供配电设计

第1章计算负荷

1.1计算负荷方法

目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相

K，然后同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数

x

按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。

此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。

因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。

需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。

需要系数是一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。

如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷如表1-1的通用公式：

表1-1计算负荷公式

名称

公式 备注

用电设备组的容量

∑=n e P P

n P —设备的额定容量

∑K

－设备组的同时系数 L K －设备组的负荷系

数

e η－设备组的平均效

率

wl η－配电线路的平均效率

ϕtan －对应用电设备

组ϕcos 的正切值

ϕcos －用电设备

组的平均功率因数

N U －用电设备组的

额定电压

以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。

用电设备组有功计算负荷

e wl

e L

P K K P ηη∑=

30

需要系数

e

d P P K 30

=

wl e L

d K K K ηη∑=

e d P K P =30

无功计算负荷 ϕtan 3030

P Q =

视在计算负荷 ϕ

cos 3030P S =

计算电流 (

)

N

U S I ⨯=

330

30

有功负荷的同时系数

90.0~80.0=∑p K 无功负荷的同时系数

95.0~85.0=∑q

K

总的有功计算负荷

i P

P K

P ,3030''∑=

总的无功计算负荷

∑

∑=i Q K

Q ,30q '

30

总的视在计算负荷

()2

'30

2

'30

30Q P

S +=

1.2设备容量的确定

由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。

（1）连续工作制负荷

对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率。

()e N P P kw =

式中e P ——设备功率，kw ；

N P ——用电设备铭牌上的额定功率，kw 。

对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。

负荷持续率()ε优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用ε表示：

0/100%/()100%t T t t t ε=⨯=+⨯

式中 T ——工作周期；

t ——工作周期内的工作时间； 0t ——工作周期内的停歇时间。

（2）断续运行工作制电动机类负荷应将额定功率换算成负荷持续率为25%时的等效功率。即：

r r N P P ε2=

式中：r P —设备额定输入功率，单位为kW 。

r ε—额定负荷持续率

（3）断续运行工作制电焊机类负荷应将其额定功率换算成负荷持续率为100%时的等效功率，以便于计算。

r r N P P ε=

1.3 多组设备计算负荷

每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行：

c p K

d

e P K P ∑⋅=⋅∑ tan c q Kd e Q K P ϕ∑⋅=∑

22c c c S P Q =+/(3)c c N I S U =

式中 c P ——支路上有功计算负荷，kw ；

c Q ——支路上无功计算负荷，var k ；

c S ——支路上视在计算负荷，kvA ；

p K ∑、q K ∑——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数； c I ——支路上计算电流；

N U ——支路的额定电压。

1.4 各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）

1.纺练车间 单台机械负荷计算 (1)纺织机

78.0tan ,8.0,150===ϕd e K kW P kW P K P e d 12015080.0=⨯==

var 6.9378.0120tan k P Q =⨯==ϕ

()()

kvA Q P

S 19.1526.93120

22

22

=+=

+=

79.019

.152120

cos ===

S P ϕ （2）筒绞机 75.0tan ,75.0,40===ϕd e K kW P