第二章 负荷计算与无功功率补偿1

Ka值与设备容量差别程度、设备台数和利用系数有关。
为便于分析比较，从导体发热的角度出发，不同容量的用
电设备需归算为同一容量的用电设备，于是可得到其等效台数
neq为：
来自百度文库
P2 e.i
neq
2
Pe.i neq
neq
2
Pe.i P2
e.i
根据利用系数Ku和等效台数neq查附录表6，可得到附加系数 Ka值。
Ic Sc 3U N
注意：总的视在计算负荷和计算电流不能用各组的视在计算负荷
或计算电流之和乘以K∑来计算。
例2-2
例2-2 某380V线路上，接有水泵电动机（15kW以下）30 台共205kW，另有通风机25台共45kW，电焊机3台共10.5kW
（ε=65%）。试确定线路上总的计算负荷。
解 先求各组用电设备的计算负荷
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4. 年最大负荷利用小时数
年最大负荷利用小时数Tmax是假设电力负荷按年最大负荷 Pm持续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能恰与电力负 荷全年实际耗用的电能相同。
Pm
Tmax
Wa Pm
年负荷曲线
P
0
T max
8760
t/h
第二节 三相用电设备组计算负荷 的确定
一、单位容量法 在进行供电工程方案设计阶段，可采用单位容量法确定计
0.38kV
Pm
M
M Pe
Kd
Pm Pe
设备容量
M
Kd值的相关因素：用电设备组中设备的负荷率； 设备的平均效率；
设备的同时利用系数；
电源线路的效率。
Kd值只能靠测量统计确定。
2. 利用系数Ku 利用系数定义为：
Ku
Pav Pe
Ku可查附录表5
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3. 附加系数Ka 附加系数定义为：
Ka
Pm Pav
指有规律性的，时而工作、时而停歇的用电设备。工作时
间内也达不到稳定温升，允许过载运行。
工作时间
用负荷持续率表征其工作特性 (二)设备容量的计算
t 100%
t t0
停歇时间
长期连续工作制和短时工作制的设备容量Pe，就取所有设 备（不含备用设备）的铭牌额定容量PN之和。
断续周期工作制设备容量P与其负荷持续率ε密切相关，对供
一班制工厂日 有功负荷曲线
P/kW
800 600 400 200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t/h
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年最大负荷Pm——全年中有代表性的最大负荷班的半小 时最大负荷。
从发热等效的观点来看，计算负荷实际上与年最大负荷 是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是年最大负荷， 即Pc=Pm＝P30。
第二章 负荷计算与 无功功率补偿
第一节 概述 第二节 三相用电设备组计算负荷的确定
（重点）
第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 第四节 尖峰电流的计算（重点） 第五节 无功功率补偿（重点） 第六节 供电系统的总计算负荷（重点） 第七节 供电系统的电能节约
第一节 概 述
一、计算负荷的概念 计算负荷是根据已知的用电设备容量按一定统计方法确定 的，预期不变的最大假想负荷，作为按发热条件选择供电系统 各元件的依据。
算负荷。
1. 单位产品耗电量法 2. 单位面积负荷密度法
二、需要系数法
（一）一组用电设备的计算负荷
按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为
有功计算负荷（kW） 无功计算负荷（kvar）
视在计算负荷（kVA）
Pc Pm Kd Pe
Qc Pc tan
S
c
Pc
cos
计算电流（A）
Ic
Sc 3U N
1．水泵电动机组 查附录表1得Kd=0.7~0.8(取0.8）， cosφ＝0.8，tanφ＝0.75，因此
P/kW
Pm 800
600
400
200
年负荷曲线
0
2000
4000
6000
8000 8760
t/h
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年平均负荷Pav——电力负荷在全年时间内平均耗用的
功率，即
Pav
Wa 8760
全年时间内耗用的电能
负荷曲线填充
Pm
系数，亦称负
Pav
荷率或负荷系
P
数，即
年负荷曲线
Pav
Pm
0
8760
t/h
四、确定计算负荷的系数 1. 需要系数Kd 需要系数定义为：
例2-1
例2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压 380V的三相电动机22kW2台，7.5kW6台，4kW12台，1.5kW6 台。试用需要系数法确定其计算负荷Pc、Qc、Sc和Ic。
解 此机床组电动机的总容量为
Pe＝ PN.i ＝22 kW×2＋7.5 kW×6＋4kW×12＋1.5kW×6 =146 kW
求设备容量统一换算到 25% 下,则
Pe PN
N
2PN
N
25
当采用利用系数法计算负荷时，要求设备容量统一换算到
100%下。
三、负荷曲线 负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的图形。 绘制负荷曲线采用的时间间隔△t为30min。
求确定计算负 荷的有关系数，一 般是依据用电设备 组最大负荷工作班 的负荷曲线。
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(二)多组三相用电设备的计算负荷
在确定低压干线上或低 压母线上的计算负荷时，可 结合具体情况对其有功和无 功计算负荷计入一个同时系 数K∑。
0.38kV
Pc , Qc Sc , Ic
Pc1 , Qc1 Pc2 , Qc2
Pci , Qci
Pc Kp Pc.i
Qc Kq Qc.i
Sc Pc2 Qc2
查附录表1“小批生产的金属冷加工机床电动机”项得Kd ＝0.2、cosφ ＝0.5、tanφ＝1.73。因此可得
Pc=KdPe＝0.2×146kW=29.2kW
Qc Pc tan=29.2kW 1.73=50.52kvar
Sc
Pc
cos
29.2kW 0.5
58.4kVA
Ic
Sc 3U N
58.4 kVA 88.73A 3 0.38kV
电系统而言，按发热等效原则（同一周期内）求得其关系式：
P 1
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则得：
铭牌容量
Pe
P N
N
等效容量
铭牌负荷持续率 规定负荷持续率 25％或100％
（1）电焊机组 要求设备容量统一换算到 100%下,则
Pe PN
N
PN
N SN cos
N
100
（2）吊车电动机组 当采用需要系数法计算负荷时，要
二、用电设备工作制及设备容量的计算
(一)用电设备工作制
载流导体温升曲线
1.长期连续运行工作制 指工作时间内能达到稳 定温升的用电设备。 该类设备不允许过载运 行（只允许短时过载）。
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2. 短时运行工作制
指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备，工作时间
内达不到稳定温升。允许过载运行。
3.断续周期工作制