第5章电力负荷及其计算.pptx

第第5 5章章 电力负荷及其计算电力负荷及其计算 参考教材：建筑供配电技术 戴绍基 主编 机械工业出版社本章首先介绍供电系统概述、电压分级、本章首先介绍供电系统概述、电压分级、电力负荷的分级、类别及负荷曲线的有关概念，电力负荷的分级、类别及负荷曲线的有关概念，然后重点讲述用电设备组计算负荷的计算，企然后重点讲述用电设备组计算负荷的计算，企业计算负荷及年耗电量的计算，最后讲述尖峰业计算负荷及年耗电量的计算，最后讲述尖峰负荷的计算。本章内容是供配电系统运行分析负荷的计算。本章内容是供配电系统运行分析和设计计算的基础。和设计计算的基础。，第第5章章 电力负荷及其计算电力负荷及其计算5.1工厂供电系统概述工厂供电系统概述5.2电力系统的电压电力系统的电压5.3电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式5.4电力负荷与负荷曲线电力负荷与负荷曲线5.5三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定5.6单相用电设备组计算负荷的确定单相用电设备组计算负荷的确定5.7企业计算负荷及年耗电量的计算企业计算负荷及年耗电量的计算5.8尖峰电流及其计算尖峰电流及其计算5.1 5.1 工厂供电系统概述工厂供电系统概述以图示工厂供电以图示工厂供电以图示工厂供电以图示工厂供电系统为例，采用了：系统为例，采用了：系统为例，采用了：系统为例，采用了：双路进线双路进线双路进线双路进线、高压单母、高压单母、高压单母、高压单母线分段、高压深入负线分段、高压深入负线分段、高压深入负线分段、高压深入负荷中心的直配方式荷中心的直配方式荷中心的直配方式荷中心的直配方式、低压联络线、无功功低压联络线、无功功低压联络线、无功功低压联络线、无功功率补偿率补偿率补偿率补偿(电容电容电容电容C C)。变电所和配电所变电所和配电所变电所和配电所变电所和配电所的功能：变电所接受的功能：变电所接受的功能：变电所接受的功能：变电所接受电能电能电能电能、变换电压变换电压变换电压变换电压、分、分、分、分配电能配电能配电能配电能，配电所接受，配电所接受，配电所接受，配电所接受电能电能电能电能、分配电能。、分配电能。、分配电能。、分配电能。1.1.定义：电气主接线是指发电厂及变电所汇集和分配电能的定义：电气主接线是指发电厂及变电所汇集和分配电能的定义：电气主接线是指发电厂及变电所汇集和分配电能的定义：电气主接线是指发电厂及变电所汇集和分配电能的电路电路电路电路，它由几种电气设备及连接线所组成。又称一次接线，一般绘制成它由几种电气设备及连接线所组成。又称一次接线，一般绘制成它由几种电气设备及连接线所组成。又称一次接线，一般绘制成它由几种电气设备及连接线所组成。又称一次接线，一般绘制成单线图。单线图。单线图。单线图。确定主接线的形式对发电厂及变电所电气设备的选择、配电确定主接线的形式对发电厂及变电所电气设备的选择、配电确定主接线的形式对发电厂及变电所电气设备的选择、配电确定主接线的形式对发电厂及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修以及经济性等都起装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修以及经济性等都起装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修以及经济性等都起装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修以及经济性等都起着决定性作用。着决定性作用。着决定性作用。着决定性作用。电气主接线电气主接线2.2.对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求：（1 1）根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和供电质量；）根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和供电质量；）根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和供电质量；）根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和供电质量；（2 2）主接线应力求简单、明了，运行灵活，操作方便；）主接线应力求简单、明了，运行灵活，操作方便；）主接线应力求简单、明了，运行灵活，操作方便；）主接线应力求简单、明了，运行灵活，操作方便；（3 3）保证维护及检修时的安全、方便；）保证维护及检修时的安全、方便；）保证维护及检修时的安全、方便；）保证维护及检修时的安全、方便；（4 4）在满足上述要求的条件下，力求投资及运行费用低；）在满足上述要求的条件下，力求投资及运行费用低；）在满足上述要求的条件下，力求投资及运行费用低；）在满足上述要求的条件下，力求投资及运行费用低；（5 5）满足扩建的要求。）满足扩建的要求。）满足扩建的要求。）满足扩建的要求。3.3.电气主接线的基本形式电气主接线的基本形式电气主接线的基本形式电气主接线的基本形式主接线的基本环节是主接线的基本环节是主接线的基本环节是主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）电源（发电机或变压器）电源（发电机或变压器）电源（发电机或变压器）和和和和进出线路进出线路进出线路进出线路，母线（又称母线（又称母线（又称母线（又称汇流排汇流排汇流排汇流排）是中间环节，它起着汇集和分配电能的作用。）是中间环节，它起着汇集和分配电能的作用。）是中间环节，它起着汇集和分配电能的作用。）是中间环节，它起着汇集和分配电能的作用。进、出线之间用母线连接。进、出线之间用母线连接。进、出线之间用母线连接。进、出线之间用母线连接。电气主接线的基本形式分为：单母线接线、双母线接线和无电气主接线的基本形式分为：单母线接线、双母线接线和无电气主接线的基本形式分为：单母线接线、双母线接线和无电气主接线的基本形式分为：单母线接线、双母线接线和无母线的接线。母线的接线。母线的接线。母线的接线。几种开关电气设备比较：几种开关电气设备比较：几种开关电气设备比较：几种开关电气设备比较：断路器（断路器（断路器（断路器（QFQF）：断开或接通电路中的正常工作电流及：断开或接通电路中的正常工作电流及：断开或接通电路中的正常工作电流及：断开或接通电路中的正常工作电流及故障电流故障电流故障电流故障电流，具有完善的熄灭电弧的装置。具有完善的熄灭电弧的装置。具有完善的熄灭电弧的装置。具有完善的熄灭电弧的装置。负荷开关（负荷开关（负荷开关（负荷开关（QLQL）：接通或断开电路中的：接通或断开电路中的：接通或断开电路中的：接通或断开电路中的正常工作电流正常工作电流正常工作电流正常工作电流，具有简单，具有简单，具有简单，具有简单的灭弧装置。的灭弧装置。的灭弧装置。的灭弧装置。隔离开关（隔离开关（隔离开关（隔离开关（QSQS）：接通或断开：接通或断开：接通或断开：接通或断开无电流或仅有很小电流无电流或仅有很小电流无电流或仅有很小电流无电流或仅有很小电流的电路，在的电路，在的电路，在的电路，在检修电气设备时用来隔离电源，以保证检修设备及工作人员的安检修电气设备时用来隔离电源，以保证检修设备及工作人员的安检修电气设备时用来隔离电源，以保证检修设备及工作人员的安检修电气设备时用来隔离电源，以保证检修设备及工作人员的安全。全。全。全。优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。图图a一路电源一路电源图图b两路电源一用一备两路电源一用一备（1）单母线接线）单母线接线母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。单母线分段接线图单母线分段接线图（2）单母线分段接线）单母线分段接线 两路电源一用一两路电源一用一备时，分段断路器接备时，分段断路器接通运行通运行。任一段母线。任一段母线故障，故障，分段断路器分段断路器可可在继电保护装置作用在继电保护装置作用下自动断开。下自动断开。两路电源同时工两路电源同时工作互为备用（又称作互为备用（又称暗暗备用备用）时，分段断路）时，分段断路器则断开运行。任一器则断开运行。任一电源故障，分段断路电源故障，分段断路器可自动投入。器可自动投入。双母线接线与单母线接双母线接线与单母线接线相比，从结构上而言多设线相比，从结构上而言多设置了一组母线，同时每个回置了一组母线，同时每个回路经断路器和两组隔离开关路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线分别接到两组母线WB1、WB2上，两组母线之间可通上，两组母线之间可通过母线联络断路器过母线联络断路器QF3连接连接起来。起来。（3 3）双母线接线）双母线接线正常工作时一组母线工正常工作时一组母线工作（如作（如WB1），一组母线备），一组母线备用（如用（如WB2），各回路中连），各回路中连接在工作母线上的隔离开关接在工作母线上的隔离开关接通，而连接在备用母线上接通，而连接在备用母线上的隔离开关均断开。的隔离开关均断开。双母线接线能保证所有出线的供电可靠性，双母线接线能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。双母线接线图双母线接线图右图为桥形接线。右图为桥形接线。（4 4）无母线接线）无母线接线电源电源1电源电源25.2 5.2 电力系统的电压电力系统的电压1.1.概述概述电压电压电压电压和和和和频率频率频率频率是衡量电能质量的两个基本参数。是衡量电能质量的两个基本参数。是衡量电能质量的两个基本参数。是衡量电能质量的两个基本参数。我国规定工频我国规定工频我国规定工频我国规定工频 50Hz0.5Hz50Hz0.5Hz（电力系统容量电力系统容量电力系统容量电力系统容量3000MW3000MW以以以以上上上上的的的的为为为为0.2Hz0.2Hz）为允许的频率范围。为允许的频率范围。为允许的频率范围。为允许的频率范围。电气设备电气设备电气设备电气设备的额定电压是保证设备正常运行且获得最佳经济的额定电压是保证设备正常运行且获得最佳经济的额定电压是保证设备正常运行且获得最佳经济的额定电压是保证设备正常运行且获得最佳经济效果的电压效果的电压效果的电压效果的电压；电压的偏移；电压的偏移；电压的偏移；电压的偏移、波动和高次谐波对设备运行影响很、波动和高次谐波对设备运行影响很、波动和高次谐波对设备运行影响很、波动和高次谐波对设备运行影响很大大大大，必须抑制，必须抑制，必须抑制，必须抑制。2.2.额定电压及电压调整额定电压及电压调整我国规定的额定电压等级我国规定的额定电压等级：220/380V,3kV,6kV,10kV,35kV,60kV,110kV,220kV,330kV,500kV,750kV,1000kV电力设备的额定电压电力设备的额定电压(1)输电线路的额定电压等于我国规定的额定电压等级。输电线路的额定电压等于我国规定的额定电压等级。(2)发电机的额定电压为额定电压等级电压的发电机的额定电压为额定电压等级电压的1.05倍。倍。(3)变压器原边额定电压等于与之相连的设备的额定电压；副变压器原边额定电压等于与之相连的设备的额定电压；副边接线路的额定电压等于线路额定电压的边接线路的额定电压等于线路额定电压的110%，直接接设，直接接设备的为设备额定电压的备的为设备额定电压的105%。用电设备和发电机的额定电压用电设备和发电机的额定电压用电设备和发电机的额定电压用电设备允许的电压偏移为其额定电压的用电设备允许的电压偏移为其额定电压的 5%。电压调整的措施：电压调整的措施：（1）正确选择无载调压变压器的分接头或采用有载调压变压器。）正确选择无载调压变压器的分接头或采用有载调压变压器。（2）合理减小系统阻抗。）合理减小系统阻抗。（3）使系统三相负荷均衡。）使系统三相负荷均衡。（4）合理改变系统运行方式。）合理改变系统运行方式。（5）无功功率补偿。）无功功率补偿。3.3.允许的电压偏移和电压调整的措施允许的电压偏移和电压调整的措施5.3 5.3 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 发电机和变压器接成星形绕组的结点称为中性点。发电机和变压器接成星形绕组的结点称为中性点。发电机和变压器接成星形绕组的结点称为中性点。发电机和变压器接成星形绕组的结点称为中性点。电力系统的中性点运行方式分为：中性点不接地、中性点电力系统的中性点运行方式分为：中性点不接地、中性点电力系统的中性点运行方式分为：中性点不接地、中性点电力系统的中性点运行方式分为：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地，前两种也称为小电流接地，经消弧线圈接地、中性点直接接地，前两种也称为小电流接地，经消弧线圈接地、中性点直接接地，前两种也称为小电流接地，经消弧线圈接地、中性点直接接地，前两种也称为小电流接地，后两种称为大电流接地。后两种称为大电流接地。后两种称为大电流接地。后两种称为大电流接地。363kV363kV电网采用中性点不接地电网采用中性点不接地电网采用中性点不接地电网采用中性点不接地，当接地电流大于一定值，当接地电流大于一定值，当接地电流大于一定值，当接地电流大于一定值（310kV310kV大于大于大于大于30A30A，20kV20kV以上大于以上大于以上大于以上大于10A10A）时采用电源中性点经消）时采用电源中性点经消）时采用电源中性点经消）时采用电源中性点经消弧线圈接地弧线圈接地弧线圈接地弧线圈接地。110kV110kV以上和以上和以上和以上和 220/380V220/380V采用电源中性点直接接地采用电源中性点直接接地采用电源中性点直接接地采用电源中性点直接接地（大接地（大接地（大接地（大接地）。）。）。）。接地类型接地类型非故障相电压非故障相电压（单相接地）（单相接地）中性点电流中性点电流（单相接地）（单相接地）单相故障后允单相故障后允许运行时间许运行时间电源中性点不电源中性点不接地接地0 02h2h电源中性点经电源中性点经消弧线圈接地消弧线圈接地I IL L2h2h电源中性点直电源中性点直接接地接接地I Ik k(1)(1)故障电流故障电流不允许不允许电源中性点不同接线方式的故障量与允许故障时间比较电源中性点不同接线方式的故障量与允许故障时间比较5.4 5.4 电力负荷与负荷曲线电力负荷与负荷曲线1.1.电力负荷的分级及对供电电源的要求电力负荷的分级及对供电电源的要求电力负荷，既可指用电设备或用电单位（用户），也可指电力负荷，既可指用电设备或用电单位（用户），也可指电力负荷，既可指用电设备或用电单位（用户），也可指电力负荷，既可指用电设备或用电单位（用户），也可指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流。用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流。用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流。用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流。电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，可分为三级负荷。经济上所造成的损失或影响程度，可分为三级负荷。经济上所造成的损失或影响程度，可分为三级负荷。经济上所造成的损失或影响程度，可分为三级负荷。（1 1）一级负荷一级负荷及其及其对供电电源的要求对供电电源的要求符合下列情况之一时，应为一级负荷：符合下列情况之一时，应为一级负荷：中断供电将造成人身伤中断供电将造成人身伤亡时；亡时；中断供电将在政治、经济上造成重大损失时，如重大设备损中断供电将在政治、经济上造成重大损失时，如重大设备损坏、大量产品报废、用重要原料生产的产品大量报废以及国民经济中坏、大量产品报废、用重要原料生产的产品大量报废以及国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复时；重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复时；中断供电中断供电将造成公共场所秩序严重混乱时。将造成公共场所秩序严重混乱时。一级负荷属于重要负荷，应由两个独立电源供电。当一个电源发一级负荷属于重要负荷，应由两个独立电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏，以维持继续供电。即两个生故障时，另一个电源不应同时受到损坏，以维持继续供电。即两个电源应来自不同的变配电所或者来自同一变配电所的不同母线。电源应来自不同的变配电所或者来自同一变配电所的不同母线。一级负荷中一级负荷中“特别重要的负荷特别重要的负荷”除由两个独立电源供电外，还应除由两个独立电源供电外，还应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。可作为应急电增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。可作为应急电源的电源有：源的电源有：独立于正常电源的发电机组；独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路；常电源的专用的馈电线路；蓄电池；蓄电池；干电池。干电池。（2 2）二）二级负荷级负荷及其及其对供电电源的要求对供电电源的要求符合下列情况之一时，应为二级负荷：符合下列情况之一时，应为二级负荷：中断供电将在政治、经中断供电将在政治、经济上造成较大损失时，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过济上造成较大损失时，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复、重点企业大量减产时；程被打乱需要长时间才能恢复、重点企业大量减产时；中断供电将中断供电将影响重要用电单位的正常工作时。影响重要用电单位的正常工作时。二级负荷也属于重要负荷，但其重要程度次于一级负荷。二级负二级负荷也属于重要负荷，但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的的二级负荷。即要求当变压器或线路发生故障时不致中断供电或者中断二级负荷。即要求当变压器或线路发生故障时不致中断供电或者中断后能迅速恢复供电。后能迅速恢复供电。（3 3）三）三级负荷级负荷及其及其对供电电源的要求对供电电源的要求不属于一级和二级负荷的都属于三级负荷。不属于一级和二级负荷的都属于三级负荷。三级负荷属于不重要负荷，对供电电源无特殊要求。三级负荷属于不重要负荷，对供电电源无特殊要求。2.2.电力负荷的类别电力负荷的类别电力负荷按电力负荷按用途用途分，有照明负荷和动力负荷。前者为单相负分，有照明负荷和动力负荷。前者为单相负荷，在三相系统中很难三相平衡；后者一般可视为三相平衡负荷。荷，在三相系统中很难三相平衡；后者一般可视为三相平衡负荷。按按行业行业分，有工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。工厂用分，有工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。工厂用电设备按工作制可分为以下三类：电设备按工作制可分为以下三类：（1）长期连续工作制）长期连续工作制（2）短时工作制（标准持续时间分为）短时工作制（标准持续时间分为10、30、60、90min）（3）断续周期工作制）断续周期工作制T10min每一周期包括一个额定负荷时间和一个停歇时间。标准每一周期包括一个额定负荷时间和一个停歇时间。标准的的负荷持续率负荷持续率 为为15、25、40和和60四种。四种。3.3.用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数（1）用电设备的额定容量）用电设备的额定容量是指用电设备在额定电压下，在规定的使用寿命内能连续输是指用电设备在额定电压下，在规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。出或耗用的最大功率。必须指出：对必须指出：对断续周期工作制断续周期工作制的设备来说其额定容量是对应的设备来说其额定容量是对应于一定的于一定的负荷持续率负荷持续率的。同一设备，在不同的负荷持续率下运行的。同一设备，在不同的负荷持续率下运行时，其输出功率是不同的。这应进行时，其输出功率是不同的。这应进行“等效等效”换算，即按同一周换算，即按同一周期内不同负荷（期内不同负荷（P1或或P2）下造成相同的热量损耗条件来进行换算。）下造成相同的热量损耗条件来进行换算。（2）用电设备的负荷系数）用电设备的负荷系数用电设备的负荷系数（或称用电设备的负荷系数（或称“负荷率负荷率”）为设备在最大负荷）为设备在最大负荷时输出或耗用的功率时输出或耗用的功率P与设备额定容量与设备额定容量PN的比值，即的比值，即3.3.用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数用电设备的额定容量、负荷持续率及负荷系数负荷系数的大小表征了设备容量的利用程度。负荷系数的大小表征了设备容量的利用程度。4.4.负荷曲线的有关概念负荷曲线的有关概念（1）负荷曲线的绘制与类型）负荷曲线的绘制与类型负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。它绘负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。它绘制在直角坐标上。制在直角坐标上。负荷曲线按负荷曲线按负荷对象负荷对象分，有工厂（企业）的、车间的或某台分，有工厂（企业）的、车间的或某台设备的负荷曲线。按负荷的设备的负荷曲线。按负荷的功率性质功率性质分，有有功和无功负荷曲线。分，有有功和无功负荷曲线。按所表示的按所表示的负荷变动时间负荷变动时间分，有年的、月的、日的和工作班的负分，有年的、月的、日的和工作班的负荷曲线。按荷曲线。按绘制方式绘制方式分，有依点连成的负荷曲线和梯形负荷曲线。分，有依点连成的负荷曲线和梯形负荷曲线。a)a)折线法折线法折线法折线法 b)b)阶梯法阶梯法阶梯法阶梯法日有功负荷曲线日有功负荷曲线日有功负荷曲线日有功负荷曲线a)a)年负荷持续时间曲线年负荷持续时间曲线年负荷持续时间曲线年负荷持续时间曲线第二种形式的年负荷曲线，是按全年第二种形式的年负荷曲线，是按全年第二种形式的年负荷曲线，是按全年第二种形式的年负荷曲线，是按全年每日的最大负荷每日的最大负荷每日的最大负荷每日的最大负荷（通（通（通（通常取每日最大负荷的半小时平均值）绘制的，称为常取每日最大负荷的半小时平均值）绘制的，称为常取每日最大负荷的半小时平均值）绘制的，称为常取每日最大负荷的半小时平均值）绘制的，称为年每日最大年每日最大年每日最大年每日最大负荷曲线负荷曲线负荷曲线负荷曲线，如下图所示。这种年最大负荷曲线，可用来确定拥，如下图所示。这种年最大负荷曲线，可用来确定拥，如下图所示。这种年最大负荷曲线，可用来确定拥，如下图所示。这种年最大负荷曲线，可用来确定拥有多台电力变压器的变电所在一年的不同时期宜于投入几台运有多台电力变压器的变电所在一年的不同时期宜于投入几台运有多台电力变压器的变电所在一年的不同时期宜于投入几台运有多台电力变压器的变电所在一年的不同时期宜于投入几台运行，即所谓行，即所谓行，即所谓行，即所谓“经济运行方式经济运行方式经济运行方式经济运行方式”，以降低电能损耗，提高供配电，以降低电能损耗，提高供配电，以降低电能损耗，提高供配电，以降低电能损耗，提高供配电系统运行的经济性。系统运行的经济性。系统运行的经济性。系统运行的经济性。b)b)年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线4.4.负荷曲线的有关概念负荷曲线的有关概念（2）与负荷曲线有关的物理量）与负荷曲线有关的物理量年最大负荷和年最大负荷利用小时年最大负荷和年最大负荷利用小时年最大负荷年最大负荷Pmax，就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最，就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最多的半小时平均负荷。多的半小时平均负荷。年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时Tmax，是假设电力负荷按年最大负荷，是假设电力负荷按年最大负荷Pmax持续运行时，在此持续运行时，在此Tmax时间内电力负荷所耗用的电能恰与电力负荷时间内电力负荷所耗用的电能恰与电力负荷全年实际所耗用的电能全年实际所耗用的电能Wa相等。即相等。即Tmax是反映工厂负荷是否均匀的一个重要参数。该值越大，则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。负荷越平稳。Tmax与用户的性质和生产班制有关。例如一班制工与用户的性质和生产班制有关。例如一班制工厂厂Tmax18003000h；两班制工厂；两班制工厂Tmax35004800h；三班制工厂；三班制工厂Tmax50007000h。平均负荷和负荷曲线填充系数平均负荷和负荷曲线填充系数平均负荷平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间，就是电力负荷在一定时间t内消耗的功率的平均内消耗的功率的平均值，即值，即年平均负荷年平均负荷，就是指电力负荷在一年内消耗的功率的平均值，就是指电力负荷在一年内消耗的功率的平均值，即即负荷曲线填充系数负荷曲线填充系数，就是将起伏波动的负荷曲线，就是将起伏波动的负荷曲线“削峰填谷削峰填谷”，由此求出的平均负荷，由此求出的平均负荷Pav与最大负荷与最大负荷Pmax的比值，亦称的比值，亦称“负荷负荷系数系数”或或“负荷率负荷率”：5.5 5.5 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定1.1.概述概述计算负荷计算负荷计算负荷计算负荷，是通过统计计算求出的、用来按，是通过统计计算求出的、用来按，是通过统计计算求出的、用来按，是通过统计计算求出的、用来按发热条件发热条件发热条件发热条件选择供选择供选择供选择供配电系统中各元件的负荷值。配电系统中各元件的负荷值。配电系统中各元件的负荷值。配电系统中各元件的负荷值。计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷的变化计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷的变化计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷的变化计算负荷是供电设计计算的基本依据。实际上，负荷的变化也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。供应状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需需需需要系数法要系数法要系数法要系数法和和和和二项式法二项式法二项式法二项式法。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计。需要系数法是世界各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定设备算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定设备算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定设备算负荷的基本方法，二项式法应用的局限性较大，但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。2.2.按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷（1）需要系数的含义）需要系数的含义用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时平均最大负荷半小时平均最大负荷P30。用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量Pe，是指用电设备组所有设备（不包括备，是指用电设备组所有设备（不包括备用设备）的额定容量之和。用设备）的额定容量之和。但实际上用电设备组的设备不一定都同时运行，同时运行的但实际上用电设备组的设备不一定都同时运行，同时运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有功率损耗，因此用电设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有功率损耗，因此用电设备组进线的有功计算负荷：设备组进线的有功计算负荷：Kd：需要系数。：需要系数。实际上，需要系数实际上，需要系数K不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率及线路损耗等有关，而且与操作人员的技能水平和生产组织等多备效率及线路损耗等有关，而且与操作人员的技能水平和生产组织等多种因素有关种因素有关，因此需要系数宜，因此需要系数宜尽可能实测分析确定尽可能实测分析确定，使之尽量接近实际。，使之尽量接近实际。（2）需要系数法的基本计算公式）需要系数法的基本计算公式由公式可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷由公式可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为：的基本公式为：2.2.按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷对对断续周期工作制断续周期工作制的用电设备组，其设备容量应为各设备在的用电设备组，其设备容量应为各设备在不同负荷持续率下的铭牌容量换算到一个统一的负荷持续率下的不同负荷持续率下的铭牌容量换算到一个统一的负荷持续率下的容量之和。断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机组和吊车容量之和。断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机组和吊车机组，它们的容量换算要求如下：机组，它们的容量换算要求如下：电焊机组电焊机组一般要求设备容量统一换算到一般要求设备容量统一换算到100=100%，设铭牌的额定容量，设铭牌的额定容量为为PN，其负荷持续率为，其负荷持续率为N，因此可得换算后的设备容量为：，因此可得换算后的设备容量为：吊车电动机组吊车电动机组一般要求设备容量统一换算到一般要求设备容量统一换算到25=25%，设铭牌的额定容量为，设铭牌的额定容量为PN，其负荷持续率为，其负荷持续率为N，因此可得换算后的设备容量为：，因此可得换算后的设备容量为：注意：电葫芦、起重机、行车等均按吊车电动机考虑。注意：电葫芦、起重机、行车等均按吊车电动机考虑。电葫芦是一种起重设备，它将电动机、电葫芦是一种起重设备，它将电动机、减速机、钢丝绳卷筒和行走小车合成一体，减速机、钢丝绳卷筒和行走小车合成一体，经常用于较小的单轨起重天车。经常用于较小的单轨起重天车。原理：电葫芦中间是钢丝绳卷筒，用小车原理：电葫芦中间是钢丝绳卷筒，用小车悬挂于工字钢制作的天车大梁上，一端用悬挂于工字钢制作的天车大梁上，一端用法兰固定一台能够制动的锥形转子电动机，法兰固定一台能够制动的锥形转子电动机，用传动轴将动力传递到另一端的减速机。用传动轴将动力传递到另一端的减速机。经过减速的动力传递给钢丝绳卷筒，带动经过减速的动力传递给钢丝绳卷筒，带动吊钩起重。吊钩起重。行走小车是一个小锥形转子电动机，行走小车是一个小锥形转子电动机，经过减速，动力传递给行走轮，小车就能经过减速，动力传递给行走轮，小车就能沿着工字钢行走。沿着工字钢行走。这个天车在大车的行走装置的带动下，这个天车在大车的行走装置的带动下，就能完成起重和移动定位的任务。就能完成起重和移动定位的任务。电葫芦也能够单独使用。电葫芦也能够单独使用。（2）需要系数法的基本计算公式）需要系数法的基本计算公式用电设备组的无功计算负荷为：用电设备组的无功计算负荷为：Q30=P30tan 用电设备组的视在计算负荷为：用电设备组的视在计算负荷为：S30=P30/cos 用电设备组的计算电流为：用电设备组的计算电流为：2.2.按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷只有只有12台设备时，可认为需要系数台设备时，可认为需要系数Kd=1，即，即P30=Pe。当。当Kd适当取大时，适当取大时，cos 值也适当取大。只有值也适当取大。只有1台电动机时，其台电动机时，其P30=PN/，式中，式中PN为电动机的额定容量，为电动机的额定容量，为电动机的效率。一台电为电动机的效率。一台电动机的计算电流动机的计算电流最后必须指出：需要系数值与用电的类别及工作状态有极大最后必须指出：需要系数值与用电的类别及工作状态有极大的关系，因此按需要系数法计算时，首先要正确判明用电设备的的关系，因此按需要系数法计算时，首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则将造成错误。例如机修车间的金属切削机类别和工作状态，否则将造成错误。例如机修车间的金属切削机床电动机，应属小批生产的冷加工机床电动机，因为金属切削就床电动机，应属小批生产的冷加工机床电动机，因为金属切削就是冷加工，而机修车间不可能是大批生产。又如压塑机、拉丝机是冷加工，而机修车间不可能是大批生产。又如压塑机、拉丝机和锻锤等，应属热加工机床。和锻锤等，应属热加工机床。2.2.按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷2.2.按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷（3）多组用电设备计算负荷的确定）多组用电设备计算负荷的确定在确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上在确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的总的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的总的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功计算负荷和无功计算负荷分别计入一个况对其有功计算负荷和无功计算负荷分别计入一个综合系数综合系数（又（又称称同时系数同时系数）KP和和KQ。对于车间干线，取对于车间干线，取KP=0.850.95；KQ=0.900.97对于低压母线对于低压母线由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取KP=0.800.90；KQ=0.850.95由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取KP=0.900.95；KQ=0.930.97总的有功计算负荷为：总的有功计算负荷为：P30=KPP30.i总的视在计算负荷为：总的视在计算负荷为：总的计算电流为：总的计算电流为：2.2.按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷（3）多组用电设备计算负荷的确定）多组用电设备计算负荷的确定解：先求各组的计算负荷解：先求各组的计算负荷解：先求各组的计算负荷解：先求各组的计算负荷（1 1）机床组）机床组）机床组）机床组查附录表查附录表查附录表查附录表A-11A-11得得得得KKd d=0.180.250.180.25（取（取（取（取KKd d=0.250.25），），），），coscos =0.50.5，tantan =1.73=1.73，因此，因此，因此，因此P P30(1)30(1)=KKd dP Pe e=0.250.25 8585=21.321.3 kWkWQ Q30(1)30(1)=P P30(1)30(1)tantan =21.31.73=36.8kvar=21.31.73=36.8kvarS S30(1)30(1)=P P30(1)30(1)coscos =21.3=21.30.5=42.6kVA0.5=42.6kVAI I30(1)30(1)=42.6k=42.6k(1.732380)=64.7A1.732380)=64.7A3.例例1：用需要系数法求计算负荷：用需要系数法求计算负荷某机工车间某机工车间380V线路上，接有流水作业的金属切削线路上，接有流水作业的金属切削机床电动机机床电动机30台共台共85kW，其中较大容量电动机，其中较大容量电动机11kW1台，台，7.5kW3台，台，4kW6台，其他为更小容量的电动机。另有台，其他为更小容量的电动机。另有通风机通风机3台，共台，共5kW；电葫电葫芦芦1个，个，3kW，N N=4040%。试确定各组的和总的计算负荷。试确定各组的和总的计算负荷。解解解解：（2 2）通风机组）通风机组）通风机组