计算负荷的确定

2. 二项式法
略！
单个用电设备的计算负荷
基本原则： 单相设备接于三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三 相负荷尽可能平衡。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％，可将单相设备总容量等 效为三相负荷平衡进行负荷计算。如果超过15％，则应 该将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再进行负 荷计算。
一班制工厂，约为1800～3000h； 两班制工厂，约为3500～4800h； 三班制工厂，约为5000～7000h。
3）平均负荷和年平均负荷
Pav （1）平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。
（2）年平均负荷
Wt t
Pav Wa 8760
4）负荷系数
பைடு நூலகம்
（1）负荷系数是指平均负荷与最大负荷 的比值，负荷系数越接近1，负荷曲线越 平坦。
U K % S30 QN SN 100 S N
变压器总的无功功率损耗
2
QT Q0 QN I % U % S 2 S N 0 K 30 100 100 S N
I 0 %——变压器空载电流占额定电流的百分值 U K %——变压器短路电压占额定电压的百分值
I 30 ——线路的计算电流 RWL ——线路的每相电阻 X WL ——线路的每相电抗
2．变压器功率损耗的计算 （1）有功功率损耗 1）铁损——铁心中的有功功率损耗（由变压器的空载实验得到近似值）
PFe P0
2）铜损——有负荷时一、二次绕组中的有功功率损耗（由变压器的短 路实验得到近似值） 2 S PCu PK 30 SN 变压器总的有功功率损耗
S30 I 30 3U N
同时系数
应用范围
车间干线 直接相加
K p
0.85～0.95 0.80～0.90 0.90～0.95
K q
0.90～0.97 0.85～0.95 0.93～0.97
低压母线
直接相加
例2 一机修车间的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7.5kW2台，4kW2台，2.2kW8台；另接通风机2台 共2.4kW；电阻炉1台2kW。试求计算负荷(设同时系数为0．9)。
Pe 1.2 PN
Pe 1.1PN
③照明设备的设备容量还可按建筑物的单位面积容量法估算：
Pe S 1000
——建筑物单位面积的照明容量（W m2 ）
S ——建筑物的面积（m2）
1．负荷曲线的绘制 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，可以直观地反映用 户用电的特点和规律。 （1）日有功负荷曲线 代表负荷在一昼夜间(0～24h)变化情况。 其时间间隔取的愈短，曲线愈能反映负荷的实际变化情况。日负荷曲线与 横坐标所包围的面积代表全日所消耗的电能。 日有功负荷曲线
i 1 2 2 S30 P30 Q30 122 16.92 20.73kVA
I 30 S30 / ( 3U N ) 20.73 / ( 3 0.38) 3.15A
注意：需要系数值与用电设备的类别和工作状态有关，计算时一定要 正确判断，否则会造成错误。如机修车间的金属切削机床电动机属于 小批生产的冷加工机床电动机；压缩机、拉丝机和锻造等应屑热加工 机床；起重机、行车或电葫芦等都属吊车。
PT PFe PCu S30 P0 PK SN
2
（2）无功功率损耗
1）用来产生主磁通即产生励磁电流的一部分无功功率 它只与绕组电压有关，与负荷无关。它与励磁电流(或近似地与空载 电流)成正比。
I0 % Q0 SN 100
2）消耗在变压器一、二次绕组电抗上的无功功率。 由于变压器绕组的电抗远大于电阻，因此其近似地与短路电压（即 阻抗电压）成正比．
解：查表，得到各用电设备组的需要系数
冷加工电动机
K d 1 0.2, cos1 0.5, tg1 1.73 P30.1 K d 1Pe1 0.2 50 10kW Q30.1 P30.1tg1 10 1.73 17.3kVar
通风机
K d 2 0.8, cos 2 0.8, tg2 0.75 P30.2 K d 2 Pe 2 0.8 2.4 1.92kW Q30.2 P30.2tg 2 1.92 0.75 1.44kVar
电阻炉
K d 3 0.7, cos 3 1.0, tg3 0 P30.3 K d 3 Pe3 0.7 2 1.4kW Q30.3 0kVar
P30 K p P30.i 0.9 10 1.92 1.4 12kW
i 1 n
n
Q30 K q Q30.i 0.9 17.3 1.44 0 12kVar
2．与负荷曲线有关的参数
1）年最大负荷年最大负荷 是指全年中负荷最大的工作班内 (为防偶然性，这样的工作班至少要在负 荷最大的月份出现2—3次)30分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时 也称为30分钟最大负荷。
2）年最大负荷利用小时
Tmax Wa Pmax
Tmax ——最大负荷利用小时 Wa ——全年实际消耗的电能 Pmax ——全年最大功率
(3)断续周期工作制设备 工作具有周期性，时而工作、时而停歇、反复运行，如吊车用 电动机、电焊设备、电梯等。通常这类设备的工作特点用负荷持续 率来表征，即一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比 值。
2．设备容量的确定
(1)长期工作制和短时工作制的设备容量就是设备的铭牌额定功率，
即
Pe PN
3．对单台反复短时工作制的设备，其设备容量均作为计算负荷； 不过对于吊车类和电焊类设备，则应按公式进行相应的换算。
用电设备组的计算负荷
用电设备组求计算负荷的常用方法有需要系数法和二项式系数法。
1. 需要系数法
在所计算的范围内(如一条干线、一段母线或一台变压器)，将用电设备按其设备 性质不同分成若干组，对每一组选用合适的需要系数，算出每组用电设备的计算 负荷，然后由各组计算负荷求总的计算负荷，这种方法称为需要系数法。所以需 要系数法一般用来求多台三相用电设备的计算负荷。
P30
eWL
K K L
Pe K d Pe
Pe ——设备额定容量 K d ——需要系数，K d
eWL
K K L
（1）单组用电设备组的计算负荷
P30 K d Pe Q30 P30tg S30 P30 / cos I 30 S30 / ( 3U N )
(2)断续周期工作制的设备容量是将某负荷持续率下的铭牌额定功 率换算到统一的负荷持续率下的功率。常用设备的换算要求如下： 1) 电焊设备 要求统一换算到 100%时的功率，即 Pe
N PN N S N cos N 100%
N ——与铭牌额定容量对应的负荷持续率（计算中用小数） 100% ——其值为100%的负荷持续率（计算中用1）
负荷曲线
(a)折线形负荷曲线
(b)阶梯形负荷曲线
（2）年负荷曲线 反映负荷全年(8760h)变动情况。 年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。年运行负荷曲线可 根据全年日负
(a)夏季日负荷曲线
(b)冬季日负荷曲线
(c)年负荷持续时间曲线
荷曲线间接制成；年持续负荷曲线的绘制，要借助一年中有代表性的冬 季日负荷曲线和夏季日负荷曲线。通常用年持续负荷曲线来表示年负荷 曲线。其中夏季 。和冬季在全年中占的天数视地理位置和气温情况而定。 一般在北方，近似认为冬季200天，夏季165天；在南方，近似认为冬季 165天，夏季200天。图2-2是南方某厂的年负荷曲线，图中P1在年负荷 曲线上所占的时间计算为Tl=200t1+165t2。
例1 已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为380V的电动机30台， 其总的设备容量为120kW。试求其计算负荷。
K d 0.16 0.20 解：查表中的“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，可得 t g 1.73 （取0. 2算） cos 0.5，
P30 K d Pe 0.2 120 24kW Q30 P30tg 24 1.73 41.52kVa r S30 P30 / cos 24 / 0.5 48kVA I 30 S30 / ( 3U N ) 48 / ( 3 0.38) 72.93A
单个用电设备的计算负荷
1．对单台电动机，供电线路在30min内出现的最大平均负荷即 计算负荷为
P30 PN M / N PN M
PN M ——电动机的额定功率
N ——电动机在额定负荷下的效率
2． 对单个白炽灯、单台电热设备、电炉变压器等，设备额定容 量就作为计算负荷。即：
P30 PN
工厂供配电的负荷计算
电力负荷和负荷曲线
计算负荷的确定
变配电所总计算负荷的确定
尖峰电流的计算 小结
一、电力负荷和负荷曲线
“电力负荷”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，也可以指用电设备或用电单位的功率或 电流的大小。 供配电系统进行电力设计时，需要根据计算负荷选择校验供 电系统的导线截面，确定变压器的容量，制定改善功率因数
cos N ——铭牌规定的功率因数
2)起重机(吊车电动机) 要求统一换算到 25% 时的额定功率，即 P e
N PN 2 N PN 25%
25% ——其值为25%的负荷持续率（计算中用0.25）
3) 电炉变压器组 设备容量是指在额定功率下的有功功率，即
Pe S N cos N
S N ——电炉变压器的额定容量 cos N ——电炉变压器的额定功率因数
4)照明设备 ①不用镇流器的照明设备(如白炽灯、碘钨灯)的设备额定容量指灯头 的额定功率，即