5負荷分級及計算1

掌握負荷分級的原則及供電要求；2

掌握負荷的計算方法。5.1負荷分級的原則及供電要求5.1.1負荷按重要性分級的原則對供電可靠性的要求中斷供電在政治、經濟的影響（對公共秩序的影響）

一、負荷分級

電力負荷應根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。

1．一級負荷

屬下列情況者均為一級負荷： （1）中斷供電將造成人身傷亡者。 （2）中斷供電將造成重大政治影響者。 （3）中斷供電將造成重大經濟損失者。（4）中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。

對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通訊樞紐、國賓館、國家級及承擔重大國事活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷為特別重要負荷。

中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網絡正常工作或中斷供電后將發生爆炸、火災以及嚴重中毒的一級負荷亦為特別重要負荷。

2．二級負荷屬下列情況者均為二級負荷： （1）中斷供電將造成較大政治影響者。（2）中斷供電將造成較大經濟損失者。（3）中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。

3．三級負荷

不屬于一級和二級的電力負荷。

二、供電要求

1．一級負荷的供電要求

（1）應由兩個獨立電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。 一級負荷容量較大或有高壓電氣設備時，應采用兩路高壓電源。如一級負荷容量不大時，應優先采用從電力系統或臨近單位取得第二低壓電源，亦可采用應急發電機組，如一級負荷僅為照明或電話站負荷時，宜采用畜電池組作為備用電源。

供給一級負荷的兩個電源應在最末一級配電盤（箱）處切換。

（2）一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。為保證特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。 （3）常用的應急電源有下列幾種：

1）獨立于正常電源的發電機組。

2）供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。

3）畜電池。

2．二級負荷的供電要求應做到當發生電力變壓器故障或線路常見故障時不致中斷供電（或中斷后能迅速恢復）。對二級負荷應采用兩個電源供電，或用兩回路送到適宜的配電點。當配電系統低壓側為單母線分段且母聯斷路器采用自動投入方式時，也可選用線路可靠獨立出線的單回路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時，二級負荷可由一回路10（6）kV及以上專用架空線供電。3．三級負荷的供電要求

對供電無特殊要求。當以三級負荷為主，但有少量的一級負荷供電時，其第二電源可采用自備應急發電機組或逆變器作為一級負荷的備用電源。5.2負荷的計算方法5.2.1負荷計算的內容和目的

（1）求計算負荷，是選擇確定建筑物報裝容量、變壓器容量的依據；（2）求計算電流，是選擇纜線和開關設備的依據；（3）求有功計算負荷和無功計算負荷，是確定靜電電容器容量的依據。5.2.2負荷計算的方法1.經驗公式計算法（（已知用電設備的的數量和額定容量量）（1）需要系數法——用于設備數量多，，容量差別不大的的工程計算。（2）二項式法——用于設備容量差別別大的工程計算。。（3）利用系數法——有平均負荷求計算算負荷，利用概率率和數理統計方法法。2.用電指標法（已知知建筑物的使用功功能，未知用電設設備的數量和額定定容量）：（1）負荷密度法——單位容量法（2）單位指標法（3）住宅用電指標法法用電指標法有時又又稱負荷估算法。。用于工程的初步步設計階段對符合合的估算。4.數量較少的用電設設備（4臺以下），2至3臺設備的用電負荷荷等于各個用電設設備功率的和，4臺設備的用電負荷荷等于各個用電設設備功率的和乘0.9的系數。5.2.3設備功率的確定1.設備的額定功率額定功率（））是電氣設備銘銘牌中注明的功率率，它是制造廠家家根據電壓等級要要求選用適當的絕絕緣材料，在額定定條件下允許輸出出的機械功率，即即電氣設備在此功功率下，其溫升均均不會超過允許的的溫升。2.設備功率設備功率是指換算算到統一工作制下下的“額定功率””，用表示示，即當電氣設備備上注明的暫載率率不等于標準暫載載率時，要對額定定功率進行換算到到標準暫載率下。。3.計算負荷計算負荷是按發熱條件選擇擇電氣設備的一個個假定負荷，其產產生的熱效應與實實際變動負荷產生生的最大熱效應應應相等。根據計算負荷選擇擇的導體或電器，，在運行中的最高高溫升不超過導體體或電器的溫升允允許值。一般把半小時平均均負荷所繪制的負負荷曲線上的“最最大負荷”稱為計計算負荷。作為按按發熱條件選擇電電氣設備的依據用用（、或或及）表表示。4.計算用電設備的設備功功率（）的確確定。對不同工作作制的用電設備，，其設備功率應按按下列方法確定：：1）長期連續工作制制電動機的設備功功率：等于其銘牌牌上的額定功率，kW。2）反復短時工作制制電動機的設備功功率：需要系數法法和二項式系數法法是指統一換算到到暫載率％＝25％時的額額定功率率（kW），即式中——換算到％＝25％時電動動機的設設備容量，，kW；——銘牌暫載載率，以以百分值值代入公公式；——電動機的的銘牌額額定功率率，kW。利用系數數法是指指統一換換算到暫暫載率％＝100％時的額額定功率率（kW），即3）電焊機機及電焊焊設備的的設備功功率：指指統一換換算到暫暫載率％＝100％時的額額定功率率，即式中——換算到％＝100％時電焊焊設備的的設備容量，kW；——銘牌暫載載率，以以百分值值代入公公式；——直流電焊焊機的銘銘牌額定定功率，kW；——交流電焊焊機銘牌牌額定視視在功率率，kVA；——電焊設備備的銘牌牌額定功功率因數數。4）電爐變變壓器的的設備功功率是指指額定功功率因數數時的有有功功率率。式中——電爐變壓壓器的額額定容量量，kVA。5）整流器器的設備備功率是是指額定定直流功功率。6）設備組組的設備備功率是是指不包包含備用用設備在在內的所所有單個個用電設設備的設設備功率率之和。。7）照明設設備的設設備功率率白熾燈、、碘鎢燈燈設備功功率等于于燈泡上上標出的的額定功功率，kW。帶鎮流器器的熒光光燈的設設備功率率為1.2倍的額定定功率，，kW，電子型型啟動的的熒光燈燈的設備備功率為為熒光燈燈燈管的的額定功功率。高壓水銀銀燈、金金屬鹵化化物燈其其設備功功率為1.1倍的額定定功率，，kW。8）短時工工作制設設備的設設備功率率為零。。5.2.4需要系數數法確定定計算負負荷1．負荷計計算程序序下圖是供供電系統統中具有有代表性性的各點點的電力力負荷計計算圖。。計算時一一般按圖圖中的G、F、E、D、C、B、A的順序逐逐級確定定各點的的計算負負荷。（1）確定用用電設備備組（圖圖中的F點）的有有功計算算負荷（（））、、無功計計算負荷荷（））和和計算容容量（））在計算設設備組單單臺的設設備功率率（））后后，可以以根據所所提供的的需要系系數，，得到設設備組的的有功計計算負荷荷式中──給出的需需用系數數，表5-2-1、2、3；──單臺電氣氣設備的的設備功功率，kW。設備組的的無功計計算負荷荷式中──給出的正正切值tg，表5-2-1、2、3；──有功計算算負荷，，kW。設備組的的視在功功率設備組的的計算電電流式中──系統的額額定電壓壓，kV。設備組的的功率因因數（2）低壓干干線（圖圖中E點）的計計算負荷荷將各用電電設備組組計算負負荷按有有功功率率和無功功功率分分別相加加，計算算公式如如下：有功功率率無功功率率視在功率率有功功率率、無功功功率同時工作作系數分分別取0.8～0.9和0.93～0.97之間，當當母線出出線干線線數量較較多時和和取取較小小值，反反之取較較大值。。（3）配電所所或總降降壓變電電所的計計算負荷荷，為各各車間變變電所計計算負荷荷之和乘乘以同時時系數和和，，配電電所的分分別取0.85～1和0.95～1之間，總總降壓配配電所的的分別取取0.8～0.9和0.93～0.97之間。5.2.5利用系數數法確定定計算負負荷利用系數數法以概概率論為為理論基基礎，分分析所有有用電設設備在工工作時的的功率疊疊加曲線線而得到到的參數數為依據據，通過過利用系系數、、平均均利用系系數、、有有效臺數數、、最大大系數等等系數來來確定計計算負荷荷，計算算結果接接近實際際負荷，，但計算算方法復復雜。1.用電設備最大大負荷班內的的平均負荷有功功率無功功率式中——同一用電設備備組的設備容容量之和，要統一換算到到，，用用電設備容量的確定定和需要系數數法相同，kW；——用電設備組在在最大負荷班班內的利用系數，表5-2-6；——用電設備組的的功率因數角角的正切值，表5-2-6；2.求平均利用系系數式中——用電設備組平平均負荷的有功功率之和和，kW；——各用電設備組組的設備功率之和，kW。3.求有效臺數有效臺數是將將不同設備功功率和工作制制的用電設備備臺數換算為為相同設備功功率和工作制制的等效值。。式中——單各用電設備備的設備容量量，kW。1）當有效臺數數為4臺及以上，且且最大一臺設設備功率與與最小小一臺設備功功率的的比值時時，取在確定值值時，可將將組內總功率率不超過全組組總功率5%的一些最小用用電設備略去去。2）當和和時時，取如按上式求得得的比比實際臺數還還多時，取3）當和和時時，取式中——在所有用電設設備中，單臺臺設備功率超超過其中最大一一臺用電設備備的設備功率率一半以上的臺臺數；——用電設備的總總臺數；——臺用電設備的的設備功率之之和，kW；——臺用電設備的的設備功率之之和，kW。根據和查查表5-2-7的得到相對有有效臺數，，則4.求最大系數根據有效臺數數和平平均利用系數數查查表5-2-8得到最大系數數值。。一般大大于1。5.計算負荷和計計算電流有功功率無功功率視在功率計算電流式中──系統的額定電電壓，kV。注意：按利用系數法法確定計算負負荷時，都必必須先將各類類用電設備組組的平均有功功負荷和和平均無功負負荷分別別代數相加，，求得和和，，再依次求求、和和值值。在計算負荷時時，只在最后后乘一次即即可，，不需要乘同同期系數，不不要逐級求、、、后后，又求、、、、再再乘同期系數數。5.2.6二項式法確定定計算負荷1.同一工作制的的單組用電設設備的計算負負荷式中、、、——該用電設備的的有功、無功功、視在功率的計計算負荷，kW、kvar、kVA；——用電設備組中中臺容量量最大用電設設備的設備功率之之和，kW；——該用電設備組組的設備功率率，kW；、——二項式系數，，表5-2-9；——各用電設備組組的功率因數數的正切值，，表5-2-9。2.對不同工作制制的多組用電電設備式中——各用電設備組組中附加負荷荷的最大值，kW；——各用電設備組組中平均負荷荷的總和，kW；——與相相對應的的功率因數角角正切值；——各用電設備組組的功率因數數的正切值，，表5-2-9。注意：（1）當單組用電電設備的實際際臺數等于最最大容量用電電設備的臺數數，且時時，，一般將用電電設備的設備備功率總和作作為最大計算算負荷。（2）每組用電設設備數量小于于最大容量用用電設備的臺臺數，則則采用小于的的兩組或或更多組中的的最大的用電電設備的第一一項的總和，，作為計算公公式中的最大大計算負荷。。（3）將計算范圍圍內的所有用用電設備統一一分組，不應應逐級計算后后再代數相加加，并且計算算最后結果，，不再乘以最最大負荷同期期系數。5.2.7單位面積功率率法和單位指指標法確定計計算負荷1.單位面積功率率（負荷密度度法）負荷密度估算算法是已知不不同類型的負負荷在單位面面積上的需求求量，乘以建建筑面積或使使用面積得到到的負荷量。。式中——單位面積功率率（負荷密度度），W/m2；——建筑面積，m2。2.單位指標法單位指標法是是已知不同類類型的負荷在在單位核算單單位上的需求求量，乘以單單位核算單位位得到的負荷荷量。式中──單位指標，W/床、或W/戶；──核算單位的數數量。5.2.8單相負荷的計計算單相負荷應盡盡可能均勻分分配在三相上上。當計算范范圍內單相用用電設備容量量之和小于總總設備容量的的15%時，可按三相相平衡負荷計計算。1.單相負荷換算算為等效三相相負荷（1）將線間負荷荷換算為相負負荷a相b相c相式中、、、——接于ab、bc、ca線間負荷；、、——換算為a、b、c相有功負荷；、、——換算為a、b、c相無功負荷；、、——換算系數，表表5-2-10。（2）各相負荷分分別相加，將將最大相負荷荷的3倍作為等效三三相負荷。2.簡化算法（1）單相負荷接接在相電壓式中──三相等效計算算負荷，kW；──三個相負荷中中最大的相負負荷，kW。（2）單相負荷接接在線電壓式中──三相等效計算算負荷，kW；──三個線負荷中中最大的線負負荷，kW。5.2.9功率損耗的計計算1.線路的功率損損耗有功損耗無功損耗式中──線路中的計算算相電流，A；、──線路中的每相相電阻、電抗抗，；2.電力變壓器的的功率損耗有功損耗無功損耗式中——變壓器的計算算負荷，kVA；——變壓器的額額定容量，，kVA；——變壓器的空空載有功損損耗，kW；——變壓器的短短路有功損損耗，kW；——變壓器的空空載無功損損耗，kW；——變壓器的短短路無功損損耗，kW；——變壓器空載載電流百分分比；——變壓器短路路電壓百分分比；當變壓器的的負荷率在在85%以下時，功功率損耗可可以采用估估算法。3.高壓電動機機的功率損損耗式中——電動機的額額定功率，kW；——電動機的效效率；——電動機功率率因數的正正切值。1．某機修車車間有:冷加工機床床50臺，共310kW，長期工作作制（Kx=0.2，cosф=0.5）；橋式吊車1臺，50kW，反復短時時工作制其暫載率JC=15%，效率η=0.8，cosφ=0.8；通風機及水水泵共4臺，32kW，長期工作作制（Kx=0.8，cosφ=0.8）。車間變電所所采用三相相四線制380/220伏供電，試試求該車間間低壓線路路的計算負負荷Pjs、Qjs、Sjs、Ijs。解：（1）冷加工機機床，長期期工作制（2）橋式吊車車，反復短短時工作制制（3）通風機及及水泵，長長期工作制制（4）計算負荷荷Pjs、Qjs、Sjs、Ijs2．某機修車車間有:冷加工機床床50臺，共310kW，長期工作作制橋式吊車1臺，50kW，反復短時時工作制其暫載率JC