電力負荷計算及功率因數(shù)補償

電力負荷計算及功率因數(shù)補償?shù)?頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一電力負荷的分類一、電力負荷的分類電力負荷按用途分，有照明負荷和動力負荷，前者為單相負荷，在三相系統(tǒng)中很難達到平衡；后者一般可視為平衡負荷。按行業(yè)分，有工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負荷等。工廠用電設備，按其工作制(duty-type)可分以下3類。本章首先簡單介紹工廠電力負荷的分級及有關概念，然后著重講述用電設備組計算負荷和工廠計算負荷的確定方法，電力系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗的計算，尖峰電流及其計算方法，最后講述功率因數(shù)的確定及補償。本章內(nèi)容是工廠供電系統(tǒng)運行分析和設計計算的基礎。

第2頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一(1)連續(xù)運行工作制(continuousrunningduty-type)是指工作時間較長，連續(xù)運行的用電設備，絕大多數(shù)用電設備都屬于此類工作制。即這類工作制的設備在恒定負荷下運行，且運行時間長到足以使之達到熱平衡狀態(tài)，如通風機、水泵、空氣壓縮機、電動機發(fā)電機組、電爐和照明燈等。機床電動機的負荷，一般變動較大，但其主電動機一般也是連續(xù)運行的。(2)短時運行工作制(short-timeduty-type)是指工作時間很短，停歇時間相當長的用電設備的工作制。這類工作制的設備在恒定負荷下運行的時間短(短于達到熱平衡所需的時間)，而停歇時間長(長到足以使設備溫度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度)，如機床上的某些輔助電動機(例如進給電動機)、控制閘門的電動機等。這類設備的數(shù)量很少，求計算負荷一般不考慮短時運行工作制的用電設備。

電力負荷的分類第3頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一(3)斷續(xù)周期工作制(intermittentperiodicduty-type)是指有規(guī)律的，時而工作，時而停歇，反復運行的用電設備的工作制，其工作周期一般不超過10min，無論工作或停歇，均不足以使設備達到熱平衡。如電焊機和吊車電動機、電焊用變壓器等。斷續(xù)周期工作制的設備，可用“負荷持續(xù)率”(dutycycle，又稱暫載率)來表示其工作特征。負荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，用表示，即

(2-1)式中——工作周期； ——工作周期內(nèi)的工作時間； ——工作周期內(nèi)的停歇時間。def電力負荷的分類第4頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一斷續(xù)周期工作制設備的額定容量(銘牌功率)，是對應于某一標稱負荷持續(xù)率的。如果實際運行的負荷持續(xù)率，則實際容量應按同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進行換算。由于電流通過電阻的設備在時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為，因此在設備產(chǎn)生相同熱量的條件下，；而在同一電壓下，設備容量；又由式(2-1)知，同一周期的負荷持續(xù)率。因此，即設備容量與負荷持續(xù)率的平方根值成反比。由此可知，如果設備在下的容量為，則換算到實際下的容量為

(2-2)電力負荷的分類第5頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一進行電力設計的基本原始資料是用電部門提供的用電設備安裝容量。這些用電設備品種多，數(shù)量大，工作情況復雜。如何根據(jù)這些資料正確估計所需的電力和電量是一個非常重要的問題。估計的準確程度，影響電力設計的質(zhì)量，如估算過高，將增加供電設備的容量，使供配電系統(tǒng)復雜，浪費有色金屬，增加初期投資和運行管理工作量；而估算過低，又會使供配電系統(tǒng)投入運行后，供電系統(tǒng)的線路和電氣設備由于承擔不了實際負荷電流而過熱，加速絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。求計算負荷的工作稱為負荷計算。計算負荷是根據(jù)已知的用電設備安裝容量確定的、預期不變的最大假想負荷。這個負荷是設計時作為選擇供配電系統(tǒng)供電線路的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)，所以非常重要。負荷計算的目的及意義第6頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一一、負荷及負荷曲線負荷計算的目的及意義1.電力負荷的分級及對供電電源的要求電力負荷(electricpowerload)又稱電力負載，有兩種含義：一種是指耗用電能的用電設備或用戶，如說重要負荷、一般負荷、動力負荷、照明負荷等；另一種是指用電設備或用戶耗用的功率或電流大小，如說輕負荷(輕載)、重負荷(重載)、空負荷(空載)、滿負荷(滿載)等。電力負荷的具體含義視具體情況而定。1)電力負荷的分級電力負荷，按GB50052—1995《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為3級：(1)一級負荷(firstorderload)。符合下列情況之一時，應為一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡時；中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失時，例如重大設備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作，例如重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。第7頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要的場所不允許中斷供電的負荷，應視為特別重要的負荷。(2)二級負荷(secondorderload)。符合下列情況之一時，應為二級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時，例如主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作，例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂時。(3)三級負荷(thirdorderload)。三級負荷為一般電力負荷，所有不屬于上述一、二級負荷者均屬三級負荷。2)各級電力負荷對供電電源的要求(1)一級負荷對供電電源的要求。對于一級負荷必須考慮有兩路獨立電源供電，在發(fā)生事故時，在繼電保護裝置正確動作的情況下，兩路電源不會同時丟失或失去一路電源，在允許的時間內(nèi)第二路電源自動投入。第8頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義 一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩路電源外，還必須增設應急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。常用的應急電源可使用下列幾種電源：獨立于正常電源的發(fā)電機組；供電網(wǎng)絡中獨立于正常電源的專門饋電線路；蓄電池；干電池。(2)二級負荷對供電電源的要求。二級負荷也要求有兩路獨立電源供電，當工作電源失去時，由運行人員手動操作投入備用電源。供電變壓器也應有兩臺(這兩臺變壓器不一定在同一變電所)。只有當負荷較小或者當?shù)毓╇姉l件困難時，二級負荷可由一回路6kV及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時，較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復。當采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應能承受全部二級負荷。(3)三級負荷對供電電源的要求。由于三級負荷為不重要的一般負荷，因此它對供電電源無特殊要求。第9頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義二、負荷曲線的概念負荷曲線(loadcurve)是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，它反映了用戶用電的特點和規(guī)律。負荷曲線繪制在直角坐標系上，縱坐標表示負荷(有功功率或無功功率)，橫坐標表示對應的時間(一般以小時為單位)。負荷曲線按負荷對象分，有工廠的、車間的或某類設備的負荷曲線。按負荷性質(zhì)分，有有功和無功負荷曲線。按所表示的負荷變動時間分，有年的、月的、日的或工作班的負荷曲線。1)日負荷曲線日負荷曲線表示負荷在一晝夜間(0h～24h)的變化情況，圖2.1是一班制工廠的日有功負荷曲線。日負荷曲線可用測量的方法繪制。繪制方法如下。(1)以某個檢測點為參考點，在24h中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線，見圖2.1(a)；第10頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義

(2)通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔(一般為半小時)將其讀數(shù)記錄下來，求出半小時的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的成梯形的負荷曲線，如圖2.1(b)所示。 為便于計算，負荷曲線多繪成梯形，橫坐標一般按半小時分格，以便確定“半小時最大負荷”(將在后面介紹)。當然，其時間間隔取得越短，曲線越能反映負荷的實際變化情況。日負荷曲線與橫坐標所包圍的面積代表全日所消耗的電能。(a)折線形負荷曲線(b)梯形負荷曲線圖2.1日有功負荷曲線

第11頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義2)年負荷曲線年負荷曲線，通常繪成負荷持續(xù)時間曲線(loaddurationcurve)，按負荷大小依次排列，如圖2.2(c)所示，全年按8760h計。

(a)夏日負荷曲線(b)冬日負荷曲線(c)年負荷持續(xù)時間曲線圖2.2年負荷持續(xù)時間曲線的繪制第12頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義

上述年負荷曲線，根據(jù)其一年中具有代表性的夏日負荷曲線(圖2.2(a)所示)和冬日負荷曲線(圖2.2(b)所示)來繪制。其夏日和冬日在全年中所占的天數(shù)，應視當?shù)氐牡乩砦恢煤蜌鉁厍闆r而定。例如在我國北方，可近似地認為夏日165天，冬日200天；而在我國南方，則可近似地認為夏日200天，冬日165天。假設繪制南方某廠的年負荷曲線(圖2.2(c)所示)，其中在年負荷曲線上所占的時間，在年負荷曲線上所占的時間， 其余類推。 年負荷曲線的另一種形式，是按全年每日的最大負荷(通常取每日最大負荷的半小時平均值)繪制的，稱為年每日最大負荷曲線，如圖2.3所示。橫坐標依次以全年12個月的日期來分格。這種年最大負荷曲線，可以用來確定擁有多臺電力變壓器的變電所在一年內(nèi)的不同時期宜于投入幾臺運行，即所謂經(jīng)濟運行方式，以降低電能損耗，提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。 年負荷曲線的另一種形式，是按全年每日的最大負荷(通常取每日最大負荷的半小時平均值)繪制的，稱為年每日最大負荷曲線，如圖2.3所示。橫坐標依次以全年12個月的日期來分格。這種年最大負荷曲線，可以用來確定擁有多臺電力變壓器的變電所在一年內(nèi)的不同時期宜于投入幾臺運行，即所謂經(jīng)濟運行方式，以降低電能損耗，提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。第13頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義 從各種負荷曲線上，可以直觀地了解電力負荷變動的情況。通過對負荷曲線的分析，可以更深入地掌握負荷變動的規(guī)律，并可從中獲得一些對設計和運行有用的資料。因此了解負荷曲線對于從事供配電系統(tǒng)設計和運行的人員來說，都是很必要的。圖2.3年每日最大負荷曲線 注意：日負荷曲線是按時間的先后繪制，而年負荷曲線是按負荷的大小和累積時間繪制的。第14頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一3.與負荷曲線和負荷計算有關的物理量分析負荷曲線可以了解負荷變化的規(guī)律。對供電設計人員來說，可從中獲得一些對設計有用的資料；對運行人員來說，可合理地、有計劃地安排用戶、車間、班次或大容量設備的用電時間，降低負荷高峰，填補負荷低谷，這種“削峰填谷”的辦法可使負荷曲線比較平坦，從而達到節(jié)電效果。1)年最大負荷和年最大負荷利用小時(1)年最大負荷(annualmaximumload)：全年中負荷最大的工作班內(nèi)(該工作班的最大負荷不是偶然出現(xiàn)的，而是在負荷最大的月份內(nèi)至少出現(xiàn)過2次～3次)消耗電能最大的半小時的平均功率。因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷。(2)年最大負荷利用小時(utilizationhoursofannualmaximumload)：假設電力負荷按年最大負荷(或)持續(xù)運行時，在時間內(nèi)電力負荷所消耗的電能恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能，如圖2.4所示。因此，年最大負荷利用小時是一個假想時間。負荷計算的目的及意義第15頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一圖2.4年最大負荷和年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時的計算公式為

Tmax

(2-3)式中——年實際消耗的電能量。年最大負荷利用小時是反映電力負荷特征的一個重要參數(shù)，與工廠的生產(chǎn)班制有明顯的關系。例如一班制工廠，≈1800h～3000h；兩班制工廠，≈3500h～4800h；三班制工廠，≈5000h～7000h。def負荷計算的目的及意義第16頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2)平均負荷和負荷系數(shù)(1)平均負荷(averageload)：電力負荷在一定時間內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間內(nèi)消耗的電能除以時間的值，即

Pav

(2-4)年平均負荷的說明如圖2.5所示。年平均負荷的橫線與兩坐標軸所包圍的矩形截面恰等于年負荷曲線與兩坐標軸所包圍的面積，即年平均負荷為

Pav

(2-5)圖2.5年平均負荷defdef負荷計算的目的及意義第17頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一(2)負荷系數(shù)(loadcoefficient)KL：用電負荷的平均負荷與其最大負荷的比值，即

KL

(2-6)

對負荷曲線來說，負荷系數(shù)亦稱負荷曲線填充系數(shù)，它表征負荷曲線不平坦的程度，即表征負荷起伏變動的程度。從充分發(fā)揮供電設備的能力、提高供電效率來說，希望此系數(shù)越高越趨近于1越好。從發(fā)揮整個電力系統(tǒng)的效能來說，應盡量使不平坦的負荷曲線“削峰填谷”，提高負荷系數(shù)。對用電設備來說，負荷系數(shù)就是設備的輸出功率與設備額定容量的比值，即

KL(2-7)負荷系數(shù)通常以百分值表示。負荷系數(shù)(負荷率)的符號有時用表示；有的情況下有功負荷率用、無功負荷率用表示。負荷計算的目的及意義第18頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一二、負荷的計算方法1.三相用電設備組計算負荷的確定1)概述供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運行，其中各個元器件(包括電力變壓器、開關設備及導線、電纜等)都必須選擇得當，除了應滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值，稱為計算負荷(calculatedload)。根據(jù)計算負荷選擇的電氣設備和導線電纜，如果以計算負荷連續(xù)運行，其發(fā)熱溫度不會超過允許值。由于導體通過電流達到穩(wěn)定溫升的時間需3～4，為發(fā)熱時間常數(shù)。截面在16mm2及以上的導體，其≥10min，因此載流導體大約經(jīng)30min(半小時)后可達到穩(wěn)定溫升值。由此可見，計算負荷實際上與從負荷曲線上查得的半小時最大負荷(亦即年最大負荷)是基本相當?shù)?。所以計算負荷也可以認為就是半小時最大負荷。本來有功計算負荷可表示為，無功計算負荷可表示為，計算電流可表示為，但考慮到“計算”的符號c易與“電容”的符號C相混淆，因此大多數(shù)供電類書籍都借用半小時最大負荷來表示有功計算負荷，無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流相應地表示為、和。負荷計算的目的及意義第19頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如果計算負荷確定得過大，將使電器和導線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費；如果計算負荷確定得過小，又將使電器和導線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。但是，負荷情況復雜，影響計算負荷的因素很多，雖然各類負荷的變化有一定的規(guī)律可循，但仍難準確確定計算負荷的大小。實際上，負荷也不是一成不變的，它與設備的性能、生產(chǎn)的組織、生產(chǎn)者的技能及能源供應的狀況等多種因素有關。因此，負荷計算只能力求接近實際。我國目前普遍采用的確定用電設備計算負荷的方法，有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計算負荷的基本方法，最為簡便。二項式法的應用局限性較大，但在確定設備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，較之需要系數(shù)法合理，且計算也較簡便。本書只介紹這兩種計算方法。關于以概率論為理論基礎而提出的取代二項式法的利用系數(shù)法，由于其計算比較煩鎖而未得到普遍應用，此略。第20頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義2)按需要系數(shù)法確定計算負荷(1)基本公式。用電設備組的計算負荷，是指用電設備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負荷，如圖2.6所示。用電設備組的設備容量，是指用電設備組所有設備(不含備用的設備)的額定容量之和，即=。而設備的額定容量，是設備在額定條件下的最大輸出功率(出力)。但是用電設備組的設備實際上不一定都同時運行，運行的設備也不太可能都滿負荷，同時設備本身有功率損耗，因此用電設備組的有功計算負荷應為

(2-8)式中——設備組的同時系數(shù)，即設備組在最大負荷時運行的設備容量與全部設備容量之比；——設備組的負荷系數(shù)，即設備組在最大負荷時輸出功率與運行的設備容量之比；——設備組的平均效率，即設備組在最大負荷時輸出功率與取用功率之比；——配電線路的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率(亦即設備組取用功率)與首端功率(亦即計算負荷)之比。第21頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義令式(2-8)中的，這里的稱為需要系數(shù)(demandcoefficient)?？芍枰禂?shù)的定義式為

(2-9)即用電設備組的需要系數(shù)，為用電設備組的半小時最大負荷與其設備容量的比值。由此，可得按需要系數(shù)法確定三相用電設備組有功計算負荷的基本公式為

P30=(2-10)實際上，需要系數(shù)不僅與用電設備組的工作性質(zhì)、設備臺數(shù)、設備效率和線路損耗等因素有關，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組等多種因素有關，因此應盡可能地通過實測分析確定，使之盡量接近實際。圖2.6用電設備組的計算負荷說明def第22頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義表2-1列出了工廠各種用電設備組的需要系數(shù)值，供參考。用電設備組名稱需要系數(shù)二項式系數(shù)最大容量設備臺數(shù)x①小批量生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機0.16～0.20.140.450.51.73大批量生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機0.18～0.250.140.550.51.73小批量生產(chǎn)的金屬熱加工機床電動機0.25～0.30.240.450.61.33大批量生產(chǎn)的金屬熱加工機床電動機0.3～0.350.260.550.650.17通風機、水泵、空壓機及電動發(fā)電機組電動機0.7～0.80.650.2550.80.75非連鎖的連續(xù)運輸機械及鑄造車間整砂機械0.5～0.60.40.450.750.88連鎖的連續(xù)運輸機械及鑄造車間整砂機械0.65～0.70.60.250.750.88鍋爐房和機加工、機修、裝配等類車間的吊車(=25%)0.1～0.150.060.230.51.73表2-1用電設備組的需要系數(shù)、二項式系數(shù)及功率因數(shù)第23頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義①如果用電設備組的設備總臺數(shù)=用電設備組名稱需要系數(shù)二項式系數(shù)最大容量設備臺數(shù)x①

鑄造車間的吊車(=25%)0.15～0.250.090.330.51.73自動連續(xù)裝料的電阻爐設備0.75～0.80.70.320.950.33實驗室用的小型電熱設備(電阻爐、干燥箱等)0.70.70—1.00工頻感應電爐(未帶無功補償設備)0.8———0.352.68高頻感應電爐(未帶無功補償設備)0.8———0.61.33電弧熔爐0.9———0.870.57點焊機、縫焊機0.35———0.61.33對焊機、鉚釘加熱機0.35———0.71.02自動弧焊變壓器0.5———0.42.29單頭手動弧焊變壓器0.35———0.352.68多頭手動弧焊變壓器0.4———0.352.68單頭弧焊電動發(fā)電機組0.35———0.61.33多頭弧焊電動發(fā)電機組0.7———0.750.88生產(chǎn)廠房及辦公室、閱覽室、實驗室照明0.8～1———1.00變配電所、倉庫照明②0.5～0.7———1.00宿舍(生活區(qū))照明②0.6～0.8———1.00室外照明、應急照明②1———1.00需要系數(shù)＜，則取（續(xù)表）第24頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義必須注意：表2-1所列需要系數(shù)值是按車間范圍內(nèi)設備臺數(shù)較多的情況來確定的，所以需要系數(shù)值一般都比較低，例如冷加工機床組的需要系數(shù)值平均只有0.2左右。因此需要系數(shù)法較適用于確定車間的計算負荷。如果采用需要系數(shù)法來計算分支干線上用電設備組的計算負荷，則表2-1中的需要系數(shù)值往往偏小，宜適當取大。只有1臺～2臺設備時，可認為=1，即=。對于電動機，由于它本身功率損耗較大，因此當只有一臺電動機時，其=/，這里為電動機額定容量，為電動機效率。在適當取大的同時，也宜適當取大。這里還要指出：需要系數(shù)值與用電設備的類別和工作狀態(tài)關系極大，因此在計算時，首先要正確判明用電設備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯誤。例如機修車間的金屬切削機床電動機，應屬小批量生產(chǎn)的冷加工機床電動機，因為金屬切削就是冷加工，而機修不可能是大批量生產(chǎn)；壓塑機、拉絲機和鍛錘等，應屬熱加工機床；起重機、行車、電動葫蘆等，均屬吊車類。①如果用電設備組的設備總臺數(shù)n＜2x，則取n=x/2，且按“四舍五入”的修約規(guī)則取其整數(shù)。②這里的和的值均為白熾燈照明的數(shù)值。如為熒光燈照明，則取=0.9，=0.48；如為高壓汞燈或鈉燈照明，則取=0.5，=1.73。第25頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義在求出有功計算負荷后，可按下列各式分別求出其余的計算負荷。無功計算負荷為

=(2-11)式中——對應于用電設備組的正切值。視在計算負荷為

(2-12)式中——用電設備組的平均功率因數(shù)。計算電流為

(2-13)式中UN——用電設備組的額定電壓。如果為一臺三相電動機，則其計算電流應取為其額定電流，即

(2-14)負荷計算中常用的單位：有功功率為“千瓦”(kW)，無功功率為“千乏”(kvar)，視在功率為“千伏安”(kV?A)，電流為“安”(A)，電壓為“千伏”(kV)。第26頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義【例2.1】已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有380V的三相電動機7.5kW3臺，4kW8臺，3kWl7臺，1.5kWl0臺。試求其計算負荷。解：此機床組電動機的總?cè)萘繛?7.5kW×3+4kW×8+3kW×17+1.5kW×10=120.5kW查表2-1中“小批量生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，得=0.16～0.2(取0.2)，=0.5，=1.73。因此可求得：有功計算負荷=0.2×120.5kW=24.1kW；無功計算負荷=24.1kW×1.73=41.7kvar；視在計算負荷=24.1kW/0.5=48.2kV?A；計算電流=48.2kV?A/(×0.38kV)=73.2A。(2)設備容量的計算。需要系數(shù)法基本公式中的設備容量，不含備用設備的容量，而且要注意，此容量的計算與用電設備組的工作制有關。①對一般連續(xù)工作制和短時工作制的用電設備組，設備容量是所有設備的銘牌額定容量之和。

第27頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義②對斷續(xù)周期工作制的用電設備組，設備容量是將所有設備在不同負荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個規(guī)定的負荷持續(xù)率下的容量之和。容量換算的公式如式(2-2)所示。斷續(xù)周期工作制的用電設備常用的有電焊機和吊車電動機，各自的換算要求如下：(a)電焊機組。要求容量統(tǒng)一換算到=100%(電焊機的銘牌負荷持續(xù)率有20%、40%、50%、60%、75%、100%等多種，而=100%時，=1，換算最為簡便，因此規(guī)定其設備容量統(tǒng)一換算至=100%；表2-1中電焊機的需要系數(shù)及其他系數(shù)也都是對應于=100%的)，因此由式(2-2)可得換算后的設備容量為

即

(2-15)式中，PN、SN為電焊機的銘牌容量(前者為有功功率，后者為視在功率)；為與銘牌容量對應的負荷持續(xù)率(計算中用小數(shù))；為其值等于100%的負荷持續(xù)率(計算中用1)；為銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。第28頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義(b)吊車電動機組。要求容量統(tǒng)一換算到=25%(吊車即起重機的銘牌負荷持續(xù)率有15%、25%、40%、60%等，而=25%時，=0.5，對其換算相對較為簡便，因此規(guī)定其設備容量統(tǒng)一換算至=25%；表2-1中吊車組的需要系數(shù)及其他系數(shù)也都是對應于=25%的)，因此由式(2-2)可得換算后的設備容量為

(2-16)式中PN——吊車電動機的銘牌容量；——與銘牌容量對應的負荷持續(xù)率(計算中用小數(shù))；——其值等于25%的負荷持續(xù)率(計算中用0.25)。(3)多組用電設備計算負荷的確定。確定擁有多組用電設備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結(jié)合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)(又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù))和，其取值如下所述。第29頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義對車間干線，取=0.85～0.95=0.90～0.97對低壓母線，分兩種情況：①由用電設備組計算負荷直接相加來計算時，取=0.80～0.90=0.85～0.95②由車間干線計算負荷直接相加來計算時，取=0.90～0.95=0.93～0.97總的有功計算負荷為

(2-17)總的無功計算負荷為

(2-18)以上兩式中的和分別為各組設備的有功和無功計算負荷之和。第30頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義總的視在計算負荷為

(2-19)總的計算電流為

(2-20)

注意：由于各組設備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算，總的視在計算負荷也不能按式(2-12)計算。此外應注意：在計算多組設備總的計算負荷時，為了簡化和統(tǒng)一，各組的設備臺數(shù)不論多少，各組的計算負荷均按附表1所列計算系數(shù)計算，而不必考慮設備臺數(shù)少而適當增大和的問題?！纠?.2】某機修車間380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW(其中較大容量電動機有7.5kWl臺，4kW3臺，2.2kW7臺)，通風機2臺共3kW，電阻爐1臺2kW。試確定此線路上的計算負荷。第31頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義解：先求各組的計算負荷。(1)金屬切削機床組。查表2-1，取=0.2，=0.5，=1.73，故=0.2×50kW=10kW=10kW×1.73=17.3kvar(2)通風機組。查表2-1，取=0.8，=0.8，=0.75，故=0.8×3kW=2.4kW=2.4kW×0.75=1.8kvar(3)電阻爐。查表2-1，取=0.7，=1，=0，故=0.7×2kW=1.4kW=0因此總的計算負荷為(取=0.95，=0.97)=0.95×(10+2.4+1.4)kW≈13.1kW=0.97×(17.3+1.8+0)kW≈18.5kvar=kV?A≈22.7kV?A=22.7kV?A/(×0.38kV)≈34.5A在實際工程設計說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計算表格的形式，如表2-2所示。第32頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義3)按二項式法確定計算負荷(1)基本公式。二項式法的基本公式為

(2-21)式中(二項式第一項)——用電設備組的平均功率，其中是用電設備組的總?cè)萘?，其計算方法如前需要系?shù)法所述；(二項式第二項)——用電設備組中臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負荷，其中是臺最大容量的設備總?cè)萘?；b、c——二項式系數(shù)。其余的計算負荷、和的計算與前述需要系數(shù)法的計算相同。表2-2例2.2的電力負荷計算表(按需要系數(shù)法)第33頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義表2-1中也列有部分用電設備組的二項式系數(shù)b、c和最大容量的設備臺數(shù)x值，供參考。但必須注意：按二項式法確定計算負荷時，如果設備總臺數(shù)少于表2-1中規(guī)定的最大容量設備臺數(shù)x的2倍，即n＜2x時，其最大容量設備臺數(shù)x宜適當取小，建議取為n=2x，且按“四舍五入”修約規(guī)則取整數(shù)。例如某機床電動機組只有7臺時，則其=7/2≈4。如果用電設備組只有1臺～2臺設備時，則可認為=。對于單臺電動機，則=，其中為電動機額定容量，為其額定效率。在設備臺數(shù)較少時，也宜適當取大。由于二項式法不僅考慮了用電設備組最大負荷時的平均負荷，而且考慮了少數(shù)容量最大的設備投入運行時對總計算負荷的額外影響，所以二項式法比較適于確定設備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷。但是二項式計算系數(shù)b、c和x的值，缺乏充分的理論根據(jù)，且只有機械工業(yè)方面的部分數(shù)據(jù)，從而使其應用受到一定局限。第34頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義【例2.3】試用二項式法來確定例2.1所示機床組的計算負荷。解：由表2-1查得b=0.14，c=0.4，x=5，=0.5，=1.73。而設備總?cè)萘繛?120.5kW(見例2.1)。而x臺最大容量的設備容量為==7.5kW×3+4kW×2=30.5kW因此，按式(2-21)可求得其有功計算負荷為=0.14×120.5kW+0.4×30.5kW=29.1kW按式(2-11)可求得其無功計算負荷為=29.1kW×1.73=50.3kvar按式(2-12)可求得其視在計算負荷為

按式(2-13)可求得其計算電流為

第35頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義比較例2.1和例2.3的計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果稍大，特別是在設備臺數(shù)較少的情況下。供電設計的經(jīng)驗說明，選擇低壓分支干線或支線時，按需要系數(shù)法計算的結(jié)果往往偏小，以采用二項式法計算為宜。我國建筑行業(yè)標準JGJ/T16—1992《民用建筑電氣設計規(guī)范》也規(guī)定：“用電設備臺數(shù)較少，各臺設備容量相差懸殊時，宜采用二項式法”。(2)多組用電設備計算負荷的確定。采用二項式法確定多組用電設備總的計算負荷時，亦應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。但不是計入一個同時系數(shù)，而是在各組用電設備中取其中一組最大的附加負荷，再加上各組的平均負荷，由此求得其總的有功計算負荷為

(2-22)總的無功計算負荷為

(2-23)式中——最大附加負荷的設備組的平均功率因數(shù)角的正切值。關于總的視在計算負荷和總的計算電流，仍分別按式(2-19)和式(2-20)計算。為了簡化和統(tǒng)一，按二項式法計算多組設備的計算負荷時，也不論各組設備臺數(shù)多少，各組的計算系數(shù)b、c、x和等，均按表2-1所列數(shù)值。第36頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義【例2.4】試用二項式法確定例2.2所述機修車間380V線路的計算負荷。解：先求各組的和：(1)金屬切削機床組。查表2-1得b=0.14，c=0.4，x=5，=0.5，=1.73，故=0.14×50kW=7kW=0.4×(7.5kW×1+4kW×3+2.2kW×1)=8.68kW(2)通風機組。查表2-1得b=0.65，c=0.25，x=5，=0.8，=0.75，故=0.65×3kW=1.95kW=0.25×3kW=0.75kW(3)電阻爐。查表2-1得b=0.7，c=0，x=0，=1，=0，故=0.7×2kW=1.4kW=0以上各組設備中，附加負荷以為最大，因此總計算負荷為=(7+1.95+1.4)kW+8.68kW=19kW=(7×1.73+1.95×0.75+0)kvar+8.68×1.73kvar=28.6kvarkV?A=34.3kV?A=34.3kV?A/(×0.38kV)=52.1A第37頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義按一般工程設計說明書要求，以上計算可列成表2-3所示電力負荷計算表。表2-3例2.4的電力負荷計算表(按二項式法)比較例2.2和例2.4的計算結(jié)果可以看出，按二項式法計算的結(jié)果較之按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大得比較多，這也更為合理。第38頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義2.單相用電設備組計算負荷的確定1)概述在工廠里，除了廣泛應用的三相設備外，還應用有電焊機、電爐、電燈等各種單相設備。單相設備接在三相線路中，應盡可能均衡分配，使三相負荷盡可能均衡。如果三相線路中單相設備的總?cè)萘坎怀^三相設備總?cè)萘康?5%，則不論單相設備如何分配，單相設備可與三相設備綜合按三相負荷平衡計算。如果單相設備容量超過三相設備容量的15%時，則應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量相加。由于確定計算負荷的目的，主要是為了選擇線路上的設備和導線(包括電纜)，使線路上的設備和導線在通過計算電流時不致過熱或損壞，因此在接有較多單相設備的三相線路中，不論單相設備接于相電壓還是線電壓，只要三相負荷不平衡，就應以最大負荷相有功負荷的3倍作為等效三相有功負荷，以滿足安全運行的要求。2)單相設備組等效三相負荷的計算(1)單相設備接于相電壓時的等效三相負荷計算。等效三相設備容量應按最大負荷相所接單相設備容量中的3倍計算，即

=3(2-24)等效三相計算負荷則按前述需要系數(shù)法計算。第39頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義(2)單相設備接于線電壓時的等效三相負荷計算。由于容量為的單相設備接在線電壓上產(chǎn)生的電流，這一電流應與等效三相設備容量產(chǎn)生的電流相等，因此其等效三相設備容量為

=(2-25)(3)單相設備分別接于線電壓和相電壓時的等效三相負荷計算。首先應將接于線電壓的單相設備換算為接于相電壓的設備容量，然后分相計算各相的設備容量和計算負荷?？偟牡刃嘤泄τ嬎阖摵蔀槠渥畲笥泄ω摵上嗟挠泄τ嬎阖摵傻?倍，即

=3(2-26)總的等效三相無功計算負荷為最大有功負荷相的無功計算負荷中的3倍，即

=3(2-27)關于將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量的問題，可按下列換算公式進行換算。第40頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義A相：

PA=pAB-APAB+pCA-APCA(2-28)QA=qAB-APAB+qCA-APCA(2-29)B相：

PB=pBC-BPBC+pAB-BPAB(2-30)QB=qBC-BPBC+qAB-BPAB(2-31)C相：

PC=pCA-CPCA+pBC-CPBC(2-32)QB=qCA-CPCA+qBC-CPBC(2-33)式中PAB、PBC、PCA——接于AB、BC、CA相間的有功設備容量；PA、PB、PC——換算為A、B、C相的有功設備容量；QA、QB、QC——換算為A、B、C相的無功設備容量；pAB-A、qAB-A、…——接于AB、…等相間的設備容量換算為A、…等相設備容量的有功和無功換算系數(shù)，其值如表2-4所列。第41頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義功率換算系數(shù)負荷功率因數(shù)0.350.40.50.60.650.70.80.91.0pAB-A、pBC-B、pCA-C1.271.171.00.890.840.80.720.640.5pAB-B、pBC-C、pCA-A-0.27-0.1700.110.160.20.280.360.5qAB-A、qBC-B、qCA-C1.050.860.580.380.30.220.09-0.05-0.29qAB-B、qBC-C、qCA-A1.631.441.160.960.880.80.670.530.29表2-4相間負荷換算為相負荷的功率換算系數(shù)第42頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義【例2.5】如圖2.7所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10kW接于A相，1臺30kW接于B相，1臺20kW接于C相。另有380V單相對焊機4臺，其中2臺14kW(=100%)接于AB相間，1臺20kW(=100%)接于BC相間，1臺30kW(=60%)接于CA相間。試求此線路的計算負荷。解：(1)電熱干燥箱的各相計算負荷。查表2-1得=0.7，=1，=0。因此只需計算其有功計算負荷。A相：=0.7×2×10kW=14kWB相：=0.7×1×30kW=21kWC相：=0.7×1×20kW=14kW圖2.7例2.5的電路第43頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義(2)對焊機的各相計算負荷。先將接于CA相間的30kW(=60%)換算至=100%的容量，即=×30kW=23kW查表2-1得=0.35，=0.7，=1.02；再由表2-4查得=0.7時的功率換算系數(shù)pAB-A、pBC-B、pCA-C=0.8，pAB-B、pBC-C、pCA-A=0.2，qAB-A、qBC-B、qCA-C=0.22，qAB-B、qBC-C、qCA-A=0.8。因此對焊機換算到各相的有功和無功設備容量為A相：=0.8×2×14kW+0.2×23kW=27kW=0.22×2×14kvar+0.8×23kvar=24.6kvarB相：=0.8×20kW+0.2×2×14kW=21.6kW=0.22×20kvar+0.8×2×14kvar=26.8kvarC相：=0.8×23kW+0.2×20kW=22.4kW=0.22×23kvar+0.8×20kvar=21.1kvar第44頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義各相的有功和無功計算負荷為A相：=0.35×27kW=9.45kW=0.35×24.6kvar=8.61kvarB相：=0.35×21.6kW=7.56kW=0.35×26.8kvar=9.38kvarC相：=0.35×22.4kW=7.84kW=0.35×21.1kvar=7.39kvar(3)各相總的有功和無功計算負荷A相：=+=14kW+9.45kW=23.5kW==8.61kvarB相：=+=21kW+7.56kW=28.6kW==9.38kvar第45頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一負荷計算的目的及意義C相：=+=14kW+7.84kW=21.8kW==7.39kvar(4)總的等效三相計算負荷。因B相的有功計算負荷最大，故取B相計算等效三相計算負荷，由此可得=3=3×28.6kW=85.8kW=3=3×9.38kvar=28.1kvar==90.3kV?A=90.3kV?A/(×0.38kV)=137A以上計算可以列成表格，限于篇幅，這里從略。第46頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗電流流過電力線路和變壓器時，勢必要引起功率和電能損耗。在進行用戶或全廠負荷計算時，應計入這部分損耗。一、線路的功率損耗與電能損耗1.線路的功率損耗線路的功率損耗包括有功和無功兩大部分。1)線路的有功功率損耗有功功率損耗是電流通過線路電阻所產(chǎn)生的，按下式計算：

(2-34)式中——線路的計算電流；——線路每相的電阻，，其中l(wèi)為線路長度，為線路單位長度的電阻值，可查有關手冊或產(chǎn)品樣本。2)線路的無功功率損耗無功功率損耗是電流通過線路電抗所產(chǎn)生的，按下式計算：

(2-35)式中——線路的計算電流；——線路每相的電抗。第47頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一電抗，其中l(wèi)為線路長度，為線路單位長度的電抗阻值，可查有關手冊或產(chǎn)品樣本。但是查架空線路的值，不僅要根據(jù)導線截面，而且要根據(jù)導線之間的幾何均距。所謂幾何均距，是指三根線路各相導線之間距離的幾何平均值。如圖2.8(a)所示A、B、C三相線路，其線間幾何均距為

(2-36)

如導線為等邊三角形排列(見圖2.8(b))，則；如導線為水平等距排列(見圖2.8(c))，則。供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗def(a)一般情況(b)等邊三角形排列(c)水平等距排列

圖2.8三相架空線路的線間距離第48頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2.線路的電能損耗計算線路上全年的電能損耗是由于電流通過線路電阻產(chǎn)生的，可按下式計算：

(2-37)式中——通過線路的計算電流；——線路每相的電阻；——年最大負荷損耗小時。年最大負荷損耗小時，是假設供配電系統(tǒng)元件(含線路)持續(xù)通過計算電流(即最大負荷電流)時，在此時間內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗恰與實際負荷電流全年在此元件(含線路)上產(chǎn)生的電能損耗相等。年最大負荷損耗小時與年最大負荷利用小時有一定關系。由式(2-3)和式(2-5)可得下列關系：

在負荷及線路電壓一定時，，，因此

故

供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗第49頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一因此全年電能損耗為

(2-38)由式(2-37)和式(2-38)可得與的關系：

(2-39)不同的-關系曲線，如圖2.9所示。已知和，可由相應的曲線查得。供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗圖2.9-關系曲線第50頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一二、變壓器的功率損耗與電能損耗1.變壓器的功率損耗計算變壓器的功率損耗也包括有功和無功兩大部分。1)變壓器的有功功率損耗變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：(1)鐵心中的有功功率損耗簡稱“鐵損”。它在變壓器一次繞組的外施電壓和頻率不變的條件下是固定不變的，與負荷無關。鐵損可由變壓器空載實驗測定。變壓器的空載損耗可認為就是鐵損，因為變壓器的空載電流很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計。(2)一、二次繞組中的功率損耗俗稱“銅損”。它與負荷電流(或功率)的平方成正比。銅損可由變壓器短路實驗測定。變壓器的短路損耗(亦稱負載損耗)。可認為就是銅損，因為變壓器二次側(cè)短路時，一次側(cè)的短路電壓(亦稱阻抗電壓)很小，在鐵心中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計。供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗第51頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一因此，變壓器的有功功率損耗為

(2-40)式中——變壓器的額定容量；——變壓器的計算負荷。2)變壓器的無功功率損耗變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：(1)用來產(chǎn)生磁通即勵磁電流的一部分無功功率。它只與一次繞組電壓有關，與負荷無關。它與勵磁電流或近似地與空載電流成正比，即

(2-41)式中——變壓器空載電流占額定一次電流的百分值。供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗第52頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一(2)消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。額定負荷下的這部分無功損耗用表示。由于變壓器的電抗遠大于電阻，因此近似地與阻抗電壓(即短路電壓)成正比，即

(2-42)式中%——變壓器阻抗電壓占額定一次電壓的百分值。這部分無功損耗與負荷電流(或功率)的平方成正比。因此，變壓器的無功功率損耗為

(2-43)

式(2-40)～式(2-43)中的、、和(即)等均可從有關手冊或產(chǎn)品樣本中查得。在電力負荷計算中，通常采用簡化公式。對S7、SL7、S9等型低損耗電力變壓器的功率損耗，可采用下列簡化公式計算。有功功率損耗：(2-44)無功功率損耗：(2-45)式中——變壓器的計算負荷。供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗第53頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2.變壓器的電能損耗計算變壓器的電能損耗包括鐵損和銅損兩部分。(1)全年的鐵損產(chǎn)生的電能損耗：可近似地按其空載損耗計算，即

(2-46)(2)全年的銅損產(chǎn)生的電能損耗：與負荷電流平方成正比，即與變壓器負荷率(即)成正比，可近似地按其短路損耗計算，即

(2-47)由此可得變壓器全年的電能損耗為

(2-48)式中——變壓器的年損耗小時，可查圖2.9的曲線。供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗第54頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一確定用戶的計算負荷是選擇電源進線和一、二次設備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設計的重要組成部分，也是與電力部門簽定用電協(xié)議的基本依據(jù)。確定等效三相設備容量用戶計算負荷的方法很多，可根據(jù)不同情況和要求采用不同的方法。在制定計劃、初步設計，特別是方案比較時可用較粗略的方法。在供電設計中進行設備選擇時，則應進行較詳細的負荷計算。用戶負荷計算一、按逐級計算法確定用戶的計算負荷根據(jù)用戶的供配電系統(tǒng)圖，從用電設備開始，朝電流方向逐級計算，最后求出用戶總的計算負荷的方法稱為逐級計算法。第55頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一如圖2.10所示，用戶的計算負荷(這里以有功負荷為例)應該是高壓配電所母線上所有高壓配電線計算負荷之和，再乘上一個同時系數(shù)。而高壓配電線的計算負荷，應該是該線路所供用戶變電所低壓側(cè)的計算負荷，加上變壓器的功率損耗和高壓配電線的功率損耗。依此類推。但對一般企業(yè)供配電系統(tǒng)來說，由于其高低壓配電線路一般不長，所以在確定企業(yè)計算負荷時往往略去不計。圖2.10企業(yè)供電系統(tǒng)中各部分的計算負荷和功率損耗用戶負荷計算第56頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一將用戶用電設備的總?cè)萘?不包括備用設備容量)乘上一個需要系數(shù)，可得到企業(yè)的有功計算負荷，即

(2-49)用戶的無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流，分別按式(2-11)、式(2-12)和式(2-13)計算。用戶負荷計算二、按需要系數(shù)法確定用戶的計算負荷三、按年產(chǎn)量估算用戶計算負荷將用戶年產(chǎn)量A乘以單位產(chǎn)品耗電量α，就可得到企業(yè)全年的耗電量Wα：

(2-50)各類用戶的單位產(chǎn)品耗電量可由有關設計單位根據(jù)實測統(tǒng)計資料確定，亦可查有關設計手冊。在求出年耗電量Wα后，除以用戶的年最大負荷利用小時，就可求得用戶的有功計算負荷：

(2-51)其他計算負荷、、的計算，與上述需要系數(shù)法相同。第57頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一尖峰電流(peakcurrent)是指單臺或多臺用電設備持續(xù)時間1s～2s的短時最大負荷電流。它是由于電動機起動、電壓波動等原因引起的，它與計算電流不同，計算電流是指半小時最大電流，尖峰電流比計算電流大得多。計算尖峰電流的目的是選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護裝置，計算電壓波動及檢驗電動機自起動條件等。尖峰電流及其計算一、給單臺用電設備供電的支線尖峰電流計算單臺用電設備的尖峰電流就是其起動電流(startingcurrent)，因此尖峰電流為

(2-52)式中——用電設備的起動電流；——用電設備的額定電流；——用電設備的起動電流倍數(shù)(可查產(chǎn)品樣本或銘牌，對籠型電動機一般為5～7，對繞線轉(zhuǎn)子電動機一般為2～3，直流電動機一般為1～7，對電焊變壓器一般為3或稍大)。單臺用電設備的尖峰電流就是其起動電流(startingcurrent)，因此尖峰電流為

第58頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一引至多臺用電設備的線路上的尖峰電流按下式計算：

(2-53)或

(2-54)式中和——分別為用電設備中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備的起動電流及其起動電流與額定電流之差；——將起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備除外的其他n-1臺設備的額定電流之和；——上述n-1臺的同時系數(shù)，按臺數(shù)多少選取，一般為0.7～1；——全部設備投入運行時線路的計算電流。尖峰電流及其計算二、給多臺用電設備供電的干線尖峰電流計算第59頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一【例2.6】有一條380V配電干線，給3臺電動機供電。已知=5A，=4A，=10A，=35A,=16A，=3，求該配電線路的尖峰電流。解：－=35A－5A=30A－=16A－4A=12A－=－=3×10A－10A=20A可見，=30A，則=35A，取=0.9，因此該線路的尖峰電流為=0.9×(4+10)A+35A=47.6A尖峰電流及其計算－－第60頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一用戶中絕大多數(shù)用電設備，如感應電動機、電力變壓器、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等，它們都要從電網(wǎng)吸收大量無功電流來產(chǎn)生交變磁場，其功率因數(shù)均小于1。而功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟運行的一個重要指標。一、功率因數(shù)的確定工廠電力供應在設計階段要根據(jù)設計計算的功率因數(shù)和供電局指定的功率因數(shù)提出為提高功率因數(shù)所用的補償裝置類型和容量。在設計階段應用的功率因數(shù)是不同用電設備在最大負荷工作班測定利用系數(shù)時取得的，因為在這一段時間內(nèi)，同時也測定了無功電能的消耗量。即

(2-55)式中——某組用電設備在最大負荷工作班內(nèi)的有功電能消耗量；——某組用電設備在最大負荷工作班內(nèi)的無功電能消耗量。功率因數(shù)的確定與補償?shù)?1頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一對于多組用電設備或全廠自然功率因數(shù)(由用電設備本身性質(zhì)決定的功率因數(shù)