电力负荷计算公式

电力负荷及计算

(electrical load and load calculation)

用电设备在运行时消耗的功率及其计算。电力负荷包括基本负荷和冲击负荷。基本负荷是生产过程中比较平稳、幅值变化不大的电力负荷，冲击负荷是在较短的时间内幅值变化大的突加、突减负荷。冲击负荷的负荷曲线有较规则的，如带钢连轧机的负荷曲线，也有不规则的，如炼钢电弧炉的负荷曲线。在开展设计时，根据用电设备容量(或耗电量)和工作制度进行负荷计算。

冶金工厂电力负荷特点主要为：(1)生产规模大，单体设备容量和总用电量都比较大。在中国，一个年产量为300万t的钢铁联合企业，用电最大负荷在250Mw左右，一个年产量为10万t的铝厂，用电最大负荷在230Mw左右。吨钢

耗电量在450～650kw．h之间，吨铝耗电量在15000～17000kw•h之间。150t超高功率炼钢电弧炉变压器容量为90MVA，大型电解整流变压器容量为58MVA。(2)冶金工厂是连续生产部门，供电不能间断，一般采用多电源供电。(3)大功率炼钢电弧炉、大型轧钢机主传动晶闸管变流装置，电diarl在生产过程中产生有功和无功冲击负荷，引起电网周波变化、电压波动、电压闪变及波形畸变，均须采取抑制措施。

电力负荷分级及供电要求冶金工厂电力负荷按用电设备对供电可靠性的不同要求，可划分为三个等级：

(1)一级负荷。突然停电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以修复者，或在经济上造成重大损失者。如炼铁高炉的泥炮机、开口机、热风炉助燃风机、鼓风机站、水泵站；炼钢转炉吹氧管升降机构、烟罩升降机构、炉体倾动机构；大型连续轧钢机；铝电解装置；焦炉推焦车、消火车、拦焦车、煤气加压站和氧气站等的电力负荷。

(2)二级负荷。突然停电将产生大量废品、引起大量减产、企业内运输停顿等，在经济上造成较大损失者。如高炉上料系统、转炉上料系统、电炉电极升降机构、倾动机构、电磁搅拌机、连铸机、轧钢机和金属制品生产系统等的电力负荷。

(3)三级负荷。所有不属于一级和二级的电力负荷。如机械修理设施、电气修理设施等的电力负荷。

各级电力负荷的供电要求，一般不低于以下所列：1)一级负荷由两个独立电源供电，对特殊重要的一级负荷应由两个独立电源点供电(见供电电源)2)二级负荷由两回线路供电，该两回线路应尽可能引自不同的变压器和母线段。3)三级负荷按实际需要容量供电。

负荷计算冶金工厂电力负荷分为最大负荷、尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。最大负荷是30min的最大平均负荷。最大负荷分别乘以适当系数，便可求得尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。它们又分别作为选择供配电设备、计算电压降、选择保护装置、计算电能消耗和选择补偿装置的依据。

在进行负荷计算时，要根据供配电系统由最下级分支馈线逐级向总变电所推算。在生产车间内专门用于检修的电焊机或备用设备可不参与计算。要将不同工作制下的用电设备的额定功率换算为统一的计算功率。(1)长期工作制电动机的设备容量(P)等于其铭牌上的额定功率(Pe)。(2)反复短时工作制电动机(如起重机、轧钢车间辅助机械的电动机)的设备容量是指换算到统一负载持续率(Fc)下的额定功率。当采用需要系数法或二项式法计算时，要统一换算到Fc=25％时的额定功率。(3)电焊机及电焊变压器的设备容量应统一换算到Fc=100％时的额定功率(kW)。(4)电炉变压器的设备容量是指额定功率因数下的有功功率。(5)照明用电设备的设备容量是指灯头标出的功率；对于荧光灯及高压水银灯等还应计入镇流器的损耗功率，即灯管的额定功率分别增加20％及8％。

最大负荷计算的方法主要有需要系数法二项式法和单位产品耗电量法。

(1)需要系数(Kx)法。此法适合于长期工作制用电设备占多数的情况下，计算负荷之用。

同类工作制的单组用电设备按下式计算：

不同工作制的多组用电设备的计算公式为：

式中P为最大负荷班内30min平均负荷中最大有功功率，kW；Q为最大负荷班内30min平均负荷中最大无功功率，kV•A；S为最大负荷班内30min平均负荷中最大视在功率，kV•A；尸。为用电设备组中，所有单个用电设备容量之和，kW；Kx为按用电设备分类的平均需要系数；tanφ为功率因数角的正切函数；

Kξy Kξw为有功功率和无功功率的最大同时系数。

(2)二项式法。此法适合于反复短时工作制用电设备占多数的情况下计算负荷之用。

同类工作制的单组用电设备按下式计算：

不同工作制的多组用电设备的计算公式为：

式中Pnx为用电设备组中nx(长期工作制的为5台，反复短时工作制和短时工作制的为3台)台最大用电设备的设备容量之和，kW；c、b为二项式系数；(CPnx)max为从各用电设备组中选出的最大值，kW；tanφx为与(CPnx)max相应的功率因数角的正切函数。

(3)单位产品耗电量法。此法适合于初步设计及前期阶段计算负荷之用。

式中Km为最大系数，是最大负荷与最大负荷班平均负荷之比；n为年电能利用率，是年平均负荷与最大负荷班的平均负荷之比；ω为单位产品耗电量，kW•h／t；M为产品年产量，t；Tn为年工作小时数，h。

求得各车间负荷后，企业的总负荷按下式求得：

式中ξP为企业各车间计算负荷有功功率的总和，kW；。tanφp为企业平均功率因数的正切函数，按补偿后的功率因数cosφp=0．9～0．92考虑；Kξ为最大负荷同时系数，取0．9～0．95。