第二章電力負荷及其計算第二節(jié)用電負荷計算一、計算負荷槪念二、確定計算負荷方法一、計算負荷槪念通常按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)元件時需要計算的負荷功率或負荷電流，稱為計算負荷。其計算步驟應從計算用電設(shè)備開始，然后進行車間變電所（變壓器）、高壓供電線路及總降壓變電所（或配電所）等的負荷計算。（一）用電設(shè)備分類為了計算方便，一般將用電設(shè)備按其工作性質(zhì)分為以下三類：第一類為長時工作制用電設(shè)備，是指使用時間較長或連續(xù)工作的用電設(shè)備，如多種泵類、通風機、壓縮機、輸送帶、機床、電弧爐、電阻爐、電解設(shè)備和某些照明裝置等等

第二類為短時工作制用電設(shè)備，是指工作時間甚短而停歇時間相當長的用電設(shè)備，如金屬切削機床輔助機械（如橫梁升降、刀架快速移動裝置等）的驅(qū)動電動機、啟閉水閘的電動機等。

第三類為反復短時工作制用電設(shè)備，是指時而工作、時而停歇，如此反復運行的用電設(shè)備，如吊車用電動機、電焊用變壓器等。

對于第三類反復短時工作制用電設(shè)備，為表征其反復短時的特點，通常用暫載率來描述，即

式中

──暫載率；

──每周期的工作時間，min；

──每周期的停歇時間；min。

設(shè)備容量一般是指用電設(shè)備的額定輸出功率，用或表示。對一般電動機來說，是指銘牌容量，其確定方法如下：

1.一般用電設(shè)備容量

它包括長時、短時工作制用電設(shè)備及照明設(shè)備。其設(shè)備容量是指該設(shè)備上標明的額定輸出功率。

（二）設(shè)備容量確定2.反復短時工作制用電設(shè)備容量

它包括反復短時工作制電動機和電焊變壓器兩種。反復短時工作制用電設(shè)備的工作周期是以lOmin為計算依據(jù)。吊車電動機標準暫載率分為15%、25%、40%、60%四種；電焊設(shè)備標準暫載率分為20%、40%、50%、100%四種。這類設(shè)備在確定計算負荷時，首先要進行換算。

(1)反復短時工作制電動機容量的確定。其設(shè)備容量是指暫載率時的額定容量。如值不為25%，則可按下式進行換算，使其變?yōu)?5%時的額定容量

──給定的設(shè)備暫載率(換算前的)──暫載率為25%──暫載率【例2-1】有一臺10t橋式吊車，額定功率為40kW(),試求該設(shè)備的設(shè)備容量。

解：

=50(kW)

(三)幾個概念說明

1.班平均負荷

班平均負荷是指一個工作班內(nèi)的平均負荷，即將一個工作班內(nèi)8h分別測得的負荷值相加，再除以8所得的值，叫做班平均負荷。班平均負荷的四種物理量分別是、、及工作班可能有兩班或三班，其中最大負荷班內(nèi)的平均負荷，則稱為最大負荷班的平均負荷，用它來確定電能需要量。

2.半小時最大負荷

半小時最大負荷是指在一個最大負荷班內(nèi)以0.5h間隔來計算電氣負荷平均值，找出其中某個最大的0.5h平均負荷值，此值稱為半小時最大負荷。通常用此值作計算負荷，故又稱計算負荷。它是供按溫升來選擇供電元件(即導線、變壓器和開關(guān))用的。為什么規(guī)定取“半小時的平均負荷”作為計算負荷呢？因為中、小截面導線，其發(fā)熱時間常數(shù)T一般在lOmin以上，時間很短暫的尖峰負荷不能使導線達到最高溫度，因為導線還來不及升高到其最髙溫度，這個尖峰負荷就已經(jīng)消失了。根據(jù)實踐表明，上述導線達到穩(wěn)定溫升的時間約為3T=3×10=30(min),故只有持續(xù)時間在30min以上的負荷值，才有可能構(gòu)成導體的最高溫升。為使計算方法一致，按溫升選擇電氣元件通常采用半小時最大負荷作為計算負荷。計算負荷的四個量分別為、、、。

3.尖峰負荷

尖峰負荷是指用電設(shè)備（或用電設(shè)備組）可能通過的最大瞬時負荷，一般用表示，它是計算線路電壓損失和選抒繼電保護裝置的依據(jù)。

二、確定計算負荷方法

在確定計算負荷時，可以不考慮短時間出現(xiàn)的尖峰負荷，如電動機的啟動電流等。但是，對于持續(xù)時間超過0.5h的最大負荷必須考慮在內(nèi)。

確定計算負荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法兩種

（一）需要系數(shù)法確定計算負荷

按需要系數(shù)法確定計算負荷比較簡單，是目前確定用戶車間變電所和全廠變電所負荷的主要方法。

在需要確定的計算負荷中，四個物理量之間的關(guān)系為：

或或上五式中

──功率因數(shù)；

──功率因數(shù)角的正切值；

──有功計算負荷，kW；

──無功計算負荷，kvar；

──視在計算負荷，kVA；

──計算電流，A；

──三相用電設(shè)備的額定電壓，kV。

1.單個用電設(shè)備的計算負荷

對一般單臺電動機來說，銘牌額定功率即為計算負荷。對單個白熾燈、電熱器、電爐等，設(shè)備標稱容量即為