电气工程基础 第5章 电力系统负荷
5 电力系统的负荷
8760
W Pdt 0
Tm a x
W Pm a x
年最大负荷利用小时数
年最大负荷利用小时数的大小， 在一定程度上反映了实际负荷 在一年之内的变化程度。
t（h） 8760
各类用户年最大负荷利用小时数（经验值）
负荷类型 户内照明及生活用电
Tmax/h 2000~3000
一班制企业用电
1500~2200
二班制企业用电
3000~4500
三班制企业用电
6000~7000
农灌用电
1000~1500
根据用户性，可以大致确定Tmax，近似估算用 户全年用电量。
5.3 电力系统负荷的计算
电力负荷计算主要包括以下方面： （1）求计算负荷：即正常工作时的实际最大负 荷。目的选择各级电压供电网络、变压器容量、 电气设备的型号等；保证使其通过正常最大工作 电流时不至于过热而损坏。（选择设备）
➢二类负荷（二级负荷）
（1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失 时。例如：主要设备损坏、大量产品所废、连续 生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业 大量减产等。
（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。 例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要 电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大 型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混 乱。
3、按负荷的大小划分 ➢最大负荷（最高负荷、尖峰负荷）
日最大负荷、月最大负荷、年最大负荷。 ➢最小负荷（最低负荷、低谷负荷、基荷）
➢平均负荷
4、按电力用户的不同划分
➢ 农业用电 比重虽不大，但很重要。其特点是季节性很强。
➢ 工业用电
➢ 交通运输业用电 这类负荷比重不大，变化也不大。
➢ 城乡居民生活用电 包括照明用电和家用电器用电。比重仍然不大， 但其增长速度较快。
5 电力系统的负荷
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，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。
2、按供电的可靠性划分
➢一类负荷（一级负荷）
(1) 中断供电将造成人身伤亡时。
(2) 中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。 例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料 生产的产品大量报废、国家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。
(3) 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电 单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信 枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活 动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要 电力负荷。
5
0.5 1.73
5
0.5 1.73
5
0.6 1.33
5
0.65 1.17
通风机、水泵、空压机
非联锁的连续运输机械 联锁的连续运输机械
0.7～0.8 0.65 0.25
0.5～0.6 0.4 0.2 0.65～0.7 0.6 0.2
5
0.8 0.75
5
0.75 0.88
5
0.75 0.88
锅炉房和机加、机修、装配
电力网的功率损耗 电力系统的供电负荷
发电厂的厂用电负荷
电力系统的发电负荷
负荷的组成
综合用电负荷：系统所有电力用户的用电设备所消耗的电功率
主要用电设备 异步电动机 同步电动机 电热装置 整流装置 照明设备
水
G
G
G
库
电气工程中的电力系统负荷与调整
电气工程中的电力系统负荷与调整电力系统在现代社会中扮演着重要角色，为各行各业的发展提供了稳定可靠的电能供应。
然而，随着社会的不断进步和经济的快速发展，电力负荷和需求也不断增加。
因此，电力系统的负荷调整成为了一个至关重要的问题。
本文将讨论电气工程中的电力系统负荷与调整的相关内容。
1. 电力系统负荷分析电力系统负荷是指电能在单位时间内的消耗量，通常用来衡量电力系统的负荷大小。
负荷分析是为了了解负荷的大小、分布以及变化规律，从而为系统的设计、运行和调整提供依据。
1.1 负荷类型电力系统的负荷可以分为三类：基本负荷、尖峰负荷和谷负荷。
基本负荷是指电力系统在正常工作情况下的负荷，相对稳定。
尖峰负荷是指电力系统在高峰用电时段的负荷，通常发生在早晚高峰时段。
谷负荷是指电力系统在夜间或者用电需求较低时的负荷，相对较低。
1.2 负荷分布电力负荷的分布是指负荷在不同区域以及不同用户之间的分布情况。
根据负荷的分布情况，可以合理规划电力系统的供电能力，并合理配置输电线路和变电设备。
2. 电力系统负荷调整电力系统负荷调整是指根据负荷的需求变化，调整电力供给以保证系统的平稳运行。
负荷调整可以从两个方面进行：负荷预测和供电能力调整。
2.1 负荷预测负荷预测是指通过对历史数据的分析以及对未来需求的预测，预测未来一段时间内电力负荷的变化趋势。
这样可以提前做好调整准备，防止负荷过载或供电不足的情况发生。
2.2 供电能力调整当负荷需求发生变化时，电力系统需要及时调整供电能力以满足需求。
供电能力的调整包括两个方面：一是增加发电能力，比如增加电力厂的发电容量或引入其他能源。
二是提高输电能力，通过改善输电线路和设备的运行状态，增加输电能力。
3. 电力系统负荷与环境影响电力系统的负荷与环境之间存在密切的关系。
随着电力负荷的增加，电力系统需要更多的发电设备和输电线路，这将对环境产生一定的影响。
3.1 碳排放电力系统的发展离不开燃煤、燃气等传统能源，而这些能源的燃烧将产生大量的碳排放。
第五章：电力系统负荷
把用户所消耗的总用电负荷再加上网络中线路和变压器所 损耗的功率就是系统中各个发电厂所应供给的功率， 损耗的功率就是系统中各个发电厂所应供给的功率，称其 为系统的供电负荷。 为系统的供电负荷。 供电负荷再加上发电厂本身所消耗的功率(发电厂的自用 供电负荷再加上发电厂本身所消耗的功率( 电)就是系统中各个发电厂所应发出的总功率。 就是系统中各个发电厂所应发出的总功率。
三、电力系统的年负荷曲线和年最大负荷利用小时数
年最大负荷P 年最大负荷 max ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均 功率， 功率，即 P =P
m ax 30
年最大负荷利用小时数Tmax:若用户始终保持最大负荷 年最大负荷利用小时数Tmax:若用户始终保持最大负荷 Tmax: Pmax运行 经过Tmax 运行， Pmax运行，经过Tmax 后所消耗的电能恰好等于全年的实 际耗电量。 际耗电量。
2．负荷的分类 (1)按物理性能分类 可分为有功负荷与无功负荷。 按物理性能分类： (1)按物理性能分类：可分为有功负荷与无功负荷。 (2)按电力生产和销售过程分类：可分为发电负荷、 (2)按电力生产和销售过程分类：可分为发电负荷、供电负 按电力生产和销售过程分类 荷和用电负荷等。 荷和用电负荷等。 (3)按突然中断供电对用户所造成的损失分类： (3)按突然中断供电对用户所造成的损失分类： 按突然中断供电对用户所造成的损失分类 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏， 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大 产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。 产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。 供电方式:由两个独立电源供电。 供电方式 由两个独立电源供电。 由两个独立电源供电 二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废， 二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废， 重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 供电方式:由双回路供电。 供电方式 由双回路供电。 供电 三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式:对供电电源无特殊要求。 供电方式 对供电电源无特殊要求。 对供电电源无特殊要求
电气工程基础II第五章 电力系统负荷
供电系统逐级计 算法
• 各级负荷计算中， 凡多组计算负荷相 加（分有功和无功 两部分），都要依 组数多少，考虑乘 以同时系数K= 0.8 ～ 1。组数越少， K越接近于1。
按需要系数法 确定计算负荷
• 将供电区域内用电 设备的总容量 （不 计备用设备容量） 乘上一个需要系数 ，就得到供电区域 的有功计算负荷
Pc
Kt KH
st
Ps
Kne Kt KH st
Pc Kne Ps
Ps PN
用电设备组名称
大批和流水作业生产的热加工机床电动机 大批和流水作业生产的冷加工机床电动机
小批和单独生产的冷加工机床电动机 通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机 连续运输机械和铸造车间造型机械（连锁的） 锅炉房机修、机加工、装配等类车间的吊车（＝
第五章 电力系统负荷
本章主要内容
• 掌握电力系统负荷和负荷曲线的基本概 念、分类及其特点；
• 理解年最大负荷利用小时数Tmax的基本 概念和作用；
• 了解用电设备计算负荷的确定方法； • 了解电力系统负荷的静态、动态特性和
模型
电力系统负荷
• 电力系统在某一时刻各类用电设备消耗 功率的总和
• 按照消耗功率类型分类：有功负荷、无 功负荷、视在负荷
单班制工业企业
1500 2500
两班制工业企业
3000 4500
三班制工业企业
6000 7000
农业排灌用电
1000 1500
Tmax应用示例
• 对规划的新用户，可以先查出Tmax • 根据用户规模（如工厂年产量），（根
据单位产品的耗电量）估算用户全年用 电量 • 根据全年用电量和Tmax计算出Pmax • 根据Pmax设计向该用户供电的一次系统
电气工程基础
电气工程基础第一章1）电力网：输电网络，配电系统。
电力系统：发电机，电力网，负荷。
动力系统：原动机，电力系统。
2）额定频率——我国交流电力系统均为50Hz。
最高电压等级——我国为750KV。
五个区域网:东北、华北、华东、华中及西北电网。
南方电网公司3）对电力系统的基本要求（1）保证供电可靠；（2）为用户提供充足的电力；3）保证良好的电能质量；（4）提高电力系统运行的经济性。
衡量电能质量的主要指标：电压、频率和波形。
220、380V；3、6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500和750KV第二章1）火电厂的特点：布局灵活，装机容量可按需要确定；一次性建造投资少，工期短，发电设备年利用小时数高；耗煤量大，发电成本高；动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。
对空气和环境污染大。
2）水电厂的特点：水可再生能源，几乎没有污染，可综合利用。
第三章1）电流互感器：将大电流变成小电流（５Ａ或１Ａ），串联在一次回路里。
电压互感器：将大电压变成小电压（100V、V、100/3V ），并联在一次回路里。
互感器的作用：向仪表和继电器供电，正确反映一次系统的运行情况。
使设备和运行工作人员免于和大电压、大电流接触。
2）一次设备：生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如：发电机、变压器和断路器等。
二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，如互感器，电压表、继电保护装置等。
3）配电装置的最小安全净距：以保证不放电为条件，该级电压所允许的在空气中物体边缘的最小电气距离。
表示带电部分至接地部分之间的最小电气净距A1 ；表示不同相的带电导体之间的最小电气净距A2 。
A值应保证无论在正常最高工作电压还是在内外过电压都应保证空气间隙不被击穿。
4）送电时：先合隔离开关再合断路器。
先合母线隔离开关。
停电时：先断开断路器再断开隔离开关。
先断线路隔离开关。
电力系统中的电力负荷
电力系统中的电力负荷在现代工业社会中，电力负荷是一个不可或缺的概念。
它代表了电力系统中所需的电能总量，是电网运行的关键参数之一。
电力负荷的合理控制和管理对于电力系统的可靠供电、安全运行和经济性至关重要。
本文将深入探讨电力系统中的电力负荷及其相关问题，以及如何对电力负荷进行合理调控。
一、电力负荷的定义与分类电力负荷是指电力系统在特定时间段内所需的电能总量。
根据电力负荷的特点和使用方式，可以将电力负荷分为以下几类：1. 基本负荷：基本负荷是指电力系统中持续时间较长、稳定且需求量相对固定的负荷，例如居民生活用电等。
基本负荷对电力系统的稳定供电有着重要作用。
2. 峰值负荷：峰值负荷是指电力系统中短时间内需求量达到最高峰的负荷，常常出现在白天用电高峰期，如工业生产用电、商业建筑用电等。
峰值负荷对电力系统的供电能力和负荷承受能力提出了较高的要求。
3. 谷值负荷：谷值负荷是指电力系统中需求量最低的负荷，常常出现在夜间用电谷峰期。
谷值负荷是电力系统中对电能资源的有效利用，以及实现能源节约和环境保护的重要环节。
二、电力负荷的影响因素电力负荷的大小与电力系统的运行和发展密切相关，受到多种因素的影响。
以下是一些常见的影响电力负荷的因素：1. 人口数量和生活方式：人口数量和生活方式的变化将直接影响到电力负荷的需求。
例如，人口增长和生活水平提高将带来对电力的更大需求。
2. 工业规模和生产活动：工业规模的扩张和生产活动的增加会导致电力负荷的增加，尤其是在工业生产用电方面。
3. 气候条件和季节变化：气候条件和季节变化对电力负荷的波动也有重要影响。
例如，在夏季高温时期，空调的使用将导致电力负荷的瞬时增加。
4. 能源政策和环保要求：能源政策和环保要求对电力负荷的结构和发展具有较大的引导作用。
鼓励清洁能源和能源节约的政策将对电力负荷的发展产生重要影响。
三、电力负荷管理的方法与挑战为了确保电力系统的可靠运行和供电安全，电力负荷需要进行合理的管理和控制。
电力系统负荷汇总
负荷为P2, ，t3小时的负荷为P3,P1=Pmax ，这种负荷曲
线常用于安排发电计划,电网能量损耗计算,可靠性估算
等方面。
根据电力系统实际运行经验,各类负荷的数值大致有一个
范围,如表1-3所示。在设计电网时,往往用户的负荷曲线
是未知的,如果知道用户的类型,就能从表中选择适当的
最大负荷利用小时数Tmax值,估算出用户的全年耗电量 。
1．有功功率日负荷曲线
用户的有功功率日负荷曲线是反映一天24h内有 功负荷的变化。可以根据运行中的记录绘出。有功 功率日负荷曲线是制定各发电厂发电负荷计划及系 统调度运行的依据.虽然系统中不同用户的有功功率 日负荷曲线变化较大,但系统总的有功功率日负荷曲 线却相当平坦。为了简化计算和便于绘制，常把连 续变化的负荷看成在测量的那一小段时间内不变， 因此负荷曲线可以绘制成阶梯形。如图是电力系统 典型综合有功负荷曲线的一个例子。
二、负荷曲线 通常把负荷随时间变化的情况画成的目，称为负荷 曲线。负荷曲线是指某一时间段内负荷随时间变化的规 律。绘制负荷曲线时，一般以横坐标表示时间，纵坐标 表示负荷。负荷曲线的种类很多。
（1）按负荷种类分为有功负荷曲线和无功负荷曲线; （2）按时间的长短分为日负荷、月负荷和年负荷曲线； （ 3）按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发 电厂和电力系统的负荷曲线。 以下介绍几种典型的负荷曲线：
3．有功功率年负荷曲线 表示一年内每月最大有功负荷变化的曲线,称年最大有功
功率负荷曲线,如图所示,实际中常据此制定发电设备的 检修计划。
有功功率年负荷曲线
4．年持续负荷曲线 年持续负荷曲线是将一年中系统负荷按其大小及 持续时间顺序排列而成的,如图所示。
年持续负荷曲线
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Ø 按用电特性分类：
电力系统负荷曲线
电力系统日负荷曲线几个概念：
最小负荷、最大负荷、峰荷、谷荷、 基荷、腰荷的概念
þ年最大负荷利用小时数Tmax
如果用户始终保持最大负荷值Pmax 运行，经过Tmax小时后所消耗的电 能恰好等于全年的实际耗电量，则 称Tmax为年最大负荷利用小时数。
à工业用电负荷 à农、林、牧、渔、水利用电负荷 à建筑业用电负荷 à交通运输、邮电通信用电负荷 à商业、饮食、供销、仓储业用电负荷 à城乡居民生活用电负荷
ห้องสมุดไป่ตู้
电力系统负荷曲线基本概念及其分类
电力系统负荷曲线：以电力系统负荷为纵坐标，以时间为 横坐标绘制的表征电力系统负荷随时间变化的曲线。 þ 分类：
Ø 按时间分类：
电气工程基础
第五章 电力系统负荷
主要内容
• 负荷的基本概念及分类； • 负荷曲线的基本概念及分类； • 最大负荷利用小时数。
电力系统负荷的基本概念及其分类
电力系统负荷：电力系统在某一时刻各类用电设备消 耗功率的总和 þ 分类：
Ø 根据消耗功率的性质分： 用电负荷、供电负荷、发电负荷 Ø 按供电可靠性分： 一类负荷、二类负荷、三类负荷 Ø 根据用户在国民经济中的部门分：