建筑供配电的负荷计算培训课件(PPT51页)
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建筑供配电与照明技术PPT课件
路
线路
路
发பைடு நூலகம்厂
电力网
用户
精品课件
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❖ 发电厂： 将各种一次能源转化为电能，即生 产电能的工厂。
分：火电、水电、核电、风电、地热、潮汐发 电等。
例 三峡水电站 单机容量70万kw，32台， 总容量2240万kw。
❖ 电力网: 输送和分配电能的渠道。
由变压器和输配电线路组成。
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❖ 变电站：变换电压和交换电能的场所。 升压变电 6、10、15kv 升110、220、500kv 降压变电 110、220、500kv降6、10kv
基本内容
第一章 绪论
第二章 建筑供配电的负荷计算
第三章 建筑供配电系统短路电流及其计算
第四章 常用建筑电气设备及其选择
第五、六章 建筑供配电系统
第七、八章 建筑供配电系统的继电保护
第九章 建筑防雷及接地
第十章 建筑电气照精明品课件
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学习目的
❖ 是一门经典、实用学科 ❖ 在各领域广泛应用：工业生产、控制系统、商业、
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（二）面积大 几万~几十万m2
（三）有地下层
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二、设备上的特点 低压设备，单相设备，分布广 三、电气上的特点 （一）用电设备种类多 （二）耗电量大 （三）供电可靠性大
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1.2 建筑电气的发展现状
一、供电
量大、面广、用途复杂的供电系统。
二、照明
在照度、照明质量、照明方式、灯具外 形、供电要求及控制上都有不同程度的 发展和更高的要求。
18亿kw,每年总发电量可达7 ~ 8万亿kw·h。
例 某一办公楼各种能源比例：
建筑供配电的负荷计算
鏂噡1/2001
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当不同类别的建筑(如办公楼和宿舍楼) 共用一台变压器时，其同时系数可适当 减小。
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五 单相负荷计算 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 三相设备的15％〕否则： （一） 单相用电设备仅接于相电压 等效三相负荷 取最大相负荷的三倍
Peq=3 Pm
式中: Sc——计算的在功率(kvA)； K——单位指标(vA／m2)； N——建筑面积(m2)。
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（二）住宅负荷的计算 每套住宅用电负荷，不再按灯具、插座 等容量逐一计算，而是按套型类别进行 确定，根据我国住宅发展，每套住宅供 电容量标准，一般可在4一12kw范围选 取。 高级公寓的每户建筑面积在l00— 200m2时用电标准可为10一15kw。
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二、负荷统计 按使用功能，由使用单位提供。 其他工种提供 按规范进行计算 电气设计人员自行搜集
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三、单位指标法 民用建筑主要有照明、动力及空
供配电系统的负荷与负荷计算
利用系数法 利用系数Ku=Pav/Pe，由定义可知，Ku也是一个小于1的数。 利用系数法计算步骤： 求用电设备组在最大负荷班内的平均负荷： 求用电设备组的平均利用系数：
求用电设备的有效台数neff： 求用电设备组的计算负荷： 式中的Km称为最大系数，可以根据有效台数neff和平均利用系数Kuav查计算表格得出。
需要系数法
需要系数Kd=Pc/Pe，由定义可知，Kd是一个小于1的数，相当于将实际的设备负荷Pe打一个折扣。实际设计中，需要系数已制成表格，直接查表即可得到。 需要系数法计算步骤：
设备组计算负荷计算：利用需要系数法求计算负荷时，应先将计算范围内的设备按负荷性质相同的、需要系数相近的原则分类合并为若干用电设备组，查表选择相应的需要系数和功率因数，然后按下式求设备组计算负荷：
单相负荷计算
单相负荷的负荷计算原则为： 在单相负荷的总容量小于计算范围内的三相对称负荷总容量的15％时，全部按三相对称负荷计算；在单相负荷的总容量大于计算范围内的三相对称负荷总容量的15％时，应将单相负荷折算为等效三相负荷。
一般情况下的单相负荷折算
单相线间计算负荷折算为单相相间计算负荷 等效计算负荷
单位负荷法
单位指标法：Pc=P’N 单位密度法（单位面积功率法）： Pc=ρA 单位负荷法在实际运用过程中，还需要结合具体情况，乘以相应的同时系数。同时，由于该法较为粗略，一般用于估算用电负荷
负荷计算基本方法的应用
需要系数法：应用最为广泛，尤其适合于变配电所的负荷计算。但该法在设备负荷相差大时，误差较大。该法适合于初步设计及施工图设计阶段。 二项式法：主要用于设备负荷相差较大的场合。因此主要在计算工厂负荷时使用，民用负荷计算应用较少。 利用系数法：计算较繁琐，利用系数资料不完整，但准确度高。 单位负荷法：在用户对设备的要求不十分明确时，或在方案设计阶段使用源一般为同一电源，但必须由两条变压器输出。如两回线路敷设有困难或负荷较小，可通过敷设专线来供电。 三级负荷：无特殊要求 应急电源 对于特别重要的负荷，除了一级负荷一般的供电要求外，还必须设置不与电网并列运行的独立应急电源
第二章供配电的负荷计算优秀课件
第二节 负荷曲线与计算负荷
✓ 负荷系数用来表征负荷变化规律：值越大，曲线越平
坦，负荷波动越小；
✓一般： 0 .7 ~ 0 .7 ;5 0 .7~ 6 0 .82
3 需要系数和利用系数
• 需要系数：Kd PmaxPN （按最大值进行准备） • 利用系数：Kl Pav PN （按实际需要值进行评价）
区别：负荷与负载
• 负荷是功率 • 负载是耗电设备（耗电并能完成某种任务的装置、
器件等）
电力负荷 （功率）
有功功率 能量消耗的实际功率；三相电路中
（有功负荷）表示为：P 3UIcos
无功功率 实际上是储能元件与电源之间能量 （无功负荷）交换的功率，三相电路中表示为：
Q 3UIsin
第一节 电力负荷与负荷计算
第二章供配电的负荷计算
第二章 供配电的负荷计算
本章主要学习以下几个内容
电力负荷与负荷计算
• 电力负荷的基本概念 • 负荷计算的内容及目的
负荷曲线与计算负荷
• 负荷曲线的基本概念、作用、分类 • 负荷曲线的绘制 • 与负荷计算相关的几个物理量
负荷计算的实用方法
• 设备容量的计算方法 • 估算法 • 需要系数法求解计算负荷 • 二项式法求解计算负荷 • 单相负荷的计算
第二节 负荷曲线与计算负荷
一 负荷曲线
表示一组用电设备的功率随时间变化的图形，反映了 用户用电的特点和规律。纵轴为功率、横轴为时间。
1 日有功负荷曲线 ✓ 负荷在一昼夜间的变化情况 ✓ 主要采用折线形和阶梯形绘制方法 ✓ 意义：日有功曲线与时间轴之间所围成的面积为一 天所消耗的有功电量。
第二节 负荷曲线与计算负荷
A 冬季代表日负荷曲线 B 夏季代表日负荷曲线 C 年持续负荷曲线
负荷计算的方法.pptx
2020-5-30
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5、北京地区的住宅，在方案设计阶段，根据不同的户型， 可按4-8kW/户估算用电容量（设备容量）。
例7：一住宅小区8幢高层住宅楼，每个楼224户。在方案设计 阶段，如何确定本工程选择变压器的容量和台数？
解：本工程总装机容量：
Pe总=4kW/户×8×224户=7168kW
2020-5-30
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二、设备容量的计算：
1、单台设备的容量为设备名牌上的额定容量和额定功率。 2、多台设备的容量为总设备容量之和，再乘以需要系数。 3、季节性负荷，如：空调制冷设备和采暖设备，取其大者计入总 设备容量。 4、成组用电设备的设备容量计算时，不包括备用设备。 5、消防设备遇火灾时，必须切除的设备取其大者，计入总设备容 量。
2020-5-30
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注：1、同类设备的计算容量，将设设备的算数和乘以需用系数。 2、不同类型设备的视在功率，应该为不同类型设备有功负荷
之和的平方和无功负荷之和的平方相加后，求其平方根。
Sc Pc2 Qc2
3、一般动力设备为3台或以下时，需用系数取值为： Kx =1
例5：某工程：景观喷水池，有3台水泵，其中两台额定容量 为2.2kW，另一台额定容量为5.5kW，该工程的动力设备的设备容
n
Pc Kp Kd PNi i 1
Qc KQ Pctg
Sc Pc2 Qc2
Ic
Sc 3U t
式中：K —有功功率同时系数。对于配电干线所共范围的计算负荷， K取值范 围一般在0.8.~0.9；对于变电站总计算负荷，K取值范围一般
在0.85~1。
K Q—无功功率同时系数。对于配电干线计算负荷，K取值范围一般在 0.93.~0.97；对于变电站总计算负荷，K取值范围一般在0.95~1。
供配电负荷计算
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1、长期工作制和短时工作制的设备容量 Pe=PN
2、断续周期工作制的设备容量 ① 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行 车等）的设备容量统一换算到ε=25%时的额定 功率（kW），若其εN不等于25%时应进行换算， 公式为:
② 电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到ε ＝100%时的额定功率（kW）。若其铭牌暂载 率εN不等于100%时，应进行换算，公式为:
作时间内，用电设备的温升尚未达到该负荷下的 稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低 为周围介质的温度，这是短暂工作的特点。如机 床上的某些辅助电动机（如横梁升降、刀架快速 移动装置的拖动电动机）及水闸用电动机等设备。 这类设备的数量不多。
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断续周期工作制（重复短暂工作制） 用电设备以断续方式反复进行工作，其工作
时间（t）与停歇时间（t0）相互交替。工作时间 内设备温度升高，停歇时间温度又下降，若干周 期后，达到一个稳定的波动状态。如电焊机和吊 车电动机等。断续周期工作制的设备，通常用暂 载率ε表征其工作特征，取一个工作周期内的工 作时间与工作周期的百分比值，即为ε ，即：
式中 t，t0——工作时间与停歇时间，两者之和为 工作周期T。
下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大负 荷Pmax就是年最大负荷，Tmax为年最大负荷利用小时 数。
8
3.平均负荷Pav和负荷系数
（1）平均负荷Pav 平均负荷Pav，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内消耗的电能W除以时间t的 值，即Pav=W/t
年平均负荷为Pav=Wa/8760
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2.2.2 用电设备额定容量的计算 在每台用电设备的铭牌上都有“额定功
率”PN，但由于各用电设备的额定工作方式不同， 不能简单地将铭牌上规定的额定功率直接相加， 必须先将其换算为同一工作制下的额定功率，然 后才能相加。经过换算至统一规定的工作制下的 “额定功率”称为“设备额定容量”，用Pe表示。
1、长期工作制和短时工作制的设备容量 Pe=PN
2、断续周期工作制的设备容量 ① 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行 车等）的设备容量统一换算到ε=25%时的额定 功率（kW），若其εN不等于25%时应进行换算， 公式为:
② 电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到ε ＝100%时的额定功率（kW）。若其铭牌暂载 率εN不等于100%时，应进行换算，公式为:
作时间内，用电设备的温升尚未达到该负荷下的 稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低 为周围介质的温度，这是短暂工作的特点。如机 床上的某些辅助电动机（如横梁升降、刀架快速 移动装置的拖动电动机）及水闸用电动机等设备。 这类设备的数量不多。
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断续周期工作制（重复短暂工作制） 用电设备以断续方式反复进行工作，其工作
时间（t）与停歇时间（t0）相互交替。工作时间 内设备温度升高，停歇时间温度又下降，若干周 期后，达到一个稳定的波动状态。如电焊机和吊 车电动机等。断续周期工作制的设备，通常用暂 载率ε表征其工作特征，取一个工作周期内的工 作时间与工作周期的百分比值，即为ε ，即：
式中 t，t0——工作时间与停歇时间，两者之和为 工作周期T。
下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大负 荷Pmax就是年最大负荷，Tmax为年最大负荷利用小时 数。
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3.平均负荷Pav和负荷系数
（1）平均负荷Pav 平均负荷Pav，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内消耗的电能W除以时间t的 值，即Pav=W/t
年平均负荷为Pav=Wa/8760
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2.2.2 用电设备额定容量的计算 在每台用电设备的铭牌上都有“额定功
率”PN，但由于各用电设备的额定工作方式不同， 不能简单地将铭牌上规定的额定功率直接相加， 必须先将其换算为同一工作制下的额定功率，然 后才能相加。经过换算至统一规定的工作制下的 “额定功率”称为“设备额定容量”，用Pe表示。
建筑供配电的负荷计算资料PPT课件
的基础资料和依据。 2. 计算容量Pc 即计算负荷、需要负荷或最
大负荷。标志用户的最大用电功率。
2021
3. 计算电流Ic 计算负荷在额定电压下的电流。 4. 尖峰电流Ijf 负荷短时（电动机起动）最
大负荷电流。
2021
4.2 计算负荷的方法
计算负荷的方法：需要系数法 利用系数法 二项式法 单位面积功率法
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3. 计算负荷按使用使用用途，选取不同的负 荷效应及持续时间，采用不同的计算原则和方 法，从而得出不同的计算结果。
2021
1．2 计算负荷的意义
非同时运行；运行并非在额定状态下。 直接用额定容量来选择供电设备与供电系统，必将估
算过高，导致有色金属的浪费和工程投资的提高。 估算过低，又会使供电系统的线路及电气设备由于承
2021
3. 反复短时运行工作制 这类设备周期性地 工作---停歇---工作，如此反复运行，而工作周 期一般不超过10分钟。 如：电焊机、起重机。
2021
3.2 设备功率 Pe 的确定(单台)
1. 连续工作制的设备功率 Pe等于其额定功率 Pr。 即: Pe=Pr
2. 短时工作制的设备功率 Pe等于其额定功 率Pr。 即: Pe=Pr 但求计算负荷时一般不考虑。
2021
3. 平均负荷：电力用户在一段时间内消耗功 率的平均值。 Pav、Qav、Sav 。
4. 负荷系数（负荷率）：在最大工作班内， 平均负荷与最大负荷之比。
Pav Pm
Q av Qm
2021
负荷系数越大，负荷曲线越平坦。 一般工厂年负荷系数年平均值为： α=0.7~0.75 β =0.76~0.82 5.需要系数Kx：是一个综合系数，与设备组的负
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大负荷。标志用户的最大用电功率。
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3. 计算电流Ic 计算负荷在额定电压下的电流。 4. 尖峰电流Ijf 负荷短时（电动机起动）最
大负荷电流。
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4.2 计算负荷的方法
计算负荷的方法：需要系数法 利用系数法 二项式法 单位面积功率法
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3. 计算负荷按使用使用用途，选取不同的负 荷效应及持续时间，采用不同的计算原则和方 法，从而得出不同的计算结果。
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1．2 计算负荷的意义
非同时运行；运行并非在额定状态下。 直接用额定容量来选择供电设备与供电系统，必将估
算过高，导致有色金属的浪费和工程投资的提高。 估算过低，又会使供电系统的线路及电气设备由于承
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3. 反复短时运行工作制 这类设备周期性地 工作---停歇---工作，如此反复运行，而工作周 期一般不超过10分钟。 如：电焊机、起重机。
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3.2 设备功率 Pe 的确定(单台)
1. 连续工作制的设备功率 Pe等于其额定功率 Pr。 即: Pe=Pr
2. 短时工作制的设备功率 Pe等于其额定功 率Pr。 即: Pe=Pr 但求计算负荷时一般不考虑。
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3. 平均负荷：电力用户在一段时间内消耗功 率的平均值。 Pav、Qav、Sav 。
4. 负荷系数（负荷率）：在最大工作班内， 平均负荷与最大负荷之比。
Pav Pm
Q av Qm
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负荷系数越大，负荷曲线越平坦。 一般工厂年负荷系数年平均值为： α=0.7~0.75 β =0.76~0.82 5.需要系数Kx：是一个综合系数，与设备组的负
2021
建筑供配电技术课件
建筑供配电技术
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第二节 三相用电设备组计算负荷的确定
一、概述 二、需要系数法的基本公式及其应用
例3-1 已知某民用建筑拥有额定电压380V的三相水泵电动机15kW1台， 11kW3台，7.5kW8台，4kW15台，其他更小容量电动机总容量35kW。 试用需要系数法确定其计算负荷P30、Q30、S30和I30。 解 此水泵电动机的总容量为
(1) 水泵电动机组 查附录表A-12得Kd=0.75～0.8(取Kd=0.8)，cosφ=0.8， tanφ=0.75，因此 (2) 通风机组 查附录表A-12得Kd=0.7～0.8(取Kd=0.8)，cosφ=0.8，tanφ =0.75，因此 (3) 电焊机组 查附录表A-11得Kd=0.35，cosφ=0.35，tanφ=2.68，而ε=1 00%，
建筑供配电技术
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第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念
(2) 平均负荷和负荷曲线填充系数 平均负荷Pav就是电力负荷在一定时 间t内平均耗用的功率，即
建筑供配电技术
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第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念
图3-3 年最大负荷和年
建筑供配电技术
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第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念
图3-4 年平均负荷
第三章
负荷计算
建筑供配电技术
1
第三章 负荷计算
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
电力负荷和负荷曲线的有关概念 三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* 计算负荷的估算 尖峰电流及其计算
建筑供配电技术
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第一节 电力负荷和负荷曲线的有关概念
一、电力负荷的有关概念 1.用电设备按工作制的分类 (1) 长期连续工作制 这类设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风 机、水泵、空气压缩机、电动发电机、电炉和照明灯等。 (2) 短时工作制 这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长，例 如机床上的某些辅助电动机(如进给电动机、升降电动机等)。 (3) 断续周期工作制 这类设备周期性地工作—停歇—工作，如此反复 运行，而工作周期一般不超过10min，如电焊机和起重机械。 2.用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数 (1) 用电设备的额定容量 用电设备的额定容量，是指用电设备在额定 电压下，在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。
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因此： PC= P30= Pm QC= Q30= Qm SC= S30= Sm
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建 筑 供 配 电 的负荷 计算培 训课件 (PPT51页 )
第二章 建筑供配电的负荷计算
建 筑 供 配 电 的负荷 计算培 训课件 (PPT51页 )
第一节 计算负荷的意义和计算 目的
一、原始资料: 用电负荷的产品铭牌数据。
二、考虑因素: 非同时运行；运行并非在额定状态下。
三、计算负荷:
将原始资料,结合考虑因素,变成供配电 系统设计所需要的假想负荷。
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负荷曲线〕
• 年持续负荷曲线
二 与负荷计算相关的物理量
（一）年最大负荷和最大负荷利用小时数
• 年最大负荷 全年中最大工作班内半小时平均功率的 最大值。用 Pm 、 Qm 、 Sm表示。
• 年最大负荷利用小时数 一个假想时间，反映用户以年最大负荷
Pm持续运行 Tm h所消耗的能量恰好等于 全年实际消耗的能量。
（ 配电干线和 变电所低压母线）
m
Pc K Kdi Pei kw i 1
m
Qc K tgi Pei i1
k var
K∑ －－ 同期系数
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• 反复短时运行工作制用电设备,是将某一 暂载率下的铭牌额定功率统一换算到一 个标准暂载率的功率。
第三节 负荷计算的基本概念
一 负荷曲线 表示一组用电设备的功率随时间变化关
系的图形。 可直观地反映出用户用电特点，对于
同类型的用户，其负荷曲线形状大致相 同。 1.按负荷性质分
• 有功负荷曲线 • 无功负荷曲线 2.按持续工作时间分 (1)日负荷曲线(24h) (2)年负荷曲线（8760h〕 • 日最大负荷全年时间变化曲线（运行年
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二、负荷统计 • 按使用功能，由使用单位提供。 • 其他工种提供 • 按规范进行计算 • 电气设计人员自行搜集
kw
k var
kVA
A
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2.多个用电设备组的计算负荷
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（二 ）按二项式法 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 计算负荷 时，采用。（略〕 （三 ） 估算方法 单位产品耗量法、负荷密度法等单位指 标法。
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设备组的负荷系数、线路及用电设备效率、
以及很多随机因素有关。其定义为：
Kd
Pm Pe
（四）利用系数
Ku
Pa热条件选择导体和电气设备时 使用的一个假想负荷，通常规定取30分 钟 用平 户均的最“大计负算荷 负荷P3”0、。Q30和 S30作为该
其物理意义： 计算负荷持续运行产生 的热效应与实际变动负荷长期运行所产 生的最大热效应相等。
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第四节 建筑用电负荷的计算 方法
一、计算方法 规范中规定在方案设计设计阶段可
采用单位指标法；在初步设计及施工图 设计阶段宜采用需要系数法。对于住宅， 在设计的各个阶段均可采用单位指标法。
计算供配电系统中电能需要量，电能 损耗和选择无功补偿装置等。
第二节 用电设备的主要特征
一 分类：（按工作制分〕 • 连续运行工作制 • 短时运行工作制 • 反复短时运行工作制 二 设备容量 Pe 的确定 • 连续运行工作制用电设备的 Pe （kw)等
于其铭牌额定功率 PN (kw)
• 短时运行工作制用电设备，求计算负荷 时一般不考虑。
四、意义和目的:
（一）求计算负荷,也称需用负荷
1.作为按发热条件选择供配电系统各级电 压供电网络变压器容量、导体和电气设 备的依据。
2. 用来计算电压损失和功率损耗。
3.在工程上为方便计算，亦可作为能量消 耗量及无功功率补偿的计算依据。
（二）求尖峰电流
计算电压波动、选择熔断器等保护元 件。
（三）求平均负荷
建 筑 供 配 电 的负荷 计算培 训课件 (PPT51页 )培 训课件 培训讲 义培训 ppt教程 管理课 件教程 ppt
四、求计算负荷的方法
（一） 需要系数法
计算简便，最为通用的一种方法。
1.用电设备组的计算负荷
Pc Kd Pe
Qc P c tg Sc Pc2 Qc2
Ic Sc 3UN
（二）平均负荷和负荷系数
• 平均负荷
电力用户在一段时间内消耗功率的平 均值。用 Pav 、 Qav 、 Sav 。 • 负荷系数
在最大工作班内，平均负荷与最大负荷
之比。
Pav Pm
Qav Qm
一般工厂年负荷系数年平均值为：
α=0.7~0.75
β =0.76~0.82
（三）需要系数
是一个综合系数，与设备组的同期系数、