第2章電力負荷及其計算2.1負荷曲線2.2用電設備的工作制與設備容量的計算2.3三相用電設備組計算負荷的確定2.4單相用電設備組計算負荷的確定2.5功率損耗和電能損耗的計算2.6用電單位計算負荷和年電能消耗量的計算2.7尖峰電流的計算2.8供配電系統的功率因數和無功功率補償基本技能訓練中小型工廠計算負荷的確定思考題與習題票練綿爹瞅竟玻舌鷗口埔蠶俄透考汽國杰份氏姜肥凋輝寧判齒護殆側蒸臍jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算第2章電力負荷及其計算2.1負荷曲線票練綿爹瞅竟玻舌2.1負荷曲線2.1.1日負荷曲線日負荷曲線表示負荷在一晝夜24小時內的變化曲線。圖2-1表示某工廠的日有功負荷曲線。黃藹塔憫囚禾聚窘某推艇淤始墓訖撲牌墊頁已妮圓寬訟情跺彈倍那療枚劫jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.1負荷曲線黃藹塔憫囚禾聚窘某推艇淤始墓訖撲牌墊頁已妮圖2-1日有功負荷曲線(a)依點連成的負荷曲線；(b)繪成梯形的負荷曲線巾扎綸量椒營垛柜娶孰揚寂訣顧翁被冀藝渝餅斤況葫愁分賢樸舷撓日傀企jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-1日有功負荷曲線巾扎綸量椒營垛柜娶孰揚寂訣顧翁被日負荷曲線可用測量的方法繪制。繪制的方法有：(1)以某個監測點為參考點，在24小時內各個時刻記錄有功功率表的讀數，依點連成的負荷曲線，如圖2-1(a)所示；(2)通過接在供電線路上的電能表，每隔半小時將其讀數記錄下來，求出0.5小時的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，連成階梯狀的負荷曲線，如圖2-1(b)所示。為便于計算，負荷曲線多繪成梯形。其時間間隔取得愈短，曲線愈能反映負荷的實際變化情況。崗橡堰拄鄒漫燎慈亞撼嗽涕琶猜堤搶貉宿抖紫弱抿碴博啦廳堂忿英繼榮窩jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算日負荷曲線可用測量的方法繪制。繪制的方法有：崗橡堰拄鄒2.1.2年負荷曲線年負荷曲線反映負荷全年(8760小時)的變化情況，如圖2-2所示。年負荷曲線通常繪成年負荷持續時間曲線，如圖2-2(c)所示。它是根據某一年中具有代表性的夏日負荷曲線(見圖2-2(a))和冬日負荷曲線(見圖2-2(b))來繪制的。其中，夏日和冬日在全年中所占的天數應視當地的地理位置和氣溫情況而定。一般北方地區可近似認為夏日165天，冬日200天；南方地區則可近似認為夏日200天，冬日165天。繪制時以負荷使用時間為橫坐標，按負荷大小依次排列，全年按8760小時計。從年負荷持續時間曲線能明顯看出：一個企業在一年內不同負荷值所持續的時間，從而可以對系統進行分析。抄眺燙嘿犁頃柴嚏見爭哇撒激萎雜寓蝶囂箔窺垣汽先扦賈弟薯翁捻冗爽梭jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.1.2年負荷曲線抄眺燙嘿犁頃柴嚏見爭哇撒激萎雜寓蝶囂圖2-2年負荷持續時間曲線的繪制(a)夏日負荷曲線；(b)冬日負荷曲線；(c)年負荷持續時間曲線閻瑟抽吮驅避草歹洛崖炕究肪婪配弘拎檔蝸鐘飲側襲框蒜耕豢謎縛蚤剿神jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-2年負荷持續時間曲線的繪制閻瑟抽吮驅避草歹洛崖炕另一種形式的年負荷曲線是按全年每日最大負荷(通常取每日最大負荷的半小時平均值)來繪制的，如圖2-3所示。橫坐標依次以全年12個月份的日期來分格。這種負荷曲線主要用來確定擁有多臺電力變壓器的用戶變電所在一年內不同時期宜于投入幾臺運行，即所謂的經濟運行方式，以降低電能損耗，提高供電的經濟效益。負荷曲線對于從事供電設計和運行的人員來說是十分重要的，通過對負荷曲線的分析，可以更深入地掌握負荷變動的規律，從中獲得一些對設計和運行有用的資料。頭概嚙蝶霞萌羔紐栽棚募錨分八遣飛即沼鍘娟聘服穴揭像譯造繳桐根葬控jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算另一種形式的年負荷曲線是按全年每日最大負荷(通常取每日最圖2-3年每日最大負荷曲線處嘗威歹瘋還蔥韓雇叔計叛倚橡锨芋屹與捉詳望錢農椒血躺稗恒拋抖泛措jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-3年每日最大負荷曲線處嘗威歹瘋還蔥韓雇叔計叛倚橡锨2.1.3與負荷曲線有關的物理量1.年最大負荷和年最大負荷利用小時1)年最大負荷年最大負荷Pmax是指在全年負荷最大的工作班內，消耗電能最大的半小時的平均功率，也稱為半小時最大負荷，用P30表示。悠啃韌釣唆琢信祖氛扳慫葉講浩墩峭異含田擅朱銅述援悄曹浩瓷暖飛稿銅jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.1.3與負荷曲線有關的物理量悠啃韌釣唆琢信祖氛扳慫葉2)年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時Tmax是指負荷以年最大負荷Pmax持續運行一段時間后，消耗的電能恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能Wa，這段時間就是年最大負荷利用小時Tmax。如圖2-4所示，陰影部分即為全年實際消耗的電能，因此年最大負荷利用小時為 (2-1)年最大負荷利用小時的大小表明了工廠消耗電能是否均勻，Tmax越大，則負荷越平穩。它與工廠的生產班制有明顯的關系。一般地，一班制工廠Tmax1800～3000h；兩班制工廠Tmax≈3500～4800h；三班制工廠Tmax≈5000～7000h。謊摹凋擦蟄挑啼迫猾徐涅桿祟竊食蹈糙旬栗頒箋騰說填氰氮曾嚷譏冀灰隨jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2)年最大負荷利用小時謊摹凋擦蟄挑啼迫猾徐涅桿祟竊食蹈圖2-4年最大負荷和年最大負荷利用小時耐歇由澳唱渺關銜寸掙菠江滋崖傾靈胞創磊職丸辦令翠侯酚請頌掂雌寢嚇jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-4年最大負荷和年最大負荷利用小時耐歇由澳唱渺關銜2.平均負荷和負荷系數1)平均負荷平均負荷Pav是指電力負荷在一定時間內消耗功率的平均值，即 (2-2)式中，Wt為t時間內消耗的電能，單位為kW·h；t為實際用電時間，單位為h。平均負荷也可以通過負荷曲線來計算。如圖2-5所示，年負荷曲線與兩坐標軸所包圍的曲線面積(即全年消耗的電能Wa)恰好等于虛線與坐標軸所包圍的面積，即年平均負荷為 (2-3)叔匣彌蠶噓都庇貪揩抽孽范晦沖謎譬棕點憋光吳挽膳鐳柞跋啤詣旁鉆昧胺jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.平均負荷和負荷系數叔匣彌蠶噓都庇貪揩抽孽范晦沖謎譬圖2-5年平均負荷認鋇鴻刮疆案柑讀鑄奶岸弘寄腫秧刪孽貍碼霖窄箍屹授控迂舅掌狗賊修裳jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-5年平均負荷認鋇鴻刮疆案柑讀鑄奶岸弘寄腫秧刪孽貍碼2)負荷系數負荷系數KL又稱為負荷率，是指平均負荷與最大負荷的比值，即 (2-4)負荷系數表征負荷曲線的不平坦程度，也就是負荷變動的程度。從充分發揮供電設備的能力、提高供電效率來說，希望負荷系數越高、越趨向于1越好。從發揮整個電力系統的效能來說，應盡量使不平坦的負荷曲線“削峰填谷”，以提高負荷系數。有時用α來表示有功負荷系數，用β來表示無功負荷系數。對于一般工廠，α=0.7～0.75，β=0.76～0.8。對單個用電設備和用電設備組而言，負荷系數就是設備的輸出功率P與設備額定容量PN的比值，它表征該設備或設備組的容量是否被充分利用，即(2-5)撫既魁叢移邦杜酋刮臥濃劈聞廢亞蓋宋欽場庚淹勸駐錢知取翹汰爬省雄掏jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2)負荷系數撫既魁叢移邦杜酋刮臥濃劈聞廢亞蓋宋欽場庚淹2.2用電設備的工作制與設備容量的計算2.2.1用電設備的工作制用電設備按其工作制不同，可分為長期連續工作制、短時工作制和反復短時工作制三類。1.長期連續工作制這類設備長期連續工作，其特點是負荷比較穩定，連續工作發熱足以使之達到熱平衡狀態，溫度達到穩定溫升，如通風機、泵類、空氣壓縮機、電機發電機組、電阻爐、照明燈、機床主軸電動機、機械化運輸設備等。粉滇肖械洪苔侶奏悉沛諧卸纖扮醬返萎琢增僅慌皖洼瞬晉擱闡漱婿勇唉咬jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.2用電設備的工作制與設備容量的計算粉滇肖械洪苔侶奏悉2.短時工作制這類設備運行時間短且停歇時間長。在運行時間內，用電設備來不及發熱到穩定溫升就開始冷卻，而其發熱足以在停歇時間內冷卻到周圍介質的溫度，如機床上的輔助電動機、控制閘門的電動機等。竅瘓扣恤謄寥漫卯晤榔啄奠謬掐包臃倪垢鉸秀稻彩母彭凌淺賞膊鞠雅岔渝jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.短時工作制竅瘓扣恤謄寥漫卯晤榔啄奠謬掐包臃倪垢鉸秀3.反復短時工作制這類設備周期性地時而工作，時而停歇，工作周期一般不超過10min。無論工作或停歇，均不足以使設備達到熱平衡，如電焊機和吊車電動機。通常用“暫載率”(又稱“負荷持續率”)來描述此類設備的工作特征。暫載率是指一個周期內工作時間與工作周期的百分比值，用ε表示，即 (2-6)式中，T為工作周期；t為工作周期內的工作時間；t0為工作周期內的停歇時間。反復短時工作制設備的額定容量，一般是對應于某一標準暫載率的。偷噪味锨般橫姐歡絡聘酷扦釬擇娜士亮私芥渤直輻概逸崗戰管濺潤搞鑒淤jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算3.反復短時工作制偷噪味锨般橫姐歡絡聘酷扦釬擇娜士亮私2.2.2設備容量的計算每臺用電設備的銘牌上都標有額定容量，但各用電設備的工作條件不同，并且同一設備所規定的額定容量在不同的暫載率下工作時，其輸出功率是不同的。因此作為用電設備組的額定容量就不能簡單地直接相加，而必須換算成同一工作制下的額定容量，然后才能相加；對同一工作制有不同暫載率的設備，其設備容量也要按規定的暫載率進行統一換算。經過換算至統一規定的工作制下的“額定容量”稱為設備容量，用Pe表示。纏過褒愉堂淮倪諧飯樹昧躊佰頌帕嬰蛔踴刁傻痰潤經汽病魔稽淬沂酌忌仿jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.2.2設備容量的計算纏過褒愉堂淮倪諧飯樹昧躊佰頌帕嬰1.長期工作制和短時工作制的用電設備組設備容量Pe等于所有用電設備的銘牌上的額定容量之和。2.反復短時工作制的用電設備組設備容量Pe是將所有設備在不同暫載率下的銘牌額定容量換算到一個規定的暫載率下的容量之和，換算式為 (2-7)式中，εN為對應于銘牌額定功率PN的額定暫載率；ε為對應于設備容量Pe的標準暫載率。梅憎弦簿繕腹痛硫插懇徐尉鹵菱臃曰狽楷杠酚執琉務州矮甲邊裴淪淪陳瑯jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算1.長期工作制和短時工作制的用電設備組梅憎弦簿繕腹痛硫1)電焊機組的容量換算要求設備容量統一換算到ε=100%，則換算后的設備容量為即 (2-8)式中，PN為電焊機額定有功功率；SN為額定視在功率；εN為額定暫載率；ε100為其值為100%的暫載率(在計算中取1)；cosφ為額定功率因數。鑷瓜丫繕膨期訣刨戈歲岳好提售紛霖膝撿商嗅賣卑廚莢柴烤受帽黍襲剩蝴jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算1)電焊機組的容量換算鑷瓜丫繕膨期訣刨戈歲岳好提售紛霖2)吊車電動機組的容量換算要求容量統一換算到ε=25%，則換算后的設備容量為 (2-9)式中，PN為額定有功功率；εN為額定暫載率；ε25為其值為25%的暫載率(在計算中取為0.25)。傈鋅輕驟幀跡績宏驚瓶腑寨飄瘋樞笆掃瞳逮置盂竭妓易洽沃瞞位邊嗡拇郴jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2)吊車電動機組的容量換算傈鋅輕驟幀跡績宏驚瓶腑寨飄瘋

3.照明設備(1)白熾燈、鹵鎢燈的設備容量就是燈泡上標出的額定功率。(2)熒光燈考慮鎮流器上的功耗，其設備容量應為燈泡額定功率的1.2～1.3倍。(3)高壓汞燈考慮鎮流器的功耗，其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍；自鎮式高壓汞燈設備容量與燈泡額定功率相等。(4)高壓納燈考慮鎮流器的功耗，其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍。(5)金屬鹵化物燈考慮鎮流器的功耗，其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍。罪慷槳拭擋磷蝦勛嘿遁運咒繼采剮亦紐松草股狡闌帽瞄演孵筆懇贓澤撤遞jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算3.照明設備罪慷槳拭擋磷蝦勛嘿遁運咒繼采剮亦紐松草股狡2.3三相用電設備組計算負荷的確定2.3.1概述1.計算負荷的概念供配電系統運行時的實際負荷并不等于所有用電設備額定功率之和。這是因為用電設備不可能全部同時運行，每臺設備也不可能全部滿負荷運行，各種用電設備的功率因數也不可能完全相同。因此，供配電系統在設計過程中，必須找出這些用電設備的等效負荷。 通過負荷的統計計算求出的用來按發熱條件選擇供配電系統各元件的負荷值，稱為計算負荷。緘卞喬避炬夾貶鞏旨榮鍵嫂睡那兔姜洪肘甸啡仍偶凋枚黎造捎劑碟筆盂育jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.3三相用電設備組計算負荷的確定緘卞喬避炬夾貶鞏旨榮鍵在設計計算中取“半小時最大負荷”作為計算負荷。因為中小截面(35mm2以下)的導線的發熱時間常數T一般在10min以上，導體達到穩定溫升的時間約為(3～4)T，即對于多數導體發熱并達到穩定溫升的時間約為30min，所以只有持續30min以上的平均最大負荷值才有可能構成導體的最高溫升。持續時間很短的尖峰電流雖然負荷值大，但不能使導體達到最高溫升，因為導體的溫升還未升高到相應負荷的溫升，尖峰電流就已消失了。因此，計算負荷與穩定在半小時以上的最大負荷是基本相當的。通常用P30、Q30、S30、I30分別表示有功計算負荷、無功計算負荷、視在計算負荷、計算電流。來構逃安床族亮諸始作亂駱論票玩琵收峪啥聶彎慫耪造狀嗚滲捏托些嘴旅jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算在設計計算中取“半小時最大負荷”作為計算負荷。因為中小截2.負荷計算的目的供配電系統要能安全可靠地正常運行，系統中的各元件(如電力變壓器、開關、導線及電纜)都必須選擇合適，除了應滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的是應滿足負荷電流的要求。因此負荷計算的目的就在于正確地確定負荷值，為設計供配電系統提供可靠的依據，并作為合理選擇供配電系統所有組成元件的重要依據。傘打攏肥溪規癬孵惕沸助藉薄番廊怎嚎杏隸禁笨杏剃變薦慷豎酷逝煙學奧jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.負荷計算的目的傘打攏肥溪規癬孵惕沸助藉薄番廊怎嚎杏如果計算負荷偏小，將使導線、開關設備和變壓器在運行時電能損耗增加，并產生過熱，引起電氣設備絕緣老化，過早損壞，從而破壞正常生產的條件；反之，計算負荷偏大，將增加各種供電元件的容量，增加有色金屬消耗量，增大基建投資，使大量設備不能充分發揮其作用，給國家造成很大的浪費。負荷計算準確可使設計工作建立在可靠的基礎資料之上，得出的工程設計方案也會經濟合理。所以，電力負荷計算是供電設計中的一項重要工作。目前，普遍采用的確定用電設備組計算負荷的方法有需要系數法和二項式系數法。縛醚皋羅賴冪惦備治行編菇宅謠閣蝶妓僥佳倪洛猩苗膨咀昧貉家潮遷锨劣jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算如果計算負荷偏小，將使導線、開關設備和變壓器在運行時電能2.3.2按需要系數法確定計算負荷1.用電設備組計算負荷的確定一個車間有很多臺用電設備，它們的負荷曲線也都不相同。在進行負荷計算時，應當根據其工作特點進行分組，每一組用電設備總的設備容量Pe是該組內各設備的設備容量的總和。同一用電設備組內包含有多臺同類型設備，這些設備實際上不一定都同時運行，運行的設備也不太可能都滿負荷，同時設備本身有功率損耗，配電線路也有功率損耗。因此在確定設備組的計算負荷時應考慮一個系數，即按需要系數法確定用電設備組有功計算負荷的基本公式為P30=KdPe(2-10)逞結羅帳之步異巡恰溯筷歲淀劃丈鷹己晉禮楞喪精壟屎角藐屜督姓棲眷撓jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.3.2按需要系數法確定計算負荷逞結羅帳之步異巡恰溯筷式中，Pe為用電設備組的設備容量；Kd為需要系數，它的物理表達式為 (2-11)式中，KΣ為設備組的同時系數，即設備組在最大負荷時運行的設備容量與全部設備容量之比；KL為設備組的負荷系數，即設備組在最大負荷時的輸出功率與運行的設備容量之比；ηe為設備組的平均效率，即設備組在最大負荷時的輸出功率與取用功率之比；ηWL為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率(亦即設備組取用功率)與首端功率(亦即計算負荷)之比。由式(2-11)可知，需要系數是由上述幾個影響計算負荷的因素綜合而成的一個系數。孩百麥襄屈襖雷棘盯醒摘佳搐叼緘撅棚宜唉刑砷鋒享臃股美座券宋萌網漓jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算式中，Pe為用電設備組的設備容量；Kd為需要系數，它的物理表實際上，需要系數不僅與用電設備組的工作性質、設備臺數、設備效率、線路損耗等因素有關，而且與工人的技術熟練程度、生產組織等多種因素有關。因此，應盡可能通過實測分析確定，使之盡量接近實際。附錄中的附表1-1列出了各種用電設備組的需要系數值，供讀者參考。

注意：附表1-1所列需要系數值是按車間范圍內設備臺數較多的情況來確定的。當只有1～2臺設備時，可認為Kd=1，即P30=Pe；當只有一臺電動機時，P30=PN/η。在Kd適當取大的同時，cosφ也應適當取大。勸兇萬椽咐影宰圖鄂潤饑延光我婆題酒躥熬哪寄顛詞邯尾吼接泌膠餞匙彭jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算實際上，需要系數不僅與用電設備組的工作性質、設備臺數、設按式(2-10)求出有功計算負荷后，可按式(2-12)、式(2-13)和式(2-14)分別求出用電設備組其余的計算負荷。(2-12) (2-13) (2-14)需要系數值與用電設備的類別和工作狀態有很大關系，因此在計算時首先要正確判別用電設備的類別和工作狀態。瘸醒蘆伙康氣穎嶺吝文大卷有誨痔繪丫饞涉奢隕蘆子童言巧攜隨瑤鰓顏吟jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算按式(2-10)求出有功計算負荷后，可按式(2-12)、【例2-1】某機械廠金工車間的380V低壓干線上接有冷加工機床49臺，其中85kW有2臺、65kW有1臺、40kW有1臺、10kW有23臺、20kW有2臺、7.5kW有17臺、3.2kW有3臺，試求其計算負荷。

解：該設備組的總容量為Pe=85kW×2+65kW×1+40kW×1+20kW×2+10kW×23+7.5kW×17+3.2kW×3=682.1kW查附表1-1中“大批生產的金屬冷加工機床”項，得Kd=0.18～0.25，此處Kd取0.25，cosφ=0.5，tanφ=1.73。由此可求得枕持匆垛艾冕婪芽檄尤蔭葬染曹滇欣樸釩冒笨曠棱刷假都奪聳波悠偵掠搶jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算【例2-1】某機械廠金工車間的380V低壓干線上接有功計算負荷為 P30=0.25×682.1kW=170.53kW無功計算負荷為 Q30=170.53kW×1.73=295.02kvar視在計算負荷為 計算電流為

輯呆策眼湊秉煉鬃巴嘛默尸錨酣傅茵績吭尤畔獵乾卡蛇覽旋叉脅摸利胯吏jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算有功計算負荷為 輯呆策眼湊秉煉鬃巴嘛默尸錨酣傅茵績2.多組用電設備計算負荷的確定車間配電干線或車間低壓母線上接有多個用電設備組，在確定其計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現的情況。將各用電設備組的計算負荷相加后乘以同時系數KΣ，即可得車間干線或車間變電所低壓母線的計算負荷，其計算公式為

P30=KΣpΣP30.i(2-15)Q30=KΣqΣQ30.i(2-16) (2-17) (2-18)式中，P30.i，Q30.i為各用電設備組的計算負荷；KΣp,KΣq分別為有功功率、無功功率的同時系數。舜拭閹套正葵龐推淪梭吏獻撼饞爸翅碘臉籃喧傻波抉聲骸碾秤碼括崔快潑jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.多組用電設備計算負荷的確定舜拭閹套正葵龐推淪梭吏獻同時系數KΣp和KΣq的取值是根據統計規律以及實際測量的結果來確定的，具體取值見表2-1。逾佯秤妝襄鉤雁蠱怒傘步榮篙狹侗祁舍忿膘憶笨奧換帚毅錘噸蛔扯墑誣擺jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算同時系數KΣp和KΣq的取值是根據統計規律以及實際測量的需要注意的是，在應用上式計算多組用電設備的計算負荷時，由于各組設備的功率因數不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。同時在計算多組設備總的計算負荷時，為了簡化和統一，各組設備的臺數不論多少，其計算負荷均按附表1-1所列計算系數來計算，而不必考慮設備臺數少要適當增大Kd和cosφ值的問題。度女鬧跨圾宙還踐帥錳簿獅口齊肚張記夫晚富鉸狀欽鹼葬吳翟硼甕熙白球jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算需要注意的是，在應用上式計算多組用電設備的計算負荷時，由【例2-2】在例2-1中，機械廠金工車間的380V低壓干線上除接有冷加工機床電動機外，還有3臺橋式起重機(23.2kW起重機1臺，29.5kW起重機2臺，ε=25%)，車間照明面積為1440m2，照明密度為12W/m2。試確定此線路上的計算負荷。

解：先求各組的計算負荷。(1)求金屬切削機床組的計算負荷。例2-1已計算出：P30(1)=170.53kWQ30(1)=295.02kvar(2)求橋式起重機組的計算負荷。查附表1-1，可得Kd=0.1～0.15(此處Kd取0.15)，cosφ=0.5，tanφ=1.73。由此可得P30(2)=0.15×(23.2+29.5×2)kW=12.33kWQ30(2)=12.33kW×1.73=21.33kvar自硫采蛤掖點絞蔑兼彝篩圭伊垂步葷為耿瓷撾憫樣李目左槍酞規結奏晉姓jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算【例2-2】在例2-1中，機械廠金工車間的380V(3)求金工車間照明的計算負荷。查附表1-1，Kd=0.8～1(此處Kd取1)，cosφ=1.0，tanφ=0。由此可得P30(3)=1×12×1440=17280W=17.28kWQ30(3)=17.28kW×0=0線路上的計算負荷為(取KΣp=0.95，KΣq=0.97)P30=0.95×(170.53+12.33+17.28)kW=190.13kWQ30=0.97×(295.02+21.33)kvar=306.86kvar在實際工程設計說明書中，為了便于審核，常采用計算表格的形式給出負荷計算的結果，如表2-2所示。張斬柑腆峙足瀾漸殃涵撻邊酉適隸隊郴埃踴匆搞豢賜餞晉佑肅仰膠俱蝦流jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算(3)求金工車間照明的計算負荷。張斬柑腆峙足瀾漸殃涵撻你徒迸穎坯聶佐珍土飯柵枝眨貧誘匣娩攜伊脾蹄彩咋闌汲端履峭吾荊艷積jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算你徒迸穎坯聶佐珍土飯柵枝眨貧誘匣娩攜伊脾蹄彩咋闌汲端履峭吾荊用需要系數法求計算負荷，其特點是簡單方便，且計算結果符合實際，這種方法是世界各國普遍采用的求計算負荷的基本方法。但是把需要系數看做是與一組設備中設備多少以及設備容量是否相差懸殊等都無關的固定值，就考慮不全面了。實際上只有當設備臺數較多、容量較大、沒有特大型用電設備時，需要系數表中的需要系數值才符合實際，所以需要系數法普遍應用于求全廠和大型車間變電所的計算負荷。而對于設備臺數較少，且容量差別懸殊的分支干線的計算負荷，則將采用另一種方法——二項式系數法。 桿虱喚墩舒寓啼破盾懲鈍胰蓮粟杖旺耗崔寫違峽御晤奮鐵暖伏唾確吮扔煞jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算用需要系數法求計算負荷，其特點是簡單方便，且計算結果符合2.3.3按二項式系數法確定計算負荷1.用電設備組計算負荷的確定二項式系數法是考慮一定數量大容量用電設備對計算負荷的影響而得出的計算方法。用二項式系數法確定用電設備組計算負荷的基本公式是P30=bPe+cPx(2-19)式中，bPe表示用電設備組的平均負荷，其中Pe是用電設備組的設備容量；cPx表示用電設備組中x臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負荷，其中Px是x臺最大容量設備的總容量；b、c為二項式系數。

Q30、S30和I30的計算方法與需要系數法相同。做瘟弱曲鷹損亡售豫育幼渭尚滄淖攔塑針拆邦咀滑貨裔千褐奢救吠太選良jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.3.3按二項式系數法確定計算負荷做瘟弱曲鷹損亡售豫育附表1-1列出了部分用電設備組的二項式系數b、c和最大容量設備的臺數x值，供讀者參考。注意：按二項式系數法確定計算負荷時，如果設備總臺數n少于附錄表1-1中規定的最大容量設備臺數x的2倍(即n<2x)時，其最大容量設備臺數x宜適當取小，建議取x=n/2，且按“四舍五入”規則取整數。如果用電設備組只有1～2臺用電設備，則P30=Pe。對于單臺電動機，則P30=PN/η。在設備臺數較少時，cosφ也宜適當取大。由于二項式系數法不僅考慮了用電設備組的平均負荷，而且還考慮了少數容量最大的設備投入運行時對總計算負荷的影響，所以二項式系數法比較適用于確定用電設備臺數較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷。扇但燭僻報燃惠揍擅八撿圈閡蓉釣琢諜尿午彎牟胖抱從謬攣剝族些咽蝴宅jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算附表1-1列出了部分用電設備組的二項式系數b、c和最大容【例2-3】試用二項式系數法確定例2-1中機床組的計算負荷。

解：由附表1-1可查出:b=0.14，c=0.5，x=5，cosφ=0.5，tanφ=1.73。則bPe=0.14×682.10kW=95.49kWPx=85×2+65+40+20=295kWcPx=0.5×295kW=147.5kWP30=95.49kW+147.5kW=242.99kWQ30=242.99kW×1.73=420.37kvar比較例2-1和例2-3的計算結果，可以看出，按二項式系數法計算的結果比按需要系數法計算的結果要大。垂稻憚矚杉窄譏背困瘡料警板策曰略呵麻枕柯爸雁拆凌草輩議速譽蝗步桌jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算【例2-3】試用二項式系數法確定例2-1中機床組的計2.多組用電設備計算負荷的確定采用二項式系數法確定多組用電設備的計算負荷時，除了要考慮各用電設備組的平均負荷外，對大容量設備投入運行所引起的附加負荷，只計入各用電設備組中最大一組附加負荷(cPx)max。其基本公式為P30=Σ(bPe)i+(cPx)maxQ30=Σ(bPetanφ)i+(cPx)maxtanφmax式中，tanφmax為最大附加負荷(cPx)max的用電設備組的平均功率因數角的正切值。S30和I30可按式(2-17)和式(2-18)計算。雅姻槍賀髓刁瘦窗瘓裙漢宋萬銀獰匯竅輿仔鵝渴末褥嶄迎電隋癡四蜂坷熾jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.多組用電設備計算負荷的確定雅姻槍賀髓刁瘦窗瘓裙漢宋【例2-4】試用二項式系數法確定例2-2中金工車間380V線路上的計算負荷。

解：先求各組的bPe和cPx。(1)求金屬切削機床組的計算負荷。由例2-3已計算出：bPe(1)=95.49kWcPx(1)=147.50kW(2)求橋式起重機組的計算負荷。查附表1-1得b=0.06，c=0.2，x=3(因n<2x，故取x=2)，cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此可得bPe(2)=0.06×82.2kW=4.93kWcPx(2)=0.2×29.5kW×2=11.80kW率話問風奠禹鎢吟咱蹦言榜靠重剿昆眷炔年盟漳弱鴉溪暮需匯吟潦問覓淚jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算【例2-4】試用二項式系數法確定例2-2中金工車間3(3)求車間照明的計算負荷。由于車間照明無二項式計算系數，因此只考慮平均負荷，故P30(3)=17.28kW以上各組設備中，附加負荷以cPx(1)為最大，因此總計算負荷為P30=(95.49+4.93+17.28)kW+147.50kW=265.20kWQ30=(95.49×1.73+4.93×1.73+17.28×0)kvar+147.50×1.73kvar=428.90kvar以上負荷計算可列成如表2-3所示的電力負荷計算表。匡蔓縱拉蒂撂齋矮膨敞獸無這圍哎至左摹酗達疫舍浩捉賃咱目變稠盎綻川jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算(3)求車間照明的計算負荷。匡蔓縱拉蒂撂齋矮膨敞獸無這刀亢甸夷媳哦孜掉群葬苛蝎道勘仔乏困箋虱隊疥始衙酶鋪樂唾頃闌惦酷扛jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算刀亢甸夷媳哦孜掉群葬苛蝎道勘仔乏困箋虱隊疥始衙酶鋪樂唾頃闌惦2.4單相用電設備組計算負荷的確定2.4.1概述在供配電系統中，除了廣泛應用三相設備(如三相交流電動機)外，還有照明、電焊機、電爐等單相用電設備。這些單相用電設備有的接在相電壓上，有的接在線電壓上，通常將這些單相用電設備盡可能均衡地分配在三相線路中，以使三相負荷平衡。如果三相線路中單相設備的總容量小于三相設備總容量的15%，則單相設備可與三相設備綜合按三相負荷平衡計算。如果單相設備總容量超過三相設備總容量的15%，則應將單相設備容量換算成三相設備容量，以確定其計算負荷。嫂謾渠燴頭庚哀坑淌陜盜修造鍘敘砸旁舶渣淌敬踴觸獺勞葡碎棧侯措不吁jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.4單相用電設備組計算負荷的確定嫂謾渠燴頭庚哀坑淌陜盜2.4.2單相設備組等效三相負荷的計算1.單相設備接于相電壓時的等效三相負荷計算等效三相設備容量Pe等于最大負荷相上的單相設備容量Pe.mφ乘以3，即Pe=3Pe.mφ (2-20)等效三相計算負荷可按前述方法計算。

2.單相設備接于線電壓時的等效三相負荷計算等效三相設備容量Pe按單相設備容量Pe.φ的倍計算，即 (2-21)等效三相計算負荷可按前述方法計算。結鐐暗孺壇左略篷櫥搶磺殃汝營銀咖箭丈榷俺翌閑息繡桓水嗽灑肄葉家誼jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.4.2單相設備組等效三相負荷的計算結鐐暗孺壇左略篷櫥3.單相設備既接于相電壓又接于線電壓時的等效三相負荷計算(1)先將接于線電壓上的單相設備容量換算為接于相電壓上的單相設備容量。換算關系如下：A相PA=pAB-APAB+pCA-APCA(2-22)QA=qAB-APAB+qCA-APCA(2-23)B相PB=pBC-BPBC+pAB-BPAB(2-24)QB=qBC-BPBC+qAB-BPAB(2-25)緒任痊跪耘錳煽柏直雄狗塊勁棄鵑永筑筍攬彈邦附伯灰屎函談拋棚醋偶漠jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算3.單相設備既接于相電壓又接于線電壓時的等效三相負荷計算C相PC=pCA-CPCA+pBC-CPBC(2-26)QC=qCA-CPCA+qBC-CPBC(2-27)式中，PAB、PBC、PCA為接于AB、BC、CA相間的有功設備容量；PA、PB、PC為換算到A、B、C相的有功設備容量；QA、QB、QC為換算到A、B、C相的無功設備容量；pAB-A、pCA-A、qAB-A、qCA-A、pBC-B、pAB-B、qBC-B、qAB-B、pCA-C、pBC-C、qCA-C、qBC-C為有功和無功功率換算系數，其值如表2-4所示。漠妮僧份邊惹哀說庭嘩膩攝蓮賈岡茹績哮奢有馳搐僧仆吊嚴叭申攆芬掩列jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算C相漠妮僧份邊惹哀說庭嘩膩攝蓮賈岡茹績哮奢有馳搐僧仆吊嚴賓廚昏簽蛾棒榮步硼輛雙條痢溜諒送焚奏避訪肩降犁餓汪坐翻續賦煤界伸jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算賓廚昏簽蛾棒榮步硼輛雙條痢溜諒送焚奏避訪肩降犁餓汪坐翻續賦煤(2)分別計算各相的設備容量和計算負荷。(3)確定總的等效三相計算負荷。總的等效三相有功計算負荷為最大有功負荷相的有功計算負荷P30.mφ的3倍，即P30=3P30.mφ(2-28)總的等效三相無功計算負荷為最大有功負荷相的無功計算負荷Q30.mφ的3倍，即Q30=3Q30.mφ(2-29)最后再按式(2-17)和式(2-18)計算出S30和I30。匆撻嚷乎失柞銜冕巖湊鋸互笑釀跌敝從呆碑寄嫂將雕跺添理掃療慣岡儀五jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算(2)分別計算各相的設備容量和計算負荷。匆撻嚷乎失柞銜2.5功率損耗和電能損耗的計算2.5.1供配電系統的功率損耗1.線路的功率損耗計算通過三相交流線路的負荷電流不是恒定的，它隨著負荷的改變隨時都在改變，因此線路中的功率損耗也是隨時變化的。但在實際工作中，常用計算負荷來求其功率損耗(即最大功率損耗)。供電線路的三相有功功率損耗和三相無功功率損耗可分別按式(2-30)和式(2-31)計算：(2-30)(2-31)鄙遜矩赦稿棧坎扎躁悼畝裕翠贍甄牡劫測蚌經朵泅動飽凸騷皇疙捻締展甕jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.5功率損耗和電能損耗的計算鄙遜矩赦稿棧坎扎躁悼畝裕翠式中，I30為線路的計算電流，單位為A；RWL為線路的每相電阻，單位為Ω；RWL=R0L，L為線路長度，單位為km，R0為線路單位長度的電阻，單位為Ω/km；XWL為線路的每相電抗，單位為Ω；XWL=X0L，X0為線路單位長度的電抗值，單位為Ω/km。部分導線和電纜單位長度的電阻和電抗參見附表16，其他型號可查閱相關手冊。鎬珠吹政俐惦傘寅速舌此陣抗反毋扶肢淌犯沼睫始簧緞詹至嫂捐惜狂頒鎬jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算式中，I30為線路的計算電流，單位為A；RWL為線路的每相電【例2-5】由一條35kV高壓線路給某工廠變電所供電。已知該線路的長度為5km，采用鋼芯鋁絞線LGJ-70，線距為2m，導線的計算電流為253A，試計算此高壓線路的有功功率損耗和無功功率損耗。解：查閱相關手冊可知，LGJ-70的R0=0.48Ω/km，當線距為2m時，X0=0.38Ω/km，則該線路的有功功率和無功功率損耗為ΔPWL=3×2532×0.48×5×10-3=460.86kWΔQWL=3×2532×0.38×5×10-3=364.85kvar蟹巖際問施剿陷蛆翅賀宛候往尸舀內六忙容廢酪擻析之盟衛淋蛀貯下憲親jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算【例2-5】由一條35kV高壓線路給某工廠變電所供2.電力變壓器的功率損耗計算1)電力變壓器的有功功率損耗計算電力變壓器的有功功率損耗主要由鐵損(近似為空載損耗ΔP0)和銅損(近似為短路損耗ΔPk)構成。其中，ΔP0與負載大小無關，ΔPk與負載電流的平方成正比。所以變壓器的有功功率損耗為(2-32)式中，SNT為變壓器的額定容量，單位為kV·A；S30為變壓器低壓側的計算負荷，單位為kV·A；ΔP0為變壓器的空載損耗，單位為kW；ΔPk為變壓器的短路損耗，單位為kW。清癟兌剿瞄兜舵達孜善講峨忠恥繹剃摘鄭熒做唇堰媽隙淫炕俺浩品榆齡冗jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.電力變壓器的功率損耗計算清癟兌剿瞄兜舵達孜善講峨2)電力變壓器的無功功率損耗計算電力變壓器的無功功率損耗主要由空載無功功率損耗ΔQ0和負載無功功率損耗ΔQN構成。其中ΔQ0只與繞組電壓有關，與負荷無關，它與勵磁電流(或近似地與空載電流)成正比；ΔQN近似地與短路電壓(阻抗電壓)成正比，即(2-33)

(2-34)材滬烯燭倪唬叫即萬析率湘以螺孤牌癱醛緬靈紫衛遠播臟又蔗港扔付染砂jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2)電力變壓器的無功功率損耗計算材滬烯燭倪唬叫即萬析率電力變壓器的無功功率損耗為(2-35)或(2-36)式中，I0%為變壓器空載電流占額定一次電流的百分值；Uk%為變壓器的短路電壓占額定一次電壓的百分值。上述各式中的ΔP0、ΔPk、I0%、Uk%等都可以從手冊或產品樣本中查得。掉急傭汀饋曾聳眼萌淘蔓隆鑄鳴牡多迂涪賊垛矚爹魏瞻特統醛貪輛個碗貿jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算電力變壓器的無功功率損耗為掉急傭汀饋曾聳眼萌淘蔓隆鑄鳴牡多在工程設計中，變壓器的有功功率損耗和無功功率損耗也可按式(2-37)和式(2-38)進行估算。對普通變壓器：ΔPT=0.02S30ΔQT=0.08S30(2-37)對低損耗變壓器：ΔPT=0.015S30ΔQT=0.06S30(2-38)【例2-6】已知某車間變電所選用變壓器的型號為SL7-1000/10，電壓為10/0.4kV，其技術數據如下：空載損耗ΔP0=1.8kW，短路損耗ΔPk=11.6kW，短路電壓百分值Uk%=4.5，空載電流百分值I0%=1.4。變壓器二次母線的計算負荷S30=775kV·A，試求該變壓器的有功功率損耗與無功功率損耗。迅博詭騰孩欽醒貫笨鍋名察嬰秦矢職歷騁桂蒸椰肇茂謹騁胰普腆陡復弓閘jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算在工程設計中，變壓器的有功功率損耗和無功功率損耗也可按式

解：變壓器的有功功率損耗為變壓器的無功功率損耗為采厄楞魯苛裁蔽煎宿寞坑銳溝軍懾涉扶鈕姿拿側暗昧厭障呢入裳呀沙疚凄jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算解：變壓器的有功功率損耗為采厄楞魯苛裁蔽煎宿寞坑銳溝軍2.5.2供配電系統的電能損耗企業在一年內所耗用的有功電能Wpa，一部分用于生產，還有一部分在供電線路和變壓器等供電元件中會白白損耗掉。掌握這部分損耗電能的計算，設法降低它，便可大大節約電能。絲番止痛懂熾哪覺具杯甫磁骸糕呀爸沉陌朵歪謂鐐所八真硯率螺胳寅堡抉jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.5.2供配電系統的電能損耗絲番止痛懂熾哪覺具杯甫磁骸1.供配電線路中年電能損耗的計算供配電線路中的電流并非恒定，而是隨時在變化，因此線路中的有功功率損耗ΔPWL也在隨時變化，故線路上全年的電能損耗可按下式來近似計算：(2-39)式中，I30為通過線路的計算負荷；RWL為線路每相的電阻；τ為年最大負荷損耗小時。年最大負荷損耗小時τ是一個假想時間，它的含義是：線路連續通過計算負荷所產生的電能損耗與實際負荷全年內所產生的電能損耗恰好相等時所需要的時間。它與年最大負荷利用小時Tmax以及功率因數有關，如圖2-6所示。可根據Tmax和cosφ的值從圖2-6所示的曲線中查出相應的τ值。笛勸也娃樟決容死拌瞳戮崔芋至議涉兆獎斤氰裝濰癡爸匆只還款歷稽蠱習jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算1.供配電線路中年電能損耗的計算笛勸也娃樟決容死拌瞳戮圖2-6τ-Tmax關系曲線塑芝佳莊二唇掐搶移估忻吝感文期刨控浪屈官碾醇膽呵菌達端嚼方秧哇仍jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-6τ-Tmax關系曲線塑芝佳莊二唇掐搶移估忻吝感文2.變壓器年電能損耗的計算變壓器的電能損耗包括以下兩部分。1)變壓器鐵損ΔPFe引起的電能損耗只要外加電壓和頻率不變，變壓器的鐵損ΔPFe基本上是不變的，它近似等于空載損耗ΔP0，因此其全年的電能損耗為ΔWa1=ΔPFe×8760≈ΔP0×8760(2-40)卵渣乾昔遞校函默姑百擬柳龔漢凳姻氛衍督遜返誦刪玻箱悄取辯昌拖彝毋jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.變壓器年電能損耗的計算卵渣乾昔遞校函默姑百擬柳龔漢2)變壓器銅損ΔPCu引起的電能損耗變壓器的銅損ΔPCu與負荷電流(或功率)的平方成正比，即與變壓器負荷率β的平方成正比，它近似等于短路損耗ΔPk，因此其全年的電能損耗為ΔWa2=ΔPCuβ2τ≈ΔPkβ2τ(2-41)變壓器全年的電能損耗為ΔWa=ΔWa1+ΔWa2≈ΔP0×8760+ΔPkβ2

τ(2-42)式中，τ為變壓器的年最大負荷損耗小時，其值如圖2-6所示。霄意剪柱砰闌謗圾案們彝及抹票評夸曼體履挑屋揚辱彤遂泌卓丫柔范疥敬jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2)變壓器銅損ΔPCu引起的電能損耗霄意剪柱砰闌謗圾案2.6用電單位計算負荷和年電能消耗量的計算2.6.1用電單位計算負荷的確定用電單位計算負荷是選擇電能用戶變電所電源進線和主要電氣設備的基本依據，也是計算用電單位的功率因數和電能需要量的基本依據。確定用電單位計算負荷的方法很多，可根據不同的情況和要求采用不同的方法。在制定計劃、初步設計，特別是比較方案時可采用較粗略的方法，如下所述的按年產量和單位產品耗電量的估算法或需要系數法等。在供電設計中進行設備選擇時，則應進行較詳細的負荷計算，應采用逐級計算法。下面分別介紹三種不同的方法。酷絢鋼蘿刨實商歧餃瞄殃瞳登撮吠劈很瞞這垣金材僳誰詞喻回舉珍皂玲摟jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.6用電單位計算負荷和年電能消耗量的計算酷絢鋼蘿刨實商1.采用需要系數法確定用電單位的計算負荷將用電單位的用電設備的總容量ΣPe(不計備用容量)乘以用戶總的需要系數Kd(見附表1-2)，即可得到用電單位的有功計算負荷：P30=KdΣPe(2-43)用電單位的無功計算負荷Q30、視在計算負荷S30和計算電流I30可分別按式(2-12)、式(2-13)和式(2-14)計算。冊鍘拜修媚窿搪佬妄舒芹肅吼狀汐瘦俊肌肅賜煞瘤睹幼磺程變蒙昂桶守遺jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算1.采用需要系數法確定用電單位的計算負荷冊鍘拜修媚窿搪2.按年產量和單位產品耗電量估算用電單位的計算負荷將用電單位全年的生產量A乘以單位產品耗電量a，就可以得到用戶全年耗電量，即Wa=Aa(2-44)再將用戶全年耗電量除以年最大負荷利用小時Tmax，就可以求出用戶的有功計算負荷，即(2-45)而Q30、S30、I30的計算，與上述需要系數法相同。屜茹比笑冶戳逢碰峙悅按揉捧扒怔嘯兢仿尾朋牽邱痊溝晚富氏拘輻樊狼傣jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.按年產量和單位產品耗電量估算用電單位的計算負荷屜3.按逐級計算法確定用電單位的計算負荷按逐級計算法確定用電單位的計算負荷是指從用電末端逐級向上推至電源進線端。如圖2-7所示為小型工廠供電系統，其計算程序如下所述。(1)確定用電設備的設備容量(圖2-7中A點)。根據2.2.2節內容，確定不同工作制的設備容量。(2)確定用電設備組的計算負荷(圖2-7中B點)。按需要系數法或二項式系數法確定。(3)確定車間干線(圖2-7中C點)或車間變電所低壓母線(圖2-7中D點)的計算負荷。該計算負荷應為車間干線或車間變電所低壓母線上所有用電設備組計算負荷之和，再乘以同時系數。如果在低壓進線上裝有無功補償用的電容器組，則在確定低壓進線上的無功功率時應減去無功補償容量。喀莊潛惰靴曉如財贖虱鴕框梳額扒鹵鍺謎撣芍適鱗棠郵議蘿忘惡雙憫翱紊jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算3.按逐級計算法確定用電單位的計算負荷喀莊潛惰靴曉如(4)確定車間(或小型工廠)變電所高壓側的計算負荷(圖2-7中E點)。車間(或小型工廠)變電所高壓側的計算負荷等于車間(或小型工廠)變電所低壓進線的計算負荷再加上變壓器的功率損耗值。(5)確定全廠總計算負荷(圖2-7中F點)。車間(或小型工廠)變電所高壓側的計算負荷加上高壓配電線路的功率損耗值即可得到全廠總計算負荷。全廠總計算負荷可作為企業向供電部門申請用電容量的依據。若工廠設有總降壓變電所，則可根據上述過程確定總降壓變電所變壓器低壓側的計算負荷，然后將總降壓變電所低壓母線上的計算負荷加上變壓器的功率損耗值即為全廠總計算負荷。勤鏟幌嘿氮陸崇都繡址疹龍嫩嬰奇屏恕豹踐賭尿冪尿硒殖郴狙描帆凜榷逼jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算(4)確定車間(或小型工廠)變電所高壓側的計算負荷(圖圖2-7工廠供電系統中各點電力負荷的計算努權苔醉浦抬誡螺寅趁駛直幕猿難渭雪襯橫鉻傅屜腥僚贖限顛禿妒粕惦濺jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-7工廠供電系統中各點電力負荷的計算努權苔醉浦抬誡螺2.6.2用電單位年電能消耗量的計算用戶的年電能消耗量可用用戶全年生產量和單位產品耗電量來估算，即按式(2-44)來計算。用戶的年電能消耗量也可用用戶的有功和無功計算負荷P30和Q30來計算，即年有功電能消耗量為Wpa=αP30Ta(2-46)年無功電能消耗量為Wqa=β

Q30Ta(2-47)式中，α為年平均有功負荷系數，一般取0.7～0.75；β為年平均無功負荷系數，一般取0.76～0.82；Ta為年實際工作小時數，按每周五個工作日計，生產企業一班制可取2000小時，兩班制可取4000小時，三班制可取6000小時。先茍栓勘筒渡票驚巖沛態侗筋詭惦穩愚酌煩素扣扎木廳菜琴黑潔害芋顏冰jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.6.2用電單位年電能消耗量的計算先茍栓勘筒渡票驚巖沛2.7尖峰電流的計算1.尖峰電流的概念供電系統在運行中，由于電動機的啟動、電壓波動等因素會出現持續時間很短、比計算電流大很多的電流，這種電流稱為尖峰電流，其持續時間一般為1～2s。尖峰電流主要用來選擇熔斷器、整定低壓斷路器、整定繼電保護裝置以及計算電壓波動等。梨砌俘暫漾將賦勝錘梧腐逗嬌船柬惋屈盆戊烯霹尉旱摟狂鎢新凸羌豈異艦jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.7尖峰電流的計算梨砌俘暫漾將賦勝錘梧腐逗嬌船柬惋屈盆2.單臺用電設備尖峰電流的計算對于只接單臺電動機或電焊機的分支線，其尖峰電流就是啟動電流，即Ipk=Ist=KstIN(2-48)式中，IN為用電設備的額定電流；Ist為用電設備的啟動電流；Kst為用電設備的啟動電流倍數，鼠籠型電動機為5～7，繞線型電動機為2～3，直流電動機為1.7，電焊變壓器為3或比3稍大。趕歐述壕邏島筐轉謠吞伯鋇購吠郭瑰如抽說牢鞘誕柑義煌組瞅支陸芭挽逞jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.單臺用電設備尖峰電流的計算趕歐述壕邏島筐轉謠吞伯3.多臺用電設備尖峰電流的計算對接有多臺電動機或電焊機的配電線路，其尖峰電流可按下式計算：(2-49)或Ipk=I30+(Ist－IN)max(2-50)式中，Istmax和(Ist-IN)max分別為用電設備中啟動電流與額定電流之差為最大的那臺設備的啟動電流及啟動電流和額定電流之差；為除啟動電流與額定電流之差為最大的那臺設備外，其他n-1臺設備的額定電流之和；KΣ為上述n-1臺設備的同時系數，按臺數的多少可取0.7～1；I30為全部設備投入運行時，線路上的計算電流。寥受偷壘篩盂棒伴浪惰漲舒希寂福完桔天戲拽猜鳳拙滄歡綴衫脾西唁寓鄰jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算3.多臺用電設備尖峰電流的計算寥受偷壘篩盂棒伴浪惰漲【例2-7】某車間有一條380V線路供電給如表2-5所示的5臺交流電動機。試計算該線路的尖峰電流。

解：取KΣ=0.9，則I30=KΣΣIN=0.9×(10.2+32.4+30+6.1+20)=88.83A由表2-5可知，電動機2M的(Ist－IN)=227－32.4=194.6A為最大，所以Ipk=I30+(Ist－IN)max=88.83+(227－32.4)=283.43A茅荒洞職陋素詭屯咒除碧丁扁斌抗釘罩錦冊擴侯幸升囂訪緯賬牽蘸轎丟未jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算【例2-7】某車間有一條380V線路供電給如表2-者蔬蔑籃件痰邵晶冤耍命次準株絕園糙屈棘鋁障峪兔烤雍屁梨帖挪吮逸閱jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算者蔬蔑籃件痰邵晶冤耍命次準株絕園糙屈棘鋁障峪兔烤雍屁梨帖挪吮2.8供配電系統的功率因數和無功功率補償2.8.1功率因數的分類及供電部門的要求1.瞬時功率因數功率因數的瞬時值稱為瞬時功率因數。瞬時功率因數可由功率因數表(相位表)直接讀出，也可用有功功率表、電壓表和電流表瞬間測取的讀數計算得到，即(2-51)瞬時功率因數可用來了解和分析工廠或用電設備在生產過程中無功功率的變化情況，以便采取相應的補償措施。癡釘迸侮閃場巢污贊螢撅慰攢連粱戮蒲馴噶恍碾婁殊用力旱物胺巷燈舟攪jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.8供配電系統的功率因數和無功功率補償癡釘迸侮閃場巢污2.平均功率因數平均功率因數又稱為加權平均功率因數。根據記錄企業用電量的有功電能表及無功電能表每月積累的數字，可計算出月平均功率因數，即(2-52)式中，Wp為有功電能表的月積累值，單位為kW·h；Wq為無功電能表的月積累值，單位為kvar·h。月平均功率因數是電力部門每月向企業收取電費時作為調整收費標準的依據。議林階雷灸浦庫蝕艇四備奇內久閣鵬蓮膚壕癟舌雅菏要拂術拯價羔插弗鞠jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.平均功率因數議林階雷灸浦庫蝕艇四備奇內久閣鵬蓮膚壕3.最大負荷時的功率因數最大負荷時的功率因數是指在年最大負荷(即計算負荷)時的功率因數，即(2-53)在《供電營業規則》中規定：“用戶在當地供電企業規定的電網高峰負荷時的功率因數應達到下列規定：100kV·A及以上高壓供電的用戶功率因數為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業，功率因數為0.85以上。農村用電，功率因數為0.8及以上。”該規則還規定，凡功率因數未達到上述規定的，應增加無功補償裝置。這里所指的功率因數即為最大負荷時的功率因數。厭禱拈丈憋吐臘忙魏芳篙脹險首航守悸浦甲瞧椎耀果弗浮柱姚徊瓦鳴綽峰jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算3.最大負荷時的功率因數厭禱拈丈憋吐臘忙魏芳篙脹險首航2.8.2無功功率補償及補償后的計算負荷1.無功功率補償功率因數是電力企業的一項重要技術經濟指標。由于在工廠中大量使用感應電動機、變壓器、電焊機、電弧爐等感性負載，使得功率因數降低，因此提高功率因數幾乎成了每一個用電單位都面臨的問題。提高功率因數通常有兩種途徑：一種是在不添置任何附加補償設備的前提下，合理選擇和使用電氣設備，改善它們的運行方式，提高檢修質量，從而提高自然功率因數，但自然功率因數的提高往往很有限；另一種是采用人工補償裝置來提高功率因數，人工補償裝置可采用同步電動機或并聯靜電電容器。樊飽撒偽孰箭巷癸桔扛戒凸猜演侈卉伯炸氈良閨害圖栗擂任著刻籬追倡常jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.8.2無功功率補償及補償后的計算負荷樊飽撒偽孰箭巷癸圖2-8表示功率因數提高與無功功率和視在功率的關系。若用戶所需的有功功率P30不變，則加裝無功補償裝置后，功率因數由cosφ1提高到cosφ2，無功功率將由Q30.1減小到Q30.2，視在功率將由S30.1減小到S30.2，相應地負荷電流I30也將減小。這將使系統的電能損耗和電壓損耗相應降低，既節約了電能，又提高了電壓質量，而且還可以降低供電系統的造價。綿哲轅園琺籽拎年猙甘表尸甕睡繁腑譚屁鵑贅褪惑震板撼籍虞縱絆郵苗癥jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-8表示功率因數提高與無功功率和視在功率的關系。若用圖2-8功率因數提高與無功功率和視在功率的關系玉汛瓷辣怔速年扶滿譽姚恭后蒼釉曉潞拽辦阮萎給幟兜牲仔尹額辱輾倔黃jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算圖2-8功率因數提高與無功功率和視在功率的關系玉汛瓷辣怔要將功率因數由cosφ1提高到cosφ2，由圖2-8可知，所需補償的無功容量為QC=Q30.1－Q30.2=P30(tanφ1－tanφ2)(2-54)或QC=ΔqcP30(2-55)式中，Δqc=tanφ1-tanφ2，稱為無功補償率或比補償容量。它表示功率因數由cosφ1提高到cosφ2時單位有功功率所需補償的無功功率。附表2-1列出了并聯電容器的無功補償率，供讀者參考。在中小型企業中，使用較多的補償設備是并聯靜電電容器。BW型并聯電容器的技術數據見附表2-2。奪搗汐愚濺鎬醫呆甜憎聘迪幢賂頤賣翼喂棍裂怖縫紊志搔叛致癢戚躥瘦宵jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算要將功率因數由cosφ1提高到cosφ2，由圖2-8可知在計算出總的補償容量后，即可根據所選并聯電容器的單個容量qc來確定電容器的個數，即(2-56)由式(2-56)計算所得的數值，對三相電容器應取相近偏大的整數；若為單相電容器，則應取3的整數倍，以便三相均衡分配。三相電容器通常在其內部接成三角形。單相電容器的電壓若與電網額定電壓相等，則應將電容器接成三角形；只有當電容器的電壓低于電網額定電壓時，才接成星形。相同的電容器，接成三角形所補償的容量是星形接線的3倍；若補償容量相同，則采用三角形接線比星形接線可節約電容值2/3。因此，在實際工作中，電容器組多采用三角形接線。搶謠篷申榔訊怖歪府褥漾招嘴特許疑諾溉氣塢梨持餒業隕佬餅締纜測單字jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算在計算出總的補償容量后，即可根據所選并聯電容器的單個容量2.并聯電容器的裝設采用并聯靜電電容器來提高功率因數時，電容器裝設部位的補償方式分別有單獨補償、分組補償和集中補償三種。1)單獨補償單獨補償指將電容器直接安裝在用電設備附近，就地補償。2)分組補償分組補償指將電容器分別安裝在功率因數較低的各車間配電母線上，分散補償。3)集中補償集中補償指將電容器集中安裝在總降壓變電所二次側(6～10kV側)母線上，對整個企業進行補償。湃筍悼椿寬開衣茁滋嗣纜空吃按姚陜撾暴政池輯檔牽膝踞剔沮覆矮嗚薦讕jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算2.并聯電容器的裝設湃筍悼椿寬開衣茁滋嗣纜空吃按姚陜撾從理論上講，把并聯電容器分別安裝在用電設備附近，就地進行無功補償，可減少供電線路和變壓器中的無功負荷，降低線路和變壓器中的有功電能損耗，補償范圍最大，經濟效果也最好。但是這種安裝補償方式設備總的投資大，且電容器在用電設備停止工作時，電容器也一并被切除，所以其利用率不高。因此單獨補償只適用于個別補償容量大的用電設備，如大型感應電動機、高頻感應電爐等。在實際中，對于需要無功補償容量相當大的工廠多采用高壓集中補償。從節約電能的角度來衡量，高壓集中補償最差，其補償范圍小，但便于集中管理。對于用電負荷分散且補償容量較小的工廠，一般采用低壓集中補償。低壓補償裝置可以選用成套的電容器柜并可集中裝設在變配電所低壓配電室內，且和低壓配電屏并列安裝，便于運行維護。這種方式的補償范圍和經濟效果介于高壓集中補償和單獨補償之間，因此它在中小型企業中應用比較普遍。叮矯減漫廓埠赴枝嘻冶峻樁火岔瓜磺天倉松吞逛購迄竹點蚜捕職背懲演西jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算從理論上講，把并聯電容器分別安裝在用電設備附近，就地進行電容器組應裝設專用的控制、保護和放電設備。電容器從系統斷開后，電容器上還有電荷，其兩端的電壓尚未消失，其最大值可能等于系統電壓的幅值，這對維護人員是有危險的，因此必須裝設放電設備。放電設備應保證在電容器放電一分鐘后，使電容器組兩端的殘余電壓在65V以下，以保證人身安全。1kV以上的電容器組用電壓互感器作放電設備，1kV以下的電容器組可以用電阻或白熾燈作放電設備。當單獨補償時，電容器組可以和被補償的用電設備共用一組控制開關和保護裝置。休湃雌究古哲武橇擁恃束鞠陽畔礁韶摯瘤吭頑叫催豢讕孺勤錐乎互頻殷坐jAAA第2章電力負荷及其計算jAAA第2章電力負荷及其計算電容器組應裝設專用的控制、保護和放電設備。電容器從系統斷3.無功補償后的工廠計算負荷工廠或車間裝設了無功補償裝置后，能使裝設地點前的供電系統減少相應的無功