天津大学工厂供电2章电力负荷计算
电力负荷计算公式
电力负荷计算公式1.总负荷计算公式：总负荷是指其中一时间段内，所有用电设备的功率需求之和。
总负荷计算公式如下：总负荷=设备1功率+设备2功率+...+设备n功率其中，设备1、设备2...设备n代表不同的用电设备，功率以千瓦（kW）为单位。
2.单位时间内电能需求的计算公式：单位时间内电能需求是指用电设备在一个固定时间段内所需的总电能量。
单位时间内电能需求计算公式如下：电能需求=总负荷×时间其中，总负荷以千瓦（kW）为单位，时间以小时为单位，电能需求以千瓦时（kWh）为单位。
3.设备负荷计算公式：设备负荷是指其中一用电设备在一个固定时间段内所需的电能量。
设备负荷计算公式如下：设备负荷=设备功率×时间其中，设备功率以千瓦（kW）为单位，时间以小时为单位，设备负荷以千瓦时（kWh）为单位。
4.峰值负荷计算公式：峰值负荷是指其中一时间段内，负荷需求最高的时刻。
峰值负荷计算公式如下：峰值负荷=最大设备负荷1+最大设备负荷2+...+最大设备负荷n其中，最大设备负荷1、最大设备负荷2...最大设备负荷n代表不同设备在不同时间段内的最大负荷需求，以千瓦（kW）为单位。
5.用电量计算公式：用电量是指其中一时间段内，电网向用户供应的电能量。
用电量计算公式如下：用电量=电网供应的电能量-系统损耗其中，电网供应的电能量以千瓦时（kWh）为单位，系统损耗以千瓦时（kWh）为单位。
电力负荷计算公式可以应用于各种用电系统的设计和规划，如建筑物、工厂、电网等。
通过计算不同设备的负荷需求，可以合理安排电网的供电能力，确保系统的稳定运行。
同时，根据负荷需求的变化，还可以优化用电设备的配置和运行策略，实现节能减排的目标。
总之，电力负荷计算公式是电力工程中的重要工具，通过合理应用这些公式，可以有效评估用电需求，保障电力系统的正常运行。
第02章_电力负荷及其计算(刘介才)工厂供电
Wp.a 0.7 657kW 4000h 1.84 106 kW h
工厂年无功耗电量为
Wq.a 0.8 305k var 4000h 0.976 106 k var h
第二章复习思考题
2-1 电力负荷按重要性分哪几级?各级电力负荷对供电电源有什么要求? 2-2 工厂用电设备的工作制分哪几类?各有哪些特点? 2-3 什么叫负荷持续率? 它表征哪一类工作制设备的工作特性? 2-4 什么叫最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 2-5 什么叫计算负荷？为什么计算负荷采用半小时最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 2-6 确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点？各适用哪些场合？
常采用并联电容器）容量为
' ' QC Q30 Q30 P 30 (tan tan )
（2-59） （2-60） 图2-12 功率因数的提高与 无功功率、视在功率的变化
或
QC qC P 30
式中 qC tan tan ' ，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使 1kW 的有功功率由cos 提高到cos ' 所需要的无功补偿容量 kvar值，其单位为 “kvar/kW ”。 在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qC 来确定电容器个数：
工厂供电 第二章 电力负荷及其计算
第五节 工厂的计算负荷和年电能消耗量
指导老师：庞清乐
主讲人：唐嘉松
学号：10055308 电气103班 第三小组
第五节 工厂的计算负荷与年耗电量
一. 工厂计算负荷的确定 工厂计算负荷是选择工厂电源进线及其一、二次设备的基本依据，也是计算工厂功率因数和工厂需电容量的基本依据。 确定工厂计算负荷的方法很多，可按具体情况选用。 (一). 按逐级计算法确定工厂计算负荷 如前面图2-9所示，工厂的计算负荷P30(1)，应该是高压母线上所有高压配电线计算负荷之和，再乘上一个同时系数。
电力负荷计算方法
班制工厂Tmax=1800～2500 h,两班制工厂 Tmax=3500～4500 h,三班制工厂Tmax=5000～7000 h。
35 EXIT
平均负荷Pav和年平均负荷
平均负荷就是负荷在一定时间t内平均消耗
的功率
Pav
Wt t
年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功
率除全年总小时数。
Pav
Wa 8760
11 EXIT
2 为什么要换算设备容量？
目的： 负荷统计计算； 困难： 设备种类不同； 设备工作制不同；
12 EXIT
3 工厂常用用电设备类型 ①生产加工机械的拖动设备； ②电焊、电镀设备； ③电热设备； ④照明设备。
13 EXIT
生产机械的拖动设备
功能
金属切削 金属压力加工
机床设备
生产机械的 拖动设备
15 EXIT
电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，
提高零件的耐磨性或导电性等，
如镀铜、镀铬。
电镀设备的工作特点是：
电
镀
➢（1）工作方式是长期连续工作的。
设 备
➢（2）供电采用直流电源，需要晶闸管 整流设备。
➢（3）容量较大，功率因数较低。
16 EXIT
电热设备
电阻加热炉
主要用于各种零件的热处理
电弧炉
32 EXIT
年负荷持续时间曲 线，反映了全年负 荷变动与对应的负 荷持续时间（全年 按8760h计）的关系。
年每日最大负荷曲 线，反映了全年当 中不同时段的电能 消耗水平，是按全 年每日的最大半小 时平均负荷来绘制 的。
年负荷曲线
33 EXIT
6 负荷曲线特征量
➢年最大负荷Pmax ✓年负荷持续时间曲线上的最大负荷， 它是全年中负 荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。 ✓通常用Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和 视在最大功率，因此，年最大负荷也就是半小时最大 负荷P30
电力负荷计算公式与范例
电力负荷计算公式与范例电力负荷计算是指根据给定的用电设备功率、数量和使用时间，来计算其中一时段的负荷需求。
负荷需求是电力系统中的一个重要概念，它是指单位时间内电力系统所需的功率大小。
在电力供需平衡中，准确计算负荷需求对电力系统的安全稳定运行至关重要。
在电力负荷计算中，常用的公式有以下三种：1.电力负荷计算的基本公式是：负荷需求=功率×数量其中，功率是指用电设备的额定功率，单位通常为瓦特（W）或千瓦（kW）；数量是指用电设备的个数。
根据实际情况，功率和数量可以是恒定的，也可以是根据时间变化的。
2.对于多个用电设备功率不同而使用时间相同的情况，可以使用加权平均功率的方法进行计算。
加权平均功率=Σ（功率×使用时间）/Σ使用时间其中，Σ表示求和操作，功率和使用时间分别表示每个用电设备的功率和使用时间。
3.如果不同用电设备的使用时间不同，则需要将不同时间段的功率和相应的使用时间进行乘积再求和。
负荷需求=Σ（功率×使用时间）其中，Σ表示求和操作，功率和使用时间分别表示每个用电设备在不同时间段的功率和使用时间。
范例：假设一个电力系统的其中一时间段内有三个用电设备，分别是洗衣机（1000W）、电冰箱（500W）和电视机（200W）。
洗衣机的使用时间为2小时，电冰箱的使用时间为8小时，电视机的使用时间为4小时。
计算该时间段的负荷需求。
按照公式2的方法，我们可以先计算加权平均功率。
加权平均功率=（1000W×2小时+500W×8小时+200W×4小时）/（2小时+8小时+4小时）=（2000W+4000W+800W）/14小时=6800W/14小时≈485.71W/h按照公式3的方法，我们可以计算不同时间段的功率和使用时间的乘积再求和。
负荷需求=1000W×2小时+500W×8小时+200W×4小时=2000W小时+4000W小时+800W小时=6800W小时上述计算结果都是对应其中一时间段的负荷需求，单位为功率时间（W小时或kWh）。
《工厂供电》试题库(第二章)
第二章工厂电力负荷及其计算二、判断题1、所有医院都属于一类负荷。
（）答案：2、高校属于三类负荷。
（）答案：3、电力负荷的计算是按其发热10分钟的稳定值考虑的。
（）答案：4、年最大负荷P max就是计算负荷P30。
（）答案：5、普遍用二项式法计算负荷比用需用系数法更接近实际电力负荷。
（）答案：6、当有大容量设备且其台数少时用二项式法比用需用系数法计算负荷更接近实际电力负荷。
（）答案：7、单相负荷的计算，是将各相分别求出之后，取全部之和。
（）答案：8、没有变压器的小型工厂或农村在缴纳的电费中没有基本电费。
（）答案：9、对工厂变电所高压侧的功率因素cos必须大于0.9。
（）答案：10、尖峰电流I pk是考虑设备工作持续时间为5s的短时AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF最大负荷电流。
（）答案：11、电力负荷是指电力系统中所有用电设备消耗的有功功率的总和。
（）答案：12、有多台电动机的配电线路的尖峰电流，其大小取决于多台电动机的起动电流。
( ) 答案：三、单选题1、对一类负荷的供电要求是。
A）至少两个独立电源B）两回输送线路C）一条输送线D）没有要求答案：A2、对二类负荷的供电要求是。
A）至少两个独立电源B）两回输送线路C）一条输送线D）没有要求答案：B3、对三类负荷的供电要求是。
A）至少两个独立电源B）两回输送线路C）一条输送线D）没有要求AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF答案：D4、一般照明属于工作制的设备。
A）连续B）短时C）断续周期D）所有答案：A5、控制水库闸门的电动机属于工作制的设备。
A）连续B）短时C）断续周期D）所有答案：B5、电焊机属于工作制的设备。
A）连续B）短时C）断续周期D）所有答案：C6、短时工作制与断续周期工作制的设备区别是其工作时停歇时间超过 min。
A）30 B）20 C）10 D）5答案：CAHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAFAHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF6、电力负荷的计算是按其发热 min 的稳定值考虑的。
工厂供电 第二章 负荷计算
连续工作制设备
短时工作制设备
如：金属切削用的辅助机械(龙门刨横 梁升降电动机、刀架快速移动装臵)、 水闸用电动机等。 设备的工作呈周期性，时而工作时而 停歇，如此反复，且工作时间与停歇 时间有一定比例。如起重机、电焊机、 电梯等
第二章 负荷计算 17/104
反复短时工作制设备
2013-6-20
工厂供电
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工厂供电
3、特点 （1）电力负荷是变化的，不等于额定功率。 （2）电力负荷的变化是有规律的。
（a）折线形负荷曲线
依点连成的负荷曲线
2013-6-20 第二章 负荷计算
（b）阶梯形负荷曲线
梯形负荷曲线
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工厂供电
二、年负荷曲线
（1）年负荷曲线分为：年负荷持续曲线和年运行负荷曲线。 ◆年负荷持续曲线：不分日月先后，仅按全年的负荷变化， 按不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。 ◆年运行负荷曲线：根据全年日负荷曲线间接制成，反映一 年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。 年负荷持续时间曲线，反
荧光灯：
Pe= PN
Pe=1.2PN
高压水银灯、金属卤化物灯： Pe= 1.1PN ③还可按建筑物的单位面积容量法估算：
Pe S /1000
式中：
2013-6-20
建筑物单位面积的照明容量，S为建筑物的 面积。
第二章 负荷计算 23/104
工厂供电
第三节 负荷计算的方法
计算负荷是根据等效温升确定的。
设备铬牌功率因数
Pe PN N S N cos N
设备铬牌额定容量
PN为电焊机额定有功功率；SN为额定视在功率；εN为额 定负荷持续率； cosφN为额定功率因数。
工厂供电》试题库(第二章)
第二章工厂电力负荷及其计算一、填空题1、年最大负荷P max就是。
答案：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2、电力负荷的两个含义，一是指，二是指。
答案：耗用电能的用电设备或用户、用电设备或用户耗用的功率或电流大小3、电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响程度分为级。
答案：三4、工厂用电设备，按其工作制分三类：、、。
答案：连续工作制，短时工作制，断续周期工作制5、一类负荷对供电电源的要求是供电；二类负荷对供电电源的要求是供电；而三类负荷对供电电源。
答案：两个独立电源，两回线路，无特殊要求6、目前计算负荷的方法有、、三种方法。
答案：需要系数，二项式，利用系数7、我国供电企业对工业用户的收费采用的是“”，一部分叫，是按所装用的容量来计费，另一部分叫，是按每月实际耗用电能KWh 来计算电费。
答案：两部电费制，基本电费，主变压器，电度电费8、在我国《供电营业规则》中规定，用电企业的功率因素cos小于时，必须进行补偿；对变电所高压侧的功率因素cos必须。
答案：，9、尖峰电流I pk用来选择和、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。
答案：熔断器，低压熔断器10、工厂电容补偿的方式有、、。
答案：低压侧分组补偿，低压侧集中补偿，高压侧补偿11、补偿电容的接线形式有、。
答案：三角形接线，星形接线Y12、单相设备接于相电压时的等效三相设备容量Pe是。
答案：最大相设备容量的3倍。
13、负荷持续率是表示工作制运行的设备工作特性的物理量，一行车电动机P N=5kW，εN=15%，负荷计算时，要求换算到ε=25%下的功率是。
答案：断续周期，13、进行负荷计算的主要任务和目的是：(1) ，作为按发热条件选择变压器、线路及电器元件的依据；(2) 作为计算电压波动和选择保护设备的依据；(3) ，作为计算电能消耗和选择补偿装置的依据。
答案：确定计算负荷，计算尖峰电流，计算最大负荷班的平均负荷14、为选择电气设备时所确定的某一假想的持续负荷、称为，通常采用30min最大负荷的平均值作为。
工厂供电第6版 第二章
第四节、工厂的计算负荷及年耗电量的计算
• 一、工厂计算负荷的确定
•
工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的
基本依据，也是计算工厂的功率因数及无功补偿容量的基本依据。工厂的
计算负荷的方法很多。
• (1)工厂需要系数法
•
设备总容量Pe乘上 一个需要系数Kd，就可以得到全厂有功计算负荷。
三、 按二项式确定计算负荷
用二项式法进行负荷计算时，既考虑了用电 设备组的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备 引起的附加符合。 （一）单组用电设备组的计算负荷
式中，b, c为二项式系数；Pe是该组用电设备组 的设备总容量；Px为x台最大设备的总容量（ b,c,x 的值可查附录表1），当用电设备组的设
• 我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法，主要是简便实用的需要系数法和 二项式法。
二、按需要系数法确定计算负荷
（1）基本公式
• 设备组的有功功率计算负荷应为：
• 需要系数的定义式为：
按需要系数法确定三相用电设备组的有功计算负荷的基本公式为：
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。 无功率计算负荷为： 视在计算负荷为：
一、电力负荷的有关概念
电力负荷：如第一章所述，既可指用电设备 或用电单位（用户），也可指用电设备或 用户所耗用的电功率或电流，视具体情况 而定。
（一）工厂电力负荷的分类：
• 一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者； 或者中断供电将在政治、经济上造成重大 损失者，如重大设备损坏、重大产品报废 等。
• 二级负荷 中断供电将在政治、经济上造 成较大损失者，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。
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第2章 电力负荷计算
• 2.1 负荷计算的内容和目的 • 2.2 电力负荷与计算负荷 • 2.3 计算负荷的实用计算方法 • 2.4 单相负荷计算 • 2.5 尖峰电流计算 • 2.6 功率损耗与电能损耗计算 • 2.7 全厂负荷计算
•2.1 负荷计算的内容和目的
有功负荷
无功负荷
3770
4840
4345
4750
4140
4960
5300
6130
3300
3880
4960
5240
5330
4220
3080
3180
4370
3200
3560
3660
4280
6420
4355
5880
•2、平均负荷Pav •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。
•年平均负荷Pav,如图所 示，阴影部分表示全年 实际消耗的电能Wa，则 ：
• 估算法实为指标法，在做设计任务 书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案 比较时，按估算法计算比较方便。
回顾：工厂供电系统图
• 负荷计算的步骤应从负载端开始，逐级上推 到电源进线端为止 。
•一、设备容量的确定
•1、长期工作制的用电设备
•2、短期工作制的用电设备
•
设备容量就是所有设备的铭牌额定功率
3、反复短时工作制的用电设备
反复短时工作制的设备容量是指某负荷
持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率
下的功率。
1）起重机（吊车电动机）
要求统一换算到
时的功率，即：
•2）电焊机和电焊装置组
•
要求统一换算到
时的功率，即：
•式中， 为电焊机额定有功功率； 为额定视在功
率； 为额定负荷持续率；
为额定功率因数。
•各种机械的拖动电机：
• 空压机、通风机、水泵、破碎机 、球磨机、搅拌机、制氧机、润滑油泵 以及提升机、吊车、起重机等
•工业电炉：电弧炉、电阻炉、感应炉等
•电解设备：电ห้องสมุดไป่ตู้槽等
•电焊设备：交流电焊机、直流电焊机等 •工业照明
•用电设备的分类
（1）长期工作制
负荷长时间连续工作。如泵类、通风机、压缩机 、电炉、运输设备、照明设备等
•3、负荷系数 KL
• 负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。 •有功负荷系数KaL和无功负荷系数KrL，即
•有时也用α表示有功负荷系数，用β表示无功负荷 系数。一般工厂α=0.7~0.75，β=0.76~0.82 •注意：对单个用电设备或用电设备组，有： •
2.3 计算负荷的实用计算方法
负荷计算目前常用的方法有需用系数法 和二项式法。
（2）短时工作制
负荷工作时间短、停歇时间长的用电设备。如机 床的横梁升降、刀架快速移动电动机、闸门电动机等
（3）反复短时工作制
负荷时而工作、时而停歇、反复运行的设备。如 起重机、电梯、电焊机等
•在电力系统中，用电设备需用的电功率称
之为电力负荷，简称负荷或功率。 •分为有功功率、无功功率和视在功率三种
；用电设备组的所有设备不一定同时运行，
故引入同时系数 。
•需用系数
无功计算负荷 视在计算负荷
2、多个用电设备组的计算负荷
•（二）年负荷曲线
•
年运行负荷曲线
•
年持续负荷曲线
•（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
•年负荷持续时间曲线的绘制 •T1=200t1+165t2
（三）同类型的工厂（或车间）的负荷曲 线形状大致相同
负荷曲线可直观地反映出用户用电 的特点和规律。
•从负荷曲线中到底能看出什么？
四、负荷曲线的有关物理量
•1、年最大负荷和年最大负荷利用小时 •（1）年最大负荷Pmax •（2）年最大负荷利用小时Tmax
工厂类别
重型机械制造厂 机床厂 工具厂 滚珠轴承厂 起动运输设备厂 汽车拖拉机厂 农业机械制造厂 仪器制造厂 汽车修理厂 车辆修理厂 电器工厂 金属加工厂
年最大负荷利用小时数（h）
• 特殊：
•（一）电炉变压器组 • 设备容量是指额定功率下的有功功率， 即：
•（二）照明设备 •①不用镇流器的照明设备的设备容量指灯头的 额定功率，即：
• ②用镇流器的照明设备的设备容量要包括镇流 器中的功率损失。
•荧光 灯•高压水银灯、金属卤化物 灯
• 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：
•几点说明：
•（1）是一个“假想负荷” •（2）为什么取“30分钟”？
（3）最大负荷：全年中最大工作班内半小时平 均功率的最大值。
•
最大班是指一年内最大负荷月份内至少出现2-3
次的最大负荷工作班
•怎样求取计算负荷？
三、 负荷曲线
• 负荷曲线是电力负荷随时间变化的图形，
反映了用户用电的特点和规律。 • （一）日负荷曲线 • 负荷在一昼夜间（0~24h）变化情况。
•工厂的基本原始资料:用电设备安装容量 ( 工艺部门提供的)
• 能否用电力负荷直接进行计算？
回顾对供电的基本要求 （安全、可靠、优质、节约） 实际中 （1）所安装的设备并非同时运行 （2）运行着的设备实际负荷是变化的 结果——导致浪费
如何解决？
• 实际负荷电流通过系统各个元件产生的 热量引起的温升应不超过导体和电气设 备在规定使用期间内长期工作的允许温 升。
是建筑物单位面积的照明容量，S为建筑物的面积。
二、按需用系数法确定计算负荷 1、（单个）用电设备组的计算负荷
•形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指它的
输出容量，它与输入容量之间有一个平均效率 ；用
电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数 ；用
电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入线路平均
效率
一、算出计算负荷
合理选择工厂各级电压供电网络、 变压器容量和电器设备型号。
二、算出尖峰电流
用于计算电压波动、电压损失，选 择熔断器和保护元件。
三、算出平均负荷
用来计算全厂电能需要量、电能损 耗和选择无功功率补偿装置。
2.2 电力负荷与计算负荷
一、电力负荷 • 工厂的用电设备种类多，数量大，工况
复杂 • 工厂中的常见设备
•能否按发热条件选择一个“假想负荷”?
•事实上正是这样
•二、计算负荷
• 定义：计算负荷是指导体中通过一个等效负荷 时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负
荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷称之
为“计算负荷”
• 规定取30分钟平均最大负荷作为该用户的“计 算负荷”
• 计算算 负负 荷荷 （Q分3为0）有、功视计在算计负算荷负（荷Ｐ（30）S30、）无功计