《供配电技术》第2章 负荷计算

例2-2 一机修车间的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7.5kW2 台，4kW2台，2.2kW8台；另接通风机1.2kW2台；电 阻炉1台2kW。试求计算负荷（设同时系数K∑p、K∑q 均为0.9）。 解 : (1) 冷加工机床：查附录表1可得Kd1=0.2， cosφ1=0.5，tgφ1=1.73
两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概 念，即
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1、单组用电设备的计算负荷
式中，Kd为需要系数；Pe为 设备容量；tgφ为设备功率 因数角的正切值。
例2-1 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：查表可得，Kd=0.16 ~ 0.2(取0.2计算)， cosФ=0.15, tgФ=1.73。
Pc1= Kd1Pe1=0.2×50=10kW
Qc1=Pc1tgφ1=10×1.73=17.3kvar
(2)通风机：Kd2=0.8，cosφ2=0.8，tgφ2=0.75
Pc2= Kd2Pe2=0.8×2.4=1.92kW
Qc2=Pc2tgφ2=1.92×0.75=1.44kvar
(3)电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备容量 Pc3=Pe3=2kW Qc3=0
根据公式得：
PC= KdPe= 0.2×120 = 24(KW) QC= PCtgФ= 24×1.73 = 41.52 (kvar) Sc= Pc/cosφ = 24/ 0.5 = 48 (kVA)
2、多组用电设备的计算负荷
式中，n为用电设备组的组数，K∑p、K∑q分别为 有功、无功同时系数，Pci，Qci为各用电设备组的 计算负荷。
二、年持续负荷曲线
年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷 曲线。
年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制成。
年持续负荷曲线的绘制，要借助一年中有代表性 的冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线。
绘制方法如图2-2所示。图2-2是南方某厂的年负荷 曲线，图中P1在年负荷曲线上所占的时间计算为 T1=200t1+165t2。其中夏季和冬季在全年中占的天数 视地理位置和气温情况核定。
第二章 供配电的负荷计算
•第一节 负荷曲线 •第二节 用电设备的设备容量 •第三节 负荷计算的方法 •第四节 功率损耗和电能损耗 •第五节 全厂负荷计算 •第六节 尖峰电流的计算 •第七节 功率因数及无功功率补偿
第一节 负荷曲线
负荷曲线是电力负荷随时间变化的图形。 一、日负荷曲线：负荷在一昼夜间（0~24h）变化情
Pe= PN ②用镇流器的照明设备的设备容量要包括镇流器 中的功率损失。
荧光灯： Pe=1.2PN 高压水银灯、金属卤化物灯： Pe=
1.1 PN
③照明设备的设备容量还可按建筑物的单位面积
容量法估算： Pe S /1000
式中： 是建筑物单位面积的照明容量，S为建筑物的面积。
第三节 负荷计算的方法
一、 计算负荷的估算法 1、单位产品耗电量法 有功计算负荷为：
式中，Wa为全年电能，Wa=a·m，m为年产量，a为单位产品的 耗电量；Tmax为年最大负荷利用小时数。
2、单位面积负荷密度法 若已知车间生产面积S和负荷密度指标ρ时， 车间平均负荷为: Pav=ρ*S， 车间计算负荷为:
二、需要系数法 Kd 所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量，
式中，PN为电焊机额定有功功率；SN为额定视在功率； εN为额定负荷持续率； cosφN为额定功率因数。
2）起重机（吊车电动机） 要求统一换算到∈=25%时的功率，即：
3）电炉变压器组 设备容量是指额定功率下的有功功率，即： Pe=SN*cosφN
4）照明设备
①不用镇流器的照明设备的设备容量指灯头的额 定功率，即：
作制下的“额定功率”称为设备容量，用Pe来表示。 二、 设备容量的确定
1.长期工作制和短期工作制的用电设备
长期工作制和短时工作制的设备容量就是所有 设备的銘牌额定功率，即 Pe=PN 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。
1）电焊机和电焊装置组 要求统一换算到∈=100%时的功率，即：
况。 制作： （1）以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记
录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状， 称折线形负荷曲线。 （2）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时 间间隔（一般为半小时）将其读数记录下来，求 出0.5h的平均功率，再依次将这些点画在坐标上， 把这些点连成阶梯状的是阶梯形负荷曲线。
一般在北方，近似认为冬季200天，夏季165天； 在南方，近似认为冬季165天，夏季200天。
图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制
（a）夏季日负荷曲线 （b）冬季日负荷曲线 （c）年负荷持 续时间曲线
三、负荷曲线的有关物理量
1.年最大负荷和年最大负荷利用小时
（1）年最大负荷Pmax 年最大负荷是指全年中负荷最大的工作班内30 分钟平均功率的最大值。
(4)车间计算负荷：
三、二项式法
(1)单组用电设备的计算负荷
式中，b、c为二项式系数；Pe∑是该组用电设备组的设备总容量； Px为x台最大设备的总容量，当用电设备组的设备总台数n＜2x时， 则最大容量设备台数取x=n/2，且按“四舍五入”法取整，当只有 一台设备时，可认为Pc=Pe；tgφ为设备功率因数角的正切值。
（2）负荷系数 KL 负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值，
有功负荷系数KaL和无功负荷系数KrL，即
有时也用α表示有功负荷系数，用β表示无功负荷 系数。一般工厂α=0.7~0.75，β=0.76~0.82
注意：对单个用电设备或用电设备组，有：
KL
P PN
第二节 用电设备的设备容量
一、 设备容量的定义 设备的銘牌额定功率PN经过换算至统一规定的工
（2）年最大负荷利用小时Tmax 如图2-3所示，阴影为全年实际消耗电能，如果
以Wa表示全年实际消耗的电能,则有：
图2-3 年最大负荷和年最 大负荷利用小时
2.平均负荷和负荷系数 （1）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
功率的平均值。
图2-4 年平均负荷
年平均负荷Pav,如图2-4 所示，阴影部分表示全 年实际消耗的电能Wa， 则：