电力负荷确定与其计算

解：此机床组电动机的总容量为
P e 7 . 5 k W 3 4 k W 8 3 k W 1 7 1 . 5 k W 1 0 1 2 0 . 5 k W
备组的额定电压。 负荷计算中常用的单位： •有功功率为“千瓦”（kW）； •无功功率为“千乏”（kvar） •视在功率为“千伏安”（kVA） •电流为“A”，电压为“kV”。
例2-1 已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW 3台,4kW 8台,3kW 17台,1.5kW 10台。试求其计算负荷。
从各种负荷曲线上，可以直观地了解电力负荷变 动的情况，掌握负荷变动的规律，并从中可获得一些 对设计和运行有用的资料。
图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制
a）夏日负荷曲线
b）冬日负荷曲线
c）年负荷持续时间曲线
有关物理量
➢ 年最大负荷和年最大负荷利用小时
年最大负荷
全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率。因此
Kd
P30 Pe
即用电设备组的需要系数，是用电设备组在最大负荷时需用的有功功率
与其设备容量的比值。
计算公式
➢ 有功计算负荷P30：
P3 0KdPe ➢ 无功计算负荷：
Q30P30tan
➢ 视在计算负荷：
S30
P30
cos
➢ 计算电流：
I30
S30 3U N
公式中，cos为用电设备组的平
均功率因数；tan 为对应于用电设 备组 cos的正切值；UN 为用电设
电力负荷的确定和其计算
任务1 工厂的电力负荷及负荷曲线 任务2 三相用电设备组计算负荷的确定 任务3 单相用电设备组计算负荷的确定 任务4 工厂总计算负荷的确定 任务5 尖峰电流及计算
电力负荷的分级及其对供电电源的要求 电力负荷的概念
➢ 电力负荷指耗用电能的用电设备或用电单位（用户）。
➢ 电力负荷指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小 。 电力负荷的分级（对供电可靠性的要求） ➢ 一级负荷 ➢ 二级负荷 ➢ 三级负荷 各级负荷对供电电源的要求
➢ 三级负荷 三级负荷属于不重要的一般负荷，对供电电源没有特 殊要求。
用电设备的工作制
连续工作制 设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足以使之达到 热平衡状态 。
短时工作制 设备在恒定负荷下运行的时间短，而停歇的时间长。
断续周期工作制 设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，而 工作周期一般不超过10min ，无论工作或停歇，均不足 以使设备达到热平衡，如电焊机和吊车电动机等。
在直角坐标纸上绘出的表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，纵 坐标表示负荷值，横坐标表示对应的时间，一般以小时（h）为单位。
图2-1 日有功负荷曲线 a）依点连成的负荷曲线 b）绘成梯形的负荷曲线
பைடு நூலகம்
➢ 年负荷曲线 通常绘成负荷持续时间曲线，按负荷大小依次排列，如图22c 所示，全年时间按8760h计。
平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间内平均消耗的功率，即 式中Wt 为时间 t内消耗Pa的v 电Wt能t 量。
负荷系数
又称负荷率，是用电负荷的平均负荷
Pav与其最大负荷 Pmax的比值，即 对用电设备来说，负荷系K数L 是PPma设avx 备的输出功率P图与2-设5 备年平额均定负容荷 量PN
的比值，即
确定计算负荷的方法 需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上通用的确定计算负 荷的方法，最为简便实用。二项式法应用的局限性较大，但在确 定设备台数较少而容量差别悬殊的分支线路的计算负荷时，较之 采用需要系数法合理，且其计算也较简便。
按需要系数法确定计算负荷
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
➢ 一级负荷 要求由两个电源供电，当其中一个电源发生故障时， 另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重 要的负荷，还必须增设应急电源。常用的应急电源可 使用下列几种电源：
独立于正常电源的柴油发电机组；
供电网络中独立于正常电源的专门供电线路；
蓄电池；
干电池。
➢ 二级负荷 要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台 变压器不一定在同一变电所）。在其中一回路或一台 变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电， 或中断供电后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或者 当地供电条件困难时，二级负荷可由一回 6kV及以上 的专用架空线路供电。
式中 Wa 为全年消耗的电能量。
年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的一个重要参数，
它与工厂的生产班制有明显的关系。例如一班制工厂，
Tmax=1800～3000h；两班制工厂， Tmax=3500～4800h；三班制 工厂， Tmax =5000～7000h 。
➢ 平均负荷和负荷系数
平均负荷（average load）
P K L PN
概述
负荷计算是正确地选择供电系统中的所有元件（如电力变压器、 开关设备和导线电缆等）的依据 。
通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择供电系统中各 元件的负荷值，称为计算负荷。
计算负荷是供电设计的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理， 直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。
大负荷P30 ，如图2-6所示。
P30
KKL
eW L
Pe
P30
KKL eW L
Pe
式中 K 为设备组的同时系数；K L 为设备组的负荷系数； e 为设备组的
平均效率； WL 为配电线路的平均效率。
令上式中的 K K L/ (eW)L K d，这Kd 即“需要系数”。由上式可知，需要
系数的定义式为
负荷持续率及断续周期工作制设备容量的换算 一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε 表示，即
t10% 0 t 10% 0
T
tto
式中T 为工作周期；t为工作周期内的工作时间；t 0 为
工作周期内的停歇时间。
如果设备在
量为Pe为
N 下的容量为PN,则换算到ε下的设备容
Pe PN
N
负荷曲线及有关的物理量 负荷曲线
年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。
年最大负荷利用小时
是一个假想时间，在此时间内，电力
负荷按年最大负荷 P m a x 持续运行所消
耗的电能，恰好等于该负荷全年实际
消耗的电能，如图2-4所示。
图2-4 年最大负荷和年最大负荷 利用小时
年最大负荷利用小时按下式计算：
Tm a x
Wa Pm a x