负荷计算-例题讲解

1、精品3章例题讲解【案例 7 某车间有下列用电负荷:1) 机床：80kW 2 台；60kW 4 台；30kW 15 台。2) 通风机：80kW 4 台，其中备用1台；60kW 4 台，其中备用1台；30kW 12 台，其中备用2台。3) 电焊机：三相 380V , 75kW 4 台，50kW 4 台 30kW 10台，负载持续率100%。4) 起重机：160kW 2 台，100kW 2 台，80 kW 1 台，其负载持续率25%。5) 照明：采用高压钠灯，|功率220V , 400W ,数量90个,镇流器的功率消耒为灯管功率的8% 。设备名称需要系数Kxcbncos(|)tg 6负荷计算系数表机

2、床0.150.40.1450.51.73通风机0.80.250.6550.80.75电焊机0.500.3500.61.33起重机0.150.20.0630.51.73照明(高压钠灯含镇流器)0.90.451.98有功和无功功率同时系数Kzp、K2均为0.9上述负荷中通风机为二句级负荷，其余为三日级负荷。请回答下列问题：1 .采用需要系数法确定本车间的照明计算负荷，并确定把照明负荷功率因数提高到0.9 ,计算需要无功功率的补偿容量是多少？(A) 58.16kvar(B) 52.35 kvar(C) 48.47 kvar(D) 16.94 kvar答案【B】解答过程：依据配电手册P2、P3、P21

3、。气体放电灯的设备功率应计入镇流器损耗，即Pe = 0.4X90X1.08=38.88 kW ;照明负荷计算功率 Pc = KxPe = 0.9 X38.88 = 34.99 kW 。功率因数提高到0.9所需的补偿容量 Qc = Pc (tg 01- tg 02)=34.99 (1.98-0.484 ) = 52.35 kvar 。2 .采用二项式法计算本车间通风机组的视在功率应为()。(A) 697.5 kVA(B) 716.2 kVA(C) 720 kVA(D) 853.6 kVA答案【A】解答过程：依据钢铁手册。通风机设备功率不应包括备用设备，即Pe = 80 X3 + 60 X3 +

4、30 X10 = 720 kW ;最大5台设备功率之和 P5 = 80 X3 + 60 X2 = 360 kW。二项式法计算功率 Pc = cP 5 + bP c =0.25 X360 + 0.65 X720 = 558 kW ;Qc = P c tg = 558 X0.75 = 418.5 kvar ;Sc = CP2 Q； V5582 418.52697.5 kVA。3.采用需要系数法计算本车间动力负荷的计算视在功率应为（）(A) 1615.3 kVA(B) 1682.6 kVA(C) 1792.0 kVA(D) 1794.7 kVA答案【A】解答过程：依据配电手册P3,列表计算如下:用电

5、设备组名称设备功率Pe（kW需要系数Kxcos（I）tg 6计算功率Pc(kW)Qc(kvar )Sc(kVA)机床8500.150.51.73127.5220.6通风机7200.80.80.75576432电焊机8000.50.61.33400532起重机6000.150.51.7390155.7小计1193.51340.3乘上同时系数Kzp= K Eq=0.9共计29701074.21206.31615.3注1、电焊机为三相、给出的是有功功率(kW),负载持续率为100% ;因此设备功率不需换算。注2、起重机的负载持续率为25% ;因此设备功率不需换算注3、本小题为动力计算，不应计入照明负

6、荷！引中思考：设备功率换算问题；照明负荷功率因数问题。4.假设本车间的计算负荷为1600 kVA ,其中通风机的计算负荷为900 kVA，车间变压器的最小容量应选择下列哪项？(不考虑变压器过负载能力。)并请说明理由。(A) 2 X800kVA(B) 2 xi000kVA(C) 1 xi600kVA(D) 2 xi600kVA4 .答案【B J- 可编辑 -精品解答过程：依据配电手册 P41 ，有大量二级负荷时，宜装设两台变压器；一台断开时，其余变压器应满足二级负荷900 kVA 用电。故变压器最小容量应为2X1000 kVA。(本题依据也可直接引用GB 50053 的 3.3.1 和 3.3.

7、2 条。 )5 . 本车间的低压配电系统采用哪一种接地型式时，照明宜设专用变压器供电？并请说明理由。(A) TN-C 系统(B) TN-C-S 系统(C) TT 系统(D) IT 系统答案【 D 】解答过程： 依据同4 题，在 IT 系统的低压电网中， 照明负荷应设专用变压器。 (本题依据也可直接引用 GB 50053 的 3.3.4 条。 )【案例二6 】某企业在采用需要系数法计算负荷时，有下列用电设备组：* 水泵电动机5 台，每台额定容量为 100kW ，其中 4 台工作， 1台备用，需要系数为KX=0 8 ， cos =0 8 ；* 生产用通风机，额定容量共计120kW ，需要系数为KX

8、=0 75 ，cos =0 8 ；* 大批生产金属冷加工机床，额定容量共计1400kW ，需要系数为KX=0 2 ， cos =0.5 ；* 起重机负荷共计760kW ，负载持续率为 =25 ，需要系数为KX=0. 15 ， cos =0.5 ；*照明负荷为高强气体放电灯及荧光灯（不带无功功率补偿装置），包 括镇流器功率损耗在内的容量为 84kW ,需要系数为Kx=0.95 。1.在用需要系数法计算负荷时，水泵电动机的设备功率应按（）进行计算。A、500kW : B、400kW ; C、300kW : D、200kW 。 答案【B】解答过程：依据工业与民用配电设计手册，第 2页之2。设备功率不

9、包括备用设备。2、照明负荷的计算功率因数cos可采用的数值为（）。A、1.0 ; B、0.9 ; C、0.5 ; D、0.4。答案【C】解答过程：依据同上，第6页表1-5。3、肝需要系数法进行负荷计算后口 不考虑同时系数）的视在功率 册为（）。A、1510kVA ;B、1435kVA ;C、1405kVA ;D、1250kVA 。答案【B】解答过程：依据工业与民用配电设计手册，第 3页式1-5、1-6、1-7 ,列表计算如下：用电设备设备需要cos()tan(）计算负荷组名称功率Pe(kW)系数KxPjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)水泵电动机4000.80.80.75320240

10、生产用通风机1200.750.80.759067.5大批生产 金属冷加 工机床14000.20.51.73280484.4起重机7600.150.51.73114197.2照明负荷840.950.51.7379.8138.1补偿前合计883.81127.21432.4电容器-800补偿后合计883.3327.29424、计算后的自然功率因数为（）。A、0.58 : B、0.71 ; C、0.68 ; D、0.62。答案【D】- 可编辑 -=0.61解答过程：依据计算表，cos产P/S = 883.8/1432.47。5、美装补偿电容器总功率为800kvar后的功率因数为（）。A、0.88 :

11、B、0.92 ;C、0.90 ;D、0.94。0.938。解答过程：依据计算表，cos产P/S = 883.8/942【案例三 5】 某公寓200户，每户设备容量6 kVA , cos巾 = 0.9,需要系数取0.3;空调设备功率120kW , cos巾=0.8,需要 系数0.75 ;电梯设备功率60kW , cos巾= 0.65 ,需要系数取0.8 ; 生活泵设备功率80kW , cos巾=0.8,需要系数0.75 ;消防泵设备 功率90kW , cos巾= 0.8 ,需要系数1 ;消防风机设备功率55kW , cos巾=0.8,需要系数1。有功功率、无功功率同时系数分别取 0.9 和 0.

12、95。计算负荷视在功率应为（）：A.562 ; B.578 ; C.725 ; D.603。自然功率因数应为（）：A.0.78 ; B.0.84 ; C.0.76 ; D.0.83 。【分析】 本题有两个干扰项：一是每户的设备容量6kVA应换算为有功功率（即乘0.9得5.4kW , 200户共1080kW ）。二是消防泵和消防风机不进入计算（即计算表中根本不列这两项）。【计算】见下表：需要系数法负荷计算表用电设备组设备功率Pe（kW）需要系数Kxcos巾tg巾Pc(kW )Qc(kvar)Sc(kVA)住户用电10800.30.90.48324155.5空调1200.750.80.759067

13、.5电梯600.80.651.174856生活泵800.750.80.756045合计1340522324乘以同时系数Kip =0.9 , Keq =0.950.836470308562【答案】计算负荷视在功率应为【A】；自然功率因数应为【D】。注：计算负荷应四舍五入；功率因数宜就低不就高。【引申思考题】1）消防电梯是否列入计算表？2）应急照明是否列入计算表？3）应急设备专用的配电线路，如何进行负荷计算？4）应急设备和正常设备混用的配电线路，如何进行负荷计算?【思考题答案】1）应列入：消防电梯通常是工作的，例如兼作服务梯2）分别对待：正常点燃者列入，应急点燃者不计。3）同正常线路：剔除备用设备

14、，需要系数可取 1。4）命题错误：应急线路应与正常线路完全分开。【案例四05】 单相负荷计算UV相电焊机共47kVA ,功率因数为0.6 ,负载持续率为60%; VW相电焊机共47kVA ,功率因数为0.6,负载持续率为60%;电 焊机的需要系数为0.5。W相照明共6kW ,功率因数为0.9,需要 系数为0.9。冷加工机床共420 kW ,功率因数为0.5 ,需要系数为 0.14。通风机共80 kW ,功率因数为0.8 ,需要系数为0.8。不考虑 同时系数，试求出计算负荷。【答案及解答过程】1、电焊机设备功率：R Srcos 4760% 0.621.8 kW。2、单相负荷是否换算的判断：单相负

15、荷设备功率共21.8 X 2 +6 =49.6 kW ;三相负荷设备功 率共 420 +80 = 500 kW 。单相负荷设备功率/三相负荷设备功率 =49.6 / 500 = 0.1 P2P1,3P3(33Ptg 3,3)F23(33)P2tg22 (3 3.3) 2022 0.4863.46kW(3,3) 20 1.1747.99kvar相同负荷设备功率P5为最大P3P531648 kWQe3Ptg53161.1756. 16 kvarPePeP2e63. 4648111.46 kWQSeQeQ2e47. 9956. 16104.15 kvarR2片 ,111.462104. 152152

16、.55kVA解法2UVVWWUpqUVWcos /tg有功计算负荷(kW)无功计算负荷(kvar)UVWUVW14U0.720.09010.13.91.39.4V0.280.6722V0.64-0.050914.17.9-1.111.7W0.360.5320W0.840.301.65|3.216.817.66.0U0.160.88101/0100160.65/1.171618.760.8/0.7564.523.334.030.718.927.022.2V相为设备功率的最大相，其等效的三相设备有功功率为3 34. 0102.0 kW等效的三相设备无功功率为 3 27.081. 0 kvar _2

17、_一，等效的三相设备视在功率为 102. 0281. 02130. 3 kVA解法1较解法2的误差较大，有线间及相 间混合设备时，为了准确计算应采用解法2。【评论】1、既有线间又有相负荷时，不能采用简化方法换算！2、判断是否要换算时，应采用设备功率！3、进入换算时，则应采用计算功率（需要功率或平均功率）！4、精确换算时请严格按P13表1-15的格式！5、建议优先采用需要系数法。【案例五】 利用系数法负荷计算，见习题集案例题9。（案例题8【附录】关于无功补偿容量计算问题十五次印刷以前配电手册 P21式1-57的更正 例1、来自旧习题集62页81题。某企业计算有功功率为2500kW ,计算无功功率

18、为1800kvar ,其年平均有功负荷系数为0.75 ,年平均无功负荷系数为0.82。采用并联电容器将其功率因数补偿到0.93 ,应装设的电容器容量约为（）。A.1400 kvar ;B.1200 kvar ;C.1000 kvar ;D.800 kvar 。【书中313页答案】企业的自然平均功率因数为cos 1:1一 =110.786,tan(J)1 = 0.787 。1：凸:830）2nFC00.75 2500补偿后功率因数为补偿电容器容量为cos 62 = 0.93 ,tan 巾2= 0.395 。Q = P (tan 6 1tan 62) = 2500X (0.787 0.395 )

19、= 980kvar 。答案：（C ）。【分析评论】我们来验算一下补偿后功率因数。按计算负荷验算：P=2500 ,Q = 1800 980 =820 ,S=2631 ;cos 62 = 2500 / 2631=0.95 0.93。按平均负荷验算：P = 2500X0.75 = 1875 , Q= 1800X0.82 980 =496, S= 1939.5 ;cos 62 = 1875 /1939.5 =0.967 0.93。验算结果均不符合！其原因是：补偿前用了平均功率因数，但P用的不是平均负荷，而是计算负荷。【建议答案】1、计算过程：补偿前功率因数为 tan巾1 =/=0.82 1800 =0

20、.787 ;庄nPc0.75 2500(可直接求得！)补偿后功率因数为tan巾2 = tan (cos-1 0.93 ) = 0.395 。补偿电容器容量为Q= aP(tan 巾 1 - tan 巾2) = 0.75 X 2500 (0.787 -0.395 ) =735 kvar 。2、按平均负荷验算：P = 2500X0.75 = 1875 , Q = 1800X0.82 735 =741 , S = 2016 ;cos 巾2 =1875 /2016 =0.93。验算结果准确相符。例2、来自互联网的一个案例题。某厂10kV系统有功计算负荷 4000kW ,无功计算负荷为3000kvar ,

21、其年平均有功负荷系数0.75 ,年平均无功负荷系数0.8 ,如果用并联电容器将其功率因数补偿到0.95计算应加装并联电容器的容量。A 1419 kvar B 1660 kvar C 2213 kvar D 1809 kvar【网上答案】1、采用 第一章第十一节二、采用并联电力电容器补偿功率因数计算公式（cos 11-Qn Q c2小（F） n ccos 20.95 tg 2P21 )11 ( 0.8 3000 )2 0.75 4000)0. 329。0.781tan 1 0.8；补偿容量的计算公式QPc(tg 1 tg 2)4000 (0. 80. 329)1884 kvar。2、采用把答案数据代人法补偿1809 kvar后功率因数（P22 ）cos1d ,3000 180921 ()400011191 24000)0.958补偿1660 kvar后后功率因数:cos13000 16604000)21(1340)240000.948参考答案：B （D）【分析评论】一、这道题的答案，我认为并不正确，理由如下：1、