負(fù)荷計(jì)算方法

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）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(zhǎng)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PNμ。（一）長(zhǎng)期連續(xù)工作制這類工作制的用電設(shè)備長(zhǎng)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(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的。對(duì)長(zhǎng)期工作制的用電設(shè)備有PNμ=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(zhǎng)。如煤礦井下的排水泵等。對(duì)這類用電設(shè)備也同樣有PNμ=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（2－11）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，s。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，。而在同電壓下，設(shè)備容量P∝I。由式（2－11）可知，同一周期的負(fù)荷持續(xù)率ε∝t。因此，，即設(shè)備容量與負(fù)荷持續(xù)率的平方根值成反比。假如設(shè)備在εN下的額定容量為PN，則換算到ε下的設(shè)備容量Pε為： （2－12）式中ε——負(fù)荷的持續(xù)率；εN——與銘牌容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率；Pε——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％、75％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 （2－13）式中PN——電焊機(jī)銘牌上的有功容量，kW；SN——電焊機(jī)銘牌上視在容量，kVA；ε100——其值為100%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中取1）；cosφ——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εN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 （2－14）式中ε25——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；εN——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εN＝60％，功率因數(shù)cosφ＝0.62，試求該電焊變壓器的設(shè)備容量Pε。［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εN＝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=50kW二、需用系數(shù)法對(duì)于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∑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∑PN打一定的折扣，使確定出來3．對(duì)需用系數(shù)法的評(píng)價(jià)1）公式簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，只用一個(gè)原始公式Pca=Kd∑PN就可以表征普遍的計(jì)算方法。該公式對(duì)用電設(shè)備組、車間變電站乃至一個(gè)企業(yè)變電站的負(fù)荷計(jì)算都適用。2）對(duì)于不同性質(zhì)的用電設(shè)備、不同車間或企業(yè)的需用系數(shù)值，經(jīng)過幾十年的統(tǒng)