线
4.负荷系数 负荷系数是表征负荷曲线的不平坦程度，也就是负荷变动 的程度。负荷系数KL又称负荷率，是指平均负荷与最大 负荷的比值，即
P KL PN
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线
cos
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P30—有功功率计算负荷(kW)； Q30—无功功率计算负荷(kvar)； Kd—设备组的需要系数； Pe—三相设备组设备总容量(kW)； S30—视在功率计算负荷(kV.A)； I30—计算电流(A)； UN—用电设备的额定电压(kV) cos —用电设备组平均功率因数
S 30 ( 2)
I 30( 2)
P30(2) 4.8 6 KVA cos 0.8
S 30( 2)
3U N 6 6 9.1A 3 0.38 0.66
P30 3K d2 P e( 2 (2 )) e ( 26 ) 0.8 6 4.8
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对用电设备来说，负荷系数就是设备在最大负荷时输出的 功率P与设备的额定容量PN的比值，即 P KL PN 式中 KL—负荷系数； P—最大负荷时输出的功率（kW）；
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第二节 用电设备组计算负荷的确定 一、需要系数法确定计算负荷 （一）用电设备组计算负荷 有功计算负荷 P30 K d Pe 无功计算负荷 Q30 P30 tan 视在计算负荷 P30 S 30 cos 计算电流 S 30 I 30 3U N
Wt Pav t
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 平均负荷也可以通过负荷曲线来计算，如图3—5所示。年 负荷曲线与两坐标轴所包围的曲线面积即年所消耗的电能 恰好等于虚线与坐标轴所包围的面积，即年平均负荷为
Wa Pav 8760
式中 Pav—平均有功计算负荷（kW）； Wt—在t时间内电能消耗量（kW.h）； Wa—年电能消耗量（kW.h）； t—为实际用电的时间（h）； 8760—全年365天用电时间（h）；
电葫芦设备组电葫芦换算为ε=25%时的设
备容量
tan 1.73
cos 0.5
查附表1机加车间装配类吊车组得
Pe(3) 2PN N 2 3
P 30(3) Kd P e(3) 0.15 3.78 0.57kW
Q30(3) P30(3) tan 0.57 1.73 0.99
查附表1，小批生产的金属冷加工机床电动机组，得 cos 0.5 tan 1.73 Kd=0.16～0.2,取Kd=0.2， 由公式得
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P 30 Kd P e 0.2 450 90kW Q30 P .7k var 30 tan 901.73 155 P30 90 S 30 180KVA cos 0.5 S 30 180 180 I 30 273A 3U N 3 0.38 0.66
t t 100% 100% T t t0
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 （二）用电设备的容量
经过换算统一规定的工作制下的额定功率称为设备的额定 容量，用PN表示
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 （二）用电设备的容量
N 25
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 例题3—2某车间有一台吊车电动机，ε=40%时的铭牌额定 容量为18kW, ,UN=380V。试计算设备容量。 解： P P 2P 2 18 0.40 22.8 （kW）
N
e
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N
N
25
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 ３. 单相用电设备等效三相设备容量的换算 单相设备接于相电压时,按最大负荷相所接的单相设备容量 Pepu乘以3来计算其等效三相设备容量： Pe 3Pem
单相设备接于线电压时,按最大负荷相所接的单相设备容量 Pepu乘以 来计算其等效三相设备容量：
PN Pe N S e N cos
PN Pe N 3 S e N cos
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第一节 工厂电力负荷及负荷曲线 例题3—1 某小批量生产车间采用380V线路供电，车间有 380V电焊机3台，每台容量为20kV.A, εN=75%, ,试计算设 备容量。
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2.求车间低压母线总计算负荷，查表3—1取 ， K p 0.9 K q 0.97
Q30(1) P 30(1) tan 551.73 95.2k var P30(1) 55 S 30 (1) 110KVA cos 0.5 S 30(1) 110 110 I 30(1) 167A 3U N 3 0.38 0.66
P30 3K d2 P e( 2 (2 )) e ( 26 ) 0.8 6 4.8
2
2
I 30
30
3U N
P30i —表示所有各组设备的有功计算负荷之和(kW)；
Q30 i
—表示所有各组设备的无功计算负荷之和(kvar)；
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例题3—4某工厂机加车间380V低压母线上，共接有3组用 电设备，其中有冷加工机床电动机20台，每台容量为11kW； 通风机3台，每台容量为2kW；电动葫芦一个，3kW （ε=40%），试确定该车间总的计算负荷。 解：1.先求各用电设备组的计算负荷 （１） 冷加工机床电动机机床组
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通风机设备组通风机设备组
P e( 2) 3 2 6kW
cos 0.8 tan 0.75 查附表1，取Kd=0.8， 因此得