电力负荷计算课后习题解析

习题与思考题

2-1 什么叫负荷曲线？负荷曲线有哪些类型？与负荷曲线有关的物理量有哪些？

答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变化的曲线，它反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线有日负荷曲线和年负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有年最大负荷、年最大负荷利用小时、平均负荷和负荷系数。

2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？

答：年最大负荷利用小时是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷

P或

max

P持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年最大负荷是全年30

P。平均负中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,又叫半小时最大负荷

30

W 荷是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能a 除以时间t的值。负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值，表征负荷曲线不平坦的程度。

2-3 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？

答：电力负荷根据重要程度分为三个等级：一级负荷、二级负荷和三级负荷。

（1）一级负荷对供电电源的要求:一级负荷属于重要负荷，因此要求由两路独立电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源不会同时受到损坏；

（2）二级负荷对供电电源的要求：二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台，每个回路应能承受住全部二级负荷；

（3）三级负荷对供电电源的要求：三级负荷为不重要的一般负荷，因此对供电电源无特殊要求。

2-4 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？

答：通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。

由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需要τ

~

3，τ为发热时间常数。截面

（4

）

在162

τ，因此载流导体大约经30min后可达到稳定温升值。

mm及以上的导体，其min

10

≥

由此可见，计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的30min 最大负荷30P (亦年最大负荷m ax P )是基本相当的，所以计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷。

负荷计算的意义在于能为合理地选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等设备，使电气设备和材料既能得到充分利用又能满足电网的安全运行提供理论根据。另外，也是选择仪表量程、整定继电保护的重要依据。并作为按发热条件选择导线、电缆和电气设备的依据。

2-5 工厂用电设备按其工作制分哪几类？各类工作制的设备容量如何确定？

答：工厂用电设备按其工作制分三类：连续运行工作制、短时运行工作制和断续周期工作制。

一般连续运行工作制和短时运行工作制的设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和；而断续周期工作制的设备容量是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量换算到一个规定的负荷持续率下的容量之和。

2-6 需要系数的物理含义是什么？

答：所有的用电设备的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此需要引进需要系数的概念，需要系数为用电设备组的30min 最大负荷与其设备容量的比值。

2-7 需要系数法和二项式法各有何特点？各适用于什么场合？

答：用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果较符合实际，而且长期使用已积累了各种设备的需要系数，是世界各国均普遍采用的基本方法，适合于多组三相用电设备的计算负荷。二项式法的特点是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算。

2-8 在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时，可否将各组的视在计算负荷和计算电流分别直接相加？为什么?应如何正确计算？

答：不可以。应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，只能在各组用电设备中取一组最大的附加负荷，在加上各组用电设备的平均负荷，即：

⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=+=+=+=∑∑N x i e x i e U S I Q P S cP bP Q cP bP P 3tan )()tan ()()(303023023030max max 30max 30ϕϕ 式中， max )(x cP 为各用电设备组附加负荷x cP 中的最大值；∑i

e bP )(为各用电设备组平均负荷e bP 的总和；max tan ϕ为与max )(x cP 相对应的功率因数角正切值；ϕtan 为各用电设备组相应的功率因数角正切值。

2-9在接有单项用电设备的三相线路中，什么情况下可将单向设备与三相设备按三相负荷的计算方法确定负荷？而在什么情况下应进行单相负荷计算?

答：单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。在进行负荷计算时，如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备总容量超过三相设备容量的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。

2-10 如何分配单相（220V 、380V ）用电设备可使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？

答：可以用负荷密度法和需要系数法来分配用电设备；

换算：（1）单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。（2）单相设备总容量超过三相设备容量的15%时，应换算为等效三相设备容量，在算出三相等效计算负荷。

2-11 在负荷统计中需要考虑的功率损耗有哪些？如何计算？

答：在负荷统计中需要考虑的功率损耗有有功功率损耗和无功功率损耗，

有功损耗

202300)(

βNT T NT

NT T T P P S S P P P ∆+∆=∆+∆=∆ 无功损耗 NT k T NT NT T T S U I S S Q Q Q )100%100%()(

202300β+=∆+∆=∆ 式中，0T P ∆，0T Q ∆——分别为变压器空载时的有功及无功损耗，kW ，kvar ；

NT P ∆，NT Q ∆——分别为变压器额定负载时的有功及无功损耗，kW 、kVar ；