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供配电系统的负荷计算配电系统的负荷计算是指根据用电设备的类型、数量和使用情况对配电系统所需的总负荷进行计算和评估。
通过负荷计算，可以确定配电系统的容量和型号，为系统设计和运行提供依据，保证电力供应的可靠性和安全性。
下面将详细介绍供配电系统的负荷计算方法。
1.负荷类型根据用电设备的特点和性质，可以将负荷分为以下几类：照明负荷、动力负荷和特殊负荷。
其中，照明负荷指的是用于提供照明的电气设备和灯具的负荷；动力负荷指的是用于驱动电动机和动力设备的负荷；特殊负荷包括空调、电梯、冷藏、电炉等特殊设备的负荷。
2.负荷计算方法负荷计算的方法主要有经验法、等价法和计算法。
（1）经验法：通过类似的用电设备的实际运行数据或经验数据来估算负荷。
这种方法简单快捷，但不够准确，适用于小型配电系统的负荷估算。
（2）等价法：将用电设备按类型、功率和使用时间等折算为标准等效值，然后进行累加计算。
这种方法的准确性较高，但需要大量的实际设备数据作为依据。
（3）计算法：将每个用电设备的功率与使用时间相乘，并考虑同时操作的设备的合并系数，然后进行累加计算。
计算法是一种比较准确的负荷计算方法，适用于中小型和大型配电系统。
3.负荷计算的步骤负荷计算的步骤一般包括以下几个方面：（1）根据用电设备的类型和数量，确定每个用电设备的功率和使用时间。
（2）按照负荷类型进行分组，将相同类型的用电设备按照其功率和使用时间进行累加，得到各个负荷的总功率。
（3）考虑用电设备的同时性和并联性，对负荷进行合并系数的计算。
合并系数是指多个用电设备同时工作时的负荷总功率与各个用电设备功率之和之比。
合并系数的计算需要根据实际情况进行分析和估算。
（4）对各个负荷进行合并系数的加权平均，得到配电系统总的负荷功率。
（5）考虑安全裕度和负荷趋势，对负荷进行修正。
安全裕度是指配电系统容量超过实际负荷的多余能力，通常为负荷总功率的15%至20%。
负荷趋势是指根据用电设备的增长情况和未来需求进行估算和预测。
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。
企业供配电系统电力负荷的计算方法思路：供配电系统中各种电气设备的选择都离不开计算负荷，因此必需将供配电系统中各电气设备所在点的电力负荷进行计算。
计算必需从设备端依次向电源端逐步推算。
1、需要系数的含义式中：K——同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比；KL——负荷系数，用电设备不肯定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；ηwl——线路供电效率；η——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。
需要系数法由于简洁易行，为设计人员普遍接受，是当前通用的求取计算负荷的方法。
需要系数法的数据来源于大量的测定和统计，但这种方法的缺点是将需要系数Kd看作与负荷群中设备多少及设备容量悬殊状况都无关的固定值，这是不严格的。
由于事实上，只有当设备台数足够多，总容量足够大，且无特大型用电设备时，Kd才能趋于一个稳定数值。
因此，需要系数法比较适用于求全厂或大型车间变电所的计算负荷。
2、采纳需要系数法求计算负荷的计算步骤：以图示某铜矿35kV变电所为例，说明采纳需要系数法计算各级计算负荷的方法。
①单台用电设备的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：Q ca·1=Pca·1tanj计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。
②用电设备组的计算负荷有功计算负荷：P ca·2=Kd∑Pe无功计算负荷：Q ca·2=P ca·2tanjwm视在计算负荷：或者S ca·2=P ca·2/cosjwm计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。
③确定车间配电干线，或变电所低压母线上的计算负荷总有功计算负荷：Pca·3＝Ｋ∑ΣP ca·2总无功计算负荷：Qca·3＝Ｋ∑ΣQ ca·2总视在计算负荷：Ｋ∑－－最大负荷时的同时系数。
考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时消失而引入的系数。
《工厂变配电技术》教案大纲课程编号：课程类别：考试课课时：110 开课学期：一．教案大纲说明<一）课程性质与目的本课程是我系电气技术、电气工程专业的专业基础课。
主要内容包括：工厂的电力负荷和无功补偿，短路电流极其计算，工厂电力线路，工厂变配电所极其一次系统，电力变压器，工厂供电系统的保护，电气安全、防雷与接地，工厂的电气照明，电气绝缘预防性实验，以及实验技能等。
<二）课程的基本要求本课程的任务主要是讲述中小型工厂内部的电能供应和分配问题，并讲述电气照明，使学生初步掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行维护及基本计算所需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。
<三）本课程的重点<1）加强能力的培养，特别是培养学生基础计算的能力、分析问题的能力和实验动手能力。
<2）加强理论联系实际的教案。
<四）本课程与其他相关课程的关系<1）前导课程“电工基础”、“电子技术”、“自动检测与转换技术”等课程来培养学生分析电路的基本能力。
<2）后续课程“电力电子技术”、“自动控制技术”、“PLC技术”等课程打下专业基础。
二．课时分配<一）理论课时分配<二）实验课时分配三．课程内容及要求第一章概述教案目标：1．明确工厂供配电的意义、要求及本课程的任务。
2．了解典型的各类工厂供电系统及发电厂、电力系统和工厂自备电源的基础知识。
3.掌握电力系统的电压和电能质量问题。
4.了解电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地形式。
教案重点：电力系统的电压和电能质量问题；对供电系统的认识及各个部分的作用；电压等级的分类和设备额定值得概念；电力系统中性点的运行方式。
教案内容：1．工厂供电的意义及要求2．工厂供电系统的有关知识3．电力系统的电压4．电力系统的中性点运行方式5. 工厂供电设计的一般知识第二章工厂的电力负荷和无功补偿教案目标：1．熟悉工厂电力负荷的分级及有关概念。
供电系统负荷计算方法计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量，选择电气设备，确定测量仪表的量程，选择继电保护装置等提供重要的计算依据。
所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。
对于各种类型的用户，由于其供电系统设计的基本原理和方法都是相同的，所以在工程实践中根据不同的计算目的，针对不同类型的负荷，总结出的各种负荷的计算方法具有普遍的意义。
因此，本章以工矿企业用户为例来论述计算负荷的意义及求计算负荷的方法。
一、负荷的基本概念工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。
因此，工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。
所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。
我们按照等效负荷，从满足用电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。
通常规定取30分钟(min)平均最大负荷P30、Q30和S30作为该用户的“计算负荷”，并用Pj、QJS和Sj分别表示其有功、无功和现在计算负荷。
为什么取用“30分钟平均最大负荷”呢这是考虑：对于中、小截面的导体，发热时间常数(即表示发热过程进行快慢的时间数值)大约为10min左右，在短暂的时间内通过尖峰负荷时，导体温度来不及升高到相应伍而尖峰负荷就消失了，所以尖峰负荷虽比P30，Q30和S30大，但不是造成导体达到最高温升的主要原因。
实验表明，导体达到稳定温升的时间约为3T—4T，所以对于中、小截面导体达到稳定温升的时间可近似为3T30min；对于较大截面导体，发热时间常数大多大于10min,因而在30min时间内，一般达不到稳定温升，取30min平均最大负荷为计算负荷偏于保守，但为选择计算的方便和一致性，如上规定还是合理的。
《工厂供电》复习大纲《工厂供电》复习大纲第一章：工厂供电，指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。
工厂供电基本要求：安全，可靠，优质，经济。
中型工厂的电源进线电压是6～10kV。
35kv线路直经车间变电所配电变电压直接降为第一用电设备所需的电压，高压深入负荷中心的直配方式，配电所:接受电能和分配电能，变电所:接受电能，交换电压，分配电能，母线:汇集和分配电能。
工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统，包括工厂内的变配电所和所有的高低压供配电线路在正常供电电源之外，设置应急自备电源--柴油发电机组。
交流不停电电源主要由整流器、逆变器和蓄电池组等三部分组成。
电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。
我国现在统一以1000V为界线来划分电压的高低我国交流电力设备的额定频率为50Hz，通称为工频。
电压质量是按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、波动、波形及其三相的对称性（平衡性）的一种质量评估。
电压偏差线电气设备的端电压与其额定电压之差。
电压波动是指电网电压有效值的连续快速变动三相交流电网和电力设备的额定电压：线路首端与末端的平均电压即电网的额定电压。
因此用电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同。
工厂供电的电压，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。
由于在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，则线路电流越小，从而使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的投资和有色金属消耗量。
工厂供电系统的高压配电电压，主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素。
工厂采用的高压配电电压通常为10kV。
工厂的低压配电电压，一般采用220/380V。
在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：(1) 电源中性点不接地；(2) 中性点经阻抗接地；(3) 中性点直接接地。
前两种合称为小接地电流系统，后一种中性点直接接地系统，称为大接地电流系统。
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：负荷一天24小时内的变化曲线，用于制定各发电厂发电负荷计划、发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 ＝⎰87600pdt全日的电能⎰=240pdtA4.年最大负荷利用小时数 max T ，max8760maxmaxP pdtP A T ⎰==5.平均负荷24A8760A P DY 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 无功负荷率β：max avQ Q =β或者max Q Q av ⋅=β，一般的工业企业：β＝0.76～0.82 α ＝0.70～0.75§6-2 计算负荷及有关系数Calculation load and related parameters一、 计算负荷 calculation load 1、1、 计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，“计算负荷”产生的热效应应该和实际变动负荷产生的最大热效应相等。
2、2、 通常把半小时平均负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷 3、3、 0.5小时平均负荷曲线：将每间隔0.5h 读取有功电能表的读数，除以30min ，求得有功平均值，然在以纵轴为有功、横轴为时间的直角坐标系中逐点描绘而成。
4、4、 取0.5h 平均负荷的原因一般中小截面导体的发热时间常数为T ＝10min 以上，经验表明，其达到稳定温升时间为（3～4）T ，也就是说载流导体大约经过半小时可达到稳定温升值；如导线承载短暂尖峰荷，显然不能是导线温升达到最高，只有持续时间30min 以上，才有可能使导线温升达到最高值。
为计算方法一致，对其它供电元件均采用0.5h 平均负荷最大值为计算负荷。
二、 相关系数 1．需要系数d K N maxd P P K ＝设备容量负荷曲线最大有功负荷= 2．利用系数u K N avu P P K ＝设备容量负荷曲线平均有功负荷=3．同时系数∑K车间配电干线上有多组用电设备时，各组用电设备的最大负荷不同时出现，用到同时系数。
有功同时系数∑=⋅∑=m1i ica caP PP K无功同时系数∑=⋅∑=m1i ica caQ QQ K§6-3 按需要系数法确定计算负荷Calculation of power loads using the demand factor method 多用于确定车间变电所负荷和全厂负荷计算时从负荷端开始，逐级上推，到电源进线结束。
一、确定单台用电设备的设备容量（'N P）和计算负荷<一> “设备容量”：经过折算至统一工作制下的“额定功率”，用'N P表示1、1、用电设备的工作方式1）1）长期工作制：在规定的环境温度下连续运行，设备任何部分温度升不会超过最高允许值。
2）2）短暂工作制：用电设备的运行时间短，停歇时间长，工作时间内温升未达到该负荷下的稳定值即停歇冷却，停歇时间内温度降到其周围介质的温度。
求计算负荷时一般不考虑短暂工作制的用电设备。
3）3）重复短暂工作制：断续方式反复进行工作，工作时间（t）与停歇时间（0t）相互交替，工作时间内设备温度升高，停歇时间内温度又下降，若干周期后达到一个稳定的波动状态。
暂截率：%100%0⨯+=t t t Jc ，又称负荷持续率或接电率。
我国规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期10min 。
吊车用电动机的标准暂载率有15%，25%，40%，60%； 电焊设备的标准暂载率有50%，65%，75%，100%。
2、2、单个用电设备的设备容量'N P1）1）长期工作制的电动机：N 'N P P =（kW ）2）2）重复短暂工作制电动机：换算到%25%=Jc 下，%Jc P 2P %Jc %Jc P N N 25'N ==3）3）电焊机及电焊装置统一换算%100%=Jc 下， NN N 100'N cos S %Jc P %Jc %Jc P ϕ==（kW ）4）4）电炉变压器：N N 'N cos S P ϕ=（kW ）5）5）照明设备：白炽灯、碘钨灯：'N P ＝N P荧光灯：'N P ＝1.2N P (考虑镇流器的损耗)高压水银荧光灯：'N P ＝1.1N P 金属卤化物灯：'N P ＝1.1N P照明设备的设备容量估算：)(1000kW AS ⨯S-建筑物面积，m 2；A-单位面积照明容量，W/m 26）6）不对称单相负荷有多台单相用电设备时，应力求均匀分配到三相上。
① ① 当单相设备总容量>15%三相用电设备总容量时，单相负荷'Nph P 接于相电压时 'Nph 'N P 3P =单相负荷'Nph P 接于线电压时 'N p h 'N P 3P =② ② 否则按三相对称考虑<二> 单台用电设备的计算负荷1.ca P1、 1、 长期工作制：'N 1.ca P P =2、2、计及效率的单台用电设备（如电动机）：η='N 1.ca P P二、 用电设备组的计算负荷2.ca P将工艺性质相同的、且需要系数相近的用电设备合并成组∑⋅='2Nd ca P K P （kW ）ϕtg P Q ca ca ⋅=2.2.（kvar ）22.22.2.ca ca ca Q P S +=（KV ·A ）d K 1LwlK ηη∑⋅注：选取d K 一定要与∑⋅'N P 的计算范围相对应三、 车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷（3.ca P ）∑⋅=2.ca p 3ca P K P （kW ） ∑-=32.3.c ca Q ca Q Q K Q （kvar ）3c Q ：变电所低压母线上静电电容器组容量23.23.3.ca ca ca Q P S +=（kv ·A ）注：d K 的选取⎩⎨⎧大值；反之，取较小值设备使用较高时，取较较大值的取较小值；反之，取台数较多时，Kd 四、 车间变电所变压器高压侧的计算负荷（4.ca P ）2T 3ca 4ca P P P ∆+=（kW ） 23.4.T ca ca Q Q Q ∆+=（kvar ）24.24.4.ca ca ca Q P S +=（kV ·A ）但因车间变的容量未定，故近似计算：3ca 2T S %2P ⋅=∆（kW ） 3.2%10ca T S Q ⋅=∆(kvar)五、车间变电所高压母线上的计算负荷（5.ca P ） ∑=4.ca 5ca P P （Kw ） ∑=4.5.ca ca Q Q （Kvar ）25ca 25ca 5.ca Q P S +=（KVA ）六、 总降压变电所出线上的计算负荷（6.ca P ）5.ca 6ca P P ≈（Kw ）5.6.ca ca Q Q ≈（Kvar ） 5.6.ca ca S S ≈（KVA ）七、 总降压变电所变压器低压侧母线上的计算负荷（7.ca P ）∑⋅=6.ca p 7ca P K P （Kw ） ∑-=76.7.c ca Q ca Q Q K Q （Kvar ）27.27.7.ca ca ca Q P S +=（MVA ）八、全厂总计算负荷（8.ca P ）1T 7ca 8ca P P P ∆+= 1T 7ca 8ca Q Q Q ∆+=28.28.8.ca ca ca Q P S +=此外：8.8.8cos ca ca S P =ϕ，∑='8.N ca aca P P K注： 8.ca P 即为用户申请电量；8cos ϕ可提供给高压线路作电气计算之用，以判断是否进行无功补偿，此外，运用需要系数法计算负荷时要注意以下两点：1） d K 是针对负荷群的，对单台设备来说不存在a K 2）查表时，d K 的选取一定要与负荷群的划分范围相对应。
各种确定计算负荷的方法 1.需要系数法缺点：将d K 看作与设备台数多少及设备容量悬殊情况无关的固定值 ，这是不严格的；适用于求取全厂或大型车间变电所的计算负荷。
2、二项式系数法（结果偏大）考虑设备台数和大容量用电设备的影响 ；多用于机械加工、热处理车间中设备少容量差别大的配电箱及车间干线。
3、利用系数法（结果接近实际但计算复杂）以概率论为理论基础求得用电设备在工作时的功率迭加曲线。
通过利用系数、平均利用系数、有效利用台数、最大系数等来计算。
§6-4 工业企业供配电系统功率因数的提高 Improvement of power-factor of industrial enterprise一、提高功率因数的意义 the meaning of the power-factor improvement有功需求量保持不变的情况下，用电设备功率因数降低，将有以下不良后果：1、 1、 增加输电网的有功损耗和电能损耗。
2、 2、 使线路上电压损耗增大，使负荷端电压下降，甚至影响用电设备正常运行。
