第三章负荷计算
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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？可分别从上而得到哪些参数？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二f （t）或Q二f （t）o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为时间范用绘制的负荷曲线。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） 日电能耗虽Wd （kw・h）：表示一天中所消耗的电能，即日负荷曲线所包含的而积：
24
wa= JP （r） dt
0
式中p——目负荷曲线上的瞬时功率，单位为騙：
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捲与时间（24h）的比值，即：
Pav 二——
24
（4） 有功负荷系数a为：圧上二
Pmax
通常a=0・7〜0.75。
（5） 无功负荷系数B为：0二色-
Omax
通常 0=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 （kwh）：表示年负荷曲线所包含的面积: 8760
Wd= JP （f） dt
0
（2） 最大负荷Pmax （kw）：表示年负荷曲线上岀现的最大的负荷值。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，负荷稳世,
在工作时间内，电气设备截流导体可以达到稳左的工作温度。
（2） 短时运行工作制（短时工作制）即电气设备的工作时间饰短而停歇时间t。长。 在工作时间内，电气设备来不及达到稳左温度（Os）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
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。 持续率 工作时间
工作时间+停歇时间 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5
等。
尖稣负荷是指平滑日负荷曲线上持续1 — 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作为确圧计算负荷的依据呢？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髙的温度值。分析表明，载流导
体一般经过（3 — 4） r （为发热时间常数），即能达到稳左温度而导体的r 一般为10 —
30m. n左右，因此达到稳泄温度需30 - 120mln时间.为7保证当载流导体上长期通过计
算电流时的最髙稳左温度不超过其允许温度因此取负荷曲线上的3Dmll最大负荷作为讣算
负荷英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il•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 = KdSPi
认为造成氏和£P之间差异的因素有:
(1) 并非供电范恫内的所有用电设备都会同时投入使用、以同时系数矗表示。
(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《表示。
(3) 电气设备额泄功率与输入功率不一左相等。以电气设备的平均效率Q c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上相同以线路的平均效率n"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
K1KL Kd = -
二项式法认为汁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
LPN,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°英中b, C称
为二项式系数。二项式系数也是通过统汁得到的数据。
利用系数Kx左义为: 6
一般情况下，当用电设备组确龙后，其最大日负荷曲线也就确左了，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讣算容量之间的比值。
附加系数Kad左义为：
Kad 二—
/
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用如何？
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汁算负荷起决泄性的作用，这时用需要系 数讣算的结果很可能与大容量设备投入时的实际情况不符，岀现不合理的结果。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，很难找岀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 汁，因此是一种较为准确的讣算方法。利用系数法的汁算过程相对烦琐，但使用汁算机进行 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在不同汁算范用内用需要系数法进行负荷汁算时，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汁算的 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（额泄暂载率巧为60%, cos ©为
0. 62, 为0. 85）, 39. 6kW的吊车一台（额疋暂载率①为40%, cos©为0.5）。试确泄设 备容量。
解：电焊机的容量 7
PN = Pr 忑=Sr cos% = 42 x 0.62 x、/60%/O.85 « 23.73kW
吊车的容量 PN = 2£厲=2X39.6X、/5阪 Q50.09KW
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(心=0.18 ~0.25,cos© = 0.5,rg© = 1.73)
Pc=KdPN =0.2x105 = 21k W
Qe =巴• fg© = 21 x 1.73 = 36.33kVar
P 21 S< =-^—= —= 42jtK4 cos© 0.5
利用二项式法计算负荷© = 0.14,c = 0.5, A- = 5,COS0 = 0.5,fg® = 1.73)
Pc = hPN +cPx =0」4x105+0.5x(7.5x2 + 5.5 + 4x2)=2 &95KW
Q( =Pjtg(p=2&95x1.73 a 50.08k
Pc 28 95
Sc =—=壬匕=57.9KVA cos
分析：当含有大容量设备，且容屋相差悬殊时，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：,写字间7000 m',宾馆8500 m',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/Y),得
Q旅游宾馆=°・°7~0.08RW/〃广，取Q旅游宾馆=0.07kW/m~
。商场=0.12〜0.15RW/加I 取。商场=o.l2kW/nr
。办公窣=°・°7~0.0弘W/〃/,取p办公來=0.01kW/m2
所以该大楼的计算负荷为：
Pc = P商场S商场+ Q旅游宾馆S宾馆+ Q办公搂S写字间
= 0.12x5000+0.07x7000+0.07x6000 = 1510^ IV
