第二章电力负荷计算案例
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电力工程基础
第二章 电力负荷计算
河北科技大学电气工程系
第二章 电力负荷计算
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
电力负荷与负荷曲线 计算负荷及有关系数 确定计算负荷的方法 尖峰电流的计算 功率损耗与电能损耗计算 企业计算负荷的确定 无功功率补偿
2018/10/14
2.3 确定计算负荷的方法
1 Q I Rt ，当R、Q一定时，I t
2
而 P I，同一周期的 t， 因此P
∴
1
Pe PN
N
吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容
量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
Pe PN
2018/10/14
图2-2 年最大负荷曲线
2018/10/14
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2.1 电力负荷与负荷曲线
图2-1 日有功负荷曲线
a）折线图 b）梯形图
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2.1 电力负荷与负荷曲线
全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。
图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）夏季典型日负荷曲线 b）冬季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
8
2.1 电力负荷与负荷曲线
2．平均负荷与负荷系数
平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即
Wt Pav t
年平均负荷为（图2-5）:
Wa Pav 8760
负荷系数 KL：平均负荷与最大 负荷的比值，即
图2-5 年平均负荷
Pav KL Pmax
2018/10/14 河北科技大学电气工程系
（或Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最
大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的 依据，因此
Pc Pmax P30
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2.1 电力负荷与负荷曲线
二、确定计算负荷的系数
1．需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部
功率，即
Pmax P30
年最大负荷利用小时数Tmax： 在此时间内，用户以年最大负荷 持续运行所消耗的电能恰好等于 全年实际消耗的电能，如图2-4所 8760 示。 pdt Wa 0 Tmax Pmax Pmax
图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
可见：年负荷曲线越平坦， Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。 河北科技大学电气工程系 2018/10/14
用电设备额定功率 PN 之比值，即
Pmax P30 Kd PN PN
2．利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电
设备额定功率P N 之比值，即
Pav Ku PN
3．二项式系数b、c。
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2.3 确定计算负荷的方法
一、概述
荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率 的1.1倍。
供电方式:由双回路供电。 3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式:对供电电源无特殊要求。
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2.1 电力负荷与负荷曲线
二、用电设备的工作制
1．连续运行工作制（长期工作制） 2．短时运行工作制（短时工作制） 3．断续周期工作制（反复短时工作制） 暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的百
河北科技大学电气工程系
2
2.1 电力负荷与负荷曲线
一、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。
取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
) 213 T1 (t1 t1
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2.1 电力负荷与负荷曲线
四、与负荷曲线有关的物理量
1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均
KL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。
9
2.1 电力负荷与负荷曲线
一、计算负荷的意义
一般中小截面导体的发热时间常数 τ 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求出的、用以按发热条件选择导体 流导体大约经半小时（ 30min ）后可 和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计算负荷，用 Pc 达到稳定温升值
分比值，即
t t 100 % 100 % T t t0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
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2.1 电力负荷与负荷曲线
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线 2．负荷曲线的绘制 日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 年负荷曲线： 年最大负荷曲线（图2-2 ）： 或称运行年负荷曲线。
N 2 PN N 25
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2.3 确定计算负荷的方法
电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%
时的额定功率（kW），即
Pe PN
N PN N S N cos N N 100
照明设备的设备容量： 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、按需要系数确定计算负荷
1．设备容量Pe的确定 对长期工作制的用电设备： Pe PN 对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
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第二章 电力负荷计算
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
电力负荷与负荷曲线 计算负荷及有关系数 确定计算负荷的方法 尖峰电流的计算 功率损耗与电能损耗计算 企业计算负荷的确定 无功功率补偿
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2.3 确定计算负荷的方法
1 Q I Rt ，当R、Q一定时，I t
2
而 P I，同一周期的 t， 因此P
∴
1
Pe PN
N
吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容
量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
Pe PN
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图2-2 年最大负荷曲线
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2.1 电力负荷与负荷曲线
图2-1 日有功负荷曲线
a）折线图 b）梯形图
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2.1 电力负荷与负荷曲线
全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。
图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）夏季典型日负荷曲线 b）冬季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
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2.1 电力负荷与负荷曲线
2．平均负荷与负荷系数
平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即
Wt Pav t
年平均负荷为（图2-5）:
Wa Pav 8760
负荷系数 KL：平均负荷与最大 负荷的比值，即
图2-5 年平均负荷
Pav KL Pmax
2018/10/14 河北科技大学电气工程系
（或Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最
大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的 依据，因此
Pc Pmax P30
2018/10/14
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2.1 电力负荷与负荷曲线
二、确定计算负荷的系数
1．需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部
功率，即
Pmax P30
年最大负荷利用小时数Tmax： 在此时间内，用户以年最大负荷 持续运行所消耗的电能恰好等于 全年实际消耗的电能，如图2-4所 8760 示。 pdt Wa 0 Tmax Pmax Pmax
图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
可见：年负荷曲线越平坦， Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。 河北科技大学电气工程系 2018/10/14
用电设备额定功率 PN 之比值，即
Pmax P30 Kd PN PN
2．利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电
设备额定功率P N 之比值，即
Pav Ku PN
3．二项式系数b、c。
2018/10/14 河北科技大学百度文库气工程系 11
2.3 确定计算负荷的方法
一、概述
荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率 的1.1倍。
供电方式:由双回路供电。 3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式:对供电电源无特殊要求。
2018/10/14 河北科技大学电气工程系 3
2.1 电力负荷与负荷曲线
二、用电设备的工作制
1．连续运行工作制（长期工作制） 2．短时运行工作制（短时工作制） 3．断续周期工作制（反复短时工作制） 暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的百
河北科技大学电气工程系
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2.1 电力负荷与负荷曲线
一、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。
取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
) 213 T1 (t1 t1
2018/10/14 河北科技大学电气工程系 7
2.1 电力负荷与负荷曲线
四、与负荷曲线有关的物理量
1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均
KL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。
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2.1 电力负荷与负荷曲线
一、计算负荷的意义
一般中小截面导体的发热时间常数 τ 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求出的、用以按发热条件选择导体 流导体大约经半小时（ 30min ）后可 和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计算负荷，用 Pc 达到稳定温升值
分比值，即
t t 100 % 100 % T t t0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
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2.1 电力负荷与负荷曲线
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线 2．负荷曲线的绘制 日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 年负荷曲线： 年最大负荷曲线（图2-2 ）： 或称运行年负荷曲线。
N 2 PN N 25
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河北科技大学电气工程系
2.3 确定计算负荷的方法
电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%
时的额定功率（kW），即
Pe PN
N PN N S N cos N N 100
照明设备的设备容量： 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、按需要系数确定计算负荷
1．设备容量Pe的确定 对长期工作制的用电设备： Pe PN 对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
2018/10/14 河北科技大学电气工程系 12