电力负荷及其计算解读

计算负荷是设计时作为选择工厂供配 电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。
正确确定计算负荷意义重大，是供电设 计的前提，也是实现供电系统安全、经 济运行的必要手段。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷 的确定是否合理，将直接影响到电器设备和导线电 缆的选择是否经济合理。计算负荷不能定得太大， 否则选择的电器设备和导线电缆将会过大而造成投 资和有色金属的浪费；计算负荷也不能定得过小， 否则选择的电器设备和导线电缆将会长期处于过负 荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过 早老化甚至烧毁。
第二节 用电设备额定容量的确定
一、 用电设备的工作方式 用电设备按其工作方式可分为三种：
下图为某厂年有功负荷曲线，此曲
Tmax是反映工厂负荷是否均匀的一个重要参数。该值越大，
则负荷越平稳。如果年最大负荷利用小时为8760h，说明负
荷常年不变（实际不太可能）。
Tmax与用户的性质和生产班制有关，例如一班制工厂， Tmax约为1800～3000h，两班制工厂，Tmax约为3500～ 4800h,三班制工厂，Tmax约为5000～7000h，居民用户 Tmax约为1200～2800h。
可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。
2 日负荷曲线 日负荷曲线表示负荷在一昼夜间（0~24h）变化
情况。 日负荷曲线可用测量的方法绘制。绘制的 方法是：
（1）以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录有 功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷 曲线，
（2）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间 隔（一般为半小时）将其读数记录下来，求出0.5h的平均 功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状 的是阶梯形负荷曲线。
5.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
•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
负荷系数又称负荷率或负荷填充系数，他表征负荷曲线不平 坦的程度，负荷系数越接近1，负荷越平坦。
所以用户应尽量提高负荷系数，从而充分发挥供电设备的供 电能力、提高供电效率。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
对于单个用电设备或用电设备组，负荷系数是指设备的输出 功率P和设备额定容量PN之比值，即
KL
P PN
他表征该设备或设备组的容量是否被充分利用。
二、 计算负荷
计算负荷的定义：
通过负荷的统计计算求出的，用来 按发热条件选择导体和电器设备的一个 假想负荷。以这个不变的“假想负荷”持 续运行所产生的热效应与实际运行的变 动的负荷所产生的最大热效应相等
较大截面的导体发热时间常数往往大于10min， 30min还不能达到稳定温升。
def
def
Pc Pmax P30
def
def
Qc Qmax Q30
def
def
Sc Smax S30
def
def
I c I max I 30
三、 负荷计算的意义和目的
负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述， 若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际 运行中导体及电器的最高温升不会超过允许 值。
4．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
（1）年最大负荷Pmax 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗
电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为 半小时最大负荷P30。 （2）年最大负荷利用小时数Tmax
年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间 Tmax，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年 最大负荷Pmax (或P30)持续运行所消耗的电能，恰好等于 该电力负荷全年实际消耗的电能。
规定取“半小时平均负荷”的原因：
一般中小截面导体的发热时间常数τ为 10min以上，根据经验表明，中小截面导线 达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10＝30 （min），如果导线负载为短暂尖峰负荷， 显然不可能使导线温升达到最高值，只有 持续时间在30min以上的负荷时，才有可能 构成导线的最高温升。
第一节 负荷曲线与计算负荷
一、 负荷曲线
负荷曲线是指用于表达电力负荷随时间 变化情况的函数曲线。在直角坐标系中， 纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率） 值，横坐标表示对应的时间（一般以小时 为单位）。
1．负荷曲线的分类 按负荷的功率性质分：
可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线； 按负荷对象不同，分用户、车间或某类设 备负荷曲线。 按所表示的负荷变动的时间分：
3 年负荷曲线 年负荷曲线反映负荷全年（8760h）变动情况。
如图2-2所示。
注意：日负荷曲线是按时间的先后绘制，而年负 荷曲线是按负荷的大小和累计时间绘制。
分析负荷曲线可以了解负荷变动的规律，对供电设计 人员来说，可从中获得一些对设计有用的资料；对运行来 说，可合理地、有计划地安排用户、车间、班次或大容量 设备的用电时间，降低负荷高峰，填补负荷低谷，这种 “削峰填谷”的办法可使负荷曲线比较平坦，从而达到节 电效果。
计算负荷是供电设计计算的基本依据，它是选择 供电系统中各元件的依据，故非常重要。
计算负荷的物理意义：设有一电阻为R的导体， 在一定时间内通过一变动负荷，其最高温升达到τ 值，如果这根导体在相同的时间内通过另一不变 负荷其最高温升也达到τ值，则这个不变负荷就是 该变动负荷的计算负荷，即计算负荷和实际负荷 最高温升是等值的。
计算负荷的数值与半小时最大负荷P30基本相等， 通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲 线上的“最大负荷”称为计算负荷，所以用P30来 表示有功计算负荷（KW），无功计算负荷表示为 Q30 （Kvar），视在计算负荷表示为S30 （KVA）， 计算电流表示为I30 （A）。
也有用Pc (Qc、Sc、Ic) 表示的。