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 ∝
电线电缆负荷计算方法 实际使用中,一般电工都用好记的"经验公式":即每一平方毫米截面积的铜芯线可以 通过约4.5---5A的电流。 如果是单相电路,则每1KW的负载电流约为4.5A,如果是三相平衡负载,那每1KW的负载电流约为2A。 每平方毫米截面积的铜芯线,可以带1KW的单相负载或2.5KW的三相平衡负载,以此类推,就可以知道多大的电缆芯线可以带多大的负载了. 拖动选线一般不考虑长度，因为电源和动力的距离都很近。 环境温度只考虑穿管和架空两种形式。 拖动选线主要考虑的是动力所需要的电流大小。一般计算电流后还要考虑启动电流和使用系数。 以30千瓦的电机为例来说说选择导线的过程： 30KW的电机功率比较大，应该是三相电机。对于三相平衡电路而言，三相电路功率的计算公式是：P=1.732IUcosφ。 由三相电路功率公式可推出线电流公式： I=P/1.732Ucosφ 式中： P为电路功率 U为线电压，三相是380V cosφ是感性负载功率因素，一般取0.75 你的30KW负载的线电流： I=P/1.732Ucosφ=30000/1.732*380*0.75=30000/493.62=60.8A 还要根据负载的性质和数量修正电流值。 如果负载中大电机机多，由于电机的启动电流很大，是工作电流的4到7倍，所以还要考虑电机的启动电流，但启动电流的时间不是很长，一般在选择导线时只按1.3到1.7的系数考虑。这里取1.5，那么电流就是91A。 如果负载中数量多，大家不是同时使用，可以取使用系数为0.5到0.8，这里取0.8，这里只一台电机，就取1，电流为91A。就可以按这个电流选择导线、空开、接触器、热继电器等设备。计算电流的步骤是不能省略。 导线选择：
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 ≥
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
第二章—1 1、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? 一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。双电源供电，必要时增设应急电源。 二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。 三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。 2、工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性? 工作制分三类：（1）连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制 负荷持续率：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，负荷持续 率表征断续周期工作制的设备的工作特性。 %100?= T t ε 3、什么叫最大负荷利用小时?什么叫年最大负荷和年平均负荷?什么叫负荷系数? 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 max (或P 30)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。 年度最大负荷max P ：全年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P 30 年平均负荷P av 就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W t 除以时间t 的值。 负荷系数又叫负荷率，它是用电负荷的平均负荷P v 与其最大负荷P max 的比值。 4、确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点?各适用于哪些场合? 计算负荷的方法 ：需要系数法 ：确定计算负荷的基本方法,常用。 二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。 5、什么叫尖峰电流?尖峰电流的计算有什么用途? 尖峰电流pk I 是指持续时间1-2S 的短时最大负荷电流（电动机起动时出现）。 尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。 计算题 1、已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V 的三相电动机7.5kw3台，4kw8台，3kw17台，1.5kw10台。试用需要系数法求其计算负荷。 解：此机床组电动机的总容量为 105.11738435.7?+?+?+?=kW kW kW kW P e kW 5.120=
第六章工厂供配电系统供电负荷的计算 Electric loads’ calculation of power supply system of industrial enterprise §6-1 负荷曲线与特征参数 Load curves and characteristic parameters 一、电力系统负荷的组成composition of electric power load 电力系统的总负荷：系统中千万个用电设备所需功率的总和。（异步电动 机、同步电动机、电热炉、整流设备、照明等） 综合用电负荷：工业、农业、交通运输和市政生活所需的功率之和。 供电负荷：综合用电负荷＋网络损耗 发电负荷：供电负荷＋厂用电 二、负荷曲线load curve ——反映电力负荷随时间变化的曲线 按负荷种类分：有功负荷曲线，无功负荷曲线、 按时间长短分：日负荷曲线，月负荷、年负荷曲线 按计量地点分：个别用户、电力线路、变电所、发电厂乃至整个地区、整 个系统 相对来讲，无功负荷曲线用途较小，实际只是隔一段时间编制一次无功功率平衡表或各枢纽点电压曲线。 1.日负荷曲线：
电厂制定投标策略的依据。可用于决定系统的日发电量 。 2.年最大负荷曲线 一年内逐月或逐日综合最大有功功率负荷变化曲线。用于制定发电设备的检修计划，决定系统的总装机容量。 3.年负荷持续曲线 它不按时间的先后排列，只按全年的负荷变化，根据各个不同的负荷值在一年内的累计持续时间而重新排列组成；依据该曲线可以计算出一年内消耗的总电能。 三、 负荷曲线的特征参数 parameters of load curve 1.最大负荷P max 2.最小负荷P min 3.全年的电能 A ＝?8760 pdt 全日的电能 ?=24 0pdt A 4.年最大负荷利用小时数 max T ，max 8760 max max P pdt P A T ? == 5.平均负荷 24 A 8760A P D Y av == 6.负荷率：平均负荷与最大负荷的比值 有功负荷率α： α＝ max P P av 或 P av ＝αmax P ?； α越小，说明曲线起伏越大，α<1
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
第二章工厂电力负荷及其计算 一、填空题 1、年最大负荷P max就是。 答案：全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时平均功率 2、电力负荷的两个含义，一是指，二是指。 答案：耗用电能的用电设备或用户、用电设备或用户耗用的功率或电流大小 3、电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响程度分为级。 答案：三 4、工厂用电设备，按其工作制分三类：、、。 答案：连续工作制，短时工作制，断续周期工作制 5、一类负荷对供电电源的要求是供电；二类负荷对供电电源的要求是供电；而三类负荷对供电电源。 答案：两个独立电源，两回线路，无特殊要求 6、目前计算负荷的方法有、、三种方法。 答案：需要系数，二项式，利用系数 7、我国供电企业对工业用户的收费采用的是“”，一部分叫，是按所装用的容量来计费，另一部分叫，是按每月实际耗用电能KWh 来计算电费。 答案：两部电费制，基本电费，主变压器，电度电费 8、在我国《供电营业规则》中规定，用电企业的功率因素cos小于时，必须进行补偿；对变电所高压侧的功率因素cos必须。 答案：0.85，0.95 9、尖峰电流I pk用来选择和、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。 答案：熔断器，低压熔断器 10、工厂电容补偿的方式有、、。 答案：低压侧分组补偿，低压侧集中补偿，高压侧补偿 11、补偿电容的接线形式有、。 答案：三角形接线，星形接线Y 12、单相设备接于相电压时的等效三相设备容量Pe是。 答案：最大相设备容量的3倍。 13、负荷持续率是表示工作制运行的设备工作特性的物理量，一行车电动机P N=5kW，εN=15%，负荷计算时，要求换算到ε=25%下的功率是。 答案：断续周期，3.87kW 13、进行负荷计算的主要任务和目的是：(1) ，作为按发热条件选择变压器、线路及电器元件的依据；(2) 作为计算电压波动和选择保护设备的依据；(3) ，作为计算电能消耗和选择补偿装置的依据。 答案：确定计算负荷，计算尖峰电流，计算最大负荷班的平均负荷 14、为选择电气设备时所确定的某一假想的持续负荷、称为，通常采用30min 最大负荷的平均值作为。而不考虑电力系统运行时出现的短时（1～2s）负荷。 答案：计算负荷，计算负荷，尖峰 15、某10kV车间变电所，总计负荷容量为650kV·A。其中一、二级负荷有420kvar，
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。 千瓦，电流，如何计算？ 电力加倍，电热加半。 单相千瓦，4 . 5 安。 单相380 ，电流两安半。 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8 0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2 3 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 】1 2 千瓦的三相( 平衡时) 照明干线按“电热加半”算得电流为1 8 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 】3 2 0 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）
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)
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）;
第二章电力负荷计算 2-2 用单位产品耗电量估算企业的计算负荷在选择企业厂址方案阶段，为了便于编制设计方案意见书，当缺乏正式的用电设备资料时，可用单位产品耗电量来估算企业的负荷，必须指出用此法求出的用电负荷可能与实际负荷有出入，所以，当获得正式资料后，应按“需要系数法”（见下节）求得的计算负荷予以校正。 用单位产品耗电量估算企业的计算负荷时，可用下列公式: 1.企业年电能需要量 W n=W d M 千瓦-小时(2-1) 2．企业的平均负荷 P p=W n/T n千瓦(2-2) 3.企业的最大负荷 P max=W n/T max千瓦（2-3）式中 W d——企业单位产品电能消耗量，千瓦—小时/吨（度/吨）； M——企业全年的总产量，吨； T n——企业一年中的实际工作小时数（假日、修理时间、第二班和第三班末工作的时间等除外）； T max——企业年最大负荷利用小时数，见表2-5。 企业单位产品耗电量参考资料如下表 有色金属矿山采选企业单位产品耗电量表2-1 序 生产方法单位单位产品耗电量备注 号 1 锡采矿（砂矿）度/吨3-5 2 锡采矿（脉矿）”15-20 3 锡重力选厂”10 4 铜采矿（露天）”3-7．3 5 铜采矿（坑采）”15-20 6 铜浮选”20-24 7 铜采选联合企业”30-50 8 铅、锌采矿（坑采）”15-20 9 铅、锌浮选”25-26 10 铜、铅、锌浮选”33-38 11 铅、锌采选联合企业”45-50 12 钨采矿”15-20 13 钨选矿”10-25
14 钨采选联合企业”38-50 15 汞采矿（坑采）”30 16 汞选矿”40 17 汞采选联合企业”70 有色金属冶炼企业单位产品耗电量表2-2 序 号 生产方法单位单位产品耗电量备注 1 鼓风炉熔炼系统（粗铜）度/吨650-760 设计指标 2 反射炉熔炼系统（粗铜）”832 ” 3 闪速炉熔炼系统（粗铜）”1125 ” 4 铅的鼓风炉还原熔炼”1200 ” 5 铅的湿法冶炼”1100 ” 6 锡精炼反射炉还原”80-150 7 铜电解”492-520 8 铅电解”178-207 锌电解”4100-4200 10 铝电解”17000-18000 11 镍电解”3800-4200 12 镁电解”14800 13 镉电解”320 14 锑电解”3300-3700 15 锰电解”8000 16 铝氧（Al2O3）”500-600 17 石墨电极”5000-7000 18 冰晶石”142 19 氟化铝”186 20 氟化镁”158 21 氟化钠”81 22 硫酸”70-120 23 水泥”40-120 24 无烟煤”16-17 25 褐煤”10-12 黑色金属矿山采选、烧结企业单位产品耗电量表2-3 序号生产方法单位 单位产品耗电 量 备注 实测变 化范围 设计变 化范围 一般 1 露天矿（机械化开采、电机 车运输） 度/吨 大型”1．5-2 3-6 5 中型”2．5-3 3-6 5
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
2-1什么叫负荷曲线？有哪几种？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动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。 与负荷曲线有关的物理量有： 年最大负荷和年最大负荷利用小时； 平均负荷和负荷系数。 2-2年最大负荷Ｐmax——指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次）３０分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为３０分钟最大负荷P30。 年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。 平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。负荷系数KL————负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。 2-3.什么叫计算负荷?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:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷. 导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t为发热时间常数.对中小截面的导体.其t约为10min左右,故截流倒替约经30min后达到稳定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷Pc实际上与30min 最大负荷基本是相当的。 计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘体过早老化甚至烧毁. 2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定? 答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即 Pe=PN 反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率. 2-5.需要系数的含义是什么? 答:所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系,因此需要引进需要系数的概念,即:Pc=KdPe. 式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量. 形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数, 2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？ 答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。需要系数法的特点是简单方便，计算结果较符合实际，而长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国普遍采用的方法，适用于多组三相用电设备的计算负荷。二项式法其特点是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。
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