常用的用电负荷计算

1、第二章负荷计算第一节负荷分类和供电要求一、负载1.负荷负荷，也称为负荷，是指发电机或变电站向用户提供的电力。测量的是通过电气设备(发电机、变压器和线路)的功率或电流，而不是它们的阻抗。2.满载满载也称为满载，这意味着负载刚刚达到电气设备铭牌上规定的值。3.最大负载最大负荷，有时称为峰值负荷，是指一段时间内系统或设备的最大负荷值。4.最低负载又称低谷负荷，是指一段时间内系统或设备功耗的最小负荷值。二、负荷的分类1.根据负载特性进行分类(1)连续工作负荷。(2)短期工作负荷。(3)重复的短期工作负荷。2.根据电源对象分类(1)照明负荷。(2)民用建筑照明。(3)通信和数据处理设备的负载。三、负荷分

2、类电力负荷应根据供电的可靠性和政治、经济方面供电中断造成的损失或影响程度分为一次负荷、二次负荷和三次负荷。1.主荷载以下情况都是主要负载：(1)电源中断会造成人身伤害或死亡。(2)电力供应中断将产生重大的政治影响。(3)供电中断会造成巨大的经济损失。(4)供电中断会造成公共场所的严重混乱。对于一些特殊的建筑，如重要的交通枢纽、重要的交通枢纽、国宾馆、人口集中的国家级公共场所等。主要负荷尤为重要。供电中断会影响实时处理计算机和计算机网络的正常运行，或者供电中断后会发生爆炸、火灾和严重中毒的一次负荷也是一个特别重要的负荷。2.二次负荷以下情况都是二次负载：(1)电力供应的中断会造成巨大的政治影响。

3、(2)供电中断会造成巨大的经济损失。(3)供电中断会造成公共场所的混乱。3.三级负荷不属于一类和二类的电力负荷。四.电源要求1.一次负荷的供电要求(1)电源应使用两个独立的电源。当一个电源出现故障时，另一个电源不应同时损坏。当一次负荷容量较大或有高压电气设备时，应采用两个高压电源。如果一次负荷容量不大，应优先选择从电力系统或附近机组获得的二次低压电源，也可使用应急发电机组。如果主要负载仅为照明或电话站负载，则应使用牲畜电池组作为备用电源。一次负载的两个电源应在末级配电盘(箱)处切换。(2)除上述两种电源外，一次负荷中特别重要的负荷必须增加应急电源。为了保证特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入

4、应急供电系统。(3)常用应急电源如下：1)独立于正常电源的发电机组。2)供电网络中独立于正常供电的特殊馈线。3)牲畜电池。(4)根据允许的中断时间，可选择以下应急电源：1)静态交流不间断电源装置适用于允许电源中断几毫秒的电源。2)具有独立于正常电源的自动投入装置的特殊馈电电路适用于中断时间超过1.5s的电源3)快速自启动柴油发电机组适用于可中断15秒以上的供电。2.二次负载的电源要求电力变压器故障或公共线路故障时，电源不应中断(或中断后可迅速恢复)。二次负载应使用两个电源，或者使用两个电路将其发送到适当的配电点。当配电系统低压侧为单母线段，母联断路器采用自动投切方式时，单回路供电可靠、可靠3.

5、三级负载的电源要求对电源没有特殊要求。当三级负荷为主负荷，但有少量一级负荷供电时，二级电源可采用自备应急发电机组或逆变器作为一级负荷的备用电源。第二节负荷计算一、负荷曲线在一定时间内代表平均功率随时间变化的图形称为负载曲线。(1)分类1)根据纵坐标指示的不同功率，分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；2)根据横坐标时间不同分为日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线。(2)意义负载曲线的物理含义是由阶跃曲线包围的区域代表负载的每日电力需求(电力消耗)。负载曲线越稳定，负载变化越小；负载曲线波动越大，负载变化越大。(3)功能图2-1阶梯形日有功功率曲线负荷曲线不仅反映了设备或用户的用电规律，也可作为变电站设

6、计的参考。设计时，用户不投入运行，不能根据实际情况得到负荷曲线。一般情况下，负荷曲线是参照相关的标准负荷曲线或现有的具有类似性质的企业的典型负荷曲线绘制的。二、需求系数1.定义由于电气设备的额定工作条件不同，所有电气设备不会同时一起工作；一起工作的设备不会全部满负荷运行；同时，设备和线路有功率损耗；所有这些因素结合在一起，决定了系统中的最大负载和整个系统中电气设备的总容量之间的差异。前者比后者小，二者之比就是需求系数。负载曲线的最大负载pmax(kw)需求系数=333543543354333100%这组电气设备的设备容量总和(千瓦)需求系数表示配电系统中所有电气设备同时运行(用电)的程度，或所

7、有电气设备同时使用的程度。通常，它的值小于1，当所有电气设备同时连续满负荷运行时，它只能是1。(2)构成1)同时工作系数：同时工作系数kt反映运行电气设备的设备容量与最大负荷下所有电气设备的总设备容量之比；2)负荷系数：运行中的电气设备的实际所需功率与运行中的电气设备的总设备容量之比，由最大负荷时的负荷系数kf来反映；3)平均效率：每台电气设备在工作时都有一定的功率损耗，计算负荷时应考虑一个电气设备组的平均效率hd；4)线路效率：当电力传输到向每个电气设备组供电的线路时，会发生线路的功率损耗，因此在计算负荷时应考虑线路效率hl；5)工作系数：加工条件和工人的操作水平也会影响电气设备的实际功率，

8、因此负荷计算中应考虑工作系数kg。综合考虑上述因素后，用需求系数kx表示ktkfkgkx=hd.hl表2-1和2-2给出了每个电气设备组的需求系数和功率因数。表2-1施工现场常用电气设备组的需求系数和功率因数用电设备组名称需求系数kx功率因数cosjtgj通风机和泵传送带，传送带混凝土和砂浆搅拌机破碎机、筛子、泥浆泵、砾石清洗机起重机、挖掘机、电梯电焊机建筑内部照明现场住宅和办公室照明变电所室外照明0.750.850.520.600.650.700.700.250.450.800.400.700.500.701.00.800.750.650.700.700.451.01.01.01.00.75

9、0.881.771.021.021.980000表2-2民用建筑常用电气设备组的需求系数和功率因数电气设备组的名称需要系数kx功率因数cosj评论照明设备0.70.80.90.95(当地补偿后)冷冻机房0.650.750.8锅炉房、热力站0.650.750.75水泵房0.60.70.8迷0.60.70.8电梯0.180.220.8交流梯子厨房0.350.450.85洗衣间0.30.350.85窗户空调0.350.450.8舞台照明100 200千瓦超过200千瓦0.610.512.计算负荷的概念(1)定义：根据加热条件选择电气设备的假定负荷，其热效应应等于实际可变负荷产生的最大热效应。根据计算

10、负荷，运行中的导体或电器的最高温升不得超过导体或电器的允许温升值。(2)物理意义：电阻为r的导体在一定时间内通过可变负载，其最大温升达到t值。如果该导体同时通过恒定负载，其最大温升也达到t值，则该恒定负载称为可变负载的“计算负载”，即“计算负载”相当于实际可变负载的最大温升。一般来说，由半小时平均负荷绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷。根据加热条件选择电气设备的基础是pj(qj、sj或ij)。第三，用“需求系数法”计算负荷需求系数法一般适用于电气设备组计算中设备容量相差不大的情况，其特点是计算简单。1.设备能力的概念供电系统中电气设备的铭牌上标有额定功率，但当设备的额定工作条件不同时，

11、设备的实际输出功率不等于铭牌上的额定功率。额定功率是电气设备铭牌上标明的功率。它是制造商根据电压等级要求允许输出的机械功率，即在该功率下电气设备的温升不会超过允许的温升。设备容量，又称设备功率，是指转换为统一工作制的“额定功率”，用pe表示，即当电气设备上指示的临时负荷率不等于标准临时负荷率时，额定功率应转换为标准临时负荷率。2.电气设备工作系统的划分电气设备根据工作系统分为三种类型：(1)长期工作制(s1):即连续运行工作制，即设备在规定的环境温度下连续运行，设备任何部分的温升不超过允许值；(2)短时工作制(s2):即短时运行工作制，即设备运行时间短，休息时间长，设备在工作时间内的发热量不足

12、以达到稳定的温升，但足以在休息时间内冷却至环境温度；(3)间歇工作制(s3):即重复短时工作制，即设备以间歇方式重复工作，工作时间(tg)和休息时间(tr)交替，用临时负荷率(jc%或e)表示(本书采用e)，定义为工作时间tge %=100%=100%工作周期根据国家技术标准，占空比tg tr以10分钟为基准，起重专用电机(yz、yzr系列)的标准临时负载率分别为15%、25%、40%和60%，并按40%占空比制标注在铭牌上；电焊设备的标准临时负荷率分别为50%、65%、75%和100%。3.电力负荷计算程序图2-2供电系统代表点电力负荷计算图一般来说，每一点的计算量是按照图中g、f、e、d、

13、c、b、a的顺序逐步确定的。4.单台设备供电的支线(图2-2中的g点)计算即电气设备的设备容量(pe)的确定。对于不同工作系统的电气设备，其设备容量应按以下方法确定：(1)长期工作电机的设备容量：等于其铭牌上的额定功率，千瓦。pe=pn(2)重复短时工作制电机的设备容量：指统一换算为临时负荷率e%=25%时的额定功率(千瓦)，即pe=pn=2pnpe型转换为e%=电机设备容量的25%，kw；e铭牌临时负载(3)电焊机和焊接设备的设备容量：指临时负荷率统一换算为e%=100%时的额定功率，即pe=pn=sncosjpe型转换为e%=焊接设备容量的100%，kw；e铭牌临时负载率，将百分比值代入公式；dc焊机铭牌额定功率，千瓦；交流电焊机铭牌额定视在功率，千伏安；cosj电焊机额定功率因数铭牌。(4)照明设备的设备容量1)白炽灯和碘钨灯的容量等于灯泡上标明的额定功率，千瓦。2)带镇流器荧光灯的设备容量为额定功率的1.2倍，千瓦，电子启动荧光灯的设备容量为荧光灯的额定功率。3)高压汞灯和金属卤化物灯的设备容量为额定功率的1.1倍，千瓦。(5)不对称单相负荷的设备容量1)多台单相设备应均匀分布在三相上；2)在计算范围内，如果单相设备总容量小于三相电气设备总容量的15%，可根据三相平衡考虑负荷分配；3)如果单相电气设备的不对称容量大于三相电气设备总容量