統計負荷量給排水專業第一頁，共五十頁，2022年，8月28日電力負荷的分級負荷計算的目的與幾個物理量統計負荷量的方法和公式單相計算負荷的確定無功補償供配電系統的損耗電動機回路尖峰電流計算第二頁，共五十頁，2022年，8月28日一、電力負荷的分級1、依據：根據對供電可靠性的要求及中斷供電所造成的后果進行分級。2、分級：分為3級：一級：1）人身傷亡事故（醫院、礦井）2）嚴重的政治影響（省博）3）重大的經濟損失（首鋼）4）公共場所秩序的嚴重混亂特別重要負荷：國家級、國際級機場、火車站、體育館、國家級辦公大樓、急救中心、防災中心、金融中心、交通樞紐、通訊樞紐第三頁，共五十頁，2022年，8月28日二級負荷：較大政治影響較大經濟損失公共場所秩序混亂三級負荷：不屬于一級、二級的負荷第四頁，共五十頁，2022年，8月28日二、供電要求一級：獨立雙回路（正常、備用）相互沒有任何干擾特別重要負荷+應急電源（EPS）規范：嚴禁將其他負荷接入應急電源供電系統，并嚴禁與正常工作電源同時并列運行。二級：雙回路供電三級：單回路第五頁，共五十頁，2022年，8月28日一、負荷計算的目的：為供電系統設計提供必要的正常狀態下系統理論數據（又叫計算數據），以這些數據為依據來選擇設計一二次系統，即選設備、導線，進行二次系統整定。第六頁，共五十頁，2022年，8月28日1、用電設備工作制（按工作制分）連續運行工作制（工作時間長，連續運行）短時運行工作制（工作時間短，間歇時間短）反復短時運行工作制（有規律周期性頻繁啟動和停止）第七頁，共五十頁，2022年，8月28日2、設備容量（設備功率、安裝功率）1）連續運行工作制用電設備的Pe（kw)等于其銘牌額定功率PN(kw)2）短時運行工作制用電設備，求計算負荷時一般不考慮。3）反復短時運行工作制用電設備，是將某一暫載率下的銘牌額定功率統一換算到一個標準暫載率的功率。設備額定暫載率（負荷持續率）某類電氣設備暫載率（負荷持續率）的規定值第八頁，共五十頁，2022年，8月28日

：暫載率（負荷持續率）——短時反復周期工作電氣設備，其每個工作周期內工作時間與工作周期之比的百分數。規定：電焊機類

吊車類第九頁，共五十頁，2022年，8月28日吊車電動機的額定暫載率為：15%，25%，40%，60%電焊機變壓器的額定暫載率為：50%，60%，75%，100%第十頁，共五十頁，2022年，8月28日3、年最大負荷和年最大負荷利用小時

年最大負荷是指全年中負荷最大的工作班內消耗電能最大的30min平均功率。通常用Pmax、Qmax和emax分別表示年有功、無功和視在最大功率，因此，年最大負荷也就是半小時最大負荷P30。

年最大負荷利用小時Tmax是指假如工廠負荷以年最大負荷Pmax持續運行了Tmax，則該工廠負荷消耗的電能恰好等于其全年實際消耗的電能Wa，即圖2.1中虛線與兩坐標軸所包圍的面積。

作用：1）選架空線2）算損耗第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日最大負荷利用小時為

Tmax=WaPmax

Tmax的大小表明了工廠消耗電能是否均勻。最大負荷利用小時越大，則負荷越平穩。Tmax一般與工廠類型及生產班制有較大的關系，例如，一班制工廠Tmax=1800～2500h,兩班制工廠Tmax=3500～4500h,三班制工廠Tmax=5000～7000h。第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日4、平均負荷和負荷系數

平均負荷Pav是指電力負荷在一段時間內消耗功率的平均值。

Pav=Wt/t平均負荷也可以通過負荷曲線來求，如圖2.2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)恰好等于虛線與兩坐標軸所包圍的面積。因此年平均負荷Pav=Wt/8760第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日

負荷系數KL，又稱為負荷率，是指平均負荷與最大負荷之比，它表征了負荷曲線不平坦的程度，也就是負荷變動的程度。負荷系數又分為有功負荷系數α和無功負荷系數β。

α=Pav/Pmax,β=Qav/Qmax一般工廠α=0.7～0.75，β=0.76～0.8。負荷系數越接近1，表明負荷變動越緩慢；反之，則表明負荷變動越激烈。作用：算系統的電能損耗第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日對單個用電設備或用電設備組，負荷系數則是指其平均有功負荷Pav和它的額定容量PN之比，它表征了該設備或設備組的容量是否被充分利用，即

KL=Pav/PN

第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日圖2.1年最大負荷和年最大負荷利用小時第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日圖2.2年平均負荷第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日概念：以原始數據為依據，考慮到安全、經濟、合理等諸多因素，用科學的方法統計出從發熱角度考慮用來選電源、設備和導線的一假想負荷。物理意義：按此負荷運行系統所產生的熱效應等于系統以實際負荷量運行所產生的最大熱效應。

：有功計算功率，W,KW第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日：無功計算負荷，var，kvar對系統進行無功補償，選補償設備（柜、箱、器）：視在功率，VA,KVA，選變壓器：選高壓設備、低壓設備、各類導線、整定保護裝置和各種開關的整定保護值，計算系統損耗第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日1）定義：2）物理意義：：設備組同時系數：負荷系數（滿載系數）：供電線路傳輸效率：電氣設備額定效率第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日一、需要系數法統計負荷量1、定義：以Pe為基本統計量，以Kx為關鍵計算系數，考慮到經濟、安全、合理和科學等因素，以發熱條件為依據，廣泛應用于各類負荷的統計方法叫需要系數法。2、解題步驟：1)查表Kx，tanφ,按類求PC2)疊加各類PCi，QCi3)求SC，IC第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日單組設備計算負荷多組設備計算負荷第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日【例1】某機修車間380V低壓干線接有如下設備：①小批量生產冷加工機床電動機：7kW3臺，4.5kW8臺，2.8kW17臺，1.7kW10臺。②吊車電動機：JCN=15％時銘牌容量為18kW、cosφ=0.7共2臺，互為備用。③專用通風機：2.8kW2臺。試用需要系數法求各用電設備組和低壓干線的計算負荷。【解】先求出各用電設備組的計算負荷，再疊加各類計算負荷，最后求SC，IC。

第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日①冷加工機床組設備容量Pe1=7×3+4.5×8+2.8×17+1.7×10=121.6(kW)查附表2-1，取Kd1=0.2，cosφ1=0.5，tanφ1=1.73,則Pc1=Kd1Pe1=0.2×121.6=24.32(kW)Qc1=Pc1tanφ1=24.32×1.73=42.07(kvar)②吊車組(備用容量不計入)設備容量Pe2=2√JCN＊PN=2×√0.15×18=13.94(kW)查附表2-1，取Kd2=0.15，cosφ2=0.5，tanφ2=1.73，則Pc2=Kd2Pe2=0.15×13.94=2.09(kW)Qc2=PC2tanφ2=2.09×1.73=3.62(kvar)第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日③通風機組設備容量Pe3=2×2.8=5.6(kW)查附表2-1，取Kd3=0.8，cosφ3=0.8，tanφ3=0.75,則PC3=Kd3Pe3=0.8×5.6=4.48(kW)QC3=PC3tanφ3=4.48×0.75=3.36(kvar)④低壓干線的計算負荷(取K∑=0.95)總有功功率PC=K∑［PC1+PC2+PC3］=0.95×(24.32+2.09+4.48)=29.35(kW)第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日總無功功率QC=K∑［QC1+QC2+QC3］=0.95×(42.07+3.62+3.36)=46.6(kvar)總視在功率總計算電流根據上述計算結果列出負荷計算表。第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日1、適用條件1）動力系統三相負荷統計2）設備容量差異大2、定義以二項式系數a,b為關鍵系數，以Pe為基本統計量，著重考慮系統中大容量電機對系統的影響，將計算功率分為平均部分bPe和附加部分cPx來統計，適用于動力系統局部特殊場所的一種統計方法。第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日單組設備計算負荷多組設備計算負荷第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日三、兩種方法的區別第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日【解】①冷加工機床組設備容量Pe1=7×3+4.5×8+2.8×17+1.7×10=121.6(kW)查附表2-1，取b1=0.14，c1=0.4，x=5,cosφ1=0.5，tanφ1=1.73,則b1Pe1=0.14×121.6=17.024(kW)c1Px1=0.4×(7×3+4.5×2)=12(kW)②吊車組(備用容量不計入)設備容量Pe2=2√JCN＊PN=2×√0.15×18=13.94(kW)查附表2-1，取b2=0.06，c2=0.2，cosφ2=0.5，tanφ2=1.73,則b2Pe2=0.06×13.94=0.8364(kW)c2Px2=0.2×13.94=2.788(kW)第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日③通風機組設備容量Pe3=2×2.8=5.6(kW)查附表2-1，取b3=0.65，c3=0.25，cosφ3=0.8，tanφ3=0.75,則b3Pe3=0.65×5.6=3.64(kW)c3Px3=0.25×5.6=1.4(kW)④低壓干線的計算負荷總有功功率總無功功率總視在功率總計算電流

第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日2.4單相計算負荷的確定

其具體方法如下:（1）如果單相用電設備的容量小于三相設備總容量的15％，按三相平衡負荷計算，不必換算。（2）對接在相電壓上的單相用電設備，應盡量使各單相負荷均勻分配在三相上，然后將安裝在最大負荷相上的單相設備容量乘以3，即為等效三相設備容量。第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日（3）在同一線電壓上的單相設備，等效三相設備容量為該單相設備容量的√3倍。（4）單相設備既接在線電壓上，又接在相電壓上，應先將接在線電壓上的單相設備容量換算為接在相電壓上的單相設備容量，然后分相計算各相的設備容量和計算負荷。而總的等效有功計算負荷就是最大有功計算負荷相的有功計算負荷的3倍，總的等效三相無功計算負荷就是對應最大有功負荷相的無功計算負荷的3倍，最后再按式計算出SC和IC。第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日1、分類：相電壓型負荷，線電壓型負荷2、按A,B,C三相統計相電壓型負荷各相計算負荷3、按相統計線電壓型負荷各相計算負荷

1）將2）按相統計出各相計算負荷4、按相疊加各相計算負荷找出中的最大項乘以3第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日一、概述1、目的：減少線路損耗、導線截面和線路壓降，提高輸送電能質量。

功率因數cosφ值的大小反應了用電設備在消耗了一定數量有功功率的同時向供電系統取用無功功率的多少，功率因數高(如cosφ=0.9)則取用的無功功率小，功率因數低(如cosφ=0.5)則取用的無功功率大。功率因數過低對供電系統是很不利的，它使供電設備(如變壓器、輸電線路等)電能損耗增加，供電電網的電壓損失加大，同時也降低了供電設備的供電能力。2.5無功補償第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日2、無功補償容量的確定凡未裝任何補償設備時的功率因數稱為自然功率因數；裝設人工補償后的功率因數稱為補償后功率因數。我國有關規程規定：對于高壓供電的工廠，最大負荷功率因數應為cosφ≥0.9；而對于其他工廠，cosφ≥0.85。一般工廠的自然功率因數往往低于這個數值，這是因為在工廠中感性負荷占的比重較大，如大量使用感應電動機、變壓器、電焊機、線路儀表等。第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日3、提高功率因數的方法：1）提高自然功率因數（1）選擇電動機的容量盡量使其滿載（2）電力變壓器不宜長期輕載運行（3）合理安排工藝流程（4）異步電動機的同步化運行2）人工補償裝置無功補償裝置可選擇同步電動機或并聯電容器等。第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日

如圖2.1所示，若有功功率Pjs不變，加裝無功補償裝置后，無功功率Qjs減少到Qjs′，視在功率Sjs也相應地減少到Sjs′，則功率因數從cosφ提高到cosφ′，此時Qjs-Qjs′就是無功功率補償的容量Qc，即補償后計算負荷按以下公式確定：二、無功補償的原理和計算第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日圖2.1功率因數的提高原理圖第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日三種補償應補償的電容量需要電容器的套數qc為所選電容器的每套容量三、實際中變電所中無功補償接線（板書）第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日【例3】已知某單位負載1000KW，380V，要想把功率因數為從0.6提至0.9，求應補償的無功負荷和應補償的電容量，選BW-0.4-12-3多少套？【解】（1）求應補償的無功負荷（2）應補償的電容量

（3）選C第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日1、某小單位知PC=200KW，功率因數為0.5要求提高為0.9，采用低壓母線集中對稱補償問選BW-0.4-12-3多少套？第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日一、供電系統的線路損耗①線路功率損耗的計算供電線路的三相有功功率損耗和三相無功功率損耗分別為

2.6供配電系統的損耗工程上的系數法第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日②電力變壓器的功率損耗A有功功率損耗變壓器的有功功率損耗主要由鐵損(可近似認為是空載損耗ΔP0T)和銅損(可近似認為是短路損耗ΔPCUN)構成。其中ΔP0T與負荷大小無關,ΔPCUN與負荷電流(或功率)的平方成正比。所以，變壓器的有功功率損耗為

ΔPT≈ΔP0T+ΔPCUN(eC/eNT)2令β=eC/eNT，則

ΔPT≈ΔP0T+β2ΔPCUN第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日B無功功率損耗變壓器的無功功率損耗主要由空載無功功率損耗ΔQ0T和負載無功功率損耗ΔQNT兩部分構成。其中ΔQ0T只與繞組電壓有關，與負荷無關；ΔQNT則與負荷電流(或功率)的平方成正比，即

ΔQ0T≈eNTI0T%/100ΔQNT≈eNTUK%/100所以，變壓器的無功功率損耗為

ΔQT≈ΔQ0T+ΔQNT(eC/eN)2

≈eNT[I0T%/100+UK%/100(eC/eNT)2]第四十五頁，共五十頁，2022年，8月28日或ΔQT≈eNT(I0%/100+UK%/100β2)上述各式中的ΔP0、ΔPCUN、I0%和UK%(或UZ%)等都可以從產品樣本上查得。在工程設計中，變壓器的有功損耗和無功損耗也可以用下式估算。對普通變壓器:ΔPT≈0.02eCΔQT≈0.1eC對低損耗變壓器:ΔPT≈0.015eCΔQT≈0.06eC第四十六頁，共五十頁，2022年，8月28日【例4】已知某車間變電所選用變壓器的型號為e9—1000/10，電壓10/0.4kV，其技術數據如下：空載損耗ΔP0T=1.7kW，短路損耗ΔPCUN=10.3kW，短