工厂电力负荷及其计算

电力负荷的计算

一、设备额定容量的确定

确定计算负荷，首先必须先确定用电设备的容量。用电设备铭牌上标示的功率(或容量称为用电设备的额定功率PN，该功率是指用电设备(如电动机的额定输出功率。由于各种用电设备的额定工作条件不同，有长期连续工作制、短时工作制和断续工作制等，不能简单的将各用电设备的额定容量直接相加，而须将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定工作制条件下的功率，称这个功率为用电设备的容量(或功率，用PN∑表示。

1．长期连续工作制

这种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。对长期连续运行的设备有

(1电炉变压器。电炉变压器在额定功率因数时的额定功率(kw，即

(2照明设备组。

1白炽灯、碘钨灯设备的容量就等于灯泡上标注的额定功率，kw；

2荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失，其值约为灯管功率的20％，因此设备容量应为灯管额定功率的1.2倍，kw；

3金属卤化物灯当采用镇流器时也要考虑镇流器的功率损失，其值约为灯泡功率的10％，因此设备容量应为灯泡功率的1.1倍，kw。

(3不对称单相负荷的设备容量。当有多台单相用电设备时，一般将这些设备均匀地分接在三相上组成对称三相负荷，并力求减少三相负载的不对称度。设计规程规定，在计算范围内，负荷最大的单相用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的15％时，可按三相对称分配考虑，不对称度可用公式表示为

当不对称度βn超过15％时，则设备容量应按3倍最大相负荷的原则进行换算。根据负荷接线方式不同：

2．短时工作制

这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间较长。如煤矿井下的排水泵等。在工作时间内，用电设备的温升尚未达到该负荷下的稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低为周围介质的温度，这是短时工作制的特点。对这类用电设备也同样用

3．短时连续工作制用电设备

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）；

1 高等职业技术学院教案用纸

课程 工厂供电 授

课 班级

周次 课次 日期

课题 工厂电力负荷及其计算

教学

目的 使学生掌握电力负荷的有关概念，能够利用需要系数法和二项式法计算成组设备的负荷及工厂总负荷，会计算尖峰电流。

重点 需要系数法和二项式法计算成组设备的负荷及工厂总负荷，尖峰电流的计算。

难点 单相设备的等效三相负荷计算、准确确定需要系数。

教具 多媒体教学

作业 P49页1、2、3、5、10及计算题

小结 负荷分级、负荷曲线、需要系数、负荷计算、尖峰电流计算。

教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计

时间分配：

第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线

第二节 三相用电设备组计算负荷的确定

（2学时）

第三节 单相用电设备组计算负荷的确定

第四节 工厂的计算负荷及年耗电量的计算

第五节 尖峰电流及其计算

（2学时）

教学方法：

结合供电实例，以多媒体讲授为主。介绍电力负荷的基本概念、重点讲授需要系数法和二项式法计算成组设备及工厂总负荷，计算尖峰电流，最好在参观实际供电系统后再讲授。

2 第二章 工厂的电力负荷及其计算

本章主要内容：电力负荷有关概念

用电设备组计算负荷、工厂计算负荷

尖峰电流及其计算

第一节 工厂的电力负荷与负荷曲线

一、工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求

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。

二、工厂用电设备的工作制

连续工作制

断续周期工作制

短时工作制 负荷持续率 %100Tt

三、负荷曲线

表示电力负荷随时间变动情况的一种图形。从负荷曲线上可以掌握负荷变动规律，获得对设计和运行有用的资料。有：夏日负荷曲线、冬日负荷曲线、年负荷持续时间曲线等多种。

工厂电力负荷及其计算

一、工厂电力负荷的计算方法

1.定额法计算

定额法是根据工厂的生产工艺和设备，以及设备运行的时间及运行电压、额定电流等参数来计算工厂的电力负荷。具体计算步骤如下：

(1)根据生产工艺和设备确定每台设备的额定功率和运行时间。

(2) 计算每台设备的实际功率，实际功率等于额定功率乘以load

rate（负载率）。

(3)计算每台设备的用电量，用电量等于实际功率乘以运行时间。

(4)将每台设备的用电量累加得到总用电量，即工厂的电力负荷。

2.统计法计算

统计法是通过对过去一段时间的用电数据进行统计分析，得出工厂的电力负荷。具体计算步骤如下：

(1)收集过去一段时间的用电数据，包括电力仪表的读数、运行时间及环境参数等。

(2)对用电数据进行整理和分析，得出工厂的平均负荷和尖峰负荷。

(3)根据工厂的生产计划和负荷曲线，预测未来的负荷变化。

(4)根据预测的负荷变化，确定合理的电力供应方案。

3.标准法计算 标准法是根据国家规定的工厂电力负荷标准来计算工厂的电力负荷。具体计算步骤如下：

(1)根据国家规定的工厂电力负荷标准，确定工厂的负荷等级。

(2)根据负荷等级和工厂的总用电量，计算工厂的电力负荷。

二、工厂电力负荷的影响因素

2.工艺流程：不同的工艺流程对电力负荷的要求也不同，一些工艺流程需要大量的电力支持，而另一些工艺流程则相对较少。

3.工作时间：工厂的电力负荷还与工作时间有关，长时间连续运行的工厂需要更多的电力供应，而短时间间断运行的工厂则需要较少的电力供应。

4.环境因素：环境温度、湿度等因素也会对工厂的电力负荷产生影响，一些设备在高温高湿的环境下需要更多的电力支持。

三、工厂电力负荷的管理与调控

1.合理安排生产计划：根据工厂的电力负荷情况，合理安排生产计划，避免电力负荷过高或过低的情况发生。

2.用电系统的优化设计：通过优化用电系统的设计，如改进设备的能效、增加系统的稳定性、提高用电设备的负荷率等，以减少工厂的电力负荷。