第三章 负荷计算
答 案
3-1 什么叫日负荷曲线和年负荷曲线？可分别从上面得到哪些参数？各参数之间的关系是什么？
答：负荷曲线是指用于表达负荷功率随时间变化的函数曲线 P=f （t ）或Q=f （t ）。在直角坐标系中，用纵坐标表示功率值，横坐标表示时间值。
日负荷曲线是以一昼夜24h 为时间范围绘制的负荷曲线。通过日负荷曲线，我们可以得到以下一些参数以及它们之间的相互关系：
（1）日电能耗量Wd （kw ·h ）：表示一天中所消耗的电能，即日负荷曲线所包含的面积：
Wd=
24
dt t P ）（
式中 P ——目负荷曲线上的瞬时功率，单位为kw ；
t ——时间单位为h 。
（2）最大功率Pmax （kw ）：表示负荷曲线上功率最大的一点的功率值。
（3）平均功率Pav （kw ）：表示日负荷曲线上日电能耗量与时间（24h ）的比值，即：
Pav=
24
Wd
（4）有功负荷系数a 为：a=
Pmax
Pav
通常 a ＝0.7～0.75。 （5）无功负荷系数β为：β=
max
Q Q av
通常β=0．76～0．82。
年负荷曲线的绘制年负荷曲线有两种。
（1）运行年负荷曲线，即根据每天最大负荷变动情况，按一年12个月365天逐天绘制， 绘制方法与日负荷曲线相同。
（2）电力负荷全年持续曲线，它的绘制方法是不分日月的时间界限，而是以全年8760h 为直角坐标系的横轴，以负荷为纵轴技大小依次排列绘成。
通过年负荷曲线，我们可以得到以下一些参数以及它们之间的相互关系： （1）年电能耗量Wa （kw ·h ）：表示年负荷曲线所包含的面积：
Wd=
?8760
dt t P ）（
（2）最大负荷Pmax （kw ）：表示年负荷曲线上出现的最大的负荷值。也即典型日负荷曲线上的最大负荷。
（3）年平均负荷Pav （kw ）：即全年消耗电能与全年时间8760h 的比值：
Pav=Wa ／8760
（4）年最大负荷利用小时数Tmax （h ）：若用户以年最大负荷Pmax 持续运行Tmax 小时即可消耗掉全年实际消耗的电能，则Tmax 称为年最大负荷利用小时数。
Tmax ＝Wa ／Pmax
3-2 用电设备的工作制指什么？负荷持续率是指什么？ 答：用电设备的工作制是指用电设备的持续工作特性。
用电设备的工作制有以下几种
（1）连续运行工作制（长期工作制）即电气设备投入工作的持续时间较长，负荷稳定，在工作时间内，电气设备截流导体可以达到稳定的工作温度。
（2）短时运行工作制（短时工作制）即电气设备的工作时间tw 短而停歇时间t 。长。在工作时间内，电气设备来不及达到稳定温度（θs ）就停止运行并开始冷却，其发热所产生的温升可以在停歇时间内冷却到周围的介质温度。
（3）断续运行工作制（反复短时工作制） 即电气设备以断续方式反复工作，其工作和停歇相互交替。
负荷持续率是指设备工作时间与工作周期之比，即
停歇时间
工作时间工作时间
持续率+=
3-3 什么是最大负荷利用小时数？什么是最大负荷损耗小时？二者之间的关系是什么？ 答：年最大负荷利用小时数Tmax （h ）：若用户以年最大负荷Pmax 持续运行Tmax 小时即可消耗掉全年实际消耗的电能，则Tmax 称为年最大负荷利用小时数。
Tmax ＝Wa ／Pmax
Tmax 的大小反映了变配电设备利用率的大小和用户负荷平稳的程度。
3-4 什么是计算负荷？什么是尖峰负荷？为什么在工程上使用30min 最大等效负荷作为计算负荷？
答：计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同时间内实际变动负荷所产生的热效应相
等。
尖峰负荷是指平滑日负荷曲线上持续l 一2S 最大负荷、尖峰负荷的产生主要是因为电动机的起动、冲击性负荷的投入等造成的、尖峰负荷对应的尖峰电流以Ipk 表示。
为什么要以30mln 作为确定计算负荷的依据呢？当通过载流导体的电流过大时由于发热，导体温度会持续上升，直至被损坏当正常工作电流通过载流导体时，导体发热达到某一热平衡状态，此时导体温度也相应升高到某一可以允许的较高的温度值。分析表明，载流导体一般经过（3一4） r （为发热时间常数），即能达到稳定温度而导体的 r 一般为 10一30m ．n 左右，因此达到稳定温度需30一120mln 时间、为7保证当载流导体上长期通过计算电流时的最高稳定温度不超过其允许温度因此取负荷曲线上的3Dmll 最大负荷作为计算负荷其实是一种较为保守的取法，它是以发热时间常数较短的导体达到热平衡的时间为取值依据、在负荷曲线匕，时间值取得越短，最大的等效负荷（即计算负荷）就越大。 3-5 负荷计算方法中，需要系数、二项式系数、利用系数、附加系数分别有什么物理意义？ 答：将计算负荷与电气设备总容量的关系表达加下
Pc = Kd ΣPi
认为造成P C 和∑P 之间差异的因素有：
（1）并非供电范围内的所有用电设备都会同时投入使用、以同时系数K ∑表示。 （2）并非投入使用的所有电气设备任何时候都会满载运行、以负荷系数K L 表示。 （3）电气设备额定功率与输入功率不一定相等。以电气设备的平均效率ηc 表示。 （4）考虑直接向电气设备配电的配电线路上的功率损耗后。电气设备输入功率与系统向设备提供的功率不一定相同以线路的平均效率ηw1表示。
考虑上述因素得到的系数称为需要系数Kd 。因此需要系数可表达为
Kd =
1
w L
c K K ηη∑
二项式法认为计算负荷由两部分构成，一部分是由所有设备运行时产生的平均负荷胜b ∑PN ，另一部分是由于大型设备（容量最大的x 台）的投入产生的负荷cPx 。其中b ，C 称为二项式系数。二项式系数也是通过统计得到的数据。
利用系数Kx 定义为：
Kx ＝
∑=n
i Ni
av
P
P 1
一般情况下，当用电设备组确定后，其最大日负荷曲线也就确定了，要得到利用系数非常容易。它表示平均负荷与所有设备总的计算容量之间的比值。
附加系数Kad 定义为：
Kad =
av
C
P P Kad 表达了同类型、同容量用电设备组在负荷曲线上计算负荷与平均负荷差异的幅度。 3-6 不同的负荷计算方法的特点及适用范围如何？
答：（1）指标法中除了住宅用电量指标法外的其他方法一般只用作供配电系统的前期负荷估算。
（2）需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设备数量较多，且容量相差不大的情况。组成需要系数的同时系数和负荷系数都是平均的概念，若一个用电设备组中设备容量相差过于悬殊，大容量设备的投入对计算负荷起决定性的作用，这时用需要系数计算的结果很可能与大容量设备投入时的实际情况不符，出现不合理的结果。影响需要系数的因素非常多，对于运行经验不多的用电设备，很难找出较为准确的需要系数值。 （3）二项式法考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确的结果。
（4）利用系数法是通过平均负荷来求计算负荷，这种方法的理论依据是概率论与数理统计，因此是一种较为准确的计算方法。利用系数法的计算过程相对烦琐，但使用计算机进行计算时，这也不应成为问题。
（5）目前民用建筑用电负荷的二项式系数和利用系数经验值尚不完善，这两种方法主要用于工业企业的负荷计算。
3-7 在不同计算范围内用需要系数法进行负荷计算时，为什么要对负荷重新分组？ 答：因为需要系数是以电气设备的性质为分类原则得到的，所以使用时应首先对所要计算的设备进行规类。由于不同类型的设备的工作特点和负荷工作制是不同的，故进行负荷计算之前首先应该对不同类型的用电设备进行分类。
3-8 设某工厂断续运行工作制负荷有42kVA 电焊机一台（额定暂载率r ε为60%，r ?cos 为0.62，r η为0.85），39.6kW 的吊车一台（额定暂载率r ε为40%，r ?cos 为0.5）。试确定设备容量。 解：电焊机的容量
r r r r r r N S P P ηε?ε/cos ==kW 73.2385.0/%6062.042≈??=
吊车的容量 KW P P r r
N 09.50%406.3922≈??==ε
3-9 某低压供电线路，供电给大批生产的冷加工机床电动机，总容量为105kW ，其中大容量的电动机有7.5kW 2台，5.5kW 1台，4kW 5台。试分别用需要系数法和二项式法计算线路的计算负荷，并对结果进行分析。
解：利用需要系数法计算负荷()73.1,5.0cos ,25.0~18.0===??tg K d
kW P K P N d C 211052.0=?== kVar tg P Q c c 33.3673.121=?=?=?
kVA P S c c 425
.021
cos ===
? 利用二项式法计算负荷()73.1,5.0cos ,5,5.0,14.0=====??tg x c b
()KW
cP bP P x N C 95.28245.525.75.010514.0=?++??+?=+=KVA Pc Sc kVar tg P Q c c 9.575
.095
.28cos 08.5073.195.28===
≈?=?=??
分析：当含有大容量设备，且容量相差悬殊时，采用二项式法计算较好。
3-10 某全空调综合性大楼内有商场 6500m 2
，写字间 7000 m 2
，宾馆 8500 m 2
，试估算其计算负荷。
解：查表常见电能用户（含中央空调）的负荷密度指标（kW/m 2
），得
2/08.007.0m kW ～旅游宾馆=ρ，取2/07.0m kW =旅游宾馆ρ
2/15.012.0m kW ～商场=ρ，取2/12.0m kW =商场ρ
2/08.007.0m kW ～办公室=ρ，取2/07.0m kW =办公室ρ
所以该大楼的计算负荷为：
写字间办公楼宾馆旅游宾馆商场商场S S S P c ρρρ++=
kW 1510600007.0700007.0500012.0=?+?+?=
3-11 某26层住宅楼，其配电干线如图所示，每层5户，每户均为四室户。求A 、B 、C 、D 点的计算负荷。
解：查表3-5四室户的普通住宅用电负荷指标为6～7kW ，取6kW
A 点：5户 ∑K =（1～0.08）取0.91
B 1点：45户 ∑K =（0.63～0.54）取0.60 B 2点：45户 ∑K =（0.63～0.54）取0.60 B 3点：40户 ∑K =（0.63～0.54）取0.61
C 点：1户 ∑K =1
D 点：130户 ∑K =（0.54～0.46）取0.516 所以
A 点：5户 kW N K P CA 3.275691.0=??==∑β
B 1点：45户 kW N K P CB 16245660.01=??==∑β B 2点：45户 kW N K P CB 16245660.02=??==∑β B 3点：40户 kW N K P CB 4.14640661.03=??==∑β
C 点：1户 kW N K P CC 6161=??==∑β
D 点：130户 kW N K P CD 48.4021306516.0=??==∑β
3-12 某供电系统的380／220V 线路上，接有如表所列的用电设备，试求该线路上的计算负荷。
题3-12表
解：（1）计算接于线电压的单相设备的三相等效负荷
因为kW P 2323112=?=，kW P 2814223=?=，kW P 2211231=?=
所以311223P P P >>
kW P P P eq 66.7723)33(283)33(312231=?-+?=-+=
（2）计算接于相电压的单相设备的三相等效负荷
因为kW P 8421=?=，kW P 6322=?=，kW P 5513=?= 所以321P P P >>
kW P P eq 2483312=?==
（3）该线路上的计算负荷
kW P P P eq eq eq 66.1012466.7721=+=+=
3-13 一条长2km 的10kV 架空线路(km r /5.00Ω=,km x /4.00Ω=)向一台SC 8－1000／10／0.4的变压器供电，变压器联结组别为D ，yn11，变压器低压侧计算有功功率
kW P c 800为，9.0cos 为?，h T 3500
max =，试分别计算10kV 线路和变压器的功率损耗和电能损耗。
解：（1）查Page293附录10，4.10/10/10008=SC 的技术数据为：
W P 18000=?，W P k 10300=?，6%=k U ，1%0=I
变压器的功率损耗为：
KW W S
S P P P r c k T 94.9993810009.0/8001030018002
2
0≈≈???
?
???+=?
??
? ???+?=? ???
????
????
?
??+=?2
0100%100%r c
k r T S S
U I S Q ar KV 40.5710009.0/8001006100110002≈????
??????? ???+?=
由h T 3500max =，查Page69图3-11曲线9.0cos =?，得h 2000max =τ。变压器的电能损耗为：
度34079200010009.0/8003.1087608.12
max
2
0≈????
?
???+?=???
? ???+?=?T S
S P t P W r c
k w T （2）计算10kV 线路的功率损耗和电能损耗
A U P I C c 32.519
.0103800cos 3≈??=
=
?
Ω=?==125.00l r R ，Ω=?==8.024.00l x X
kW W R I P C W 90.77901132.51332
2≈≈??==? kVar Var X I Q C W 32.663218.032.513322≈≈??==? 度332max 21080.151********.5133?≈????==?-τR I W C W
3-14 某变压器型号规格为SC 8－800／10／0.4，联结组别为D ，yn11，变压器低压侧计算有功功率kW P c 620为，计算无功功率var 465k Q c 为，若要求将变压器10kV 侧的功率因数补偿至0.9，问此时变压器低压侧母线上应并联多大容量的电容器？ 解法一：8.0465
620620cos 2
2
2
2
1=+=
+=
C
C C Q
P P ?
()()KVar tg tg tg tg P Q C CC 72.1649.0arccos 8.0arccos 62021≈-?=-=??
解法二：查Page54，75.0~7.0=α取0.75，82.0~76.0=β取0.82
kW P P c av 46562075.0=?==α var 3.38146582.0k Q Q c av =?==β
77.03
.381465465cos 2
2
2
2
1≈+=
+=
av
av av Q P P ?
()()KVar tg tg tg tg P Q av CC 09.1569.0arccos 77.0arccos 46521≈-?=-=??
3-15 如某变电站的计算负荷为 2400kW ，平均功率因数为 0.67。如果要使其低压侧功率因数提高到0.93。若在0.4kV 侧固定补偿，需要补偿的容量为多少？如果采用BW0.4-14-3型三相电容器（Q r =14kvar ），需装设多少个？补偿前后的视在功率分别为多少？若在 0.4kV 侧自动补偿呢？ 解：固定补偿
()()2121??α??tg tg P tg tg P Q c av CC -=-=
()KVar tg tg 128393.0arccos 67.0arccos 2400
75.0≈-?=
9214
1283
≈==
r CC Q Q N (个) 补偿前：KVA P S av av 57.268667.0/240075.0cos /1≈?==? 补偿后：()
2
12
2cc av av av
Q tg P P P -+=
??
()
()
93.0149267.0arccos 240075.0240075.02400
75.02
2
≈?-??+??=
tg
KVA P S av av 48.193593.0/240075.0cos /2≈?==?
自动补偿
()()KVar tg tg tg tg P Q c CC 66.171093.0arccos 67.0arccos 240021≈-?=-=??
12314
66.1710≈==
r CC Q Q N 个 补偿前：
KVA P S c c 358267.0/2400cos /1≈==?
()
()
93.01412367.0arccos 240024002400
cos 2
2
2
12
2≈?-?+=
-+=
tg Q tg P P P cc C C c
??
补偿后：KVA P S c c 258093.0/2400cos /2≈==? 3-16 城市规划中用电负荷的预测方法有哪些？各适合什么情况？
答：（1）电力弹性系数法：电力弹性系数E 是用电量的平均年增长率αw 与国民经济生产总值的年平均增长率的总和αe 的比值。即：α
α
e
W =
E
（2）回归分析法：回归析法是在对历史数据进行综合分析其发展趋势的基础上，建立恰当的数学模型，用历史数据确定数学模型的参数，然后用该数学模型来进行Tn 年份的预测。 （3）增长率法：实践经验表明，用电量与年度之间有着明显的稳定增长趋势，可用下式求出用电量的年平均增长率：
(
)
1-+=-δαn
n m m
W W
（4）人均用电指标法：以人均用电指标进行计算时，年用电量W 为：
W=dP
（5）横向比较法：将预测的结果，同采用国外预测方法进行预测所得到的结果比较，分析差距及其原因，作参考预测。
（6）负荷密度法：以负荷密度进行计算时，年用电量W 为W=DA （7）单耗法：A.用产品单耗法预测年用电量W ：∑==
n
i i
i
T
W W 1
B.用产值单耗法预测年用电量W ：∑==
n
i i
i
T
M W 1
适用情况：电力弹性系数法、增长率法、回归分析法，主要根据历史统计数据，进行分析而建立的预测数学模型，多用于宏观预测城市总用电负荷或校核中远期的规划负荷预测值，以上各种方法可同时应用、并相互进行补充校核。负荷密度法、单耗法则适用于分项分类的局部预测，用以上方法预测的负荷可用横向比较法进行校核、补充。而在城市详细规划阶段，对地域范围小的居住区、工业区等局部范围的负荷预测则多采用单位面积负荷指标法。 3-17 某配电箱向7台风机供电，试计算其尖峰电流。风机的参数如表所示，需要系数取0.7。
题3-17
解：A I I I n c st pk 4.1395)160280140342210210(7.0456)1(max =+++++?+=+=-∑? 3-18 某饭店的一组负荷内有空调风机的设备容量为35KW ，电加热器的设备容量为18KW ，照明设备容量为40KW ，采用同一线路供电，试求这一供电线路上的有功、无功、视在计算负荷及计算电流。
解：查表可得空调风机组需要系数：75.01,8.01cos ,75.0===??tg Kd 电加热器组的需要系数：2.02,98.02cos ,8.0===??tg Kd 照明设备组需要系数：75.03,8.03cos ,8.0===??tg Kd
空调风机：KW Pn Kd Pc 25.263575.011=?=?=
KVar tg Pc Qc 7.1975.025.26111=?=?=?
电加热器：KW Pn Kd Pc 4.14188.022=?=?=
KVar tg Pc Qc 9.22.04.14222=?=?=?
照明设备：KW Pn Kd Pc 32408.033=?=?=
KVar tg Pc Qc 2475.032333=?=?=?
KVar
Qc Qc Qc Qc KW Pc Pc Pc Pc 6.46249.27.193217.72324.1425.26321=++=++==++=++=∴总的无功计算负荷为：总的有功计算负荷为：
视在计算负荷为：KVA Sc Qc Pc
35.8656.217129.5285.2
2
=+=+=
计算电流为：u N
Sc Ic 3=
=
A 2.131380
732.135
.86=?
3-19 有一台电焊机，容量为20KW （额定暂载率εr 为25%，cos ?0.7），两台皮带传输机，每台功率为5KW （额定暂载率εr 为40%，cos ?0.75），接于380V 线路上，求三相等效负荷。 解：
KW
r P Pe KW r S Pe 6.12%402522277.0%2520cos 1=???===??==εε?εε
两组设备分别跨接在ab,bc 上，所以三相等效负荷为
KW Pem Pelm Ped 7.307)33(6.123)33(3=?-+?=-+=
所以三相等效负荷为30.7KW 。
3-20 某ST 型电力变压器额定容量为800KVA ，一次电压为10KV ，二次电压为0.4KV ，低压侧有功计算负荷为600KW ，无功计算负荷为330Kvar 。试求其高压侧有功计算负荷和无功计算负荷。 解：查表得5%,5.2%,5.7,4.1=?==?=?
????u I P P
K T O T N CU T
O KW KW
变压器低压侧视在计算负荷为
KVA c S Q
P C
C 6802330600
2
2
222
2=+=
+=
所以变压器的有功损耗为：
KW
N C S S P P P T
N CU T O T 8.65.74.128006802
2
=+=?+?=???
? ?????
? ?????
变压器的无功损耗为：
?
??
? ?????+
?=??S S S u S
I Q N C N
K N
T
O T
2100
%100
%
2
KVar 9.488001005
8001005.2800
6802
=??+?=
??
? ?
? 因此变压器高压侧的有功计算负荷为：
KW
P P P
T C C
78.6068.660021=+=?+=
变压器高压侧的无功计算负荷为：
KVar Q Q Q
T
C
C
9.3789.4833021=+=?+=
3-21 某变电站的计算负荷为2400KW ，平均功率因数为0.67，如果要使其低压侧功率因数提高到0.93，若在0.4KV 侧固定补偿，需要补偿的容量是多少？如果采用BW0.4-14-3型三相电容器（Qr=14Kvar ），需要装设多少个？补偿前后的视在功率分别为多少？ 答：
()()KVar
KVar
KVar
tg KVar tg KW
N KVar
KW tg tg tg tg tg tg Q p S
Q p
S Q P Q P Q P P Q
Q P Q
C
av
C
c
av C
CC
av C
C
av av
C C av R
CC av av C CC
av av 33.1935'56.2686711'4.1994108.118001800240075.092
144
.12834.1283395.0108.1240075.0)(395
.0)93.0(arccos 108.167.0arccos 711
1800'4.19941800
2
2
2
22
2
2
21
1
2
12
1=+=
+=
=+=
+==-==?===?=====∴=-??=-=====???
?
?
?ααα：
需装设的电容器个数为需要补偿的容量：
临时用电负荷计算实例 一、用电负荷运算： 现场用电设备： 1、卷扬机3台（7.5KW）22.5 KW 2、砂浆机3台（3KW）9KW 3、加压泵1台（5.5KW） 5.5K W 4、介木机4台（3KW）12K W 5、振动器3台（1.1KW） 3.3K W 6、电焊机1台（25.5KW）25.5 KW 7、镝灯4支（3.5KW）14K W 8、碘钨灯10支（1KW）10K W 9、其他用电10（KW）10K W 10、生活用电10（KW）10K W 施工现场用电设备的kx、cos、tg 1、卷扬机kx=0.3 cosφ=0.7 tgφ=1.02 2、砂浆机kx=0.7 cosφ=0.68 tgφ=0.62 3、加压泵kx=0.5 cosφ=0.8 tgφ=0.75 4、介木机kx=0.7 cosφ=0.75 tgφ=0.88
5、振动器kx=0.65 cosφ=0.65 tgφ=1.17 6、电焊机kx=0.45 cosφ=0.87 tgφ=0.57 7、镝灯kx=1 8、碘钨灯kx=1 9、其他用电kx=1 10、生活用电kx=1 有功荷载运算： 1、卷扬机Pj1=Pj×kx=22.5kw×0.3=6.75kw 2、砂浆机Pj2=Pj×kx=9kw×0.7=6.3kw 3、加压泵Pj3=Pj×kx=5.5kw×0.5=2.75kw 4、介木机Pj4=Pj×kx=12kw×0.7=8.4kw 5、振动器Pj5=Pj×kx=3.3kw×0.65=2.15kw 6、电焊机Pj6=Pj×kx=25.5kw×0.45=11.48kw 7、镝灯Pj7=Pj×kx=14kw×1=14kw 8、碘钨灯Pj8=Pj×kx=10kw×1=10kw 9、其他用电Pj9=Pj×kx=10kw×1=10kw 10、生活用电Pj10=Pj×kx=10kw×1=10kw 无功荷载运算： 1、卷扬机Qj1=Pj1×tgφ=6.75kw×1.02=6.89 KV AR 2、砂浆机Qj2=Pj2×tgφ=6.3kw×0.62=3.91 KV AR 3、加压泵Qj3=Pj3×tgφ=2.75kw×0.75=2.06 KV AR
需要系数法确定计算负荷： 建筑电气图中：Pe，Pj，Ij，Kx，cosφ各代表什么 建筑电气图中：Pe设备容量，Pjs计算容量，Ijs计算电流，Kx需要系数，cosφ功率因数Pjs=Kx*Pe. Ijs=Pjs/(1.732*Ue*cosφ) , ue=380v -------------------------------------------- 关于：Pjs=Pe*Kx (单相)Ijs=Pjs/0.22CosΦ = (Pjs * 4.5454)/ CosΦ (三相)Ijs=Pjs/0.38*1.732*CosΦ(1.732为3开根号)=( Pjs*1.5193)/CosΦ 上面式中:Pe----负荷总功率；Kx----需用系数；CosΦ---功率因数。 另外也可以根据我提供的符合计算程序进行计算； --------------------------------------------- 负荷计算的目的是为了合理地选择导线截面，确保电气线路和设备经济、安全地运行。常用计算负荷的方法中有“需要系数”法，该法较简单、 精确度较高，且是实用的工程计算方法，因而得到广泛的应用。 一、电器负荷的计算 确定了各用电设备容量之后，将各用电设备分类，即将感性负荷与纯阻性负荷分类。现在民宅中的感性负荷主要有洗衣机、空调器、电冰箱、电风扇、荧光灯中的电感性镇流器；纯阻性负荷主要有电饭（火）锅、电热水器、电热取暖器、白炽灯、加热器等。要进行分类计算。 有功计算负荷等于同类用电设备的容量总和乘以一个需要系数，即 Ｐｊｓ＝Ｋｘ?∑Ｐｅ 式中Ｐｊｓ——有功计算负荷（ｋＷ） ∑Ｐｅ——同类设备的总容量（ｋＷ） Ｋｘ——设备的需要系数，它表示不同性质的民宅对电器负荷的需要和同时使用的一个系数，与用电设备的工作性质、使用效率、数量等因素有关。附表是推荐值，仅供参考。 二、工作电流的计算 由于各类用电设备的功率因素不完全相同，又存在感性负荷和纯阻性负荷，因此应分开计算。 １．计算电流 Ｉｊｓ＝Ｐｊｓ／Ｕｃｏｓ∮ ------------------------------- 电气负荷计算方法与公式 负荷计算的目的是为了合理地选择导线截面,确保电气线路和设备经济、安全地运行。常用计算负荷的方法中有“需要系数”法,该法较简单、精确度较高,且是实用的工程计算方法,因而得到广泛的应用。 一、电器负荷的计算 确定了各用电设备容量之后,将各用电设备分类,即将感性负荷与纯阻性负荷分类。现在民宅中的感性负荷主要有洗衣机、空调器、电冰箱、电风扇、荧光灯中的电感性镇流器;纯阻性负荷主要有电饭(火)锅、电热水器、电热取暖器、白炽灯、加热器等。要进行分类计算。 有功计算负荷等于同类用电设备的容量总和乘以一个需要系数,即 Pjs=Kx?∑Pe 式中Pjs——有功计算负荷(kW)
负荷计算方法 供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。 一、设备容量的确定 用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率P N ，该功率是指用电设备（如电动机）额定的输出功率。 各用电设备，按其工作制分，有长期连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类。因而，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率P N μ。 （一）长期连续工作制 这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。机床电动机，虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。 对长期工作制的用电设备有 P N μ=P N （2－9） （二）短时工作制 这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间相当长。如煤矿井下的排水泵等。 对这类用电设备也同样有 P N μ=P N （2－10） （三）短时连续工作制用电设备 这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。如此反复运行，而工作周期一般不超过10分钟。如电焊机、吊车电动机等。断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。 负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示 0100%100%t t T t t ε=?=?+ （2－11） 式中 T ——工作周期，s ； t ——工作周期内的工作时间，s ； t 0——工作周期内的停歇时间，s 。 断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率的。 应该注意：同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的设备容量（铭牌容量）必须换算为同一负荷持续率下的容量才能进行相加运算。并且，这种换算应该是等效换算，即按同一周期内相同发热条件来进行换算。由于电流I 通过设备在t 时间内产 生的热量为I 2Rt ，因此，在设备电阻不变而产生热量又相同的条件下，I ∝ 备容量P ∝I 。由式（2－11）可知，同一周期的负荷持续率ε∝t 。因此，P ∝
平流式沉淀池的基本要求有哪些 平流式沉淀池表面形状一般为长方形，水流在进水区经过消能和整流进入沉淀区后，缓慢水平流动，水中可沉悬浮物逐渐沉向池底，沉淀区出水溢过堰口，通过出水槽排出池外。 平流式沉淀池基本要求如下： (1)平流式沉淀池的长度多为30～50m，池宽多为5～10m，沉淀区有效水深一般不超过3m，多为2．5～3．0m。为保证水流在池内的均匀分布，一般长宽比不小于4：1，长深比为8～12。 (2)采用机械刮泥时，在沉淀池的进水端设有污泥斗，池底的纵向污泥斗坡度不能小于0．01，一般为0．01～0．02。刮泥机的行进速度不能大于1．2m／min，一般为0．6～0．9m／min。 (3)平流式沉淀池作为初沉池时，表面负荷为1～3m3／(m·h)，最大水平流速为7mm／s；作为二沉池时，最大水平流速为5mm／s。 (4)人口要有整流措施，常用的人流方式有溢流堰一穿孔整流墙(板)式、底孑L人流一挡板组合式、淹没孔人流一挡板组合式和淹没孔人流一穿孔整流墙(板)组合式等四种。使用穿孔整流墙(板)式时，整流墙上的开孔总面积为过水断面的6％～20％，孔口处流速为0．15～0．2m／s，孔口应当做成渐扩形状。 (5)在进出口处均应设置挡板，高出水面0．1～0．15m。进口处挡板淹没深度不应小于0．25m，一般为0．5～1.0m；出口处挡板淹没深度一般为0．3～0．4m。进口处挡板距进水口0．5～1．0m，出口处挡板距出水堰板0．25～0．5m。 (6)平流式沉淀池容积较小时，可使用穿孔管排泥。穿孔管大多布置在集泥斗内，也可布置在水平池底上。沉淀池采用多斗排泥时，泥斗平面呈方形或近于方形的矩形，排数一般不能超过两排。大型平流式沉淀池一般都设置刮泥机，将池底污泥从出水端刮向进水端的污泥斗，同时将浮渣刮向出水端的集渣槽。 (7)平流式沉淀池非机械排泥时缓冲层高度为0．5m，使用机械排泥时缓冲层上缘宜高出刮泥板0．3m。 例：某城市污水处理厂的最大设计流量Q=0.2m3/s，设计人数N=10万人，沉淀时
空调工程负荷计算实例 七十年代末空调工程负荷用瞬变传热计算代替了稳定传热计算七十年代末空调工程负荷用瞬变传热计算代替了稳定传热计算，，并且区分了得热和负荷的概念了得热和负荷的概念。。八十年代出版的所有空调书籍八十年代出版的所有空调书籍，，如空气调节工程如空气调节工程、、空气调节设计手册调节设计手册、、暖通空调常用数据手册暖通空调常用数据手册、、高层建筑空调与节能等皆引用了动态负荷计算负荷计算。。动态负荷在围护结构方面的计算显得比较繁琐动态负荷在围护结构方面的计算显得比较繁琐，，即便是各种手册采用了一些简化手段用了一些简化手段，，计算工作量也较大计算工作量也较大。。计算软件的产生似乎解决了这一问题计算软件的产生似乎解决了这一问题，，但是应用上也不普遍但是应用上也不普遍，，只有估算最简便只有估算最简便，，捷径行路捷径行路，，人之通性人之通性，，慢慢地被它取而代之了而代之了。。但是估算的根基并不坚实但是估算的根基并不坚实，，偏于保守是不可避免的偏于保守是不可避免的，，总是顾虑怕估算的小了算的小了，，这也是可以理解的这也是可以理解的。。 1、空调工程第一个实例 图1是位于苏州地区旅馆建筑客房的标准层平面简图是位于苏州地区旅馆建筑客房的标准层平面简图，，层高3米，共十层共十层，，24墙两面抹灰墙两面抹灰，，客房为单层塑钢玻璃窗客房为单层塑钢玻璃窗，，面积6m 2，挂浅色窗帘挂浅色窗帘，，屋顶的传热系数为1.19W/m 2℃。客房要求设计干球温度25℃，2人间人间，，新鲜空气量为30m 3/人时人时，，室内平均用电量150W 。走道与楼梯间走道与楼梯间、、电梯间等公用部分电梯间等公用部分，，送冷风保持27℃，客房与走道的温差为2～3℃，可以忽略传热计算可以忽略传热计算，，因而客房的围护结构负荷只有外墙构负荷只有外墙、、外窗外窗、、屋顶等部分屋顶等部分。。从图1可看出可看出，，客房的围护结构的大小和朝向共有6种型式种型式，，并编号如下并编号如下：：1.南向南向，，2.北向北向，，3.西南向西南向，，4.西北向西北向，，5.东南向东南向，，6.东北向东北向。。对于顶层多了一个屋面对于顶层多了一个屋面，，编号为1-顶～6-顶。 应用动态传热计算应用动态传热计算，，其最大冷负荷与发生时刻列于表1。
习题与思考题 2-1 什么叫负荷曲线？负荷曲线有哪些类型？与负荷曲线有关的物理量有哪些？ 答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变化的曲线，它反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线有日负荷曲线和年负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有年最大负荷、年最大负荷利用小时、平均负荷和负荷系数。 2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 答：年最大负荷利用小时是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷 P或 max P持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年最大负荷是全年30 P。平均负中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,又叫半小时最大负荷 30 荷是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能a W 除以时间t的值。负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值，表征负荷曲线不平坦的程度。 2-3 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？ 答：电力负荷根据重要程度分为三个等级：一级负荷、二级负荷和三级负荷。 （1）一级负荷对供电电源的要求:一级负荷属于重要负荷，因此要求由两路独立电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源不会同时受到损坏； （2）二级负荷对供电电源的要求：二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台，每个回路应能承受住全部二级负荷； （3）三级负荷对供电电源的要求：三级负荷为不重要的一般负荷，因此对供电电源无特殊要求。 2-4 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 答：通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。 由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需要τ ~ 3，τ为发热时间常数。截面 （4 ） 在162 τ，因此载流导体大约经30min后可达到稳定温升值。 mm及以上的导体，其min 10 ≥
沉淀池沉淀去除率计算和表面负荷率确定的新方法 概述 在水处理过程中常利用沉淀池固液分离，尽管沉淀池型式各种各样，而去除水中悬浮颗粒的基本原理相同。在沉淀池设计时，常常用经验方法，如选用较长的沉淀时间或较低的表面负荷率等。显然，这些设计方法有可能使沉淀池相差很大。 众所周知，衡量沉淀池沉淀效果的好坏，表面负荷率是一个主要指标、是沉淀池设计的重要依据，利用简便的方法确定其值可以使计更趋合理。按照水中悬浮物性质、含量多少分类，常分为凝聚沉淀和非凝聚沉淀，分别采用等效沉淀曲线和累计分布曲线计算沉去除率。笔者发现这两种沉淀去除率计算方法可以统一为一种方法，大大简化了凝聚沉淀繁琐的计算过程。 2 凝聚、非凝聚沉淀去除率计算的统一 1946年，甘布(Camp)针对非凝聚沉淀过程提出了单点取样积分计算去除率方法。即从沉淀实验柱下部的取样口每隔一定时间取样次，测定水中剩余悬浮物含量，绘出颗粒累计分布曲线(如图1所示)。当沉淀时间为t o 时，所对应的颗粒沉速为u o ，沉淀总去率E按下式计算: 式中p o ——沉速
} 式中p i ——沉速某工厂电力负荷计算示例
某工厂电力负荷计算示例 2、1 负荷计算 2、1、1负荷计算得目得 计算负荷就是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面与仪表量程得依据,也就是整定继电保护得重要数据。计算负荷确定得就是否正确合理,直接影响到电器与导线得选择就是否合理。如计算负荷确定过大,将使电器与导线截面选择过大,造成投资与有色金属得浪费;如计算负荷确定过小,又将使电器与导线运行时增加电能损耗,并产生过热,引起绝缘过早老化,甚至烧毁,以至发生事故。为此,正确进行负荷计算就是供电设计得前提,也就是实现供电系统安全、经济运行得必要手段。 2、1、2负荷计算得方法 目前负荷计算常用需要系数法、二项式法与利用系数法、利用各种用电指标得负荷计算方法。前两种方法在国内各电气设计单位得使用最为普遍。 1、需要系数法 适用范围:当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时,特别在确定车间与工厂得计算负荷时,宜于采用。组成需要系数得同时系数与负荷系数都就是平均得概念,若一个用电设备组中设备容量相差过于悬殊,大容量设备得投入对计算负荷投入时得实际情况不符,出现不理想得结果。 2、二项式法 当用电设备台数较少、有得设备容量相差悬殊时,特别在确定干线与分支线得计算负荷时,宜于采用。 3、利用系数法 通过平均负荷来求计算负荷,计算依据就是概率论与数理统计,但计算过程较为复杂。 4、利用各种用电指标得负荷计算方法 适用于在工厂得初步设计中估算符合、在各类建筑得初步设计中估算照明负荷用。 根据计算法得特点与适用范围我们选取需要系数法来计算负荷。 2、1、3计算负荷得公式
按需要系数法确定计算负荷得公式 有功(kW) P c = K d ·P e (2-1) 无功(kvar) Q c = P c ·tanφ(2-2) 视在(kVA) S c = (2-3) 电流 (A) I c = (2-4) 式中 K d ——该用电设备组得需用系数; P e ——该用电设备组得设备容量总与,但不包括备用设备容量(kW); P c Q c S c ——该用电设备组得有功、无功与视在计算负荷(kW kvar kVA); U——额定电压(kW); tanφ——与运行功率因数角相对应得正切值; I c ——该用电设备组得计算电流(A); 2、1、4负荷计算 1、染车间动力(AP103B) P c = K d ·P e = 67、5×0、75= 50、6kW Q c = P c ·tan(arccosφ) = 50、6×tan(arccos0、8) = 38、0 kvar S c = = 63、3 kVA 2、预缩力烘干机(AP104E) P c = K d ·P e = 50×0、7= 35、0kW Q c = P c ·tan(arccosφ) = 35、0×tan(arccos0、8) = 26、3 kvar S c = = 43、8 kVA 3、树脂定型机(AP104J) P c = K d ·P e = 150×0、7= 105、0kW Q c = P c ·tan(arccosφ) = 105、0×tan(arccos0、8) = 78、8 kvar S c = = 131、3 kVA 4、车间照明(AL105C1) P c = K d ·P e = 7、77×0、9= 7、0kW Q c = P c ·tan(arccosφ) = 7、0×tan(arccos0、6) = 9、3 kvar S c = = 11、7 kVA
负荷计算方法 供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。 一、设备容量的确定 用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率P N ，该功率是指用电设备（如电动机）额定的输出功率。 各用电设备，按其工作制分，有长期连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类。因而，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率P Nμ。 （一）长期连续工作制 这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。机床电动机，虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。 对长期工作制的用电设备有 P Nμ=P N （2－9） （二）短时工作制 这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间相当长。如煤矿井下的排水泵等。 对这类用电设备也同样有 P Nμ=P N （2－10） （三）短时连续工作制用电设备 这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。如此反复运行，而工作周期一般不超过10分钟。如电焊机、吊车电动机等。断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。 负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示 100%100%t t T t t ε=?=?+ （2－11） 式中 T ——工作周期，s ； t ——工作周期内的工作时间，s ； t 0——工作周期内的停歇时间，s 。 断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率的。 应该注意：同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的设备容量（铭牌容量）必须换算为同一负荷持续率下的容量才能进行相加运算。并且，这种换算应该是等效换算，即按同一周期内相同发热条件来进行换算。由于电流I 通过设备在t 时间内产生的热量为I 2Rt ，因此，在设备电阻不变而产生热量又相同的条 件下，I ∝P ∝I 。由式（2－11）可知，同一周期的负荷持 续率ε∝t 。因此，P ∝ε
电气设计中负荷计算方法选择 电力负荷计算方法包括:利用系数法、单位产品耗电量法、需要系数法、二项式系数法。我国一般使用需要系数法和二项式系数法，前者适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷;后者用于负荷波动较大的干线或支线。在实际设计和实践中.电力负荷计算的有关计算系数和特征参数的选择都会影响电负荷计算结果，使其偏大、偏高。 电力负荷的正确计算非常重要，它是正确选择供电系统中导线、开关电器及变压器等的基础，也是保障供电系统安全可靠运行必不可少的重要一环。在方案设计与初步设计时，其电力负荷计算过小或过大，都会引起严重的后果。如果电力负荷计算过小，就会引起供电线路过热，加速其绝缘的老化;同时，还会过多损耗能量，引起电气线路走火，引发重大事故。而电力负荷计算过大，将会引起变压器容量过剩，以及供电线路截面过大，相应的保护整定值就会定得过高，从而降低了电气设备保护的灵敏度;与此同时，电力负荷计算过大还增加了投资，降低了工程的经济性。 一般说来，当电力负荷值大于实际使用负荷的10%时，变压器容量要增加11%一12%，电线电缆等有色金属的消耗量也要增加巧%一20%，同时还会增加变压器无功功率所造成的有功电力损耗。由此可见，电力负荷计算在供电设计中，特别是在确定变压器容量时所占据的重要位置。故正确地选择计算负荷方法与特征参数，对电气设计具有特别重要的意义。 电力负荷计算方法概述 电力负荷的变化是受多种因素制约的，难以用简单的计算公式来表示。在实际的工程计算工作中，通常采用的方法有需要系数法、利用系数法、二项式系数法、单位产品耗电量法等进行工业企业供电设计中的电力负荷计算。 1.利用系数法 以平均负荷为基础，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。 2.单位产品耗电量法 在初步设计阶段对供电方案作比较时，可根据车间的单位产品耗电定额，产品的年产量和年工作小时数来估算。 3.二项系数法 考虑用电设备数量和大容量设备对计算负荷的影响的经验公式。 由于在一条干线上或一个车间里，当有多组性质不同的用电设备时，应根据其工作性质
全厂用电负荷计算示例 某厂设有三个车间，其中1#车间：工艺设备容量250 kW、空调及通风设备容量78 kW 、车间照明40kW、其他用电设备50 kW，共计设备容量418 kW。2#车间：共计设备容量736kW。3#车间：共计设备容量434kW。（采用需要系数法）。 全厂用电负荷计算、无功功率补偿与变压器损耗计算及变压器台数、容量和型号的选择示例,计算结果列表如下，详见表4-4 全厂用电负荷计算 表表4-4
注：①2#、3#车间的负荷计算与1#车间的负荷计算类似，从略。 ②本负荷计算中未计入各车间至变电所的线路功率损耗。（只有线路功率损耗很小时，对于变压器容量的选择影响不大时，才可以从略）。
表4-4计算过程如下：按公式（4-6）~（4-14）进行计算 1． 1#车间：车间工艺设备设备Pca= K d·Pe=250 x0.7=175（kW）, Qca= Pca·tgφ=175x0.88=154（kvar）, 2．空调、通风设备P ca= K d·Pe=78x0.8=62.4（kW）, Qca= Pca·tgφ=62.4x0.75=46. 8（kvar）, 3．车间照明设 备Pca= K d·Pe=40x0.85=34（kW）, Qca= Pca·tgφ=34x0.62=21.1（kvar）, 4．其他设备 Pca= K d·Pe=50x0.6=30（kW）,
Qca= Pca·tgφ=30x1.02=30.6（kvar）, 5． 1#车间合 计ΣPca= 175+ 62.4+34+30+=301.4（kW）, ΣQca=154+46.8+21.1+30.6=252. 5（kvar）, 6．有功同时系数KΣp=0.9 Pca=ΣP ca·KΣp=301.4x0.9=271.3（kW）, 无功同时系数KΣq =0.95 Qca=ΣQc a·KΣq= 252.5x0.95=239.9（kvar）, 视在功 率Sca= （kVA） 7．全厂合 计ΣPe=418+ 736+434=1588（kW）
一. 三相用电设备组计算负荷的确定: 1. 单组用电设备负荷计 算: P30=KdPe Q30=P30tanφS30=P30/cosφI30=S30/(1.732UN) 2. 多组用电设备负荷计 算: P30=K∑p∑P30,i Q30=K∑q∑Q30,i S30=(P²30+Q²30)½ I30=S30/(1.732UN) 注: 对车间干线取K∑p=0.85～ 0.95 K∑q=0.85～0.97 对低压母线①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0.80～0.90 K∑q=0.85～ 0.95 ②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0.90～ 0.95 K∑q=0.93～0.97 3. 对断续周期工作制的用电设备组①电焊机组要求统一换算到ε=100﹪, Pe=PN(εN)½ =Sncosφ(εN)½
(PN .SN为电焊机的铭牌容量;εN为与铭牌容量对应的负荷持续率;cosφ为铭牌规定的功率因数. ) ②吊车电动机组要求统一换算到ε=25﹪, Pe=2PN(εN)½ 二. 单相用电设备组计算负荷的确 定: 单相设备接在三相线路中,应尽可能地均衡分配,使三相负荷尽可能的平衡.如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量 的 15﹪,则不论单相设备容量如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算.如果单相设备容量超过三相设备容量15﹪时,则应 将 单相设备容量换算为等效三相设备容量,再与三相设备容量相 加. 1. 单相设备接于相电压时等效三相负荷的计 算: Pe=3Pe.mφ( Pe.mφ最大单相设备所接的容 量)
负荷计算实例（需要系数法） P jx＝K x×Pe Qjx＝P jx×tanφ S jx＝jx 2+ P2 jx Q 补偿容量计算 企业、住宅小区或大商业总平均功率因数 1、补偿前的总平均功率因数 cosφ1＝2 β +Pjx a ? Qjx 1/1? ( ? /) ? 2、补偿后的总平均功率因数 cosφ2＝2 β +Pjx a Qjx ? Qc /) ( ? 1/1? - ? 计算时平均负荷因数a、β相近视，可以取0.7～0.8.通常取0.75 补偿容量的确定： Qc＝aхP jxх(tanφ1- tanφ2) 或Qc＝aхP jxхq c q c——比补偿功率（千乏/千瓦）（详见表） tanφ1——补偿前功率因数正切值 tanφ2——补偿后功率因数正切值 变压器有功及无功损耗为： △P b＝△P k＋△P e×(S jx/S e)2 △Q b＝△Q k＋△Q e×(S jx/S e)2 式中 Sjx——变压器低压侧的计算负荷 Se——变压器的额定负荷（变压器铭牌）容量（KVA）得 △Pk——变压器空载时的有功损耗（铁损）千瓦
△P e——变压器在额定负荷时的有功损耗（铜损） △Qk＝Ik%×Se/100 （其中：Ik%为变压器空载电流占额定电流的百分数）△Qe＝Ik%×Se/100 （其中：Uk%为变压器短路电压占额定电压的百分数）Se、△Pk、△P e、Ik%、Ik%由变压器资料中查得 比补偿功率qc（千乏/千瓦）（见表）
商业用电负荷计算举例 某超市建筑面积10000㎡，计算负荷详见下表： 负荷计算表 视在功率：S jx==+227.65686.91977.4312625.846142+=1130.22KVA 补偿前平局功率因数：cos φ1=286.91975.0/)7.65675.0(1/1????+≈0.662 要求功率因数cos φ2补偿到0.9，查表得出补偿电容器计算容量为： q c=919.86×0.66≈607千乏 故选两台标准电容补偿柜，每台柜装240千乏电容，合计480千乏
负荷计算方法
加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率P Nμ。 （一）长期连续工作制 这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。机床电动机，虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。 对长期工作制的用电设备有 P Nμ=P （2－9） N （二）短时工作制 这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间相当长。如煤矿井下的排水泵等。 对这类用电设备也同样有 P Nμ=P （2－10） N （三）短时连续工作制用电设备 这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。如此反复运行，而工作周期一般不超过10分钟。如电焊机、吊车电动机等。断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。
负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示 0100%100%t t T t t ε=?=?+ （2－11） 式中 T ——工作周期，s ； t ——工作周期内的工作时间，s ； t 0——工作周期内的停歇时间，s 。 断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率的。 应该注意：同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的设备容量（铭牌容量）必须换算为同一负荷持续率下的容量才能进行相加运算。并且，这种换算应该是等效换算，即按同一周期内相同发热条件来进行换算。由于电流I 通过设备在t 时间内产生的热量为I 2Rt ，因此，在设备电阻不变而产生热量又相同的条件下，I t ∝而在同电压下，设备容量P ∝I 。由式（2－11）可知，同一周期的负荷持续率ε∝t 。因此，P ε∝即设备容量与负荷持续率的平方根值成反比。假如设备在εN 下的额定容量为P N ，则换算到ε下的设备
5.2.4 需要系数法确定计算负荷 （1）用电设备组的计算负荷及计算电流： 有功功率 ,N X js P K P = kW （5-2-5） 无功功率 ? tg P Q js js =, kvar （5-2-6） 视在功率 ,22 js js js Q P S += kV A （5-2-7） 计算电流 r js js U S I 3= , A （5-2-8） （2）配电干线或车间变电所的计算负荷： 有功功率 ),(N X p js P K K P ∑=∑ kW （5-2-9） 无功功率 )(?tg P K K Q N X q js ∑=∑, kvar （5-2-10） 视在功率 ,22js js js Q P S += kV A （5-2-11） 以上式中 N P ——用电设备组的设备功率，kW ； X K ——需要系数；见表5-2-1、表5-2-2及表5-2-3； ?tg ——用电设备功率因数角的正切值，见表5-2-1、表5-2-3、表5-2-4及表5-2-5； P K ∑、q K ∑——有功功率、无功功率同时系数，分别取0.8~0.9和0.93~0.97； r U ——用电设备额定电压（线电压），kV 。 表5-2-1 用电设备的X K 、?cos 及?tg
①点焊机的需要系数0.2仅用于电子行业。 表5-2-2 照明用电设备需要系数 表5-2-3 旅游旅馆用电设备的X K 、?cos 及?tg 表5-2-4 照明用电设备的?cos 及?tg 表5-2-5 ?cos 与?tg 、?sin
（3）配电所或总压变电所的计算负荷，为各车间变电所计算负荷之和再乘以同时系数p K ∑和q K ∑。对配电所的p K ∑和 q K ∑分别取0.85~1和0.95~1，对总降压变电所的p K ∑和q K ∑分别取0.8~0.9和0.93~0.97。 当简化计算时，同时系数p K ∑和q K ∑都取p K ∑值。 5.2.5 利用系数法确定计算负荷 用利用系数法确定计算负荷时，不论计算范围大小，都必须求出该计算范围内用电设备有效台数及最大系数，而后算出结果。 （1）用电设备组在最大负荷班内的平均负荷： 有功功率 ,1N p P K P = kW （5-2-12） 无功功率 ,?tg P Q p p = kvar （5-2-13） 式中 N P ——用电设备组的设备功率，kW ； 1K ——用电设备组在最大负荷班内的利用系数，见表5-2-6； ?tg ——用电设备组的功率因数角的正切值，见表5-2-6。 表5-2-6 利用系数1K 、?cos 及?tg
工厂电力负荷计算示例标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
负荷计算 2.1.1负荷计算的目的 计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 2.1.2负荷计算的方法 目前负荷计算常用需要系数法、二项式法和利用系数法、利用各种用电指标的负荷计算方法。前两种方法在国内各电气设计单位的使用最为普遍。 1.需要系数法 适用范围：当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用。组成需要系数的同时系数和负荷系数都是平均的概念，若一个用电设备组中设备容量相差过于悬殊，大容量设备的投入对计算负荷投入时的实际情况不符，出现不理想的结果。 2.二项式法 当用电设备台数较少、有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于采用。 3.利用系数法
通过平均负荷来求计算负荷，计算依据是概率论和数理统计，但就算过程较为复杂。 4.利用各种用电指标的负荷计算方法 适用于在工厂的初步设计中估算符合、在各类建筑的初步设计中估算照明负荷用。根据计算法的特点和适用范围我们选取需要系数法来计算负荷。 2.1.3计算负荷的公式 按需要系数法确定计算负荷的公式 有功（Kw） P= K·P（2-1） 无功（Kvar） Q= P·tanφ （2-2） 视在（KVA） S= （2-3） 电流（A） = （2-4） 式中 K——该用电设备组的需用系数； P——该用电设备组的设备容量总和，但不包括备用设备容量（kW）； PQS——该用电设备组的有功、无功和视在计算负荷（kW）； U——额定电压（kW）; tanφ ——与运行功率因数角相对应的正切值； ——该用电设备组的计算电流（A）;
电热管表面负荷功率计算 电热管表面负荷功率建议值（管发热区表面积单位功率） 以下表面负荷泛指配合金属模具加热、水加热可以乘以2～2.5。空气加热则为50%～60%。 应该用电压的平方除以电阻,就是380*380/R 电阻R用万用表测量(电流不好测量) 如果测出尺寸的话再算一下表面积用功率除以表面积就是功率密度 一般国内电热棒的功率密度能做到12w/立方厘米 电热元件(电热丝,加热板等)额定功率计算公式 1，当工作电压（220V）的3倍时，则电热元件必须采用星形连接。 2，当电源线电压等于电热原件的工作电压（380V）时，则电热元件必须采用三角形连接， 各相电热元件在对称负载情况下的常用连接方式的功率计算公式见表，常用连接方式见图。
这些连接方式广泛应用与家电电器和工业农业生产电器之中，是我们制作与维修中锁经常碰到的。在表中，P为功率，U为电源线电压，R为电 热元件（如电炉丝、红外加热血管、红外加热板等等）的电阻。 国家标准有两个： 一个是工业电热管的标准：JB/T GB2379-1993 金属管状电热元件，另外一个是民用加热管的标准：JB/T 4088-1999 日用管 状电热元件。 加热器功率计算 日期：2009-12-22 17:18:20 编辑：信息中心点击次数：1799 按公式计算：加热功率（Kw）=（体积*比重*比热*温度差）/（860X升温时间X效率）。 1、首先需要确定升温时间（H）和△t（°C），多长时间从多少度到多少度,这个参数很重要。如果时间要求很短，那需求的功率可能就会较大，浪费能源；如果时间长了，设备的准备时间就长，具体看客户需求，找好一个平衡点。 2、主体设备内的空气体积（M3），包括管道，大概估下。 3、空气比重1.16（Kg/m3），比热0.24kcal/kg°C 4、还有加热效率，一般0.5~0.6。 电热管表面负荷功率建议值（管发热区表面积单位功率） 日期：2009-12-1 8:50:20 编辑：信息中心点击次数：783 电热管表面负荷建议值： 2～2.5。空气加热则为50%～60%。
工程现场临时用电负荷计算实例 一、用电负荷计算： 现场用电设备： 1、卷扬机3台（7.5KW）22.5KW 2、砂浆机3台（3KW）9KW 3、加压泵1台（5.5KW） 5.5KW 4、介木机4台（3KW）12KW 5、振动器3台（1.1KW） 3.3KW 6、电焊机1台（25.5KW）25.5KW 7、镝灯4支（3.5KW）14KW 8、碘钨灯10支（1KW）10KW 9、其他用电10（KW）10KW 10、生活用电10（KW）10KW 施工现场用电设备的kx、cos、tg 1、卷扬机kx=0.3 cosφ=0.7 tgφ=1.02 2、砂浆机kx=0.7 cosφ=0.68 tgφ=0.62 3、加压泵kx=0.5 cosφ=0.8 tgφ=0.75 4、介木机kx=0.7 cosφ=0.75 tgφ=0.88 5、振动器kx=0.65 cosφ=0.65 tgφ=1.17 6、电焊机kx=0.45 cosφ=0.87 tgφ=0.57 7、镝灯kx=1 8、碘钨灯kx=1 9、其他用电kx=1 10、生活用电kx=1 有功荷载计算： 1、卷扬机Pj1=Pj×kx=22.5kw×0.3=6.75kw 2、砂浆机Pj2=Pj×kx=9kw×0.7=6.3kw 3、加压泵Pj3=Pj×kx=5.5kw×0.5=2.75kw 4、介木机Pj4=Pj×kx=12kw×0.7=8.4kw 5、振动器Pj5=Pj×kx=3.3kw×0.65=2.15kw 6、电焊机Pj6=Pj×kx=25.5kw×0.45=11.48kw 7、镝灯Pj7=Pj×kx=14kw×1=14kw 8、碘钨灯Pj8=Pj×kx=10kw×1=10kw 9、其他用电Pj9=Pj×kx=10kw×1=10kw
一、三相用电设备组计算负荷得确定：?１、单组用电设备负荷计算：Ｐ30=KdPe Q３0=P30tanφＳ3０=P30／cosφI３0=Ｓ３０/(１、7３2UN) 2、多组用电设备负荷计算：Ｐ30=Ｋ∑ｐ∑P3０， i Q30=Ｋ∑q∑Q３0，i Ｓ3０=（P&sｕp2;30＋Ｑ&sｕｐ2；30)＆frac12； I３0＝S３0/(1、 732UN) ?注: 对车间干线 取K∑ｐ=0、８5～0、95 K∑q=0、85~０、97 对低压母线①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0、80~0、90 Ｋ∑ｑ=0、85～0、 95 ②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0、9０～0、９5 K∑q=０、9３～0、 97 ?3、对断续周期工作制得用电设备组①电焊机组要求统一换算到ε=１０0﹪, Ｐe=PN(εＮ）＆fｒaｃ12; =Sncosφ（εN）＆frac1 ２; ? （PN、SN为电焊机得铭牌容量；εN为与铭牌容量对应得负荷持续率;ｃosφ为铭牌规定得功率因 数、 ) ? ②吊车电动机组要求统一换算到ε=25﹪, Pｅ=2PN（εＮ）＆ｆrac1２; 二、单相用电设备组计算负荷得确 定：?单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能得平衡、如果三相线路中单相设备得总容量不超过三相设备总容量得 1５﹪,则不论单相设备容量如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算、如果单相设备容量超过三相设备容量15﹪时，则应将?单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相 加、?1、单相设备接于相电压时等效三相负荷得计算: Ｐｅ＝3Ｐe、mφ（Ｐe、mφ最大单相设备所接得容 量) 2、单相设备接于线电压时等效三相负荷得计算：①接与同一线电压时Ｐe=１、732Pe、φ ②接与不同线电压时Ｐe=1、7３2P1+（3－1、73２） P2 Qe=1、７32Ｐ１taｎφ１+（3-１、732)Ｐ2tanφ2 设P1>P２〉P3,且ｃoｓφ1≠cosφ2≠coｓφ３，P1接与UAB，P2接与ＵBC，P3接与UＣA、 ③单相设备分别接与线电压与相电压时得负荷计算 首先应将接与线电压得单相设备容量换算为接与相电压得设备容量,然后分相计算各相得设备容量?与计算负荷、而总得等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相得有功计算负荷P30、mφ得3倍、即 ? P30＝3Ｐ30、 mφQ30=3Q3０、mφ