负荷计算和功率因数
供配电常用公式(验算)
供配电案例常用的公式1.负荷计算：设备功率、需要功率和平均功率补前的功率因数：cosφ1={1/[1+(βQ/αP)]2}1/2,补后的功率因数：cosφ={1/[1+[(Qc-Q)/Pc]2]}1/2。
Qc=Pc（tgφ1-tgφ2），设备功率：Pe=2P rεr1/2.Pe= P rεr1/2.Pe= S rεr1/2cosφ. 负荷持续率。
二项式法：Pjs=cPn+bPs,Pn表示n个最大功率设备功率和，Ps表示全部运转设备的功率和（除去备用设备）。
线负荷转为三相负荷：Pd=1.73P UV+1.27P WV=1.73P UV。
相负荷中最大和第二大的功率。
相负荷计算P U=p*P UV+q*P WU。
Q U=p*Q UV+q*Q WU。
单相功率转为三相功率是最大相负荷的三倍。
需要系数法：需要系数和同时系数，利用系数法：利用系数和最大系数。
计算负荷：设备组：Pc=KxPe,Qc=Petgφ，Sc=[P2+Q2]1/2，Ic=Sc/（1.732Ur）变电所：Pc=K∑p∑(KxPe),Qc=K∑q ∑(KxPetgφ)。
同时系数K∑p、K∑q（两个不计入，一个择大者即备用设备和消防设备不计入，季节性计入最大者）利用系数：设备组平均负荷：P av=K l*Pe，Qav=Pav*tgφ。
计算负荷：Pc=K m∑P av;Qc=K m ∑Q av。
节能传动钢铁设计手册找，以配电手册为主，如它没有及时翻到钢铁手册对应部分。
2.电源质量：n次谐波电压含有率：HRU n=1.732U N*h*I h/10S k。
谐波电流的计算：I1=I n*n,I h=I1/h=I n*n/h。
详见工业与民用配电设计手册P282。
全部用户允许注入公共连接点的谐波电流短路容量不同时：I n=S k1/S k2*I(n)p, 不同用户注入公共接点的允许值I n=I h(Sj/St)1/α。
两个用户(变压器)注入同一公共接点的谐波电流：I n=（I n12+I n22+KI n1I n2）1/2。
负荷计算和无功功率计算
负荷计算和无功功率计算负荷计算和无功功率计算负荷计算和无功功率计算1 负荷曲线与计算负荷负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。
在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）年每日最大负荷曲线年最大负荷和年最大负荷利用小时数3．1．2 计算负荷计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。
通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。
3．2 用电设备额定容量的确定3．2．1 用电设备的一作方式（1）连续工作方式在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。
（2）短时运行工作制（3）断续工作制用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。
取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即暂载率亦称为负荷持续率或接电率。
根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。
吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。
3．2．2 用电设备额定容量的计算（1）长期工作和短时工作制的设备容量等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。
（2）重复短时工作制的设备容量1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功率，若不等于25%，要进行换算，公式为：Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量εN 为铭牌暂载率Pn 为换算前的电动机铭牌额定功率注意：电葫芦、起重机、行车等都可以用电动机考虑2电焊机及电焊装置的设备容量统一换算到ε=100%时的额定功率。
总负荷计算公式
总负荷计算公式
负荷计算是供配电系统设计的基础，其目的是为了确定供配电系统的规模和容量。
总负荷计算公式可以根据不同的需求和场合，采用不同的方法来计算。
以下是一些常见的总负荷计算公式：
1. 平均功率乘以时间：总负荷 = 平均功率× 时间
2. 最大功率乘以时间：总负荷 = 最大功率× 时间
3. 功率因数法：总负荷 = 平均功率× 功率因数× 时间
4. 需要系数法：总负荷 = 平均功率× 需要系数× 时间
5. 负载率法：总负荷 = 平均功率× 负载率× 时间
这些公式中，平均功率、最大功率、功率因数、需要系数和负载率等参数需要根据实际情况进行确定。
其中，功率因数和需要系数是两个重要的参数，它们反映了用电设备的效率和负荷分布情况。
负载率则反映了设备的利用情况和负荷的分布情况。
根据实际情况选择合适的参数进行计算，可以获得比较准确的总负荷值。
负荷计算及无功补偿
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在计算补偿用电力电容器容量和个数时，应考虑 实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 到实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 实际容量将低于额定容量，此时需对额定容量作修正： U 2 Qe = QN ( ) UN
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2.4.6.2 功率因数对供电系统的影响 （1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电 气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能 损耗。 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 及其它用电设备的正常运行。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。
人工补偿无功功率的方法主要有以下三种： • • • 并联电容器补偿 同步电动机补偿 动态无功功率补偿
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用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛 作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛 应用的一种补偿装置。 应用的一种补偿装置。 电力电容器的补偿容量可用下式确定 Qc=Pav（tanϕ1-tanϕ2）=αPca（tanϕ1-tanϕ2）
瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的无功功率的 变化情况。 变化情况。
1
（2）平均功率因数 平均功率因数指某一规定时间内，功率因数的平 均值。其计算公式为 1 Wa cosϕwm = = 2 2
安装负荷、需要系数、功率因数、计算负荷的关系-还有变压器的容量是根据哪个量估算的
安装负荷、需要系数、功率因数、计算负荷的关系，还有变压器的容量是根据哪个量估算的1、安装容量：系统中所有安装用电设备的标称功率之和，P2、需用系数：系统中有多个用电设备，同类设备同时满载运行的几率小于1，这个系数成为需用系数，K3、功率因数：电感性负载引入的参数，cosφ4、计算负荷：综合以上所有参数，计算出系统需要提供的实际运行电流，Ijs 关系：Ijs=KP/3/220/cosφ 这里按380/3相〔相电压220V〕电源计算变压器容量选择，按计算负荷Pjs=KP选择，并应使变压器经常处于70~80%负载率状态〔实际选取变压器需考虑更多的因素，仅供参考〕求计算负荷的时候不用乘以同时系数吗通常民建计算用电K，实际上可以理解为综合了Kx〔需用系数〕和Kc〔同时系数〕工业用电中涉及大功率设备，且设备运行负载率有较大差异，或许才要分别对待〔我见到的民建设计只用Kx〕电容补偿就是无功补偿或者功率因数补偿。
电力系统的用电设备在使用时会产生无功功率，而且通常是电感性的，它会使电源的容量使用效率降低，而通过在系统中适当地增加电容的方式就可以得以改善。
电力电容补偿也称功率因数补偿!(电压补偿,电流补偿,相位补偿的综合).工业与民用配电设计手册〔第三版〕第3页起详细介绍了需求系数。
什么是有功功率、无功功率、视在功率、功率三角形及三相电路的功率如何计算什么是有功功率、无功功率、视在功率及功率三角形？三相电路的功率如何计算?一、有功功率在交流电路中，但凡消耗在电阻元件上、功率不可逆转换的那部分功率〔如转变为热能、光能或机械能〕称为有功功率，简称“有功”，用“P”表示，单位是瓦〔W〕或千瓦〔KW〕。
它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小，或单位时间内转变为其它能量形式的电能数值。
实际上它是交流电在一个周期内瞬时转变为其他能量形式的电能数值。
实际上它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值，故又称平均功率。
它的大小等于瞬时功率最大值的1/2，就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的乘积。
设备满载用电负荷计算公式
设备满载用电负荷计算公式在工业生产中，设备的电力消耗是一个重要的指标。
了解设备的满载用电负荷可以帮助企业合理安排用电计划，提高能源利用效率，降低生产成本。
本文将介绍设备满载用电负荷的计算公式，帮助读者更好地理解和应用这一重要的概念。
设备满载用电负荷是指设备在满负荷运行时的电力消耗。
通常情况下，设备的满载用电负荷可以通过以下公式进行计算：设备满载用电负荷 = 设备额定功率×设备满载运行时间×设备满载运行功率因数。
在这个公式中，设备额定功率是指设备在设计时的额定功率，通常可以在设备的铭牌上找到。
设备满载运行时间是指设备在满负荷状态下运行的时间，通常以小时为单位。
设备满载运行功率因数是指设备在满负荷状态下的功率因数，通常是一个小于1的数值。
以一个具体的例子来说明，假设某台设备的额定功率为100kW，满载运行时间为8小时，满载运行功率因数为0.9，则该设备的满载用电负荷可以通过以下公式计算：设备满载用电负荷 = 100kW × 8h × 0.9 = 720kWh。
通过这个计算，我们可以得知该设备在满负荷状态下的电力消耗为720kWh。
这个数字可以帮助企业合理安排用电计划，避免因为用电不足或者用电过剩而造成的能源浪费和生产损失。
除了满载用电负荷，设备的部分负载用电负荷也是一个重要的指标。
部分负载用电负荷是指设备在非满负荷状态下的电力消耗。
通常情况下，设备的部分负载用电负荷可以通过以下公式进行计算：设备部分负载用电负荷 = 设备额定功率×设备部分负载运行时间×设备部分负载运行功率因数。
在这个公式中，设备额定功率、设备部分负载运行时间和设备部分负载运行功率因数的含义与满载用电负荷的计算公式中的相同。
通过计算设备的部分负载用电负荷，企业可以更加全面地了解设备的电力消耗情况，合理安排设备的运行时间和运行模式，进一步提高能源利用效率，降低生产成本。
除了计算设备的满载和部分负载用电负荷，企业还可以通过一些其他手段来降低设备的电力消耗。
用电负荷计算
用电负荷计算电负荷计算是指对其中一特定区域或其中一用电设备的用电需求进行估算和计算的过程。
根据计算结果，可以确定该区域或设备所需的电源容量，从而实现合理规划和供电设计。
电负荷计算一般包括用电功率计算、用电能量计算和电流负荷计算。
下面将详细介绍这些计算方法及其对应的公式。
1.用电功率计算：用电功率是指消耗电能的速率，通常以瓦特（W）表示。
用电功率是电负荷计算的基础。
根据不同的设备和用途，可以使用不同的公式进行计算。
1.1高级数学计算：对于其中一时间段内的用电功率波形进行详细的计算，可以利用高级数学中的积分和微分等方法来计算。
此方法适用于复杂的用电设备和系统。
1.2平均功率计算：如果电流和电压波形是简单的正弦波形，则可以使用平均功率计算方法。
平均功率可以通过电流有效值和电压有效值的乘积来计算。
P = U * I * cos(θ)其中，P表示功率，U表示电压，I表示电流，θ表示电压和电流之间的相位差。
cos(θ)为功率因数。
功率因数是衡量电路对电能的利用效率的参数，取值范围为0到1之间。
2.用电能量计算：用电能量是用电设备在一定时间内所消耗的电能的总量，通常以千瓦时（kWh）表示。
用电能量计算可以通过用电功率和使用时间来计算。
E=P*T其中，E表示用电能量，P表示用电功率，T表示使用时间。
3.电流负荷计算：电流负荷是指电路中电流的大小和分布情况。
电流负荷计算常用于电路设计和配电系统规划。
可以通过电流的加法原理来计算电流负荷。
I=I1+I2+ (I)其中，I表示总电流，I1、I2、..、In表示各个分支电路的电流。
除了以上的计算方法和公式，电负荷计算还需要考虑一些特殊情况和因素。
例如，峰值负荷和谷值负荷的计算，不同用电设备的启动电流和运行电流的计算，以及用电设备的多次启停对电路的影响等。
此外，还需要考虑电路容量和供电系统的装置容量与负荷的匹配，以确保供电的可靠性和安全性。
总之，电负荷计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素和应用知识。
02电力负荷计算及功率因数补偿
第2章 电力负荷计算及功率因数补偿
负荷计算的目的及意义
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特 别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 (2) 二级负荷(second order load)。符合下列情况之一时，应为二级负荷：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、大量产品报废、 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；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 所秩序混乱时。 (3) 三级负荷(third order load)。三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述 一、二级负荷者均属三级负荷。 2) 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。对于一级负荷必须考虑有两路独立电源供 电，在发生事故时，在继电保护装置正确动作的情况下，两路电源不会同时丢失 或失去一路电源，在允许的时间内第二路电源自动投入。
电力负荷的分类
本章首先简单介绍工厂电力负荷的分级及有关概念，然后着重讲述 用电设备组计算负荷和工厂计算负荷的确定方法，电力系统的功率 损耗与电能损耗的计算，尖峰电流及其计算方法，最后讲述功率因 数的确定及补偿。本章内容是工厂供电系统运行分析和设计计算的 基础。
一、电力负荷的分类
电力负荷按用途分，有照明负荷和动力负荷，前者为单相负荷，在 三相系统中很难达到平衡；后者一般可视为平衡负荷。按行业分， 有工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。工厂用电设备，按其 工作制(duty-type)可分以下3类。
2.4
第2章 电力负荷计算及功率因数补偿
电力负荷的分类
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负荷计算
是根据已知工厂的已知工厂的用电设备安装容量来确定预期不变的最大假象负荷。
它是按发热条件选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据，所以非常重要。
如估算过高，将增加供电设备的容量，使工厂电网负责、浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量。
特别是由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不合理的工厂电力需要量作为基础的国家电力系统的建设，将给整个国民经济建设带来很大的危害。
但是如果估算过低，又会使工厂投入生产后，供电系统的线路及电器设备由于承担不了实际负荷电流过热，加速其绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。
因此，我们在设计时必须认真确定。
负荷计算的方法：
我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。
需要系数法的优点是简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算，二项式法适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。
但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。
需要系数法的主要步骤：
（1）将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。
（2）查出各组用电设备相应需要系数及对应的功率因数。
（3）用需要系数法求车间或全厂的计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数K。
机械厂负荷统计表
计算公式：
有功功率 P30= Pe*Kx(kW) 无功功率 Q30= P30*Tan Φ(kVar) 视在功率 S30= P30/ Cos Φ(KVA) 计算电流 I30= S30/（√3*UN)(A) 1.金工车间
(1)动力: 17.1tan ,65.0cos ,3.0,360====ϕϕd e K KW P (2)照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe 2.工具车间 （1）动力：
17.1tan ,65.0cos ,3.0,360====ϕϕd e K KW P
(2)照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe
3.电镀车间: （1）动力：75.0tan ,8.0cos ,6.0,310====ϕϕd e K KW P (2)照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe
4.热处理车间：
（1）动力： 75.0tan ,8.0cos ,6.0,260====ϕϕd e K KW P （2）照明：0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe 5.装配车间：
（1）动力：查表1得，88.0tan ,75.0cos ,4.0,260====ϕϕd e K KW P （2）照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe 6.机修车间：
（1）动力： 02.1tan ,70.0cos ,3.0,180====ϕϕd e K KW P （2）照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,5====ϕϕd K KW Pe 7.锅炉房：
（1）动力：02.1tan ,70.0cos ,6.0,180====ϕϕd e K KW P （2）照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,2====ϕϕd K KW Pe 8.仓库:
（1）动力： 02.1tan ,70.0cos ,3.0,130====ϕϕd e K KW P （2）照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,2====ϕϕd K KW Pe
9．铸造车间：
（1）动力： 02.1tan ,70.0cos ,4.0,360====ϕϕd e K KW P （2）照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe 10.锻压车间：
（1）动力： 17.1tan ,65.0cos ,3.0,360====ϕϕd e K KW P （2）照明： 0tan ,0.1cos ,9.0,10====ϕϕd K KW Pe 宿舍住宅区：
照明： 0tan ,0.1cos ,8.0,460====ϕϕd e K KW P 所有厂房总的计算负荷： 取97.0,95.0=∑=∑q
p
K
K
需向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率.
功率因数的降低生产的不良影响：
（1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气原件容量增加，从而使工厂内部的启动控制设备规格尺寸增大。
（2）由于无功功率的增大而引起的总电流的增加，使得设备及供电线路的有功功率损耗相应增大。
（3）由于供电系统中的电压损失正比于系统中流过的电流，因此总电流增大，就使得供电系统中的点损失增加，调压困难。
（4）对电力系统的发电设备来说，无功电流增大，使磁效应增加，电压降低，过度增大激磁电流，使温度升出允许范围，达不到预定的出力。
S，视在功率(KVA或VA)。
P，有功功率(KW或W)。
Q，无功功率，也就是通常要计算的无功补偿量（Kvar或var）。
cosΦ，功率因数。
电动机这类负载还存在一个效率比，即有用功率对驱动功率之比值。
要计算Q，要知道S，P，cosΦ这三个中的任何2个值，通常设备上会标注设备的额定功率，功率因数以及效率比。
有功功率P=额定功率Pe/效率比
视在功率S=P/cosΦ或Q/sinΦ，
S,P,Q存在一个总的关系是S²=P²+Q²，P即设备的有功功率是固定不变的。
计算公式：
COSΦ=有功功率P／视在功率S 。