負(fù)荷計(jì)算方法

1、負(fù)荷計(jì)算方法1、計(jì)算負(fù)荷的內(nèi)容(1) 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷，通常采用30min的最大平均負(fù)荷作為發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。(2) 尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)的最大負(fù)荷電流。單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的尖峰 電流就是起動(dòng)電流；多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的尖峰電流是指計(jì)算電流再加上一臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)的 起動(dòng)電流。如果多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中最大電動(dòng)機(jī)是雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)(例如：大噸位起重機(jī) 中的主卷揚(yáng)往往是雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))則尖峰電流應(yīng)是計(jì)算電流加上這兩臺(tái)同時(shí)工作電 動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。尖峰電流用于計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器 和保護(hù)元件等的依據(jù)。此外在校驗(yàn)滑觸線和較長線路供電的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)能否滿足 允許電壓損失

2、的要求時(shí)，也用尖峰電流來校驗(yàn)。(3) 平均負(fù)荷為某段時(shí)間用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比，常選用最大負(fù)荷班的 平均負(fù)荷，作為計(jì)算電能消耗和選擇無功補(bǔ)償裝置的依據(jù)2、負(fù)荷計(jì)算的方法(1) 需要系數(shù)法：使用最為廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。(2) 利用系數(shù)法：計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但計(jì)算過程復(fù)雜，工程中很少采用。(3) 二項(xiàng)式法：一般用于用電設(shè)備較少的場所，計(jì)算結(jié)果偏大。(4) 單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法：前兩者多用于民用建筑，后者 用于某些工業(yè)的可行性研究和初步設(shè)計(jì)階段的電力負(fù)荷估計(jì)。(5) 3臺(tái)及2臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，取各設(shè)備功率之和；4臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷， 取

3、設(shè)備功率之和乘以 0.9的系數(shù)；5臺(tái)及以上的用電設(shè)備，可采用二項(xiàng)式法計(jì)算，但 計(jì)算負(fù)荷不能小于其中一臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)的功率。3、設(shè)備功率的確定：用電設(shè)備銘牌標(biāo)明的功率系廠家規(guī)定工作條件下的額定輸出功率。各種設(shè)備規(guī)定的工作條件不完全相同(如 JZR型電動(dòng)機(jī)在不同的負(fù)載持續(xù)率下有不同的功率)，故負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)將其換算為統(tǒng)一規(guī)定工作條件下的功率，即設(shè)備功率。設(shè)備功率換算的規(guī)定如下：(1) 連續(xù)工作工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率等于額定(銘牌)功率。(2) 短時(shí)或周期工作制電動(dòng)機(jī)(如起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)等)的設(shè)備功率是指將額定功率換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率：(a) 當(dāng)采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到

4、負(fù)載持續(xù)率名為25%時(shí)的有功功率：例如負(fù)載持續(xù)率為 3為40%的45KW電動(dòng)機(jī)換算到S為25%時(shí)的有功功率：Pn=Pr57KW(b) 當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率 6為100%時(shí)的有功功率:按上例內(nèi)容換算到 名為100%的有功功率為：Pn = Pr后 = 45,64 = 28.5KW(c) 電焊機(jī)的設(shè)備功率是將額定容量換算到負(fù)載持續(xù)率名為100%時(shí)的有功功率：Pn =Sr . r cos :如一臺(tái) 23KVA(380V)單相電焊機(jī)，COS中=0.5 ,幣=65%PN = 23、, 0.65 x0.5 = 9.3KW計(jì)算負(fù)荷時(shí)：當(dāng)一臺(tái)電焊機(jī)時(shí)：pd = J3pn ；當(dāng)二臺(tái)電

5、焊機(jī)時(shí)：Pd =3Pn ;當(dāng)三臺(tái)電焊機(jī)時(shí)：Pd=3PN ；當(dāng)四臺(tái)電焊機(jī)時(shí)：Pd = 3 + J3pn 。(d) 電爐變壓器的設(shè)備功率：Pn Sr cos Sr電爐變壓器額定容量 KVA.或參照鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第138頁，附錄2.1。(e) 整流器的設(shè)備功率是指額定直流功率。(f ) 成組設(shè)備中的備用設(shè)備不參加負(fù)荷計(jì)算。(g) 氣體放電燈要加上整流器的損耗。4、需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷有功功率：Pjs=KxPN , kw ;無功功率：Qjs=Pjstg 中，Kvar ；視在功率：Sjs = Pjs2 Qjs2 KVA; jSjSjSSis計(jì)算電流：I=JsA;jS .3Ur三Pjs綜合功率

6、因數(shù)：cos =-Sjs計(jì)算實(shí)例見鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第129頁，例1。5、二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷(1)單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功功率：Pjs =cp - bPS KW ;無功功率：Qjs=Pjstg：Kvar;(2)多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功功率：Pjs =(CPn)max .三bPs KW ；無功功率：Qjs =(CPn)maxtg ：三(bPstg ) Kvar；確定臺(tái)數(shù)n可查表5-2-9計(jì)算實(shí)例見鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第130頁。例2和表2-21。6.利用系數(shù)法利用系數(shù)法是采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷（計(jì)算方法與需要系數(shù)法相 似），再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與

7、有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，得 出計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但計(jì)算過程繁瑣，而且已有的系數(shù)都是工廠的數(shù)據(jù)， 在民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中已刪除這種計(jì)算方法（見規(guī)范選編上冊(cè)第800頁條文說明）在鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第130頁，例2和表2-22負(fù)荷計(jì)算表中的內(nèi)容加以說明：1）起重機(jī)負(fù)荷Fc=25%換算為Fc=100%計(jì)算P25=60KW電動(dòng)機(jī)P100 = P2525 =60 0.25=30KW1009P25=45KW 電動(dòng)機(jī)P100=45 J0.25=22.5KW起重機(jī)總?cè)萘?P25=1132KW,P100=P2525100=1132 . 0.25=566KW2）按用電設(shè)備組分類（在第

8、 103105頁），查出系數(shù)K1,分別算出Pp和Qp。有功功率Pp相加，在小計(jì)項(xiàng)中得 K11Rs=482KW （即工Pp）3）全部設(shè)備的平均利用系數(shù)三 Pp482K1P=0.288=0.29ZPs 16744）求n1 （臺(tái)數(shù)）1 ,取大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)谷里為（Pjs） max=90KW ,則 （Pjs） max=45KW2例題中大于45KW的電動(dòng)機(jī)有：風(fēng)機(jī)水泵類90KW 4臺(tái)加工機(jī)床45KW 1臺(tái)共計(jì)5臺(tái)，所以n1=5 （注意：起重機(jī)以 60KW折算到Fc=100%時(shí)為30KW,不用 統(tǒng)計(jì)到n1中）5) n1臺(tái)（5臺(tái)）電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘浚篜n1=90 4+45=405KW6) Pn1功率的相對(duì)值：Pn1

9、“ Ps405=0.242=0.2416747) m臺(tái)數(shù)的相對(duì)值：n =n1 = - =0.0289=0.029n 1738) n'hs換算臺(tái)數(shù)的相對(duì)值：根據(jù) n'=0.029 和 P'=0.24查表 2-6 (第 106 頁)，得 n'hs=0.379) nhs= n'hsnn'hs=0.37，臺(tái)數(shù) n=173 臺(tái)10)Pjs L nhsnhs=0.37 137=641674=26.15=26.16411） 根據(jù)nhs和平均利用系數(shù) Kp查表2-7 （第106頁）求最大系數(shù) Km nhs=64,K1P=0.29 查得 Km=1.1412） 將前

10、面求得的Pp和Qp分別乘Km系數(shù)，得Pjs=549KW Qjs=587KW13） 照明負(fù)荷不參加利用系數(shù)的計(jì)算，在最后的計(jì)算中增加照明的有功無功負(fù)荷7.單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷首先要明確是單相線負(fù)荷（380V）還是單相相負(fù)荷（220V）。單相負(fù)荷在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)均衡地分配到三相上，使各相的計(jì)算負(fù)荷盡量相近。計(jì)算步驟：1）單相負(fù)荷與三相負(fù)荷同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加（只有當(dāng)單相負(fù)荷超過15%三相負(fù)荷時(shí)，才進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算）2）單相線負(fù)荷換算為相負(fù)荷換算公式a 相Pa=Pabp（ab）a+Pcap（ca）ab 相Pb=Pbcp（bc）b + Pabp（ab）bC 相Pc=P

11、cap（ca）C+Pbcp（bc）c以上公式排列次序與手冊(cè)和復(fù)習(xí)指導(dǎo)書稍有不同，這與查找換算系數(shù)有關(guān)，例如：在cos=0.5時(shí)，公式的前項(xiàng)乘 1,后項(xiàng)乘0,也可以理解為在 ab,bc,ca的次序中與前一個(gè)字母相同的相序乘1 （Pab（ab）a）,與后一個(gè)字母相同的相序乘0 （Pabp（ab）b）在換算系數(shù)表中，功率因數(shù)不同，采用的換算系數(shù)也不同。相序前一字母相同的，乘第一行的系數(shù)（P）或第三行系數(shù)（Q）,相序與后一字母相同的， 乘第二行的系數(shù)（P） 或第四行的系數(shù)（Q）。3）各相負(fù)荷分別相加，選出最大一相的相負(fù)荷，取其三倍作為等效三相負(fù)荷。4）以鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第133134頁和表2-

12、25為例說明計(jì)算過程:a）將負(fù)載待續(xù)率為酊=65%時(shí)，轉(zhuǎn)化為100%時(shí)的有功功率即 23KW電焊變壓器為9.3KW;(PN=Sr ； r cOS ：)32KW 電焊變壓器為 12.9KW;29KW 電焊變壓器為 11.7KW;b）將線負(fù)荷換算為相負(fù)荷。（見鋼鐵企業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第 110頁表2-10）換算系數(shù)表中按cos中=0.5查找系數(shù)有功功率：a相b相c相無功功率：a相Pa=P abp(ab)a+P cap(ca)a+P a0=(9.3 2+12.9) 1+9.3 0+11.7=43.2kwPb=Pbcp(bc)b+Pabp(ab)a+Pb0=(9.3 2+12.9) 1+(9.3 2+12

13、.9) 0+11.7=43.2kwPc=P cap(ca)c+P bcp(bc)c + P c0=9.3 1+(9.3 2+12.9) 0+11.7=21kwQa=Qabq(ab)a+Qcaq(ca)a+Qa0=Qabq(ab)a+Qcaq(ca)a+Pa0tg %=(9.3 2+12.9) 0.58+9.3 1.16+11.7 1.7321=49.2kvarb 相Qb=Q bcq(bc)b+Qabq(ab)b+Q b0=(9.3 2+12.9) 0.58+(9.3 2+12.9)1.16+11.7 1.7321=74kvarC 相Qc=Qcaq(ca)c+Qbcq(bc)c + Qc0=9.

14、3 0.58+(9.3 2+12.9) 1.16+11.7 1.7321=61.1kvar從上式中可以看出b相的負(fù)荷最大。Pb=43.2kw , Qb=74kvarc)故單相負(fù)荷的等效三相負(fù)荷為：Pd=3" Pb=3 43.2=129.6kwQd=3" Qb=3x Pbtg =3 43.2 1.7321=224.5kvar將等效三相負(fù)荷43.2 x3kw參加需要系數(shù)的負(fù)荷計(jì)算中進(jìn)行總的負(fù)荷計(jì)算（參見鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第 134頁表2-26）。注：等效三相負(fù)荷中的無功功率（ Q）,可以不必進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵谧詈蟮男枰禂?shù)表中Q=PtgCp可以簡單的計(jì)算出來。5）單相負(fù)荷換

15、算為等效三相負(fù)荷的簡化方法：a）只有線間負(fù)荷時(shí)（單相 380V）,將各線間負(fù)荷相加，選取較大兩項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)以Pab之Pbc之Pca為例進(jìn)行計(jì)算。Pd= 3 Pab+（3- . 3 ）Pbc=1.73Pab+1.27Pbc當(dāng) Pab=Pbc 時(shí),Pd=3Pab當(dāng)只有Pab時(shí)，Pd= J3 Pabb）當(dāng)只有相負(fù)荷時(shí)（單相 220V）,等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍。c）當(dāng)多臺(tái)單相用設(shè)備的設(shè)備功率小于計(jì)算范圍內(nèi)三相負(fù)荷設(shè)備功率的15%時(shí)，按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。6）以鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第 133例4,用簡化方法將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷a）例中看出Pab和Pbc的負(fù)荷相等，即 Pab=Pb

16、cPab=2x9.3+12.9kw所以 Pd=3Pab=3 （2 9.3+12.9）=94.5kwb） 在a相中接有單相 220V負(fù)荷11.7kw當(dāng)只有相負(fù)荷時(shí)Pd=3Pa=3 11.7=35.1kwc）將以上二項(xiàng)相加即為單相負(fù)荷的等效三相負(fù)荷Pd=94.5+35.1=129.6kw（與前面非簡化公式的計(jì)算結(jié)果相同）Qd=Pdtg =129.6 1.7372=224.5kw7功率損耗計(jì)算（1）三相線路中的有功及無功功率損耗有功功率損耗： P1=3Ijs2Rx10-3 Kw無功功率損耗： Q1=3IjsX2x10-3kvar上式中：R 每相線路電阻，R=R'L;X 每相線路電抗，X=X

17、'L;L 線路計(jì)算長度，km;'Ijs計(jì)算相電流，A;R'線路單位長度的交流電阻，Q/kmX '線路單位長度的交流電抗,Q /kmR'和X '的數(shù)據(jù)可查鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè)第852頁表31-77及表下面的附注。（在專業(yè)考試中，應(yīng)提供 R'和X'的數(shù)據(jù)以及, L的數(shù)值）。在復(fù)習(xí)指導(dǎo)書中（第 3冊(cè)）提供的查表法（圖 5-2-1和5-2-2）,估計(jì)不可能采用。（2）電力變壓器的有功及無功功率損耗：Sic 0有功功率損耗： Pt=A Po + Pk （ ） ,kw;SrSic 9無功功率損耗： Qt=A Qo + Qk （） ,kva

18、r;Sr上式中：與一一變壓器計(jì)算負(fù)荷，KVA；Sr 一一變壓器額定容量，KVA； Po一變壓器空載有功損耗，kw；（空載損耗）； Pk一一變壓器滿載（短路）有功損耗，kw；（負(fù)載損耗）； Qo一變壓器空載無功損耗，kvar Q I。 Qo =100式中I。一變壓器空載電流占額定電流的百分?jǐn)?shù)；AQk=Uk%SL 100式中Uk% 一變壓器阻抗電壓占額定電壓的百分?jǐn)?shù)。例如：計(jì)算負(fù)荷為750KVA,選用北京京華變電設(shè)備廠S9-1000/10, 1000KVA變壓器，從樣本查得：空載有功損耗： Po =1700W負(fù)載有功損耗： Pk =10300W空載電流百分?jǐn)?shù)：1。=0.7%阻抗電壓：Uk%=4.5%解：Sr=1000KVA, Sjs=750KVA, 變壓器有功功率損耗： Pt=APo +APk（包）2=1700+10300（ 50）2=7494w=7.5kwSr1000變壓器無功功率損耗：Sis 2Qt = Qo：Qk（'）2SrIo%SrUk%Sr/Sjs、2 0.7x10