用電負荷計算方法

一、用電負荷計算：現(xiàn)場用電設備：1、卷揚機3臺（7.5KW）22.5KW2、砂漿機3臺（3KW）9KW3、加壓泵1臺（5.5KW）5.5KW4、介木機4臺（3KW）12KW5、振動器3臺（1.1KW）3.3KW6、電焊機1臺（25.5KW）25.5KW7、鏑燈4支（3.5KW）14KW8、碘鎢燈10支（1KW）10KW9、其他用電10（KW）10KW10、生活用電10（KW）10KW施工現(xiàn)場用電設備的kx、cos、tg1、卷揚機kx=0.3cosφ=0.7tgφ=1.022、砂漿機kx=0.7cosφ=0.68tgφ=0.623、加壓泵kx=0.5cosφ=0.8tgφ=0.754、介木機kx=0.7cosφ=0.75tgφ=0.885、振動器kx=0.65cosφ=0.65tgφ=1.176、電焊機kx=0.45cosφ=0.87tgφ=0.577、鏑燈kx=18、碘鎢燈kx=19、其他用電kx=110、生活用電kx=1有功荷載計算：1、卷揚機Pj1=Pj×kx=22.5kw×0.3=6.75kw2、砂漿機Pj2=Pj×kx=9kw×0.7=6.3kw3、加壓泵Pj3=Pj×kx=5.5kw×0.5=2.75kw4、介木機Pj4=Pj×kx=12kw×0.7=8.4kw5、振動器Pj5=Pj×kx=3.3kw×0.65=2.15kw6、電焊機Pj6=Pj×kx=25.5kw×0.45=11.48kw7、鏑燈Pj7=Pj×kx=14kw×1=14kw8、碘鎢燈Pj8=Pj×kx=10kw×1=10kw9、其他用電Pj9=Pj×kx=10kw×1=10kw10、生活用電Pj10=Pj×kx=10kw×1=10kw無功荷載計算：1、卷揚機Qj1=Pj1×tgφ=6.75kw×1.02=6.89KVAR2、砂漿機Qj2=Pj2×tgφ=6.3kw×0.62=3.91KVAR3、加壓泵Qj3=Pj3×tgφ=2.75kw×0.75=2.06KVAR4、介木機Qj4=Pj4×tgφ=8.4kw×0.88=7.39KVAR5、振動器Qj5=Pj5×tgφ=2.15kw×1.17=2.51KVAR6、電焊機Qj6=Pj6×tgφ=11.48kw×0.57=6.54KVAR7、鏑燈Qj7=Pj7×tgφ=14kw×1.52=21.28KVAR臨時用電系統(tǒng)根據(jù)各種用電設備的情況，采用三相五線制樹干式與放射式相結合的配電方式。施工配電箱采用安監(jiān)站推薦的統(tǒng)一制作的標準鐵質電箱，箱、電纜編號與供電回路對應?？傆秒娏縋=1.05×（K1∑P1/COSφ+K2∑P2+K3∑P3+K4∑P4）式中P—供電設備總需要容量（KVA）P1—電動機額定功率（KW）P2—電焊機額定容量（KVA）P3—室內照明容量（KW）P4—室外照明容量（KW）COSφ—電動機的平均功率因數(shù)查表可知COSφ=0.75，K1=0.5，K2=0.5，K3=0.8，K4=1.0∑P1=822.5KW，∑P2=595KVA由于照明用電量所占比重較動力用電量（P1、P2之和）要少得多，所以在總用電量計算時照明用電計算可以簡化，只要在動力用電量之外再加10%作為照明用電即可。則總用電量:P=1.05×(0.5×822.5/0.75+0.5×595)×1.1=976.9KVA經(jīng)過用電量計算，施工高峰期間總用電量為976.9KVA，建設單位提供須提供1000KVA變壓器一臺。開工前，與業(yè)主辦理用電交接，現(xiàn)場用電線路布置，在業(yè)主提供電源7天內完成。

第三章負荷計算及短路計算第一節(jié)電力負荷與負荷曲線一、電力負荷的分級及其對供電電源的要求

電力負荷:既可指用電設備或用電單位（用戶），也可指用電設備或用戶所耗用的電功率或電流，視具體情況而定。電力負荷：1、用電設備或用電單位（用戶）----一般所指2、用電設備或用電單位所消耗的電功率或電流。(一)電力負荷的分級1．一級負荷中斷供電將造成人身傷亡者；或政治、經(jīng)濟上將造成重大損失者。在一級負荷中，特別重要的負荷是指在中斷供電時將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷。2．二級負荷二級負荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，3．三級負荷三級負荷為一般的電力負荷，(二)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要求應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。對一級負荷中特別重要的負荷，除要求有上述兩個電源外，還要求增設應急電源。常用的應急電源有：獨產(chǎn)于正常電源的發(fā)電機組，干電池，蓄電池，供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路。2．二級負荷對供電電源的要求要求做到當發(fā)生電力變壓器故障時不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復供電。通常要求兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺。3.三級負荷對供電電源的要求對供電電源無特殊要求二、電力負荷的類型按用途可分為：照明負荷和動力負荷按行業(yè)分：工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負荷（民用電）電力負荷（設備）按工作制的分類工廠的用電設備，按其工作制分以下三類：1、長期連續(xù)工作制2、短時工作制

這類設備的工作時間較短，而停歇時間相對較長。3、斷續(xù)周期工作制三、用電設備的額定容量、負荷持續(xù)及負荷系數(shù)1、用電設備的額定容量:對電動機:

額定容量指其軸上正常輸出的最大功率。對電機、電爐、電燈等設備，額定容量均用有功功率PN表示；對變壓器和電焊機等設備，

額定容量則一般用視在功率SN表示；對電容器類設備，

額定容量則用無功功率Qc表示。2、負荷持續(xù)率負荷持續(xù)率，又稱暫載率或相對工作時間。ε=t/T×100%T=t+t0同一設備,在不同的負荷持續(xù)工作時,其輸出功率是不同。例如某設備在時ε1的設備容量為P1,那么該設備在ε2時的設備容量P2為多少呢?這就需要進行“等效”換算,即按同一周期內相同發(fā)熱條件來進行換算。設備容量與負荷持續(xù)率的平方根值成反比關系。因此P2=P1√ε1/ε2例:某吊車電動機在ε1=60%時的容量P1=10KW。試求ε2=25%時的容量P2為多少?解:P2=10KW0.6/0.25=15.5KW3.用電設備的負荷系數(shù):用電設備的負荷系數(shù)（亦稱負荷率），為設備在最大負荷時輸出或耗用的功率Ｐ與設備額定容量PN的比值,用KL表示（亦可表示為β）,其定義式為KL=Ｐ/PN負荷系數(shù)的大小表征了設備容量利用的程度。四、負荷曲線的有關概念負荷曲線的繪制及類型負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的圖形。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。按負荷的功率性質分，有有功和無功負荷曲線。按所表示負荷變動的時間分，有年的、月的、日的或工作的負荷曲線。按繪制的方式分，有依點連成的負荷曲線和梯形負荷曲線。．年負荷曲線，通常是根據(jù)典型的冬日和夏日負荷曲線來繪制。這種曲線的負荷從大到小依次排列，反映了全年負荷變動與負荷持續(xù)時間的關系，因此稱為負荷持續(xù)時間曲線，一般簡稱年負荷曲線。．年每日最大負荷曲線按全年每日的最大半小時平均負荷來繪制的，專用來確定經(jīng)濟運行方式用的。（二）與負荷曲線有關的物理量1、年最大負荷和年最大負荷利用小時Tmax=wa/pmax年每日最大負荷利用小時是一個假想時間，是反映電力負荷時間特征的重要參數(shù)，它與工廠的生產(chǎn)班制有關。例如一班制工廠，Tmax=1800~2500h;二班制工廠，Tmax=3500~4500h;三班制工廠，Tmax=5000~7000h。2平均負荷和負荷曲線填充系數(shù)負荷曲線填充系數(shù)就是將起伏波動的負荷曲線“削峰填谷”，求出平均負荷Pav的比值，亦稱負荷率或負荷系數(shù)，通常用β表示（亦可表示為Kl),其定義式為β=Pav/pmax第二節(jié)三相用電設備組計算負荷的確定一概述計算負荷，是通過統(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。計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。通常取半小時平均最大負荷P30（亦即年最大負荷）作為計算負荷。但是由于負荷情況復雜，影響計算負荷的因素很多，實際上，負荷也不可能是一成不變的，它與設備的性能，生產(chǎn)的組織以及能源供應的狀況等多種因素有關，因而負荷計算也只能力求實際。其計算方法有：需要系數(shù)法：二項式系數(shù)法二按需要系數(shù)法確定計算負荷（一）需要系數(shù)法的基本公式及其應用

需要系數(shù)Kd，是用電設備組（或用電單位）在最大負荷時需要的有功功率P30與其總的設備容量（備用設備的容量不計入）Pe的比值。

一臺設備的計算負荷P30=PN/η,式中η為電動機的功率。在Kd適當取大的同時，cosα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,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。

例如機修車間的代表性金屬切削機床電動機，應屬小批生產(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生產(chǎn)。又如壓塑機，拉絲機和鍛錘等，應屬于熱加工機床。再如起重機，行車，電葫蘆，卷揚機等，實際上都屬于吊車類。例1。已知某機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機15kw1臺，11kw3

臺,7.5kw8臺,4kw15臺，其他更小容量電動機總容量35kw。試用需要系數(shù)法確定其計算

負荷P30、Q30、S30和I30。

解:此機床組電動機的總容量為Pe=15kw*1+11kw*3+7.5kw*8+4kw*15+35kw=203kw

查附錄中表A-6“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機”項，得

Kd=0.16～0.2（取0.2），

因此,計算可得：有功計算負荷P30=0.2*203KW=40.6KW

無功計算負荷Q30=40.6KW*1.73=70.2KVAR

視在計算負荷S30=40.6KW/0.5=81.2KV.A

計算電流I30=81.2KV.A/（1.73*0.38KV）＝123A（二）設備容量Pe的計算

1.長期連續(xù)工作制和短時工作制的三相設備容量：所有設備之和。

2.斷續(xù)周期性工作制的三相設備容量

1).電焊機組

我國電焊機的銘牌負荷持續(xù)率有50%、60%、75%和100%等四種。為了計算簡便，一般要求設備容量統(tǒng)一換算到ε100=100%。設銘牌的容量為PN,其負荷持續(xù)率為εN，因此，Pe=PNεN/ε100=SnCOSΦεN/ε100式中PN、Sn－－電焊機的銘牌容量

2).吊車電動機組

我國吊車電動機的銘牌負荷持續(xù)率有15%;25%;40%和50%等四種。為了計算簡便，一般要求設備容量統(tǒng)一換算到εN=25%。設名牌的容量為PN，其負荷持續(xù)率為εN，因此:Pe=PNεN/ε25=2PNεN

3.單相用電設備的等效三相設備容量的換算

(1)、接于相電壓的單相設備,

容量換算

Pe=3Pe.mφ

Pe.mφ:最大負荷相所接的單相設備容量

Pe

:等效三相設備容量

(2)、接于線電壓的單相設備容量換算

由于容量為Pe.φ的單相設備接在線電壓上產(chǎn)生的電流I=Pe.φ/√3（UcosΦ），這一電流應與其等效三相設備容量Pe的產(chǎn)生的電流I'=Pe/（√３UcosΦ）相等，因此其等效三相設備容量:Pe=√３Pe.φ

(三)、多組用電設備計算負荷的確定

在確定多組用電設備計算負荷時，應可結合具體情況計入一個同時系數(shù)（又稱參數(shù)系數(shù)或綜合系數(shù)）KΣ。

對于車間干線，可取KΣ=0.85～0.95。、

對于低壓母線，

由用電設備計算負荷直接相加計算時，可取KΣ=0.8～0.9；

由車間干線計算負荷直接相加來計算時，可取KΣ=0.9～０.９５。

總有功計算負荷P30=KΣΣP30i

總無功計算負荷Q30=KΣΣＱ30i

總的視在計算負荷S30=√P30２+Q30２

總的計算電流I30=S30／√３ＵN（由于各組設備的cosΦ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和計算電流之和再乘于KΣ來計算。）例2;某380v線路供電給1臺132kwyY型三相電動機，其效率Ｎ＝91%，功率因素＝0.9。試確定

此線路的計算負荷。解:

因只有1臺，故取Kd=1。

由此可得

有功計算負荷P30=132KW/0.91=145KW

無功計算負荷Q30=145KW*TAN=70.2KVAR

視在計算負荷S30=145kw/0.9=161kva

計算電流I30=161KV.A/(1.73*0.38KV)=245A

或I30=132KW/(1.732*0.38KV*0.9*O.91)＝245A

三.按二項式法確定計算負荷

(一)二項式法的基本公式及其應用

二項式系數(shù)法的基本公式為:P30=bPe+cPx

式中

bPe-用電設備組的平均負荷，

cPx-用電設備組中X臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負

荷，其中Px是X臺最大容量設備的設備容量；

b、c-二項式系數(shù)。

二項式系數(shù)b、c和最大容量設備臺數(shù)X及cosфtanф等也可查表

但是必須注意：按二項式系數(shù)法確定計算負荷時，如果設備總臺數(shù)n<2x時，則x宜相應取小一些，建議取為x=n/2，且按“四舍五入”的修約規(guī)則取為整數(shù)。例如某機床電動機組地電動機只有7臺，而附錄表A-6規(guī)定X=5,但是這里n=7<2x=10，因此，可取x=7/2≈4來計算。

如果用電設備組只有1~2臺設備時，就可認為P30=Pe，即b=1、c=0。對于單臺電動機，則P30=Pn/η。在設備臺數(shù)較少時，cosф也宜相應地適當取大。

二項式系數(shù)法較需要系數(shù)法更適于確定設備臺數(shù)較少而容量差別較大的低干線和分支線的計算負荷。

(二)多組用電設備計算負荷的確定

按二項式系數(shù)法確定多組用電總的計算負荷時，同樣應考慮各組設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定其總的計算負荷時，只能考慮一組有功附加負荷為最大的做總計算負荷的附加負荷，再加上所有各組的平均負荷。

所以總的有功和無功計算負荷分別為

P30=∑(bPe)i+(cPx)max

Q30=∑(bPetanф)i+(cPx)maxtanфmax

式中∑(bPe)i--各組有功平均負荷之和；

∑(bPetanф)i-各組無功平均負荷之和；

(cPx)max--各組中最大的一個有功附加負荷；

tanфmax--(cPx)max的那一組設備的正切值。

為了簡化和統(tǒng)一，按二項式系數(shù)法來計算多組設備總的計算負荷時，也不論各組設備臺數(shù)多少，各組的計算系數(shù)b.c.x和cosф等均按教材附錄中表A-6所列數(shù)值。第三節(jié)單相用電設備組計算負荷的確定一、概述二、單相設備組等效三相負荷的確定第四節(jié)用戶計算負荷及年耗電量的計算一、供配電系統(tǒng)的功耗損耗計算(一)線路的功耗損耗計算(二)變壓器的功耗損耗計算二、用戶計算負荷的確定

主