2电力负荷和短路电流的计算

2．需要系数法

用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取 用的半小时最大负荷P30。 在所计算的范围内，将用电设备按其设备性质不同分成若 干组，对每一组选用合适的需要系数，算出每组用电的计 算负荷，然后由各组计算负荷求总的计算负荷，这种方法 称为需要系数法。 需要系数法一般用来求多台三相用电设备的计算负荷。
Pe PN
N

SN cos
N
100

SN cos N
100

式中PN、SN为电焊机的铭牌容量（PN为有功容量，SN为视 在容量）；ε 为与PN、SN对应的负荷持续率（计算中用小 1 0 0为其值为ε=100％的负荷持续率（计算中用1）； 数）； cos 为铭牌规定的功率因数。






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（4）电容器类设备的额定容量，则用无功功率Qc 表示，单位为乏（var）或千乏（Kvar）。 （5）照明灯具设备容量。 ①白炽灯和碘钨灯等其容量就按其铭牌容量计算， 即为 Pe PN （2-2） ②荧光灯其容量就按其铭牌容量乘1.2来计算，即 为 Pe 1.2 PN （2-3） ③高压汞灯钠灯其容量就按其铭牌容量乘1.1来计 算，即为 Pe 1.1PN （2-4）



用电设备组的设备容量Pe，是指用电设备组所有设备（不 含备用）的额定容量PN之和，即Pe=∑PN。用电设备组进 线上的有功计算负荷应为： P 30 KKL Pe （2-7）
eWL
式中，K∑为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部 （不含备用）设备容量之比；
KL为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量 之比；

【例2-1】 某装配车间380V线路，供电给3台吊车电动机， 其中1台7.5kW(ε=60%)，2台3kW(ε=15%)。试求吊车电动机 总容量。

解: 按规定，吊车电动机容量要统一换算到ε=25%，由 式（2-6）
Pe PN
N

2 PN N
25

可得三台吊车电动机总容量为:
Pe=7.5×2+2×3×2=16.3（kW）
第2章 电力负荷和短路电流的计算




2.1工厂的电力负荷 2.2三相用电设备组计算负荷的确定 2.3单相用电设备容量的确定 2.4短路的基本形式及原因 2.5三相短路电流的计算 2.6两相和单相短路电流的计算
2.1工厂的电力负荷



电力负荷（设备）按工作制可分以下三类： （1）长期连续工作制 这类设备长期连续运行，负荷比较 稳定，例如通风机、空气压缩机、电动发电机组、电炉和 照明灯等。机床电动机的负荷虽然变动一般较大，但大多 也是长期连续工作的。 （2）短时工作制 这类设备的工作时间较短，而停歇时间 相对较长，例如机床上的某些辅助电动机（如进给电动机、 升降电动机等）。 （3）断续周期工作制 这类设备周期性地工作-停歇-工作， 如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，例如电焊 机和起重机械。负荷持续率，又称暂载率或相对工作时间， 符号为ε，其定义为一个工作周期T内工作时间t与工作周期 T的百分比，即
2.2.1用电设备容量的计算

1.一般用电设备的额定容量

用电设备的额定容量，是指用电设备在额定电压下、在规 定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。
（1）电动机其额定容量是指其轴上正常输出的最大功率。 因此其耗用的功率即从电网吸取的功率，应为其额定容量 除以其本身的效率。设备容量就是其铭牌额定功率，用有 功功率PN表示，单位为瓦（W）瓦（kW）。 （2）电炉其额定容量是指其在额定电压下耗用的功率， 而不是指其输出的功率。设备的额定容量就按其铭牌容量 来计算。 （3）变压器、互感器和电焊机等设备的额定容量按其铭 牌容量来计算。一般用视在功率SN表示，单位为伏安 （VA）或千伏安（kVA）。
N

2）吊车电动机组的容量换算要求统一换算到ε=25％的负 荷持续率，因此可得换算后的设备容量为：
Pe PN

2 PN （2-6）
N N 25



式中，PN为吊车电动机的铭牌容量； εN为与PN对应的负荷持续率（铭牌数据）； 25 为25%的负荷持续率（计算中用0.25）。

2.2.2需要系数法确定计算负荷

1．计算负荷的意义 计算负荷是指如果导体中通过一个假想不变负荷时所产生的最高温升 正好与它通过实际负荷时产生的最高温升相等，那么该假想不变负荷 就称为实际负荷的“计算负荷”，计算负荷实际上是一个虚设的负荷。 由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需（3~4）τ，τ为发热时间 常数，而截面在16mm2以上的导体的τ均在10min以上，也就是载流导 体大约经30min后可达到稳定的温升值。因此通常取半小时平均最大 负荷P30（亦即年最大负荷Pmax）作为“计算负荷”。 计算负荷是供配电设计计算的基本依据。如果计算负荷确定过大，将 使设备和导线电缆选择偏大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算 负荷确定过小，又将使设备和导线电缆选择偏小，造成设备和导线电 缆运行时过热，增加电能损耗和电压损耗，甚至使设备和导线电缆烧 毁，造成事故。 确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。


t t 100 % 100 % T t t0 式中，t0为工作周期T内的停歇时间。T、t和t0的单位均为 秒（s）。
2.2三相用电设备组计算负荷的确定


2.2.1用电设备容量的计算 2.2.2需要系数法确定计算负荷 2.2.3二项式法确定计算负荷 2.3.2单相设备组等效三相负荷的计算
2.断续周期工作制设备的额定容量


对断续周期工作制的用电设备组，其设备容量应为各设备 在不同负荷持续率下的铭牌容量换算到统一的负荷持续率 下的容量之和。 断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机 （电葫芦、起重机、行车等），其容量换算要求如下： 1）电焊机组的容量换算 要求统一换算到ε=100％，因此 可得换算后的设备容量为： （2-5）