負(fù)荷計(jì)算方法

1、負(fù)荷計(jì)算方法供電設(shè)計(jì)常采用的電力負(fù)荷計(jì)算方法有：需用系數(shù)法、二項(xiàng)系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品電耗法等。需用系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便， 對(duì)于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際，尤其對(duì)各用電設(shè)備容量相差較小，且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，因此，這種計(jì)算方法采用最廣泛。二項(xiàng)系數(shù)法主要適用于各用電設(shè)備容量相差大的場(chǎng)合，如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦井下綜合機(jī)械化采煤工作面等。利用系數(shù)法以平均負(fù)荷作為計(jì)算的依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系，這種計(jì)算方法目前積累的實(shí)用數(shù)據(jù)不多，且計(jì)算步驟較繁瑣，故工程應(yīng)用較少。單位產(chǎn)品電耗法常用于方案設(shè)計(jì)。一、設(shè)備容量的確定用電設(shè)備銘牌上標(biāo)出的功率（或稱容量）

2、稱為用電設(shè)備的額定功率Pn,該功率是指用電設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）額定的輸出功率。各用電設(shè)備，按其工作制分，有長期連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和斷續(xù)周期工作制三類。因而，在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，不能將其額定功率簡(jiǎn)單地直接相加，而需將不同工作制的用電設(shè)備額定功率換算成統(tǒng)一規(guī)定的工作制條件下的功率，稱之為用電設(shè)備功率Pn,o（一）長期連續(xù)工作制這類工作制的用電設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷比較穩(wěn)定，如通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、水泵、 電動(dòng)發(fā)電機(jī)等。機(jī)床電動(dòng)機(jī)，雖一般變動(dòng)較大，但多數(shù)也是長期連續(xù)運(yùn)行的。對(duì)長期工作制的用電設(shè)備有Pn（i=Pn（2 9）（二）短時(shí)工作制這類工作制的用電設(shè)備工作時(shí)間很短，而停歇時(shí)間相當(dāng)長。如煤礦井下的排水泵等

3、。對(duì)這類用電設(shè)備也同樣有Pn 產(chǎn)Pn（2 10）（三）短時(shí)連續(xù)工作制用電設(shè)備這類工作制的用電設(shè)備周期性地時(shí)而工作，時(shí)而停歇。如此反復(fù)運(yùn)行，而工作周期一般不超過10分鐘。如電焊機(jī)、吊車電動(dòng)機(jī)等。斷續(xù)周期工作制設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率”來 表征其工作性質(zhì)。負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用表示-100% t 100% （211） Tt t°式中 T工作周期，s；t工作周期內(nèi)的工作時(shí)間，s;t0工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間，So斷續(xù)周期工作制設(shè)備的設(shè)備容量，一般是對(duì)應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。應(yīng)該注意：同一用電設(shè)備，在不同的負(fù)荷持續(xù)率工作時(shí)，其輸出功率是不同的。因此， 不同負(fù)荷

4、持續(xù)率的設(shè)備容量（銘牌容量）必須換算為同一負(fù)荷持續(xù)率下的容量才能進(jìn)行相加 運(yùn)算。并且，這種換算應(yīng)該是等效換算，即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進(jìn)行換算。由于電流I通過設(shè)備在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為I2Rt，因此，在設(shè)備電阻不變而產(chǎn)生熱量又相同的條 件下，I 1/、t。而在同電壓下，設(shè)備容量 Px I。由式（2 11）可知，同一周期的負(fù)荷持N下的額定容量為 PN，則換算到£下的設(shè)備容量Pe為:PPj N /(2 12)式中£負(fù)荷的持續(xù)率；£ 與銘牌容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率；P£負(fù)荷持續(xù)率為時(shí)設(shè)備的輸出容量，kW。1.電焊機(jī)組電焊機(jī)的銘牌負(fù)荷持續(xù)率n有50%、60%、7

5、5%和100%等4種，為了計(jì)算簡(jiǎn)便與查表求需用系數(shù)，一般要求統(tǒng)一換算到=100 %，因此其設(shè)備容量為NPn100式中 PnkVA ;SN COS .詁 N(2 13)電焊機(jī)銘牌上的有功容量，SN電焊機(jī)銘牌上視在容量，£100其值為100%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中取 1 ）；COS 0銘牌的額定功率因數(shù)。2吊車電動(dòng)機(jī)組吊車電動(dòng)機(jī)的銘牌負(fù)荷持續(xù)率£ n有15%、25%、40%和50%等4種，為了計(jì)算簡(jiǎn)便與查表求需用系數(shù)，一般要求統(tǒng)一換算到=25%。因此，其設(shè)備容量為P 氐 N 2R. n（214）式中125其值為25%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中為0.25）;Pn吊車電動(dòng)機(jī)的銘牌容量，kW

6、 ;£ 與銘牌容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率。例2 1有一電焊變壓器，其銘牌上給出：額定容量Sn = 42kVA，負(fù)荷持續(xù)率 £ = 60%, 功率因數(shù)cos# 0.62，試求該電焊變壓器的設(shè)備容量P £。解電焊裝置的設(shè)備功率統(tǒng)一換算到=100 %，所以設(shè)備功率為PSNcos , N 42 0.62 0.6 20.2kW100例2 2某車間有一臺(tái)10噸橋式起重機(jī)，設(shè)備名牌上給出：額定功率Pn= 39.6kW,負(fù)荷持續(xù)率 £ = 40%。試求該起重機(jī)的設(shè)備容量。解起重機(jī)應(yīng)換算到=25%,因此設(shè)備容量為P2PN 匚 2 39.6 . 0.4 = 50kW需用系數(shù)法對(duì)于

7、用電戶或一組用電設(shè)備，當(dāng)在最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)， 所安裝的所有用電設(shè)備 （不包括備用）不可能全部同時(shí)運(yùn)行， 也不可能全部以額定負(fù)荷運(yùn)行，再加之線路在輸送電力時(shí)必有一定的損耗，而用電設(shè)備本身也有損耗， 故不能將所有設(shè)備的額定容量簡(jiǎn)單相加來作為用電戶 或設(shè)備組的最大負(fù)荷，必須要對(duì)相加所得到的總額定容量刀Pn打一個(gè)折扣。所謂需用系數(shù)法就是利用需用系數(shù)來確定用電戶或用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法。其實(shí)質(zhì)是用一個(gè)小于1的需用系數(shù)Kd對(duì)用電設(shè)備組的總額定容量刀 Pn打一定的折扣，使確定出來的計(jì)算負(fù)荷Pea比較接近該組設(shè)備從電網(wǎng)中取用的最大半小時(shí)平均負(fù)荷Pmax。其基本計(jì)算公式如下Pca=Kd 刀 PN（2 15）在確

8、定了設(shè)備容量之后，可分別按下列情況按需用系數(shù)確定計(jì)算負(fù)荷。1.用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中，可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為PeaKdFN,kWQcaPzta n ,kvarQca公式錯(cuò)誤，需要再乘以Kd（219）Sca可Qi,kVA1 caSca/( .3Un),A式中Pca、Qca、Sca一一該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；2Pn 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，kW;Un額定電壓，V ;tan© 功率因數(shù)角的正切值；Ica該用電設(shè)備組的計(jì)算

9、負(fù)荷電流，簡(jiǎn)稱計(jì)算電流，A ；Kd需用系數(shù)，由表 2 2查得。例2 3已知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組擁有電壓為380V的三相電動(dòng)機(jī)7.5kW 3 臺(tái);4kW 8臺(tái)；3kW17臺(tái)；1.5kW10臺(tái)。試求該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。解此機(jī)床電動(dòng)機(jī)組的總?cè)萘繛榈?PN=7.5kW X 3+4kW X 8+3kW X 17+1.5kW X 10=120.5kW查表2 2中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床”項(xiàng)，得Kd = 0.120.16 （取0.15）, cos A0.5, tan©= 1.73。因此得有功計(jì)算負(fù)荷Pca=0.15 X 120.5kW=18.1 kW無功計(jì)算負(fù)荷Qca=18.1 kW X

10、 1.73=31.3 kvar視在計(jì)算負(fù)荷Sca=18.1kW / 0.5=36.2 kVA36.2kVA計(jì)算電流I ca =55A<3 0.38kV須要指出：需用系數(shù)值與用電設(shè)備組的類別和工作狀態(tài)有很大的關(guān)系，因此，在計(jì)算時(shí)首先要正確判明用電設(shè)備組類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯(cuò)誤。例如機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床應(yīng)該屬于“小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床”，因?yàn)闄C(jī)修不可能是大批生產(chǎn)的，而金屬切削屬冷加工。又如壓塑機(jī)、拉絲機(jī)和鍛錘等應(yīng)屬熱加工機(jī)床。再如起重機(jī)、行車、電葫蘆應(yīng)屬吊車類 設(shè)備。2多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，而各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷也非

11、同時(shí)出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) Ksi。具體計(jì)算公式為式中Pea、Q ca、 SeaPeaKsii=1KdiPNiii 1,2,3,L ,mQcamKsii=1KdiPNitan iSea,£Qe'a1 caSea /(B)m(2 20)為配電干線或變電站低壓母線的有功、無功、視在計(jì)算負(fù)荷;Ksi組間同時(shí)系數(shù)，其值見表2 3 ；m該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù);Kdi、tan機(jī)刀PNi分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角正切值, 總設(shè)備容量；Ica該干線或變電站低壓母線上的計(jì)算電流，A ；Un該干線或

12、低壓母線上的額定電壓，V。表2 3工礦企業(yè)各級(jí)組間同時(shí)系數(shù)Ksi應(yīng)用范圍Ksi確定車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，所采用的有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)1、冷加工車間0.7 0.82、熱加工車間0.7 0.93、動(dòng)力站0.8 1.04、煤礦井下0.8 0.9確定變、配電所高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，所采用的有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)1、計(jì)算負(fù)荷小于 5000kW0.9 1.02、計(jì)算負(fù)荷為 500010000kW0.853、計(jì)算負(fù)荷大于 10000kW0.8注：無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)一般采用與有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)相同的數(shù)據(jù)。在計(jì)算多組用電設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，為了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，一般各組設(shè)備的臺(tái)數(shù)不論多少，各組的計(jì)算負(fù)荷均按表2 2

13、所列Kd和cos$的值來計(jì)算，而不必考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)少而適當(dāng)增大Kd和cos$值的問題。例2 4 某機(jī)加工車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)30臺(tái)，共100kW ;通風(fēng)機(jī)4臺(tái)，共6kW;電阻爐4臺(tái)共8kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。解先求各組的計(jì)算負(fù)荷1.金屬切削機(jī)床組查表 2 2，取 Kd= 0.2, cos護(hù) 0.5 , tan$=1.73Pca.1= 0.2 x 100 = 20 kWQca.1= 20 x 1.73 = 34.6 kvar2通風(fēng)機(jī)組查表 2 2，取 Kd= 0.8, cos$= 0.8, tan$= 0.75Pca.2 = 0.8 x 6 = 4.8 kWQca.2 = 4.8 x 0.75 = 3.6 kvar3.電阻爐查表 2 2，取 Kd= 0.7, cos $= 1, tan 片 0Pca.3= 0.7 x 8 = 5.6 kW查表2 3，取Kai= 0.9，得總計(jì)算負(fù)荷3PcaKsii=1Pca(i)0.9 204.85.627.36kWQca3Ksii=1Qca(i)0.9 34.63.634.38k varSca,Pc2Q2ca,27.36 234.38 243.94kVA1 caSca 心 3Un)華9466.76A.3 0.383 對(duì)需用系數(shù)法的評(píng)價(jià)1） 公式