第二章电力负荷及其计算
第02章_电力负荷及其计算(刘介才)工厂供电
Wp.a 0.7 657kW 4000h 1.84 106 kW h
工厂年无功耗电量为
Wq.a 0.8 305k var 4000h 0.976 106 k var h
第二章复习思考题
2-1 电力负荷按重要性分哪几级?各级电力负荷对供电电源有什么要求? 2-2 工厂用电设备的工作制分哪几类?各有哪些特点? 2-3 什么叫负荷持续率? 它表征哪一类工作制设备的工作特性? 2-4 什么叫最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 2-5 什么叫计算负荷？为什么计算负荷采用半小时最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 2-6 确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点？各适用哪些场合？
常采用并联电容器）容量为
' ' QC Q30 Q30 P 30 (tan tan )
（2-59） （2-60） 图2-12 功率因数的提高与 无功功率、视在功率的变化
或
QC qC P 30
式中 qC tan tan ' ，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使 1kW 的有功功率由cos 提高到cos ' 所需要的无功补偿容量 kvar值，其单位为 “kvar/kW ”。 在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qC 来确定电容器个数：
工厂供电 第二章 电力负荷及其计算
第五节 工厂的计算负荷和年电能消耗量
指导老师：庞清乐
主讲人：唐嘉松
学号：10055308 电气103班 第三小组
第五节 工厂的计算负荷与年耗电量
一. 工厂计算负荷的确定 工厂计算负荷是选择工厂电源进线及其一、二次设备的基本依据，也是计算工厂功率因数和工厂需电容量的基本依据。 确定工厂计算负荷的方法很多，可按具体情况选用。 (一). 按逐级计算法确定工厂计算负荷 如前面图2-9所示，工厂的计算负荷P30(1)，应该是高压母线上所有高压配电线计算负荷之和，再乘上一个同时系数。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
❖ ① 吊车机组用电动机〔包括电葫芦、起重机、
行车等 〕的设备容量一致换算到ε=25%时的额外
功率〔kW〕，假定其εN不等于25%时应停止换
算，公式为:
Pe PN
N
25%
2PN
n
❖ ② 电焊机及电焊变压器的设备容量一致换算到ε ＝100%时的额外功率〔kW〕。假定其铭牌暂载 率εN不等于100%时，应停止换算，公式为:
第二章 工厂的电力负荷及其计算
❖ 普通选P30作为Pm，作为计算负荷运用。 ❖ 缘由 ❖ 〔1〕选择设备时要思索到最严重的状况下也能正常运转。 ❖ 〔2〕由于导体经过电流到达动摇温升的时间大约需(3～
4)τ，τ为发热时间常数。截面在16mm2及以上的导体， 其r≥10min，因此载流导体大约经30min(半小时)后可到 达动摇温升值。 ❖ 由此可见，计算负荷实践上与从负荷曲线上查得的半小 时最大负荷P30(亦即年最大负荷Pmax)是基本相当的。 所以计算负荷也可以以为就是半小时最大负荷。 ❖ 求计算负荷意义严重，预算过高，招致有色金属的糜 费和工程投资的添加。反之，如预算过低，又会使供电 系统的线路及电气设备由于承当不了实践负荷电流而过 热，减速其绝缘老化的速度，降低运用寿命，增大电能 损耗，影响供配电系统的正常牢靠运转。
❖ (2) 负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav与 其最大负荷Pm的比值.
❖ 对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表 征负荷曲线不平整的水平，即表征负荷坎坷变化的水平。从 充沛发扬供电设备的才干、提高供电效率来说，希望此系数 越高越趋近于1越好。从发扬整个电力系统的效能来说，应尽 量使不平整的负荷曲线〝削峰填谷〞，提高负荷系数。
❖ 〔3〕 三级负荷对供电电源的要求 由于三级 负荷为不重要的普通负荷，因此它对供电电源 无特殊要求。
《工厂供电》试题库(第二章)
第二章工厂电力负荷及其计算二、判断题1、所有医院都属于一类负荷。
（）答案：2、高校属于三类负荷。
（）答案：3、电力负荷的计算是按其发热10分钟的稳定值考虑的。
（）答案：4、年最大负荷P max就是计算负荷P30。
（）答案：5、普遍用二项式法计算负荷比用需用系数法更接近实际电力负荷。
（）答案：6、当有大容量设备且其台数少时用二项式法比用需用系数法计算负荷更接近实际电力负荷。
（）答案：7、单相负荷的计算，是将各相分别求出之后，取全部之和。
（）答案：8、没有变压器的小型工厂或农村在缴纳的电费中没有基本电费。
（）答案：9、对工厂变电所高压侧的功率因素cos必须大于0.9。
（）答案：10、尖峰电流I pk是考虑设备工作持续时间为5s的短时AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF最大负荷电流。
（）答案：11、电力负荷是指电力系统中所有用电设备消耗的有功功率的总和。
（）答案：12、有多台电动机的配电线路的尖峰电流，其大小取决于多台电动机的起动电流。
( ) 答案：三、单选题1、对一类负荷的供电要求是。
A）至少两个独立电源B）两回输送线路C）一条输送线D）没有要求答案：A2、对二类负荷的供电要求是。
A）至少两个独立电源B）两回输送线路C）一条输送线D）没有要求答案：B3、对三类负荷的供电要求是。
A）至少两个独立电源B）两回输送线路C）一条输送线D）没有要求AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF答案：D4、一般照明属于工作制的设备。
A）连续B）短时C）断续周期D）所有答案：A5、控制水库闸门的电动机属于工作制的设备。
A）连续B）短时C）断续周期D）所有答案：B5、电焊机属于工作制的设备。
A）连续B）短时C）断续周期D）所有答案：C6、短时工作制与断续周期工作制的设备区别是其工作时停歇时间超过 min。
A）30 B）20 C）10 D）5答案：CAHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAFAHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF6、电力负荷的计算是按其发热 min 的稳定值考虑的。
第二章 电力负荷计算
电力负荷的计算是正确选择供配电系统 中导线、电缆、开关电器、变压器等电气 设备基础，也是保障供配电系统安全可靠 运行必不可少的环节。本章是分析工厂供 配电系统和进行供电设计计算的基础。
本章主要学习以下几个内容：
电力负荷与负荷曲线 ✓电力负荷的基本概念； ✓电力负荷分级 ✓负荷曲线的基本概念、作用及分类 ✓ 与负荷曲线相关的几个物理量
计算负荷情况复杂，影响计算负荷的因素 很多，难以精确计算； ✓负荷是变化的； ✓与设备性能、生产组织、生产者的技能熟 练程度及能源供应的状况等多种因素有关。
计算负荷的方法很多：估算法、需要系数 法和二项式法和单相负荷等近似求解方法
本节主要介绍两种：需要系数法和 二项式法
（一）设备容量的计算 1.用电设备的额定容量
三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般由 单回路电力线路供电。
三. 负荷曲线
1、负荷曲线（load curve） 是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，
绘在直角坐标纸上，纵坐标表示负荷（有功功 率或无功功率）值，横坐标表示对应的时间， 一般以小时（h）为单位。
某厂日有功负荷曲线
2、负荷曲线的作用 负荷曲线能够直观的反映出用户的用电特点和
额度负荷（安装容量）；在工厂供配电系统设计时， 如果直接采用额定容量进行设计势必会造成浪费； 应首先计算出全部设备的实际负荷。 2 .负荷计算的主要内容 （1）求计算负荷（需要负荷，假想负荷）：即正 常工作时的实际最大负荷。目的选择各级电压供电 网络、变压器容量、电气设备的型号等；保证使其 在通过正常最大工作电流时不至过热而损坏。（选 择设备）
（3）年持续负荷曲线意义 年持续负荷曲线与横轴所包围的面积代表
了用户全年消耗的总电能。
工厂供电第6版 第二章
第四节、工厂的计算负荷及年耗电量的计算
• 一、工厂计算负荷的确定
•
工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的
基本依据，也是计算工厂的功率因数及无功补偿容量的基本依据。工厂的
计算负荷的方法很多。
• (1)工厂需要系数法
•
设备总容量Pe乘上 一个需要系数Kd，就可以得到全厂有功计算负荷。
三、 按二项式确定计算负荷
用二项式法进行负荷计算时，既考虑了用电 设备组的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备 引起的附加符合。 （一）单组用电设备组的计算负荷
式中，b, c为二项式系数；Pe是该组用电设备组 的设备总容量；Px为x台最大设备的总容量（ b,c,x 的值可查附录表1），当用电设备组的设
• 我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法，主要是简便实用的需要系数法和 二项式法。
二、按需要系数法确定计算负荷
（1）基本公式
• 设备组的有功功率计算负荷应为：
• 需要系数的定义式为：
按需要系数法确定三相用电设备组的有功计算负荷的基本公式为：
在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷。 无功率计算负荷为： 视在计算负荷为：
一、电力负荷的有关概念
电力负荷：如第一章所述，既可指用电设备 或用电单位（用户），也可指用电设备或 用户所耗用的电功率或电流，视具体情况 而定。
（一）工厂电力负荷的分类：
• 一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者； 或者中断供电将在政治、经济上造成重大 损失者，如重大设备损坏、重大产品报废 等。
• 二级负荷 中断供电将在政治、经济上造 成较大损失者，如主要设备损坏、大量产 品报废、连续生产过程被打乱需较长时间 才能恢复、重点企业大量减产等。
2第2章 电力负荷及其计算.ppt
规定取“半小时平均负荷”的原因：
一般中小截面导体的发热时间常数τ为 10min以上，根据经验表明，中小截面导线 达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10＝30 （min），如果导线负载为短暂尖峰负荷， 显然不可能使导线温升达到最高值，只有 持续时间在30min以上的负荷时，才有可能 构成导线的最高温升。
一般工厂α=0.7~0.75，β=0.76~0.82
对于单个用电设备或用电设备组，负荷系数是指设备的输出 功率P和设备额定容量PN之比值，即
P K L PN
他表征该设备或设备组的容量是否被充分利用。
17
二、 计算负荷（30lculated load）
计算负荷的定义：
通过负荷的统计计算求出的，用来 按发热条件选择导体和电器设备的一个 假想负荷。以这个不变的“假想负荷” 持续运行所产生的热效应与实际运行的 变动的负荷所产生的最大热效应相等
3180
汽车修理厂
4370
3200
13
3.平均负荷Pav 平均负荷Pav，就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内消耗的电能W除以 时间t的值，即Pav=W/t
年平均负荷为Pav=Wa/8760
14
15
•负荷系数 在最大工作班内，平均负荷与最大负荷之比。
Pav Pm
计算负荷是供电设计计算的基本依据，它是选择 供电系统中各元件的依据，故非常重要。
18
计算负荷的物理意义：设有一电阻为R的导体， 在一定时间内通过一变动负荷，其最高温升达到τ 值，如果这根导体在相同的时间内通过另一不变 负荷其最高温升也达到τ值，则这个不变负荷就是 该变动负荷的计算负荷，即计算负荷和实际负荷 最高温升是等值的。
供电第2章
工作制
1） 连续运行工作制
采用长期连续运行工作制的设备工作时 间长，连续运行， 绝大多数用电设备都属于 这一类设备， 如风机、泵类、搅拌机、球磨 机、机床、 照明、电炉等。 这类设备的设备 容量就是设备铭牌上的额定容量。
2） 短时运行工作制
采用短时运行工作制的设备工作时间短，停歇时间长， 如 船闸电动机、机床中的辅助电动机等，其设备容量按铭牌额定 容量计算。
用电设备组名称
小批量生产的金属冷加工机床电动 机 大批量生产的金属冷加工机床电动 机 小批量生产的金属热加工机床电动 机 大批量生产的金属热加工机床电动 机 通风机、水泵、空压机及电动发电 机组电动机 非连锁的连续运输机械及铸造车间 整砂机械 连锁的连续运输机械及铸造车间整 砂 机械 锅炉房和机加工、机修、装配等类 车间的吊车( =25%)
S30
I30
P320 Q320
S30 3U N
以上两式中的∑P30,i和∑Q30, i分别为各组设备的有功和无功 计算负荷之和。对车间干线取K∑p=0.85～0.95，K∑q=0.90～0.97； 对车间母线取K∑p=0.90～0.95，K∑q=0.93～0.97。
注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视 在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算 电流之和来计算。此外，在计算多组设备总的计算负荷时，为 了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均 按供电设计手册所列的计算系数来计算，而不必考虑设备台数 少而适当增大Kd和cosφ值的问题。
工厂供电
第二章 电力负荷计算
本章主要内容：电力负荷有关概念 用电设备组计算负荷 工厂计算负荷 尖峰电流及其计算
2.1.1 电力负荷与负荷曲线
第二章工厂的电力负荷及计算
第二章工厂的电力负荷及计算工厂的电力负荷及计算是指在工厂生产过程中所需的电能负荷及其计算方法。
工厂是一个需要大量电能供应的地方，其中包括机械设备、照明系统、空调系统等，这些都需要电能来提供运行所需的动力和光源。
工厂的电力负荷是指在一定时间内需要提供给工厂的电能总量，通常以千瓦(KW)或千伏安(KVA)为单位。
电力负荷的大小直接影响到工厂对电能供应的需求，因此正确计算电力负荷十分重要。
计算工厂的电力负荷涉及到多个方面，主要包括两个部分：基本负荷和附加负荷。
基本负荷是指工厂日常运行所需的电能负荷，例如照明系统、电梯、办公设备等常常需要长时间运行。
基本负荷的计算通常以建筑的可用面积和相应的标准功率密度为基础。
标准功率密度指的是单位面积所需的电能负荷，不同类型的空间通常会有不同的标准功率密度，例如办公用途一般为10W/m²，生产车间一般为20W/m²。
通过将建筑的可用面积乘以相应的标准功率密度，可以计算出基本负荷的电能需求。
附加负荷是指工厂特定设备工作时额外需要的电能负荷。
例如生产设备、空调系统等。
附加负荷的计算通常以设备的额定功率为基础。
额定功率是指设备正常工作时所需的功率，在设备的技术参数中可以找到。
通过将各个设备的额定功率相加，可以计算出附加负荷的电能需求。
综合计算基本负荷和附加负荷，可以得到工厂的总电力负荷。
为了确保工厂的正常运行，需要根据总电力负荷来选择和配置合适的变压器、电缆和电气设备等。
在进行电力负荷计算时，还需考虑到一些因素，如设备启动时的瞬时负荷、电机运行的功率因数、电缆的导线截面积等。
总之，正确计算工厂的电力负荷是确保电力供应满足工厂生产需求的重要一环。
合理预估工厂的电力负荷可以帮助工程师选择适当的电气设备和电缆，并保证工厂的正常运行。
因此，在进行工厂电力负荷计算时，需要综合考虑基本负荷和附加负荷，并考虑到一些因素，如瞬时负荷、功率因数等。
第二章 工厂的电力负荷及其计算习题及答案
第二章工厂的电力负荷及其计算习题及答案2-1什么叫负荷曲线？有哪几种？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动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。
2-2年最大负荷Ｐmax——指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次）３０分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为３０分钟最大负荷P30。
年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。
负荷系数KL————负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3.什么叫计算负荷?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:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷.导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t为发热时间常数.对中小截面的导体.其t约为10min左右,故截流倒替约经30min后达到稳定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘体过早老化甚至烧毁.2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即Pe=PN反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.2-5.需要系数的含义是什么?答:所有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,即:Pc=KdPe.式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量.形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数,2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。
第2章电力负荷及其计算计算
接相加，必须先将其换算为同一工作制下的额
定功率，然后才能相加。经过换算至统一规定
的工作制下的“额定功率”称为“设备额定容
量”，用Pe表示。
2019/11/4
17
（1）长期工作制和短时工作制的设备容量
Pe=PN （2）重复短暂工作制的设备容量
① 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、 行车等 ）的设备容量统一换算到ε=25%时的额 定功率（kW），若其εN不等于25%时应进行换 算，公式为:
式中：Pe——等效三相设备容量；
Pe·m——最大负荷所接的单相设备容
量 单。相设备接于线P电e 压时3Pel
式中Pe·l——接于同一线电压的单相设备容量返回。
目录
2019/11/4
22
2.2.3 负荷计算的方法
负荷计算的方法有：
需用系数法、二项式法、利用系数
法、形状系数法、附加系数法
5. 确定全车间变电所中高压母线上的 计算负荷
P30·5＝ΣP30·4+P4m Q30·5＝ΣQ30·4+Q4m
S305 P3205Q3205
P4m、Q4m—车间高压用电设备的有功及无功计算负
荷。
计算目的：用于车间变电所高压母线的
选择。
2019/11/4
33
6. 确定总降压变电所出线上的计算负 荷
2019/11/4
10
规定取“半小时平均负荷”的原因：
一般中小截面导体的发热时间常数
τ为10min以上，根据经验表明，中小截面
导线达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10
＝30（min），如果导线负载为短暂尖峰负 荷，显然不可能使导线温升达到最高值， 只有持续时间在30min以上的负荷时，才有 可能构成导线的最高温升。
第二章工厂的电力负荷及其计算
第二章工厂的电力负荷及其计算随着工业化的发展，工厂已经成为现代社会中不可或缺的组成部分。
工厂的运作离不开电力供应，而电力负荷的合理计算对于工厂的正常运行和能源消耗的合理利用至关重要。
本文将针对工厂的电力负荷及其计算进行详细探讨。
一、工厂电力负荷的定义工厂电力负荷是指工厂所需的总电能，包括工厂设备、照明、办公设备等消耗电能的总和。
它取决于工厂的规模、生产工艺、设备种类、工作时间等因素。
二、工厂电力负荷的计算方法2.负荷法：根据工厂的生产能力和工作时间，计算单位时间内所需要的电能，再除以电网的工作效率得到总负荷。
例如，工厂的生产能力为每小时生产500个产品，工作时间为8小时，电网的工作效率为90%，那么总负荷就是(500/8)/0.9=69W。
3.经验法：根据工厂的历史数据和经验，估算出工厂的电力负荷。
这种方法适用于已经运行较长时间的工厂，可以根据历史数据推算每个季度、每个月或每天的负荷变化规律，然后进行合理估算。
三、影响工厂电力负荷的因素1.生产工艺：不同的工艺所需的电能消耗不同。
一般来说，化工、冶金等重工业的电力负荷较高，而轻工业的负荷较低。
2.设备种类和数量：不同种类的设备功率不同，数量也不同。
功率较高的设备会增加工厂的电力负荷。
3.工作时间：工厂的工作时间越长，消耗的电能也越多。
四、如何优化工厂的电力负荷1.合理计划生产时间和设备使用时间，避免设备闲置或过度使用，以减少不必要的电能消耗。
2.使用高效节能设备，降低功率需求和电能消耗。
3.通过调整生产工艺，采用低耗能的工艺和设备，降低电力负荷。
4.对于有峰谷电价的地区，合理选择生产时间，利用低电价时段进行生产，以减少成本和能源消耗。
结论工厂的电力负荷是工厂运营不可或缺的关键因素。
合理计算电力负荷是保证工厂正常运行和能源消耗合理利用的前提。
通过采用合理的计算方法和优化工艺设备，可以实现对工厂电力负荷的有效控制和管理。
这不仅有助于降低生产成本，提高生产效率，还可以减少对能源资源的消耗，实现可持续发展。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
计算负荷：指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实
际的变动通负过负荷荷时的其统产计生计的算最求高出温的、升用相来等按，发该热等效负荷就称为计算负荷。
条件选择供电系统中各元件的负荷值。
负荷计算：求计算负荷的这项工作称为负荷计算。
如果以计算负荷连续运行，发 热温度不会超过允许值
计算目的：为了正确的选择线路的导线截面、变压器的容量、开关电器、
第二章 工厂的电力负荷及其计算
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线 2.2 三相用电设备组计算负荷的确定 2.3 单相用电设备组计算负荷的确定 2.4 工厂总计算负荷的确定 2.5 尖峰电流的计算
2.1 工厂的电力负荷和负荷曲线
一、工厂电力负荷的分级及其对供电的要求
1、电力负荷的分级及其对供电的要求 （1）一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏， 重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。 ✓供电方式:由两个独立电源供电。 （2）二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品 报废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 ✓供电方式:由双回路供电。
1、计算负荷的定义
为10min以上，而导体通过电流达到
稳定温升的时间大约为3τ～4τ，即载
通过负荷的统计计算流导求体出大约的经、半小用时以（3按0mi发n）热后可条件选
达到稳定温升值
择导体和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计
算负荷，用Pc（或Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
Pc Pm ax P30
Pe 1.2PN
（3）用镇流器的金属卤化物灯
Pe 1.1PN
Pe 1.1PN
2.2 三相用电设备组计算负荷的确定
二、需要系数法确定计算负荷
第二章 工厂的电力负荷及其计算
（二）、多组用电设备计算负荷的确定 总的有功计算负荷 总的无功计算负荷
P30 = ∑(bPe ) i + (cPx ) max
Q30 = ∑(bPe tan ) i + (cPx ) max tan max
其它与需要系数法相同
第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 一、概述 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%按三相负荷平衡计算。超过15%时，应换算为等效三相 容量，再与三相设备容量相加。 二、单相设备组等效三相负荷的计算 （一）单相设备接于相电压时的负荷计算 （二）单相设备接于线电压时的负荷计算 1.接于同一线电压时
第四节 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗 一、工厂供电系统的功率损耗 （一）线路功率损耗的计算 1、线路的有功功率损耗 P = 3I 2 R WL 30 WL
2、线路的无功功率损耗
2 QWL = 3I 30 X WL
α aV = 3 α1α 2α 3
导线水平等距排列： α aV = 1.26α
（二）变压器功率损耗的计算 有功损耗 无功损耗
η eηWL 需要系数法较适用于确定车间的计算负荷
= Kd
只有1~2台设备时，可认为KD=1，即P30=Pe。 只有1台电动机时，其
S 30 P30 = cos
I 30 =
P30 =
S 30 3U N
PN
η
Q30 = P30 tan
如果是一台电动机，计算电流为额定电流
I 30 = I N = PN 3U N η cos
PT ≈ 0.015S 30
QT ≈ 0.06 S 30
二、工厂供电系统的电能损耗 线路上全年的电能消耗
2 Wa = 3I 30 RWLτ
第2章 工厂电力负荷及其计算2-4
但实际上，负荷随时都在变动，通常用一个等值 返回 的矩形面积来代替负荷曲线下的面积。 目录
9
(四) 功率因数与无功功率补偿
1. 工厂功率因数
（1）瞬时功率因数 瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率 表、电流表和电压表的读数按下式求出：
cos
P 3UI
式中：P——功率表测出的三相功率读数（kW）； U——电压表测出的线电压读数（kV）； I——电流表测出的相电流读数（A）。
WP——有功电度表读数；
Wq——无功电度表读数。
P30——工厂的有功计算负荷； S30——工厂的视在计算负荷。
自然功率因数
指用电设备或工厂在没有安 装人工补偿装置时的功率因数
指用电设备或工厂设置了人工 补偿后的功率因数
总功率因数
14
功率因数对供电系统的影响 （1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电 气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 及其它用电设备的正常运行。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。
△WT0=△P0Ton
随负荷而变化的有载功率损耗所引起的年电能损耗 为：
WTl
8760 0
S Pk S NT
S ca dt Pk S NT
2
2
8760
0
S S ca
S ca dt Pk S NT
① 正确选用感应电动机的型号和容量，使其接近满载运行；
② 更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷电动机的接线；
第二章 工厂的电力负荷及其计算习题及答案
第二章工厂的电力负荷及其计算习题及答案2-1什么叫负荷曲线？有哪几种？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动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。
2-2年最大负荷Ｐmax——指全年中负荷最大的工作班内（为防偶然性，这样的工作班至少要在负荷最大的月份出现２～３次）３０分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为３０分钟最大负荷P30。
年最大负荷利用小时Ｔmax———指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。
平均负荷Pav————平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功节率的平均值。
负荷系数KL————负荷系数是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3.什么叫计算负荷?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:计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷.导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)t,t为发热时间常数.对中小截面的导体.其t约为10min左右,故截流倒替约经30min后达到稳定温升值.但是,由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min,30min还不能达到稳定温升.由此可见,计算负荷Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据.计算符合的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理.计算负荷不能定得太大,否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小,否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘体过早老化甚至烧毁.2-4. 各工作制用电设备的设备容量如何确定?答:长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率,即Pe=PN反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率.2-5.需要系数的含义是什么?答:所有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,即:Pc=KdPe.式中，Kd为需要系数; Pc为计算负荷; Pe为设备容量.形成该系数的原因有:用电设备的设备容量是指输出容量,它与输入容量之间有一个平均效率;用电设备不一定满负荷运行,因此引入符合系数Kl;用电设备本身及配电线路有功率损耗,所以引进一个线路平均效率;用电设备组的所有设备不一定同时运行,故引入一个同时系数,2-6确定计算负荷的估算法.需要系数法和二项式法各有什么特点？各适合哪些场合？答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
照明设备的工作特点：
1. 工作方式属长期连续工作方式。
2. 除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外，其他 类型的灯具功率因数均较低。
3. 照明负荷为单相负荷，单个照明设备容量 较小。
4. 照明负荷在工厂总负荷中所占比例通常在 10%左右。
电焊:包括 1)利用电弧的高温进行焊接的电弧焊; 2)利用电流通过金属连接处产生的电阻高 温进行焊接的电阻焊（接触焊）; 3)利用电流通过熔化焊剂产生的热能进行 焊接的电渣焊等。
电焊机的工作特点是：
1. 工作方式呈一定的周期性，工作时间和停歇时 间相互交替。
2. 功率较大，380V单台电焊机功率可达 400kVA，三相电焊机功率最大的可达1 000kVA以 上。
中小型机械类工厂的电热设备一般较简单。 电热设备的工作特点是：
1. 工作方式为长期连续工作方式。
2. 电力装置一般属二级或三级负荷。
3. 功率因数都较高，小型的电热设备可达到1。
照明设备
电气照明:是工厂供电的重要组成部分，合 理的照明设计和照明设备的选用是工作场所得 到良好的照明环境的保证。
二级
5 电镀车间 大型电镀用整流设备、自动流水作业生产线
二级
6 模具成机及供热锅炉
二级
冷却水泵、鼓风机、润滑泵、高压水泵、水压
起重运输设备:是工厂中起吊和搬运物料、 运输客货的重要工具
空压机、通风机、水泵等也是工厂常 用的辅助设备，它们的动力都由异步电动 机供给，工作方式属于长期连续工作方式， 设备的容量可以从几千瓦到几十千瓦 ，单 台设备的功率因数在0.8以上。
电焊设备
是车辆、锅炉、机床等制造厂的主要 用电设备，在中小型机械类工厂中通常只 作为辅助加工设备，负荷量不会太大。
路；3) 蓄电池；4) 干电池。
二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成重大损失。 两回路供电或专用电源供电（一根架空线或两条电缆）
三级负荷：不重要的一般负荷。单电源
2.1.2 工厂常用的用电设备及工作制
1. 生产加工机械的拖动设备 2．电焊和电镀设备 3．电热设备 4．照明设备
用电设备的工作制可分为： 如：通风机、压缩 机、如各金种属电切炉削、机机床床用、
工序 厂用车 间电负荷的分用类电 设 备
号
负荷级别
价格昂贵、作用重大、稀有的大型数控机床 1 金属加工车间 价格贵、作用大、数量多的数控机床
一级 二级
2 铸造车间 冲天炉鼓风机、30t及以上的浇铸起重机
二级
3 热处理车间 井式炉专用淬火起重机、井式炉油槽抽油泵
二级
4 锻压车间 锻造专用起重机、水压机、高压水泵、油压机
第2章 工厂电力负荷及其计算
主要内容 工厂电力负荷与负荷曲线 三相用电设备组计算负荷的确定 单相用电设备组计算负荷的确定 工厂计算负荷与年耗电量的计算 尖峰电流及其计算
重点、难点
了解：
•工厂电力负荷与负荷曲线相关概念
理解：
尖峰电流及其计算
掌握：
• 三相用电设备组计算负荷的确定-----需要系数法
•单相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算---逐级计算法
重点：
三相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算
难点
2.1 工厂电力负荷与负荷曲线
电力负荷(电力负载):用电设备和用户耗用的功率和电流大小。 (或耗用电能的用电设备和用户)。
2.1.1负荷分级与可靠性要求
3. 功率因数很低，电弧焊机的功率因数为0.3～ 0.35，电阻焊机的功率因数为0.4～0.85。
4. 一般电焊机的配置不稳定，经常移动。
电镀设备
电镀的作用是防止腐蚀，增加美观，提高零 件的耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。另外， 塑料、陶瓷等非金属零件表面，经过适当处理形 成导电层后，也可以进行电镀。
周期性工作，运行时温度达不到允许温升，停止时 降不到环境温度，但从长时看可达到允许温升
为表征其断续周期的特点，用整个工作周期里的工
作时间与全周期时间之比，即用负荷持续率（FC）
表示：
FC tW tW 100%
t t T
W
S
式中 tw ——工作时间；
—ts —停歇时间；
按GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定,根据其对供电
可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级：
一级负荷：中断供电将造成人身伤亡；将在政治、 经济上造成重大损失。双独立电源供电
一级负荷中特别重要的负荷，还须增设应急电源。 常用的应急电源有： 1) 独立于正常电源的发电机组；2) 供电网络中独立于正常电源的专门供电线
—T —整个周期时间，不应超过10min.
生产加工机械的拖动设备
是机械加工类工厂的主要用电设备，也是工 厂电力负荷的主要组成部分，可分为机床设备和 起重运输设备两种：
机床设备:工厂金属切削和金属压力加工的主要设 备，这些设备的动力，一般都由异步电动机供给， 根据工件加工需要，有的机床上可能有几台甚至 十几台电动机，这些电动机一般都要求能长期连 续工作，电动机的总功率可以从几百瓦到几十千 瓦不等。
的辅助照机明械等（横梁升
连续运行工作制： 降、刀架快速移动装
是指工作时间较长，连续运行的用置电等设）备、。水>1闸~用2h电机
等。
是指短工时作时运间行很工短，作停制歇：时间相当如长吊的车用电用设电备动的工
作制。半小时以下。
机、电焊用变压
器等。
断续周期工作制：
是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的 用电设备的工作制。周期不超过10分，
电镀设备的工作特点是： 1. 工作方式是长期连续工作的。 2. 供电采用直流电源，需要晶闸管整流设备。 3. 容量较大，功率从几十千瓦到几百千瓦，
功率因数较低，为0.4～0.62。
电热设备
按其加热原理和工作特点可分为：
电阻加热炉 电弧炉 感应炉 其他加热设备
用于各种零件的热处理； 用于矿石熔炼、金属熔炼； 用于熔炼和金属材料热处理； 包括红外线加热设备、微波加热设备和 等离子加热设备等。