2.1 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）；P Q S——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）;
2.1.4负荷计算
1.染车间动力（AP103B）
P= K·P= 67.5×0.75= 50.6Kw
Q= P·tan(arccosφ) = 50.6×tan(arccos0.8) = 38.0 Kvar S= = 63.3 KVA
2.预缩力烘干机（AP104E）
P= K·P= 50×0.7= 35.0Kw
Q= P·tan(arccosφ) = 35.0×tan(arccos0.8) = 26.3 Kvar S= = 43.8 KVA
3.树脂定型机（AP104J）
P= K·P= 150×0.7= 105.0Kw
Q= P·tan(arccosφ) = 105.0×tan(arccos0.8) = 78.8 Kvar S= = 131.3 KVA
4.车间照明（AL105C1）
P= K·P= 7.77×0.9= 7.0Kw
Q= P·tan(arccosφ) = 7.0×tan(arccos0.6) = 9.3 Kvar
S= = 11.7 KVA
5.车间检修电源（AP105E2）
P= K·P= 30×0.65= 19.5Kw
Q= P·tan(arccosφ) = 19.5×tan(arccos0.8) = 14.6 Kvar S= = 24.4 KVA
其余计算类似，最后得出整厂的P Q S
= 0.55×694.9 = 382.2 kw
= 0.55×564.1 = 310.3 Kvar
S= = 492.3 KVA
式中———同时系数；
2.1.5无功补偿
因为cosφ = = = 0.776<0.92
功率因素小于0.92的规定系数，故应该进行无功补偿。
企业生产用耗电设备多为感性负荷，除由电源取用有功功率之外，还有大量无功功率由电源到负荷往返交换，导致功率因素降低，从而造成下述不利影响。
1.引起线路电流增大，使供配电设备的容量不能充分利用，降低了供电能力；
2.电流增大，使设备和线路的功率损耗和电能损耗急剧增加；
3.线路电压损失增大，影响负荷端的电压质量；
综上所述，无功功率对电源以及企业供配电系统都有不良的影响，从节约电能、改善变配电设备利用情况和提高电能质量等方面考虑，都必须设法减少负荷无功功率带来的不利影响。
提高功率因素一般可以采取两方面措施，一是提高用电设备的自然功率因素，二是采取人工补偿的方式。人工补偿的方式有两种，一是采用同步电机补偿，二是采用并联电容的补偿。我们采用的是并联电容的补偿方式。它是目前供配电系统中普遍采用的一种无功补偿方式，具有功率损耗小、运行维护方便、补偿容量增减方便、个别电容的损坏不影响整体使用的特点。
补偿前：
P= 382.2 kw Q=310.3 Kvar S= 492.3 KVA
Cosφ = 0.776tanφ= 0.813
补偿后要达到：
Cosφ = 0.92tanφ= 0.426
根据公式 Q= P×( tanφ－tanφ ) （2-5）
Q = 382.2×（0.813－0.426）=147.9 Kvar
考虑到以后设备的增加以及电容器的枯竭，以及所选取的电容器的型号等因素，将电力电容器设置在低压母线上来补偿母线前面的变压器，并且电容器采用三角形接法，型号为BCJM-15。根据型号的容量，选取BCJM-15 Kvar*12，得Q = 180 Kvar
补偿后
P= 382.2 kw Q=130.3 Kvar S= 403.8 KVA
Cosφ = = = 0.947
考虑变压器的损耗
P= 0.01 S(2-6)
Q= 0.05 S(2-7)
P= 4.04 kw Q= 20.2 Kvar
最终计算负荷为:
P= P + P= 386.2 kw
Q= Q + Q= 150.5 Kvar
S= = 414.5 KVA
Cosφ = = = 0.932
根据上述计算得出奉贤明世染睁厂计算负荷表如下图
1.已知某一班电器开关制造工厂用电设备的总容量为4500kW，线路电压为380V，试估算该厂的计算负荷。(需要系数Kd=0.35、功率因数cosφ=0.75、tanφ=0.88) 解：P30 =Kd Pe=0.35×4500=1575 kW Q30= tanφP30=0.88×1575=1386 kvar S30= P30 /cosφ=2098 KVA I30= S30/(U)=2098/(0.38=3187.7 A 2.已知某机修车间金属切削机床组，拥有380V的三相电动机7.5 KW3台，4 KW 8台，3 KW17台，1.5 KW10台（需要系数Kd=0.2、功率因数cosφ=0.5、tanφ=1.73）。试求计算负荷。 解：总容量：Pe=∑Pei=120.5kW 有功计算负荷：P30 =Kd Pe=0.2×120.5kW =24.1kW 无功计算负荷：Q30= tanφP30=173.×24.1kW =41.7 kvar 视在计算负荷：S30= P30 /cosφ=48.2 KVA 计算电流：I30= S30/(U)= 73.2A 3.某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50KW（其中较大容量电动机有7.5 KW1台，4 KW 3台，2.2 KW7台；需要系数Kd=0.2、功率因数cosφ=0.5、tanφ=1.73），通风机2台供3 KW（需要系数Kd=0.8、功率因数cosφ=0.8、tanφ=0.75），电阻炉1台2 KW（需要系数Kd=0.7、功率因数cosφ=1、tanφ=0），同时系数（K∑P=0.95，K∑q=0.97）试计算该线路上的计算负荷。 解：（1）金属切削机床组：P30（1）=Kd Pe=0.2×50KW=10KW Q30（1）= tanφP30（1）=1.73×10KW=17.3Kvar （2）通风机组：P30（2）=Kd Pe=0.8×3KW=2.4KW Q30（2）= tanφP30（2）=0.75×2.4KW=1.8Kvar （3）电阻炉：P30（3）=Kd Pe=0.7×2KW=1.4KW Q30（3）= tanφP30（2）=0 总计算负荷为：P30=K∑P P30.i=0.95×(10+2.4+1.4) KW=13. 1 KW Q30=K∑q Q30.i=0.97(17.3+1.8) Kvar=18.5 Kvar S30= P30 /cosφ=22.7 KVA I30= S30/( U)=22.7/(0.383)=34.5A 4.某动力车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50KW，其中较大容量电动机有7.5 KW1台，4 KW 3台，（b=0.14、c=0.4、x=3、cosφ=0.5、tanφ=1.73）。试求计算负荷。 解：总容量：Pe= 50KW x台最大容量的设备容量：Px=7.5 KW+4KW×2=15.5 kW 有功计算负荷：P30 = b Pe+ c Px=13.2 kW 无功计算负荷：Q30= tanφP30=22.8kW 视在计算负荷：S30= P30 /cosφ=26.4 kW 计算电流：I30= S30/(U)=41.6 A 5.已知某机修车间金属切削机床组，拥有380V的三相电动机7.5 KW3台，4 KW 8台，3 KW17台，1.5 KW10台（b=0.14、c=0.4、x=5、cosφ=0.5、tanφ=1.73）。试求计算负荷。（10分） 解：总容量：Pe=∑Pei=120.5kW x台最大容量的设备容量：Px=7.5 KW×3+4KW×2=30.5 kW 有功计算负荷：P30 = b Pe+ c Px =0.14×120.5kW+0.430.5 kW×=29.1kW 无功计算负荷：Q30= tanφP30=173.×29.1kW =50.3 kvar 视在计算负荷：S30= P30 /cosφ=58.2 KVA 计算负荷：I30= S30/(U)= 88.4A 6.某机修间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50KW，其中较大容量电动机有 7.5 KW1台，4 KW 3台，2.2 KW7台，（b=0.14、c=0.4、x=5、cosφ=0.5、tanφ=1.73）。试求计算负荷。（10分） 解：总容量：Pe=50kW x台最大容量的设备容量：Px=7.5 KW+4KW×3+2.2 KW×1 =21.6 kW 有功计算负荷：P30 = b Pe+ c Px=15. 6 kW 无功计算负荷：Q30= tanφP30=27.1 kvar 视在计算负荷：S30= P30 /cosφ=31.2 kVA 计算负荷：I30= S30/(U)=47.3 A
一．概述 电力负荷计算的目的是： （1）、计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。 （2）、计算流过各主要电气设备（断路器、隔离开关、母线、熔断器等）的负荷电流，作为选择这些设备的依据。 （3）、计算流过各条线路（电源进线、高低压配电线路等）的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。 （4）、计算尖峰负荷，用于保护电气的整定计算和校验电动机的启动条件。 （5）、为电气设计提供技术依据。 二．工厂电力负荷的分级及设备容量的确定1.电力负荷的概念 电力负荷又称为电力负载。它有两重含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义视具体情况而定。
2.负荷分级的相关规范： 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定。 符合下列情况之一时，应为一级负荷： （1）.中断供电将造成人身伤亡时。 （2）.中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废，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等。。 符合下列情况之一时，应为二级负荷： （1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 （2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。（3）另外，不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。 3. 设备容量的确定 （1）长期工作制和短时工作制的用电设备 长期工作制和短时工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率。（2）反复短时工作制的用电设备 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。常用设备的换算要求如下：
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
工厂供电计算题答案 1 第一章 1 2 3 4 第二章 1 2 3 6 8 2-2 某机修车间,拥有冷加工机床 52 台，共 200kw ；行车一台，共 5.1kw( ε=15%； 通)风机 4 台，共 5kw ； 点焊机 3 台，共 10.5kw(ε=65%。)车间采用 220/380v 三相四线制（ TN-C ）配电。试确定该车间计 算 负 荷 P 30、Q 30、S 30 和 I 30。 解：①对于冷加工机床， P e =200kW ，K d =0.2,cos =0.5,tan =1.73 P 30(1)=K d P e =0.2 ×200kW=40kW Q 30(1)=P 30tan =40×1.73kvar=69.2kvar ②对于行车组, P e =P N N =5.1 15% 25% =3.95Kw,K d =0.15, cos =0.5, tan =1.73 25 P 30(2)= K d P e =0.15 ×3.95kW=0.59 kW Q 30(2)= P 30tan =0.59 ×1.73=1.02kvar ③对于通风机组, P e = P N =5 kW, K d =0.8, cos =0.8, tan =0.75 P 30(3)= K d P e =0.8 ×5Kw=4kW Q 30(3)= P 30tan =4×0.75kvar=3kvar ④对于点焊机组, P e = P N N =10.5 ×65%100% =8.47 kW ，K d =0.35, cos =0.6, 100 tan =1.33 P 30(4)= K d P e =0.35 ×8.47 kW=2.96kW Q 30(4)= P 30tan =3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 K ∑p =0.9,K ∑q =0.95 总的有功计算负荷为： P 30=（P 30(1)+P30(2)+P 30(3)+P 30(4)）×K ∑p =（40+0.59+4+2.96）×0.9 =42.8（kW ） 总的无功计算负荷为： Q 30=（Q 30(1)+Q 30(2)+ Q 30(3)+Q 30(4)）×K ∑q =（69.2+1.02+3+3.94）×0.95 =77.3（kvar ） 视在计算负荷为： S 30= 2 P 30 Q 30 2 = 2 77 .3 2 42.8 =84.9 视在电流为： I 30=S 30/ 3 U N =84.9/(1.732 ×0.38)=129 2-3 有一 380v 三相线路，供电给35台小批生产的冷加工机床电动机，总容量为85kW ，其中较大容 量的电动机有 7.5kW ，4kW3 台， 3kW12 台。试分别用需要系数法和二项式法确定其计算负荷 P 30、 Q 30、 S30和 I 30。 解：㈠需要系数法 对于小批生产的冷加工机床电动机，取 K d =0.2，cos =0.5，tan =1.73 P 30=K d P e =0.2 ×85kW=17kW Q 30=P 30tan =17×1.73kvar=29.4kvar S 30= P 30/ cos =17/0.5kv A · =34 kvA ·
工厂供电题库 六、计算题 7、已知某机修车间的金属切削机床组，有电压为380V 的电动机30台，其总的设备容量为120kW 。试求其计算负荷。 解： 查附录表中的“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，可得K d =0.16~0.2（取0.18计算），cos φ=0.5，tg φ=1.73A ，得： 有功计算负荷： 300.1812021.6d e P k P W K =?== 无功计算负荷： 303021.6 1.7337.37tan kvar Q P ?=?== 视在计算负荷： 3030P 21.6 S = =43.2kVA cos 0.5 φ= 计算电流 30I = 难易程度：难 知识点：三相用电设备组计算负荷的确定 8、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V 的感应电动机7.5kW3台，4kW8台，3 kW17台，1.5 kW10台。试用需要系数法求其计算负荷。 已知“小批生产的金属冷加工机床电动机”Kd=0.16-0.2， cos φ=0.5，tan φ=1.73。 解：有功计算负荷： 300.2120.50.27.5348317 1.5102) 4.1(d e W P k P K =?=??+?+?=?+= 无功计算负荷： 303024.1 1.73ta 41.7n kva P r Q ?=?== 视在计算负荷：
3030P 24.1 S = =48.2kVA cos 0.5 φ= 难易程度：难 知识点：三相用电设备组计算负荷的确定 9、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V 的感应电动机7.5kW3台， 4 kW8台，3 kW17台，1.5 kW10台。试用二项式法求其计算负荷。已知“小批生产的金属冷加工机床电动机”的b=0.14,c=0.4,x=5, cos φ=0.5，tan φ=1.73. 解：设备组的总容量是： 7.5348317 1.51(0120.5)Pe kW =?+?+?+?= X 台最大容量的设备容量为： Px=P5=7.5×3kW+2×8kW=30.5kW 根据二项工的基本公式： 有功计算负荷： 300.14120.50.430.529.1e x P bP cP kW kW kW =?+?==+ 无功计算负荷： 3030tan 29.1 1.7350.3k Q P W kvar ?==?= 视在计算负荷： 3030P 29.1 S = =58.2kVA cos 0.5 φ= 计算电流： 30I = = 难易程度：难 知识点：三相用电设备组计算负荷的确定 10、已知某一班电器开关制造工厂用电设备的总容量为4500kW ，线路电压为380V ，试估算该厂的计算负荷。(需要系数K d =0.35、功率因数cos φ=0.75、tan φ=0.88) 解：有功计算负荷： 300.3545001575 d e K k P P W =?==
电力负荷及计算 (electrical load and load calculation) 用电设备在运行时消耗的功率及其计算。电力负荷包括基本负荷和冲击负荷。基本负荷是生产过程中比较平稳、幅值变化不大的电力负荷，冲击负荷是在较短的时间内幅值变化大的突加、突减负荷。冲击负荷的负荷曲线有较规则的，如带钢连轧机的负荷曲线，也有不规则的，如炼钢电弧炉的负荷曲线。在开展设计时，根据用电设备容量(或耗电量)和工作制度进行负荷计算。 冶金工厂电力负荷特点主要为：(1)生产规模大，单体设备容量和总用电量都比较大。在中国，一个年产量为300万t的钢铁联合企业，用电最大负荷在250Mw左右，一个年产量为10万t的铝厂，用电最大负荷在230Mw左右。吨钢耗电量在450～650kw．h 之间，吨铝耗电量在15000～17000kw?h之间。150t超高功率炼钢电弧炉变压器容量为90MVA，大型电解整流变压器容量为58MVA。(2)冶金工厂是连续生产部门，供电不能间断，一般采用多电源供电。(3)大功率炼钢电弧炉、大型轧钢机主传动晶闸管变流装置，电diarl在生产过程中产生有功和无功冲击负荷，引起电网周波变化、电压波动、电压闪变及波形畸变，均须采取抑制措施。 电力负荷分级及供电要求冶金工厂电力负荷按用电设备对供电可靠性的不同要求，可划分为三个等级： (1)一级负荷。突然停电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以修复者，或在经济上造成重大损失者。如炼铁高炉的泥炮机、开口机、热风炉助燃风机、鼓风机站、水泵站；炼钢转炉吹氧管升降机构、烟罩升降机构、炉体倾动机构；大型连续轧钢机；铝电解装置；焦炉推焦车、消火车、拦焦车、煤气加压站和氧气站等的电力负荷。 (2)二级负荷。突然停电将产生大量废品、引起大量减产、企业内运输停顿等，在经济上造成较大损失者。如高炉上料系统、转炉上料系统、电炉电极升降机构、倾动机构、电磁搅拌机、连铸机、轧钢机和金属制品生产系统等的电力负荷。 (3)三级负荷。所有不属于一级和二级的电力负荷。如机械修理设施、电气修理设施等的电力负荷。 各级电力负荷的供电要求，一般不低于以下所列：1)一级负荷由两个独立电源供电，对特殊重要的一级负荷应由两个独立电源点供电(见供电电源)2)二级负荷由两回线路供电，该两回线路应尽可能引自不同的变压器和母线段。3)三级负荷按实际需要容量供电。 负荷计算冶金工厂电力负荷分为最大负荷、尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。最大负荷是30min的最大平均负荷。最大负荷分别乘以适当系数，便可求得尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。它们又分别作为选择供配电设备、计算电压降、选择保护装置、计算电能消耗和选择补偿装置的依据。
工厂供电计算口诀 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
常用电工计算口诀 第一章按功率计算电流的口诀之一 1.用途：这是根据用电设备的功率(千瓦或千伏安)算出电流(安)的口诀。 电流的大小直接与功率有关,也与电压,相别,力率(又称功率因数)等有关。一般有公式可供计算,由于工厂常用的都是380/220 伏三相四线系统,因此,可以根据功率的大小直接算出电流。 2.口诀：低压380/220 伏系统每KW的电流,安。 3.说明:口诀是以380/220V 三相四线系统中的三相设备为准,计算每千瓦的安数。对于某些单相或电压不同的单相设备,其每千瓦的安数.口诀中另外作了说明。 ①这两句口诀中,电力专指电动机.在380V 三相时(力率左右),电动机每千瓦的电流约为2 安.即将“千瓦数加一倍”( 乘2)就是电流, 安。这电流也称电动机的额定电流. 【例1 】千瓦电动机按“电力加倍”算得电流为11 安。 【例2 】4 0 千瓦水泵电动机按“电力加倍”算得电流为80安。 电热是指用电阻加热的电阻炉等。三相380 伏的电热设备,每千瓦的电流为安.即将“千瓦数加一半”(乘，就是电流,安。 【例1】3 千瓦电加热器按“电热加半”算得电流为安。
【例2 】1 5 千瓦电阻炉按“电热加半”算得电流为23 安。 这口诀并不专指电热,对于照明也适用.虽然照明的灯泡是单相而不是三相,但对照明供电的三相四线干线仍属三相。只要三相大体平衡也可以这样计算。此外,以千伏安为单位的电器(如变压器或整流器)和以千乏为单位的移相电容器(提高力率用)也都适用。即是说,这后半句虽然说的是电热,但包括所有以千伏安、千乏为单位的用电设备,以及以千瓦为单位的电热和照明设备。 【例1 】12 千瓦的三相( 平衡时) 照明干线按“电热加半”算得电流为18 安。 【例2】30 千伏安的整流器按“电热加半”算得电流为45 安。(指380 伏三相交流侧) 【例3 】320 千伏安的配电变压器按“电热加半”算得电流为480 安（指380/220 伏低压侧)。 【例4】100 千乏的移相电容器(380 伏三相)按“电热加半”算得电流为150 安。 ②在380/220伏三相四线系统中,单相设备的两条线,一条接相线而另一条接零线的(如照明设备)为单相220 伏用电设备。这种设备的力率大多为1,因此,口诀便直接说明“单相(每) 千瓦安”。计算时, 只要“将千瓦数乘”就是电流, 安。 同上面一样,它适用于所有以千伏安为单位的单相220伏用电设备,以及以千瓦为单位的电热及照明设备,而且也适用于220 伏的直流。 【例1】 500 伏安千伏安)的行灯变压器(220 伏电源侧)按“单相( 每) 千瓦安”算得电流为安。
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）
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
第一章1 2 3 4 第二章 1 2 3 6 8 2-2 某机修车间,拥有冷加工机床52台，共200kw ；行车一台，共5.1kw(ε=15%)；通风机4台，共5kw ；点焊机3台，共10.5kw(ε=65%)。车间采用220/380v 三相四线制（TN-C ）配电。试确定该车间计算负荷P 30、Q 30、S 30和I 30。 解：① 对于冷加工机床，P e =200kW ，K d =0.2,cos φ=0.5,tan φ=1.73 P 30(1)=K d P e =0.2×200kW=40kW Q 30(1)=P 30tan φ=40×1.73kvar=69.2kvar ②对于行车组,P e =P N 25εεN =5.1%25%15=3.95Kw,K d =0.15, cos φ=0.5, tan φ=1.73 P 30(2)= K d P e =0.15×3.95kW=0.59 kW Q 30(2)= P 30tan φ=0.59×1.73=1.02kvar ③对于通风机组, P e = P N =5 kW, K d =0.8, cos φ=0.8, tan φ=0.75 P 30(3)= K d P e =0.8×5Kw=4kW Q 30(3)= P 30tan φ=4×0.75kvar=3kvar ④对于点焊机组, P e = P N 100N εε=10.5×%100%65=8.47 kW ，K d =0.35, cos φ=0.6, tan φ=1.33 P 30(4)= K d P e =0.35×8.47 kW=2.96kW Q 30(4)= P 30tan φ=3.94 kvar=3.94 kvar 取需要系数 K ∑p =0.9,K ∑q =0.95 总的有功计算负荷为：P 30=（P 30(1)+P30(2)+P 30(3)+P 30(4)）×K ∑p =（40+0.59+4+2.96）×0.9 =42.8（kW ） 总的无功计算负荷为：Q 30=（Q 30(1)+Q 30(2)+Q 30(3)+Q 30(4)）×K ∑q
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）；
第一章１ ２ 3 4 第二章 1 ２ 3 ６ 8 2-２ 某机修车间,拥有冷加工机床52台,共2０0k ｗ;行车一台，共5.1kw(ε＝15%）；通风机4台,共５kw ；点焊机３台，共10.５kw(ε=6５%)。车间采用220/380v 三相四线制（ＴＮ-Ｃ）配电。试确定该车间计算负荷P 30、Ｑ30、S ３0和I 30。 解:①对于冷加工机床，Ｐe =200k Ｗ,K d ＝０.２,ｃos φ=0．５，tan φ=1.73 P 30（1)=K ｄP e =０.2×200kW=40kW Q ３0（１)＝P 30tan φ=4０×１.73ｋv ａr=69.2kvar ②对于行车组,P ｅ=ＰＮ25εεN =5.１%25%15=3.95Kw,K d ＝0.15， cos φ＝0．5, ta ｎφ=1.7３ P 30（2)= K d P e =0.15×３.95kW ＝０.5９ ｋＷ Ｑ３0(2）= P 3０tan φ＝0．５9×1.7３=1.0２kv ａr ③对于通风机组， Ｐｅ= P Ｎ=5 ｋW ， Ｋd =0.8, co ｓφ=0.８, ta ｎφ＝０.75 Ｐ3０(3）＝ K ｄP e =0.8×５Kw=４k Ｗ Q 3０（3）= P 3０ta ｎφ＝4×0．75kvar ＝3kva ｒ ④对于点焊机组, P e ＝ ＰN 100 N εε=1０.5×%100%65=8.4７ ｋＷ，K d =0.35, ｃos φ=０．6， ｔan φ=1.３３ P 30(4)= Ｋd Ｐe =0.35×8.４7 ｋW=２.９6k Ｗ Ｑ30(４)＝ P 30ｔan φ＝3.９4 kvar ＝3．９4 k ｖa ｒ 取需要系数 Ｋ∑ｐ=0.9,K ∑q =０.9５ 总的有功计算负荷为:Ｐ30＝(P 30(１)+P3０（2)＋P 30（3)+P ３0(4))×K ∑p ＝(40＋０.５９+4+2．96)×0.9 =42．8（kW ） 总的无功计算负荷为：Q ３0=（Q 30(１)＋Q 30（2)+Q 3０(３)+Q 3０(4)）×K ∑q =（69.２＋1.02+3＋3．94)×0.９5
2.1 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）
第二章负荷计算 第一节负荷分级与供电要求 一、负荷 1．负荷 负荷又称负载，指发电机或变电所供给用户的电力。其衡量标准为电气设备（发电机、变压器和线路）中通过的功率或电流，而不是指它们的阻抗。 2．满负荷 满负荷又叫满载，指负荷恰好达到电气设备铭牌所规定的数值。 3．最大负荷 最大负荷有时又称尖峰负荷，指系统或设备在一段时间内用电最大负荷值。 4．最小负荷 又称低谷负荷，指系统或设备在一段时间内用电最小负荷值。 二、负荷的分类 1．按负荷特征分类 （1）连续工作制负荷。 （2）短时工作制负荷。 （3）重复短时工作制负荷。 2．按供电对象分类 （1）照明负荷。 （2）民用建筑照明。 （3）通讯及数据处理设备负荷。 三、负荷分级 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。 1．一级负荷 属下列情况者均为一级负荷：
（1）中断供电将造成人身伤亡者。 （2）中断供电将造成重大政治影响者。 （3）中断供电将造成重大经济损失者。 （4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通讯枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷为特别重要负荷。 中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。 2．二级负荷 属下列情况者均为二级负荷： （1）中断供电将造成较大政治影响者。 （2）中断供电将造成较大经济损失者。 （3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。 3．三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷。 四、供电要求 1．一级负荷的供电要求 （1）应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。 一级负荷容量较大或有高压电气设备时，应采用两路高压电源。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用畜电池组作为备用电源。 供给一级负荷的两个电源应在最末一级配电盘（箱）处切换。 （2）一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。 （3）常用的应急电源有下列几种： 1）独立于正常电源的发电机组。 2）供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。 3）畜电池。 （4）根据允许的中断时间可分别选择下列应急电源：
厂用电负荷计算 某厂设有三个车间，其中1#车间：工艺设备容量250kW、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， 全厂用电负荷计算表车间或建筑名称 用电设备名称 设备装 机容量 Pe （kW） 需要系数 Kd 功率因数 cosφ/tgφ 计算负荷变压器台数及容量 Se （kVA） 有功 功率 Pca （kW） 无功 功率 Qca （kvar）视在功率 Sca （kVA） 1#车间 车间工艺设备 250 0.7 0.75/0.88 175 154 空调、通风设备 78 0.8 0.8/0.75 62.4 46.8 车间照明 40 0.85 0.85/0.62 34 21.1 其他 50 0.6 0.7/1.02 30 30.6 合计 418 301.4 252.5 有功同时系数KΣp=0.9 无功同时系数KΣq =0.95 0.75/0.88 271.3 239.9 362.2 2#车间负荷计入KΣp和KΣq系数后 合计 736 0.8 0.8/0.75 530 397 662.2 3#车间负荷计入KΣp和KΣq系数后 合计 434 0.8 0.81/0.72 391 281 481.5 全厂合计 1588
1192 918 变配电所 有功同时系数KΣp=0.9 无功同时系数KΣq =0.95 0.77/0.83 1073 872 1383 全厂低压无功功率补偿 -420 全厂补偿后合计 0.92/0.43 1073 452 1164 变压器耗损：ΔPT≈0.01Sca ΔQT ≈0.05Sca 12 60 全厂共计（高压侧） 0.904 1085 512 1200 2×800 决定选用二台SCB9-800kVA型干式电力变压器 变压器的平均负载率为0.75 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= Kd·Pe=250x0.7=175（kW）, Qca= Pca·tgφ=175x0.88=154（kvar）, 2．空调、通风设备 Pca= Kd·Pe=78x0.8=62.4（kW）, Qca= Pca·tgφ=62.4x0.75=46.8（kvar）, 3．车间照明设备 Pca= Kd·Pe=40x0.85=34（kW）, Qca= Pca·tgφ=34x0.62=21.1（kvar）, 4．其他设备 Pca= Kd·Pe=50x0.6=30（kW）, Qca= Pca·tg φ=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=ΣPca·KΣp=301.4x0.9=271.3（kW）, 无功同时系数KΣq =0.95 Qca=ΣQca·KΣq= 252.5x0.95=239.9（kvar）, 视在功率 Sca=（kVA） 7．全厂合计ΣPe=418+736+434=1588（kW）ΣPca=271.3+530+391=1588（kW）ΣQca=239.9+397+281=918（kvar）, 8．有功同时系数KΣp=0.9 Pca=ΣPca·KΣp=1192x0.9=1073（kW）, 无功同时系数KΣq =0.95 Qca=ΣQca·KΣq=918x0.95=872（kvar）, 视在功率 Sca=（kVA） 9．.低压无功补偿到(cosφ=0.92) QC=Pca（tgφ1-tgφ2）=1073x(0.83-0.43)=429≈420（kvar）, 10．全厂补偿后的有功功率 Pca=1073（kW）, 全厂补偿后的无功功率 Qca=872-420=452（kvar）, 视在功率 Sca==1164（kVA） 11．变压器有功功率损耗△PT≈0.01 Sca =0.01x1164=11.6≈12（kW）, 变压器有功功率损耗△QT=0.05 Sca =0.05x1164=58.2≈60（kvar）, 12．全厂合计（高压侧）有功功率 Pca=1073+12=1085（kW）, 全厂合计（高压侧）无功功率 Qca=452+60=512（kvar）, 视在功率 Sca==1200（kVA） 高压侧的功率因数 cosφ= Pca/ Sca=1085/1200=0.904≥0.9 13．计算结果：决定选用二台SCB9-800kVA型干式电力变压器。 变压器的平均负载率为: Sca/ Se =1200/1600=0.75 结论：合格