企业供配电系统电力负荷的计算方法

企业供配电系统电力负荷的计算方法
思路：供配电系统中各种电气设备的选择都离不开计算负荷，因此必需将供配电系统中各电气设备所在点的电力负荷进行计算。

计算必需从设备端依次向电源端逐步推算。

1、需要系数的含义
式中：K——同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比；KL——负荷系数，用电设备不肯定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；
ηwl——线路供电效率；
η——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。

需要系数法由于简洁易行，为设计人员普遍接受，是当前通用的求取计算负荷的方法。

需要系数法的数据来源于大量的测定和统计，但这种方法的缺点是将需要系数Kd看作与负荷群中设备多少及设备容量悬殊状况都无关的固定值，这是不严格的。

由于事实上，只有当设备台数足够多，总容量足够大，且无特大型用电设备时，Kd才能趋于一个稳定数值。

因此，需要系数法比较适用于求全厂或大型车间变电所的计算负荷。

2、采纳需要系数法求计算负荷的计算步骤：
以图示某铜矿35kV变电所为例，说明采纳需要系数法计算各级计
算负荷的方法。

①单台用电设备的计算负荷
有功计算负荷：
无功计算负荷：Q ca·1=Pca·1tanj
计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。

②用电设备组的计算负荷
有功计算负荷：P ca·2=Kd∑Pe
无功计算负荷：Q ca·2=P ca·2tanjwm
视在计算负荷：或者S ca·2=P ca·2/cosjwm
计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。

③确定车间配电干线，或变电所低压母线上的计算负荷
总有功计算负荷：Pca·3＝Ｋ∑ΣP ca·2
总无功计算负荷：Qca·3＝Ｋ∑ΣQ ca·2
总视在计算负荷：
Ｋ∑－－最大负荷时的同时系数。

考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时消失而引入的系数。

计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。

无功补偿容量计算
假如变电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组，即Qca·3＝Ｋ·ΣQca·2－Qc3
④确定车间变电所中变压器高压侧的计算负荷。

有功计算负荷：Pca·4＝Pca·3+ΔPT2
无功计算负荷：Qca·4＝Qca·3+ΔQT2
视在计算负荷：
式中：ΔPT2、ΔQT2－－变压器的有功损耗与无功损耗（kW、kvar），阅历公式估算：
对SJL1等型电力变压器：ΔPT2≈0.02Sca·3（kW），ΔQT2≈0.08Sca·3（kvar）
对SL7、S7、S9、S10等低损耗型电力变压器：ΔPT2≈0.015Sca·3（kW），ΔQT2≈0.06Sca·3（kvar）
上式中：Sca·3－－变压器低压母线上的计算负荷（kVA）。

计算目的：用于选择车间变电所高压配电线及其上的开关设备。

⑤确定全车间变电所中高压母线上的计算负荷
车间变电所高压母线上的计算负荷Pca·5、Qca·5、Sca·5。

其计算公式为：
Pca·5＝ΣPca·4
Qca·5＝ΣQca·4
计算目的：用于车间变电所高压母线的选择。

⑥确定总降压变电所出线上的计算负荷
确定总降压变电所６~10kV母线上高压出线计算负荷Pca·６时，应将计算负荷Pca·5加上供配电线路中的功率损耗。

但由于工业企业厂
区内范围不大，且高压线路中电流较小，故在高压配电线路中的功率损耗较小，在负荷计算中可忽视不计。

故有
Pca·6≈Pca·5
Qca·6≈Qca·5
S ca·6≈Sca·5
计算目的：用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。

⑦确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷
将总降压变电所６~10kV出线上的计算负荷（Pca·６、Qca·６）分别相加后，乘以各自最大负荷的同时系数ＫΣ，就可求得总降压变电所低压侧母线上的计算负荷Pca·7、Qca·7、Sca·7。

假如依据技术经济比较结果，打算在总降压变电所６~10kV二次母线侧采纳高压电容器进行无功功率补偿，则在计算总无功功率Qca·7时，应减去补偿设备的容量时Qc７，即
Pca·7＝ＫΣΣPca·６
Qca·7＝ＫΣΣQca·６－Qc７
计算目的：用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变电所主变压器容量。

⑧确定全厂总计算负荷
将总降压变电所低压侧母线上的计算负荷（Pca·7、Qca·7）加上主变压器的功率损耗（ΔPT1、ΔQT1），即可求得全厂总计算负荷Pca·８、Qca·８、Sca·８
Pca·8＝Pca·7+ΔPT1
Qca·8＝Qca·7+ΔQT1
计算目的：全厂总计算负荷的数值可作为向供电部门申请全厂用电的依据，并作为原始资料进行高压供电线路的电气计算，选择高压进线导线及进线开关设备。

（6）负荷猜测的主要作用和方法
负荷猜测的定义：
负荷猜测是指在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条件和社会影响的条件下，讨论或利用一套能系统地处理过去与将来负荷的数学方法，在满意肯定精度要求的前提下，确定某特定时刻的负荷数值。

它包括两方面的含义：对将来需求量(功率)的猜测和将来用电量(能量)的猜测。

对功率的猜测用来打算发电设备的容量，以及相应的输电和配电的容量。

对电量(能量)的猜测则打算了应当安装何种类型的发电容量，也关系到能源资源的需求与平衡。

负荷猜测的目的和意义：
对将来本电网内负荷变化的趋势与特点的猜测，是一个电网调度部门和规划部门所必需具有的基本信息之一。

电力负荷猜测是实时掌握、运行方案和进展规划的前提。

负荷猜测的分类：
负荷猜测中常常按时间期限进行分类，通常分为：长期、中期、短期和超短期负荷猜测。

其中中长期负荷猜测对于打算新的发电机组的
安装与电网的规划、增容和改建具有指导意义，是电力规划部门的重要工作之一。

长期负荷猜测：一般指10年以上并以年为单位的猜测；
中期负荷猜测：指5年左右并以年为单位的猜测。

它们的意义在于关心打算新的发电机组的安装(包括装机容量大小、型式、地点和时间)与电网的规划、增容和改建，是电力规划部门的重要工作之一。

短期负荷猜测：指一年之内以月为单位的负荷猜测，还指以周、天、小时为单位的负荷猜测，通常猜测将来一个月度、将来一周、将来一天的负荷指标，也猜测将来一天24h中的负荷。

其意义在于关心确定燃料供应方案;可以经济合理地支配本网内各机组的启停，降低旋转储备容量:可以在保证正常用电的状况下合理支配机组检修方案。

超短期负荷猜测：指将来1h、将来0.5h甚至将来10min的猜测。

其意义在于可对电网进行计算机在线掌握，实现发电容量的合理调度，满意给定的运行要求，同时使发电成本最小。

负荷猜测的方法：
国内外的中长期电力负荷猜测的方法有：分产业产值单耗法、灰色理论猜测、增长曲线法、分部门猜测法、电力弹性系数法、分区负荷密度法、时间序列法、相关分析法、人均电量指标换算法、回归分析法、专家系统猜测法，人工神经元网络等。

需要指出的是：负荷猜测方法多种多样，可以应用简洁的定性方法，也可以采纳简单的数学方法猜测，但负荷猜测是一个相当简单的问题，目前尚无一个固定方法可以适用于一切场合，并能保证优于其它一切
方法。

不同电力系统由于负荷特性不同可能有不同的猜测方法：即使同一个电力系统，依据猜测时间的远近以及负荷特性的变化，不同时期也可能采纳不同的方法。

随着社会的进步、电力事业的进展，负荷猜测的内容将不断丰富，负荷猜测方法也应不断进展和完善，这要求负荷猜测工去更深化、更广泛的探究。