工厂电力负荷计算

1、工厂常用用电设备简介工厂常用用电设备简介 生产加工机械的拖生产加工机械的拖动设备；动设备；电焊、电镀设备；电焊、电镀设备；电热设备；电热设备；照明设备。照明设备。 2 2电焊设备电焊设备 电热设备电热设备 电阻加热炉电阻加热炉电弧炉电弧炉感应炉感应炉其它电热设备其它电热设备主要用于各种零件的热处理主要用于各种零件的热处理主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于矿石熔炼、金属熔炼主要用于熔炼和金属材料热处理主要用于熔炼和金属材料热处理红外线加热、微波加热和红外线加热、微波加热和等离子加热等等离子加热等照明设备照明设备 白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、钨卤化

2、物灯和单灯混光灯等。高压钠灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。 高压钠灯高压钠灯高压钠灯高压钠灯高压汞灯高压汞灯卤钨灯卤钨灯金属卤化物灯金属卤化物灯序序 号号 车车 间间 用用 电电 设设 备备 负荷级别负荷级别 1 1金属加工车间金属加工车间 价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床价格昂贵、作用重大，稀有的大型数控机床一级一级价格贵，作用大，数量多的数控机床价格贵，作用大，数量多的数控机床 二级二级2 2铸造车间铸造车间冲天炉、鼓风机、冲天炉、鼓风机、30t30t及以上的浇铸起重机及以上的浇铸起重机 三级三级3 3热处理车间热处理车间井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵井式炉专用淬火起重机、井式

3、炉油槽抽油泵 二级二级4 4锻压车间锻压车间锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机 二级二级5 5电镀车间电镀车间大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线 二级二级6 6模具成型车间模具成型车间隧道窑鼓风机、卷扬机隧道窑鼓风机、卷扬机二级二级7 7层压制品车间层压制品车间压塑机及供热锅炉压塑机及供热锅炉 二级二级小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类小型机械类工厂中常用重要电力负荷的级别分类 u 电力负荷电力负荷：（1）指指用电设备用电设备或或电能用户电能用户；（；（2）指其）指其消耗的消耗的（有功、无功、视在）

4、（有功、无功、视在）电功率或电流。电功率或电流。 国标规定：电力负荷按照对国标规定：电力负荷按照对供电可供电可靠性要求靠性要求和和意外断电时的损失或影响大小意外断电时的损失或影响大小，分为，分为3类（级）：类（级）： 断电将造成断电将造成人身伤亡人身伤亡。 断电将造成断电将造成重大重大政治、经济损失。政治、经济损失。 断电将造成断电将造成重大重大政治影响，或公共场所秩序政治影响，或公共场所秩序严重严重混乱。混乱。 断电将造成断电将造成较大较大政治、经济损失。政治、经济损失。 断电将造成断电将造成较大较大政治政治影响，或公共场所秩序混乱。影响，或公共场所秩序混乱。 （3）三类（级）负荷）三类（级

5、）负荷 不属于一、二类负荷者。不会造成直接损失或损失不大。不属于一、二类负荷者。不会造成直接损失或损失不大。 应有两个独立电源供电。两应有两个独立电源供电。两彼此独立彼此独立的电源应不会同时发生故障。的电源应不会同时发生故障。 对其中特别重要的负荷，还应增设专用的对其中特别重要的负荷，还应增设专用的应急电源应急电源。 常用应急电源有：常用应急电源有： 1 1）独立于正常电源的自备发电装置；）独立于正常电源的自备发电装置； 2 2）不间断电源（）不间断电源（UPS)UPS)； 3 3）干电池或蓄电池。）干电池或蓄电池。 应有互为备用的应有互为备用的两条回路两条回路供电（两变压器未必在同一变电所）

6、。供电（两变压器未必在同一变电所）。使不使不致断电或能迅速恢复供电。致断电或能迅速恢复供电。 采用两回路有困难或负荷较小时，可由一回采用两回路有困难或负荷较小时，可由一回6kV6kV及以上的及以上的专用专用架空线路架空线路供电。供电。 （3）三类（级）负荷）三类（级）负荷 对供电电源无特殊要求。一般由对供电电源无特殊要求。一般由一条一条回路供电。回路供电。 负荷曲线负荷曲线描述电力负荷随时间变化规律的曲线。描述电力负荷随时间变化规律的曲线。 一般绘制在直角坐标系中，纵坐标为负荷功率值，一般绘制在直角坐标系中，纵坐标为负荷功率值，横坐标为对应的时间（如横坐标为对应的时间（如P26，图，图2-32

7、-6）。）。（1 1）按负荷功率性质分：）按负荷功率性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线（图有功负荷曲线和无功负荷曲线（图2-32-3）。）。（2 2）按取用时间区间分：）按取用时间区间分：日负荷曲线和年负荷曲线。日负荷曲线和年负荷曲线。 日负荷曲线：日负荷曲线：表示一昼夜表示一昼夜24小时内负荷变化的情况（图小时内负荷变化的情况（图2-32-3、2-42-4） ； 年负荷曲线：年负荷曲线：表示一年中负荷变化的情况（图表示一年中负荷变化的情况（图2-52-5、图、图2-62-6）。）。（3 3）按负荷范围分：）按负荷范围分：全厂负荷曲线和车间负荷曲线。全厂负荷曲线和车间负荷曲线。（1）可直观了解

8、负荷变动情况。通过综合分析，可更深入地掌握负荷变动）可直观了解负荷变动情况。通过综合分析，可更深入地掌握负荷变动规律，从中获得对设计和运行有用的资料（如需要系数的确定等规律，从中获得对设计和运行有用的资料（如需要系数的确定等)。（2）通过分析比较，可发现同类型工厂、车间或用电设备组具有大致相似）通过分析比较，可发现同类型工厂、车间或用电设备组具有大致相似形状的负荷曲线。新建工程电气设计时，可借鉴同类用户的负荷曲线。形状的负荷曲线。新建工程电气设计时，可借鉴同类用户的负荷曲线。（1）绘制：）绘制：可通过测量运行中用电设备的负荷值绘制。有功日负荷曲线根可通过测量运行中用电设备的负荷值绘制。有功日负

9、荷曲线根据据有功功率表有功功率表每隔半小时的每隔半小时的读数读数绘成。绘成。（2）分类：）分类：l 图图2-3所示为所示为逐点描绘逐点描绘的日负荷曲线。的日负荷曲线。表示工厂一天表示工厂一天24h内有功（内有功（P)和无和无功（功（Q)负荷的变化情况。负荷的变化情况。l 图图2-4所示为所示为阶梯形阶梯形的有功日负荷曲线。的有功日负荷曲线。横坐标按半小时分格，以便确定横坐标按半小时分格，以便确定“半小时最大负荷半小时最大负荷”Pmax。负荷曲线与坐标轴包围的面积代表日耗电量。负荷曲线与坐标轴包围的面积代表日耗电量。 定义：定义：按全年按全年每日每日最大负荷最大负荷(通常取每日通常取每日最大负荷

10、半小时平均值最大负荷半小时平均值)绘制。绘制。 作用：作用：对拥有多台电力变压器的用户变电所，进行经济运行分析。对拥有多台电力变压器的用户变电所，进行经济运行分析。附图附图 年每日最大负荷曲线年每日最大负荷曲线能看出吗？能看出吗？两图所示的年最大负荷的两图所示的年最大负荷的变化规律变化规律是截然不同的。是截然不同的。（五）负荷曲线分析（五）负荷曲线分析 2. 年负荷曲线年负荷曲线不分日月界限，不分日月界限，以有功功率大小（以有功功率大小（kW)为为纵坐标，以各自相应持续纵坐标，以各自相应持续时间（时间（h)为横坐标绘出。为横坐标绘出。它表明一年内各种不同大它表明一年内各种不同大小负荷所持续的时

11、间。小负荷所持续的时间。如如图图2-6所示。所示。u年持续负荷曲线与直角年持续负荷曲线与直角坐标轴所包围的面积，表坐标轴所包围的面积，表示企业一年内消耗的有功示企业一年内消耗的有功电能。电能。2）绘制方法：）绘制方法：借助一年中借助一年中典型的夏、冬日负荷曲线典型的夏、冬日负荷曲线绘制。绘制。 我国北方：我国北方：可近似认为夏日可近似认为夏日152天，冬日天，冬日213天；天； 我国南方：我国南方：则近似认为夏日则近似认为夏日200天，冬日天，冬日165天。天。a)夏日夏日负荷曲线负荷曲线 b)冬日冬日负荷曲线负荷曲线 c) )年持续负荷曲线年持续负荷曲线附图附图 年负荷持续时间曲线的绘制年负

12、荷持续时间曲线的绘制u举例：举例：南方某厂年持续负荷曲线绘制（南方某厂年持续负荷曲线绘制（如附图如附图）P1在年负荷曲线上所占的时间：在年负荷曲线上所占的时间：T1=200( t1t 1)；P2在年负荷曲线上所占的时间：在年负荷曲线上所占的时间：T2=200 t2165 t 2，其余类推。其余类推。(一一) 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（P24) )u定义：定义：指全年中负荷最大的工作班内指全年中负荷最大的工作班内(该工作班最大负荷在一年中至少该工作班最大负荷在一年中至少出现过出现过23次，即次，即非偶然非偶然）消耗电能最大的半小时平均功率。又称为）消耗电能最大

13、的半小时平均功率。又称为半半小时最大负荷小时最大负荷P30 。即。即Pmax=P30附图附图 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 2.2.1 概述概述u 定义：定义：是一个是一个假想时间假想时间。即在该时间内，按年最大负荷。即在该时间内，按年最大负荷Pmax(或或P30)持持续运行所消耗的电能，刚好等于电力负荷全年实际消耗的电能续运行所消耗的电能，刚好等于电力负荷全年实际消耗的电能Wa 。maxmaxmaxmax()( )aaWWPTkWhThP或u年最大负荷利用小时年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征是反映电力负荷特征的的重要参数，重要参数，与电能用户的生产运行性质

14、密与电能用户的生产运行性质密切相关。切相关。如如:一班制生产运行：一班制生产运行：Tmax18003000h；两班制生产运行：两班制生产运行：Tmax35004800h；三班制生产运行：三班制生产运行：Tmax50007000h。如图如图2-6所示：所示：将将Pmax延伸到与延伸到与Tmax交于交于C，与两坐标轴一起包围的矩形，与两坐标轴一起包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴包围的面积。即面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴包围的面积。即u统计资料表明：统计资料表明：各类型工厂年最大负荷利用小时如表各类型工厂年最大负荷利用小时如表2-1（P25，略）。，略）。8760()/8760()

15、aavavaWPkWhPWkW或(2-3) Qav、Sav及及Iav u平均负荷：平均负荷：是指电力负荷在时间是指电力负荷在时间t内平均消耗的功率。即内平均消耗的功率。即Pav = Wt / t(kW） (2-2) u年平均负荷年平均负荷Pav：指电力负荷在全年内平均消耗的功率。即指电力负荷在全年内平均消耗的功率。即maxmaxavavPPQQ对负荷曲线而言：对负荷曲线而言：它表征负荷曲线不平坦，即负荷起伏变动它表征负荷曲线不平坦，即负荷起伏变动的程度。的程度。对供（用）电设备而言：对供（用）电设备而言：负荷系数越高，越趋近于负荷系数越高，越趋近于1，越利，越利于充分发挥供（用）电设备能力，且

16、效率较高。于充分发挥供（用）电设备能力，且效率较高。对整个电力系统而言：对整个电力系统而言：若对负荷曲线若对负荷曲线“削峰填谷削峰填谷”，可以减，可以减小负荷不均衡性，减小年最大负荷，从而提高负荷系数。小负荷不均衡性，减小年最大负荷，从而提高负荷系数。有功负荷系数有功负荷系数 无功负荷系数无功负荷系数 负荷率，负荷负荷率，负荷曲线填充系数）曲线填充系数）u负荷系数：负荷系数：用电负荷平均值用电负荷平均值Pav与其最大值与其最大值Pmax的比值，即的比值，即NPP对于用电设备：对于用电设备：计算负荷计算负荷3.3.表示法：？表示法：？ Pc=P30=Pmax ！u 根据：根据：因为对中小截面导体

17、，发热时间常数因为对中小截面导体，发热时间常数约约10min左右。实验表明，左右。实验表明，导体达到稳定温升的时间约导体达到稳定温升的时间约(34) ，即近似为（，即近似为（3040）min。u 为计算方便起见，统一规定：为计算方便起见，统一规定：采用负荷曲线上最大采用负荷曲线上最大0.5h(即即30min)平均平均负荷负荷P30（ Q30、S30）表示有功（无功、视在）计算负荷。）表示有功（无功、视在）计算负荷。即即 Pc=P30=Pmax Qc=Q30=Qmax Sc=S30=Smax u 计算电流计算电流Ic：即即Ic=I30=Imax ，也称也称工作电流工作电流Iw 。1.1.计算负荷

18、：计算负荷：是按是按发热条件发热条件与与实际负荷实际负荷等效，等效，可用可用于于选择选择导体和电气设备的导体和电气设备的假想负荷假想负荷。2.物理意义：物理意义：导体导体持续流过计算负荷持续流过计算负荷时所产生的时所产生的恒定恒定温升温升等于等于流过实际变动负荷流过实际变动负荷所产生的所产生的最高最高温升。温升。 #可以说：可以说：计算负荷计算负荷是与是与实际负荷实际负荷发热条件等效发热条件等效的的假想负荷。假想负荷。 合理选择电器（变压器、开关电器）和导线、电缆截面。合理选择电器（变压器、开关电器）和导线、电缆截面。 为进行无功补偿，提高功率因数提供依据。为进行无功补偿，提高功率因数提供依据

19、。 保证供电系统在正常条件下可靠运行（不超载）。保证供电系统在正常条件下可靠运行（不超载）。 需要系数法：需要系数法：是国际上普遍采用的确定计算负荷的是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本基本方法。方法。方法最简便，计算结果基本符合实际。广泛用于工业与民用方法最简便，计算结果基本符合实际。广泛用于工业与民用电能用户，尤其适用于配、变电所的负荷计算。对于设备台电能用户，尤其适用于配、变电所的负荷计算。对于设备台数较少，容量差别悬殊的分支干线，计算结果往往偏小。数较少，容量差别悬殊的分支干线，计算结果往往偏小。 二项二项式法：式法：用于确定设备台数较少且容量差别悬殊的分支干用于确定设备台数较少且容量

20、差别悬殊的分支干线的计算负荷时，比需要系数法合理，也比较简便。但其计线的计算负荷时，比需要系数法合理，也比较简便。但其计算系数算系数b、c和和x的数值缺乏充分的理论根据，且只有机械工的数值缺乏充分的理论根据，且只有机械工业方面的部分数据（参见附录业方面的部分数据（参见附录1），故其应用受到一定限制。），故其应用受到一定限制。主要用于机械加工车间的电力负荷计算。主要用于机械加工车间的电力负荷计算。u 两方法共同点：两方法共同点：均是在已知均是在已知用电设备容量用电设备容量基础上，乘以基础上，乘以相应相应系数（系数（需要系数需要系数kd或或二项式系数二项式系数b、c）得到计算负荷。得到计算负荷。一

21、、用电设备的工作制分类及其工作特征一、用电设备的工作制分类及其工作特征 (1)长期连续工作制长期连续工作制 工作特征：工作特征：在规定的环境温度和恒定负荷下在规定的环境温度和恒定负荷下长期连续运行长期连续运行达到热平达到热平衡状态，设备各部分温度和温升均不超过最高允许值。衡状态，设备各部分温度和温升均不超过最高允许值。 典型负荷：典型负荷：如通风机、水泵、空压机、皮带输送机、破碎机、搅拌如通风机、水泵、空压机、皮带输送机、破碎机、搅拌机、电机车等机械的拖动电动机，和电炉、电解设备、照明灯具等机、电机车等机械的拖动电动机，和电炉、电解设备、照明灯具等 (2)短时运行工作制短时运行工作制 工作特征

22、：工作特征：负荷恒定，负荷恒定，运行时间短（来不及达到稳定温度），停歇时运行时间短（来不及达到稳定温度），停歇时间长（足以在停歇时间内冷却到周围介质温度）。间长（足以在停歇时间内冷却到周围介质温度）。 典型负荷：典型负荷：如控制闸门的电动机，机床上的某些辅助电动机如控制闸门的电动机，机床上的某些辅助电动机(如进给如进给电动机电动机)等。等。时而工作，时而停歇，反复运行，工作周期一般不超过时而工作，时而停歇，反复运行，工作周期一般不超过10min。无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡。无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡。电焊机和吊车、电梯电动机等。电焊机和吊车、电梯电动机等。暂载率（又

23、称负荷持续率）。暂载率（又称负荷持续率）。l定义：定义：一个工作周期内，工作时间与工作周期的百分比，用一个工作周期内，工作时间与工作周期的百分比，用表示。即表示。即 0100%100%ttTtt 式中：式中： T工作周期；工作周期； t工作周期内的工作时间；工作周期内的工作时间； t0工作周期内的停歇时间。工作周期内的停歇时间。l提示：提示：断续周期工作制设备的断续周期工作制设备的额定容量额定容量，是，是对应于某一标准暂载率对应于某一标准暂载率 的。的。（1）吊车电动机的）吊车电动机的 值有：值有：15、25、40及及60四种；四种；（2）电焊机设备的）电焊机设备的 值有：值有：50、65、7

24、5及及100四种。四种。NNNu 用电设备铭牌上均标有额定容量用电设备铭牌上均标有额定容量PN(或或SN)。因存在工作制和暂因存在工作制和暂载率差异，在进行负荷计算时，须按工作制分组。对断续周期工作制载率差异，在进行负荷计算时，须按工作制分组。对断续周期工作制设备，须将设备的额定容量换算成规定的统一暂载率下的设备容量。设备，须将设备的额定容量换算成规定的统一暂载率下的设备容量。 1.长期连续工作制和短时运行工作制设备组：长期连续工作制和短时运行工作制设备组：设备组容量设备组容量Pe等于各设备的铭牌额定功率之和。即等于各设备的铭牌额定功率之和。即 Pe=PN (2-7) 或或 Pe=SNcosN

25、 (2-11) 2.断续周期工作制设备组：断续周期工作制设备组：设备组容量设备组容量Pe为换算到规定的统为换算到规定的统一暂载率一暂载率下的设备容量之和。下的设备容量之和。u换算原理换算原理NNcPPPtIPICRtIQ系为：故得统一暂载率换算关因此有：又知：，显然：的原则：根据等效发热，即1,12 应统一换算到应统一换算到=25%时的有功时的有功功率，换算关系为：功率，换算关系为： NNNNePPP225(2)电焊机及电焊变压器组：电焊机及电焊变压器组： 应统一换算到应统一换算到=100%时的有功功率，换算关系为：时的有功功率，换算关系为：(2-8)(2-10)额定暂载率为额定暂载率为N时的

26、额定有功功率时的额定有功功率NNNNNeSPPcos100对应对应SN的额定功率因数的额定功率因数 额定暂载率为额定暂载率为N时的额定视在功率时的额定视在功率额定暂载率为额定暂载率为N时的额定有功功率时的额定有功功率3.照明设备的设备容量：照明设备的设备容量：（1）白炽灯、碘钨灯：）白炽灯、碘钨灯：即灯泡上标注的额定功率即灯泡上标注的额定功率PN;（2）日光灯：）日光灯：考虑镇流器功耗，取灯管额定容量的考虑镇流器功耗，取灯管额定容量的1.2倍；倍；（3）高压汞灯、金属卤化物灯：）高压汞灯、金属卤化物灯：考虑镇流器功耗，取灯管额定容量的考虑镇流器功耗，取灯管额定容量的1.1倍。倍。4. 说明：确

27、定计算负荷时，不列入总容量的设备：说明：确定计算负荷时，不列入总容量的设备： 备用设备。备用设备。如工厂的备用风机、水泵、鼓风机、空压机；高层建筑如工厂的备用风机、水泵、鼓风机、空压机；高层建筑中的备用生活水泵、空调制冷设备等。中的备用生活水泵、空调制冷设备等。 消防设备：消防设备：消防水泵、专用消防电梯及消防状态下使用的送风机、消防水泵、专用消防电梯及消防状态下使用的送风机、排烟机等。排烟机等。 当夏季有制冷的空调系统时：当夏季有制冷的空调系统时：冬季采暖锅炉的用电设备。冬季采暖锅炉的用电设备。【例【例2-1】某金工车间有某金工车间有1台电焊机，台电焊机，SN=22kVA，N=60%，cos

28、N=0.6，求该，求该电焊机的设备容量。电焊机的设备容量。解：解：根据公式（根据公式（2-10）得）得？NePP NePP2 . 1NePP1 . 1）kWSPNNNe( 2 .106 . 06 . 022cos(一一)需要系数需要系数u分析：分析：长期观察发现，同一类型工业企业的负荷曲线具有大致相似的形长期观察发现，同一类型工业企业的负荷曲线具有大致相似的形状。故状。故u定义：定义：负荷曲线上最大有功功率负荷曲线上最大有功功率Pmax与与设备额定有功功率设备额定有功功率PN的比值的比值，称，称为为需要系数需要系数，用，用Kd表示。即表示。即eWLaVedCPKPkPu对对用电设备组而言：用电

29、设备组而言：需要系数需要系数Kd是其最大负荷时所需有功功率是其最大负荷时所需有功功率(即计算即计算负荷负荷PC）与其设备容量）与其设备容量Pe的比值。即的比值。即设备组的同时系数 设备组的负荷系数 设备组的平均效率 配电线路的平均效率 WLavdkK（2-12）NdPPkmaxu需要系数的物理意义：需要系数的物理意义：kd 综合了设备组同时系数综合了设备组同时系数k、负、负荷系数荷系数、平均效率、平均效率av和配电线路的平均效率和配电线路的平均效率wL。是用设备容量（即功率）乘以需要系数是用设备容量（即功率）乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的方法。和同时系数，直接求出计算负荷的方法。工

30、作性质；设备台数；设备效率；工作性质；设备台数；设备效率； （2）线路损耗；操作人员的技能；生产组织、季节等。）线路损耗；操作人员的技能；生产组织、季节等。u附录附录1 用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值序序号号用电设备组名称用电设备组名称需要系数需要系数 kd二项式系数二项式系数最大容量最大容量设备台数设备台数xcostanbc1大批量流水作业生产的热加工机床电动机大批量流水作业生产的热加工机床电动机0.30.40.260.550.661.172大批量流水作业生产的冷加工机床电动机大批量流水作业生产的冷加工机床电动机0.20.250.11

31、0.550.51.733小批量单独生产的冷加工机床电动机小批量单独生产的冷加工机床电动机0.160.20.140.450.51.734通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机机0.750.850.60.750.80.755连续运输机械和铸造车间造型机械（非连锁连续运输机械和铸造车间造型机械（非连锁的）的）0.60.70.40.450.750.886连续运输机械和铸造车间造型机械（连锁的）连续运输机械和铸造车间造型机械（连锁的） 0.650.70.60.250.750.887锅炉房和机修、机加、装配等类车间的吊车锅炉房和机修、机加、装配等类车间的吊车（=25

32、%）0.150.10.060.230.51.7525室外照明室外照明11026事故照明事故照明110注：注：1如果用电设备组的设备总台数如果用电设备组的设备总台数n2x时，则最大容量设备台数取时，则最大容量设备台数取x=n2，按，按“四舍五入四舍五入” 取整数。取整数。 2这里的这里的cos 和和tan 值均为白炽灯照明数据。如为荧光灯照明，则值均为白炽灯照明数据。如为荧光灯照明，则cos 0.9， tan 0.48，如，如为高压汞灯、钠灯，则为高压汞灯、钠灯，则cos 0.5， tan 1.75。u几点说明几点说明：（1）附录附录1所列是设备台数较多时的需要系数，所列是设备台数较多时的需要系

33、数， kd值一般值一般偏低偏低。（2）设备台数较少）设备台数较少 (如如5台以下台以下)时：时：需要系数需要系数kd值应值应适当取大适当取大。（3）只有）只有12台设备时：台设备时：可取可取Kd=1，即有功计算负荷等于设备容量。，即有功计算负荷等于设备容量。（4）对于单台电动机：）对于单台电动机：可取可取 Kd=1/1。（5）设备台数较少时：）设备台数较少时：功率因数值功率因数值cos也应也应适当取大适当取大。序号照明类型需用系数序号照明类型需用系数1商店0.850.9514大型体育馆0.652医院0.50.615博物馆0.830.923学校0.60.716展览馆、影剧院0.70.84普通旅馆

34、0.70.817高层建筑0.40.55星级宾馆0.450.6518单身宿舍0.60.76餐厅、食堂0.91.01920户以下住宅建筑0.60.77设计室、办公楼0.850.95202050户住宅建筑0.50.68实验室、教室0.80.92151100户住宅建筑0.40.59多功能厅、会议厅0.50.622100户以上住宅建筑0.30.410文化场馆0.7123白炽灯安装容量5Kw及以下0.951.011车站码头0.7624白炽灯安装容量5Kw以上0.850.9512机场0.7525碘钨灯、霓虹灯0.951.013普通体育馆0.8626通道照明0.95光源类别光源类别cos光源类别光源类别cos

35、白炽灯、卤钨灯、钨灯1.0高压钠灯0.45荧光灯(无补偿)0.55金属卤化物灯0.400.61荧光灯(有补偿)0.90镝灯0.52高压水银灯(50175w)0.450.5氙灯0.9高压水银灯(2001kW)0.650.67霓虹灯0.400.50(二二) 用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷（基本公式基本公式）1.有功计算负荷：有功计算负荷：2.无功计算负荷：无功计算负荷：3.视在计算负荷：视在计算负荷：4. 计算电流：计算电流：（2-13）（2-14）（2-15）（2-16）式中式中 UN三相用电设备的额定电压三相用电设备的额定电压(kV)。 cos、tan用电设备组的平均功率因数及相对应

36、的正切值。用电设备组的平均功率因数及相对应的正切值。u说明：说明：需要系数法可用于确定供配电系统各个环节的计算负需要系数法可用于确定供配电系统各个环节的计算负荷，作为各环节供电线路和电气设备选择的依据。荷，作为各环节供电线路和电气设备选择的依据。)(kWPkPedC解解: 此机床组的设备容量为此机床组的设备容量为 7.5 3 4 8 3 17 1.5 10120.5()NNPPkW查表查表3-1,得得Kd =0.160.2(取取0.2)，cos=0.5,，tan=1.73 故，可求得故，可求得 0.2 120.524.124.11.7341.7 var24.10.548.248.2( 30.3

37、8)73.2ccccPkWkWQkWkSkWkVAIkVAkVA1. 同时系数同时系数k 确定确定拥有拥有多组用电设备的多组用电设备的干线干线或车间变电所或车间变电所低压母线低压母线上的计上的计算负荷时，应考虑各组用电设备最大负荷算负荷时，应考虑各组用电设备最大负荷不同时出现不同时出现的因素。的因素。 确定多组用电设备的计算负荷时：确定多组用电设备的计算负荷时：应将各组有功和无功计算应将各组有功和无功计算负荷负荷分别相加分别相加，然后，然后乘以同时系数乘以同时系数（又称混合系数）（又称混合系数）k 。即。即 PC=kPCZ 或或 k=Pc / Pcz 对于车间干线：对于车间干线：可取可取 k=

38、0.850.95。 对于低压母线：对于低压母线： （1）由设备组计算负荷直接相加时：）由设备组计算负荷直接相加时：可取可取 k=0.800.90。 （2）由车间干线计算负荷相加时：）由车间干线计算负荷相加时： 可取可取 k=0.951。1.有功计算负荷：有功计算负荷：2.无功计算负荷：无功计算负荷：3.视在计算负荷：视在计算负荷：4. 计算电流：计算电流：（2-17）（2-18）（2-15）（2-16）（1）不能用不能用 计算计算Sc；（2）不能用）不能用 计算计算Ic。 5.多组用电设备平均功率因数：多组用电设备平均功率因数：（2-19）u注意注意：因各用电设备因各用电设备组功率因数不同，故

39、：组功率因数不同，故：解解 先求各组的计算负荷先求各组的计算负荷1金属切削机床组金属切削机床组 查附录查附录1，取，取 (1)(1)0.2,cos0.5,tan1.73,0.2 5010()10 1.7317.3( var)dccKPkWQk则2通风机组通风机组 查附录查附录1，取，取 (2) (2)0.8,cos0.8,tan0.750.8 32.4()2.4 0.751.8( var)dccKPkWQk ，则3电阻炉电阻炉 查附录，取查附录，取 (3)(3)0.7,cos1,tan0,0.7 21.4()0dccKPkWQ则22220.95,0.97, 0.95 (102.41.4)13.

40、1()0.97 (17.3 1.80)18.5( var)13.118.522.7()22.734.5( )330.38pqcpccqccccccNKKPKPkWQKQkSPQkVASIAU若取，则可得此线路上的计算负荷附表附表 【例题（补充【例题（补充1）】的负荷计算表）】的负荷计算表(按需用系数法按需用系数法)序号用电设备组名称台数n容量kW需要系数Kdcos tan计算负荷PckWQckvarSckVAIcA1金属切削机床20500.20.51.731017.32通风机230.80.80.752.41.82电阻炉120.7101.40车间总计取KP=0.95,K Q=0.9713.819

41、.113.118.522.334.5解解: :(1)(1)负荷计算按一般家庭生活考虑。设家用电器功率如下：负荷计算按一般家庭生活考虑。设家用电器功率如下： 电视机电视机100W；洗衣机；洗衣机120W；电冰箱；电冰箱120W；电风扇；电风扇60W；空调；空调1000W；电脑；电脑200W；电熨斗；电熨斗500W；照明及其它；照明及其它300W。合计。合计2400W。 家用电器电压为家用电器电压为220V，负荷需用系数查表按，负荷需用系数查表按0.5考虑，功率因数加考虑，功率因数加权平均，按权平均，按0.75考虑，则每户计算负荷为：考虑，则每户计算负荷为： 0.5 24001200()12007

42、.3( )cos220 0.75cdNccNPK PWPIAU（2)2)每单元的地下室、楼梯灯按每单元的地下室、楼梯灯按2A考虑，单元同时系数取考虑，单元同时系数取0.7，则一个，则一个单元总的计算电流为：单元总的计算电流为：2 7.3 6 0.7263.3( )cIA (3)(3)全楼共五个单元，拟由全楼共五个单元，拟由A相供一单元；相供一单元；B相供二、三单元；相供二、三单元；C相供相供四、五单元用电，取两单元同时系数为四、五单元用电，取两单元同时系数为0.9，则，则 63.3( )0.9 63.3 2113.94( )ABCIAIIA1.用电设备组计算负荷用电设备组计算负荷u基本公式：基

43、本公式：（2-20）式中：式中： b、c 二项式系数，如附录二项式系数，如附录1所示（略）。所示（略）。 bPe用电设备组的平均功率。其中用电设备组的平均功率。其中Pe为用电设备组设备总容量。为用电设备组设备总容量。 cPx用电设备组中用电设备组中x台台容量最大设备投入运行时增加的附加负荷。其容量最大设备投入运行时增加的附加负荷。其中中Px是是x台台容量最大的设备总容量。容量最大的设备总容量。u其他计算负荷：其他计算负荷：如如QC、SC和和IC计算公式同计算公式同需要系数法。需要系数法。如：如： u 说明：说明： (1)(1)关于最大容量设备台数关于最大容量设备台数x:x: 若设备总台数若设备

44、总台数n少于附录少于附录1规定的容量最大设备台数规定的容量最大设备台数x的的2倍（即倍（即n2x)时：时：取取x=n/2，按，按“四舍五入法四舍五入法”取整。如取整。如n=7，可取，可取x=7/24(台）。台）。 若用电设备只有若用电设备只有12台时：台时：可取可取b=1，c=0，即认为，即认为PcPe。 对于单台电动机：对于单台电动机：则取则取PcPe， 为电动机额定效率。为电动机额定效率。(2)关于功率因数取值：关于功率因数取值：当设备台数较少时，应适当当设备台数较少时，应适当取大取大。tantantanxeCCcPbPPQ2.多组用电设备计算负荷多组用电设备计算负荷u基本公式：基本公式：

45、（1）总有功计算负荷：）总有功计算负荷：（2-21）式中：式中： （bPe）和）和（bPetan) )各用电设备组的有功和无功平均负荷各用电设备组的有功和无功平均负荷之和。之和。 (cPx)max和（和（cPxtan)max各用电设备组有功和无功附加负荷各用电设备组有功和无功附加负荷中最大者。中最大者。（2）总无功计算负荷：）总无功计算负荷：（2-22）（3）总视在计算负荷：）总视在计算负荷：（2-23）（4）总计算电流：）总计算电流：（2-24）（2-20）QC=Pctan=bPetan+cPxtan75. 0tan（一）电力线路功率损耗计算（一）电力线路功率损耗计算1.有功损耗：有功损耗：

46、（2-25）2.无功损耗：无功损耗：（2-26）u两式中：两式中：RWL线路每相的电阻（线路每相的电阻（），），RWL=R0L；XWL线路每相的电抗（线路每相的电抗（）；）；XWL=X0L；Ic 线路的计算电流（线路的计算电流（A）。）。 L 线路长度（线路长度（km）；）；R0和和X0 每每km线路的电阻和电抗（线路的电阻和电抗（/km），与线路的导线种类、基），与线路的导线种类、基面大小、面大小、线间几何均距线间几何均距等有关。等有关。(表表2-3）u线间几何均距线间几何均距aav：指三相线路各线间举例的几何平均值。指三相线路各线间举例的几何平均值。 如：如：a1为为A、B相间距离；相间距

47、离；a2为为B、C相间距离；相间距离；a3为为C、A相间距离。相间距离。则则：（1）三相线路的线间几何均距为：）三相线路的线间几何均距为： （2）三相线路为等边三角形排列时：）三相线路为等边三角形排列时： （3）三相线路为水平等距排列时：）三相线路为水平等距排列时： ，a为为相邻线距。相邻线距。（2-27）aaaav26. 123（二）电力变压器功率损耗计算（二）电力变压器功率损耗计算1.有功损耗有功损耗PT：（2-28）2.无功损耗无功损耗QT ：包括两部分：包括两部分：用于产生主磁通；用于产生主磁通； 消耗在一、二次绕组的漏电抗上。消耗在一、二次绕组的漏电抗上。（2-29）u两式中：两式中

48、：PFe铁损（铁损（kW）；）；PCu铜损（铜损（kW）；）；Sc 变压器的视在计算负荷（变压器的视在计算负荷（kVA）。）。（2-30）近似计算法：近似计算法：对于对于低损耗变压器：低损耗变压器：近似计算法：近似计算法：对于对于低损耗变压器：低损耗变压器：解：解：线间几何均距：线间几何均距：aav=a=1m=1000mm； 查表查表2-3，LJ-95导线的电阻导线的电阻R0=0.317/km； 电抗电抗X0=0.334/km；则有；则有（1）该线路的总电阻）该线路的总电阻RWL：（2）该线路的总电抗）该线路的总电抗XWL：（3）该线路的有功损耗）该线路的有功损耗PWL：（4）该线路的无功损耗

49、）该线路的无功损耗QWL：u概述：概述：确定电力用户计算负荷的常确定电力用户计算负荷的常用方法有：用方法有：逐点计算法、逐点计算法、需要系数法、需要系数法、按年产量或年产值估算法等。按年产量或年产值估算法等。u方法步骤：方法步骤：以图以图2-7为例。为例。（1）首先确定用电设备组的计算负荷）首先确定用电设备组的计算负荷Pc7。（2）然后从负荷侧向电源侧逐级计算干线和电压）然后从负荷侧向电源侧逐级计算干线和电压母线的计算负荷。母线的计算负荷。（3）变电所低压侧总计算负荷）变电所低压侧总计算负荷Pc3+变压器损耗变压器损耗PT，再，再+PwL1=Pc2。（4）电力用户总计算负荷，即高压配电所进线端

50、）电力用户总计算负荷，即高压配电所进线端计算负荷计算负荷Pc1等于各车间变电所高压侧干线首端计等于各车间变电所高压侧干线首端计算负荷（如算负荷（如Pc2等）之和。等）之和。 计算计算WL1首端有功计算负荷步骤如下：首端有功计算负荷步骤如下：（一）逐点计算法（一）逐点计算法133CkPPC37WLCPPu方法步骤：方法步骤：（1）总有功计算负荷：）总有功计算负荷：（2）总无功计算负荷：）总无功计算负荷：（3）总视在计算负荷：）总视在计算负荷：（4）总计算电流：）总计算电流：（二）需要系数法（二）需要系数法式中：式中：Pe电力用户的设备总容量（不含备用设备容量）。电力用户的设备总容量（不含备用设备

51、容量）。 kd需要系数，可查需要系数，可查附录附录1（注：可查有关性质企业（注：可查有关性质企业的需要系数）。的需要系数）。 cos、tan用电设备的平均功率因数及线对应的用电设备的平均功率因数及线对应的正切值。正切值。（2-31）（2-32）（2-33）（2-34）1.按年产量估算：按年产量估算：（1）全年需要电量）全年需要电量Wa为：为：式中：式中：A工厂年产量；工厂年产量； a单位产品耗电量。单位产品耗电量。（2）工厂有功计算负荷）工厂有功计算负荷Pc：式中：式中：Tmax工厂年最大负荷利用小时数。工厂年最大负荷利用小时数。 （3）按前面所学公式确定）按前面所学公式确定Qc、Sc和和Ic

52、等。等。（三）按年产量或年产值估算（三）按年产量或年产值估算2.按年产值估算：按年产值估算：（1）全年需要电量为：）全年需要电量为：式中：式中： B工厂年产值；工厂年产值； b单位产值耗电量。单位产值耗电量。（2）按上述公式分别求出：）按上述公式分别求出：Pc、Qc、Sc和和Ic等。如等。如u说明：说明：以上三种方法中，以逐点计算法较为准确，后两者虽然简便，以上三种方法中，以逐点计算法较为准确，后两者虽然简便，但只能用于估算，不能作为计算负荷的依据。但只能用于估算，不能作为计算负荷的依据。（2-35）（2-36）（2-37）（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（四）工厂功率因数、无功

53、补偿及补偿后的计算负荷1.工厂的功率因数：工厂的功率因数：分三种：分三种：(1)(1)瞬时功率因数：瞬时功率因数：是随时变化的。是随时变化的。由功率因数表实测，或由功率表、由功率因数表实测，或由功率表、电压表和电流表的读数计算出：电压表和电流表的读数计算出：（2-38）(2)(2)平均功率因数：平均功率因数：对已投产一年以上的用电单位，根据电能消耗量对已投产一年以上的用电单位，根据电能消耗量计算：计算：（2-39）式中：式中：Wp、Wq分别为某一时间内消耗的有功或无功电能，分别分别为某一时间内消耗的有功或无功电能，分别由有功或无功电度表计量（由有功或无功电度表计量（kWh或或kvarh) )。

54、(3)(3)最大负荷时的功率因数：最大负荷时的功率因数：即年最大负荷（计算负荷）时的功率因即年最大负荷（计算负荷）时的功率因数。按下式求得：数。按下式求得：（2-40？）式中：式中：Pc、Qc、SC有功、无功、视在计算负荷（有功、无功、视在计算负荷（Kw) )；230230303030cosQPPSPSPcc（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷1.工厂的功率因数工厂的功率因数u三种功率因数的关系是：三种功率因数的关系是：既有联系，又彼此区别。既有联系，又彼此区别。（1）瞬时功率因数：）瞬时功率因数：反映某一瞬时功率因数的大小。反映某一瞬时

55、功率因数的大小。可用于检测和确定手动投、切并联补偿电容量的多可用于检测和确定手动投、切并联补偿电容量的多少。少。（2 2）最大负荷时的功率因数：）最大负荷时的功率因数：主要用于设计计算补主要用于设计计算补偿容量。偿容量。（3）平均功率因数：）平均功率因数：我国供电企业收取电费时，规我国供电企业收取电费时，规定按月平均功率因数高低进行调整。例如：高于规定按月平均功率因数高低进行调整。例如：高于规定值时可减收电费；低于规定值时则要加收电费。定值时可减收电费；低于规定值时则要加收电费。（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷2.低功率因数的影响：低

56、功率因数的影响： 1)1)使发电、配电设备的容量得不到充分利用；使发电、配电设备的容量得不到充分利用； 2)2)增大线路电压损耗，影响供电质量；增大线路电压损耗，影响供电质量； 3)3)增大电能损耗，降低输电效率增大电能损耗，降低输电效率 4)4)增大线路截面，增加有色金属消耗。增大线路截面，增加有色金属消耗。 3.提高功率因数的途径：提高功率因数的途径： 电力负荷通常是感性的，最经济有电力负荷通常是感性的，最经济有效的措施是：效的措施是：并联电力电容器，人工补并联电力电容器，人工补偿无功功率。偿无功功率。 (1)(1)并联电容器的补偿原理：并联电容器的补偿原理：如图如图2-8所示，所示， 与

57、与 反相位，反相位，起相互抵消作用起相互抵消作用。如图如图2-9所示，由于所示，由于 被被 部部分抵消，总电流减小，总功率因分抵消，总电流减小，总功率因数提高。但数提高。但原感性负荷的工作状原感性负荷的工作状态无任何改变。态无任何改变。这是补偿的前提。这是补偿的前提。CILICILI（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷(2)(2)无功补偿三种类型：无功补偿三种类型：按图按图2-9分析。分析。欠补偿：欠补偿：IcIL ， 为正角。为正角。全补偿：全补偿：IcIL ， =0。过补偿：过补偿： IcIL ， 为负角。为负角。u说明：说明：cos

58、 0.95后：后：欲再提高功率因数，并联电容量将增加很多，功率因欲再提高功率因数，并联电容量将增加很多，功率因数提高较少，既不必要，也不经济数提高较少，既不必要，也不经济（可通过计算证明，略）。（可通过计算证明，略）。过补偿：过补偿：更是得不偿失。更是得不偿失。因此，因此，实际工程设计及应用中，总是采取欠补偿，实际工程设计及应用中，总是采取欠补偿，仅将仅将cos提高到提高到0.90.95。提高功率因数提高功率因数不仅对供电部门有益，不仅对供电部门有益，对电力用户也有经济意义。对电力用户也有经济意义。（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷4.

59、并联电容器容量与数量的选择：并联电容器容量与数量的选择：u分析：分析：如图如图2-10所示。所示。经补偿，经补偿，Pc不变；不变；QcQc；ScSc；coscos ；相应地，；相应地，Ic 。1）无功补偿容量与）无功补偿容量与“比补偿量比补偿量”：式中：式中： 叫做叫做“比补偿量比补偿量”或或“补偿补偿率率”。2）并联电容器数量的选择：）并联电容器数量的选择：根据单只电容器容量根据单只电容器容量qc计算如下：计算如下：（2-41）（2-42）u注意：注意：.若选用单相电容器，个数应为若选用单相电容器，个数应为3的整倍数，以利三相均衡分配。的整倍数，以利三相均衡分配。.电容器个数和容量，尽可能与

60、国标的无功功率补偿屏（柜）规格一致。电容器个数和容量，尽可能与国标的无功功率补偿屏（柜）规格一致。.若实选与计算补偿容量不一致，以实选容量为准。若实选与计算补偿容量不一致，以实选容量为准。（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷（四）工厂功率因数、无功补偿及补偿后的计算负荷5.无功功率补偿后的计算负荷：无功功率补偿后的计算负荷：u装设无功补偿装置后，其装设地点之前的计算负荷：装设无功补偿装置后，其装设地点之前的计算负荷：1）有功计算功率保持不变。）有功计算功率保持不变。2）改变后的无功计算功率）改变后的无功计算功率Qc：3）改变后的视在计算功率）改变后的视在计算功率Sc：式中：式中：Qc