負(fù)荷計(jì)算方法

1、負(fù)荷計(jì)算方法1、 計(jì)算負(fù)荷的內(nèi)容（1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷，通常采用30min的最大平均負(fù)荷作為發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2） 尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)的最大負(fù)荷電流。單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的尖峰電流就是起動(dòng)電流；多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的尖峰電流是指計(jì)算電流再加上一臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。如果多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中最大電動(dòng)機(jī)是雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)（例如：大噸位起重機(jī)中的主卷?yè)P(yáng)往往是雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)）則尖峰電流應(yīng)是計(jì)算電流加上這兩臺(tái)同時(shí)工作電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。尖峰電流用于計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。此外在校驗(yàn)滑觸線和較長(zhǎng)線路供電的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)能否滿足允許電壓損失的要求時(shí)，

2、也用尖峰電流來(lái)校驗(yàn)。（3） 平均負(fù)荷為某段時(shí)間用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比，常選用最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，作為計(jì)算電能消耗和選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置的依據(jù)2、 負(fù)荷計(jì)算的方法（1） 需要系數(shù)法：使用最為廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。（2） 利用系數(shù)法：計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，工程中很少采用。（3） 二項(xiàng)式法：一般用于用電設(shè)備較少的場(chǎng)所，計(jì)算結(jié)果偏大。（4） 單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法：前兩者多用于民用建筑，后者用于某些工業(yè)的可行性研究和初步設(shè)計(jì)階段的電力負(fù)荷估計(jì)。（5） 3臺(tái)及2臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，取各設(shè)備功率之和；4臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，取設(shè)備功率之和乘

3、以0.9的系數(shù)；5臺(tái)及以上的用電設(shè)備，可采用二項(xiàng)式法計(jì)算，但計(jì)算負(fù)荷不能小于其中一臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)的功率。3、 設(shè)備功率的確定：用電設(shè)備銘牌標(biāo)明的功率系廠家規(guī)定工作條件下的額定輸出功率。各種設(shè)備規(guī)定的工作條件不完全相同（如JZR型電動(dòng)機(jī)在不同的負(fù)載持續(xù)率下有不同的功率），故負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)將其換算為統(tǒng)一規(guī)定工作條件下的功率，即設(shè)備功率。設(shè)備功率換算的規(guī)定如下：（1） 連續(xù)工作工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率等于額定（銘牌）功率。（2） 短時(shí)或周期工作制電動(dòng)機(jī)（如起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)等）的設(shè)備功率是指將額定功率換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率：（a） 當(dāng)采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率為25%

4、時(shí)的有功功率：例如負(fù)載持續(xù)率為為40%的45KW電動(dòng)機(jī)換算到為25%時(shí)的有功功率：（b） 當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率為100%時(shí)的有功功率：按上例內(nèi)容換算到為100%的有功功率為：（c） 電焊機(jī)的設(shè)備功率是將額定容量換算到負(fù)載持續(xù)率為100%時(shí)的有功功率： 如一臺(tái)23KVA(380V單相電焊機(jī)， 計(jì)算負(fù)荷時(shí)：當(dāng)一臺(tái)電焊機(jī)時(shí)：；當(dāng)二臺(tái)電焊機(jī)時(shí)： ； 當(dāng)三臺(tái)電焊機(jī)時(shí)： ；當(dāng)四臺(tái)電焊機(jī)時(shí)： 。（d） 電爐變壓器的設(shè)備功率： Sr電爐變壓器額定容量KVA.或參照鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第138頁(yè)，附錄2.1。 （e） 整流器的設(shè)備功率是指額定直流功率。（f） 成組設(shè)備中的備用設(shè)

5、備不參加負(fù)荷計(jì)算。（g） 氣體放電燈要加上整流器的損耗。 4、 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷有功功率： ， KW ； 無(wú)功功率： ， Kvar ；視在功率： KVA;計(jì)算電流： A;綜合功率因數(shù)：計(jì)算實(shí)例見(jiàn)鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第129頁(yè)，例1。5、 二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷（1） 單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功功率： KW；無(wú)功功率： Kvar;（2） 多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功功率： KW；無(wú)功功率： Kvar;確定臺(tái)數(shù)n可查表5-2-9計(jì)算實(shí)例見(jiàn)鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第130頁(yè)。例2和表2-21。 6.利用系數(shù)法利用系數(shù)法是采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷（計(jì)算方法與需要系數(shù)法相似），再考

6、慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，得出計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但計(jì)算過(guò)程繁瑣，而且已有的系數(shù)都是工廠的數(shù)據(jù)，在民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中已刪除這種計(jì)算方法（見(jiàn)規(guī)范選編上冊(cè)第800頁(yè)條文說(shuō)明）在鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第130頁(yè)，例2和表2-22負(fù)荷計(jì)算表中的內(nèi)容加以說(shuō)明：1） 起重機(jī)負(fù)荷FC=25%換算為FC=100%計(jì)算P25=60KW電動(dòng)機(jī) P100=P25=60=30KWP25=45KW電動(dòng)機(jī) P100=45=22.5KW起重機(jī)總?cè)萘浚篜25=1132KW,P100=P25=1132=566KW2 按用電設(shè)備組分類（在第103105頁(yè)），查出系數(shù)K1

7、,分別算出Pp和Qp。有功功率Pp相加，在小計(jì)項(xiàng)中得K1S=482KW（即）3） 全部設(shè)備的平均利用系數(shù)K1P=0.288=0.294 求n1（臺(tái)數(shù)）最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)容量為（Pjs）max=90KW，則（Pjs）max=45KW例題中大于45KW的電動(dòng)機(jī)有：風(fēng)機(jī)水泵類 90KW 4臺(tái)加工機(jī)床 45KW 1臺(tái)共計(jì)5臺(tái)，所以n1=5（注意：起重機(jī)以60KW折算到FC=100%時(shí)為30KW，不用統(tǒng)計(jì)到n1中）5） n1臺(tái)（5臺(tái)）電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘浚篜n1=904+45=405KW6） Pn1功率的相對(duì)值：P=0.242=0.247） n1臺(tái)數(shù)的相對(duì)值：n=0.0289=0.0298） nhs換算臺(tái)數(shù)的相對(duì)

8、值：根據(jù) n=0.029和P=0.24 查表2-6（第106頁(yè)），得 nhs=0.379） nhs= nhsn nhs=0.37,臺(tái)數(shù)n=173臺(tái)nhs=0.37137=6410） Pjs=26.15=26.111） 根據(jù)nhs和平均利用系數(shù)K1P 查表2-7 （第106頁(yè)）求最大系數(shù)Kmnhs=64,K1P=0.29 查得Km=1.1412） 將前面求得的Pp和Qp分別乘Km系數(shù)，得Pjs=549KW Qjs=587KW13） 照明負(fù)荷不參加利用系數(shù)的計(jì)算，在最后的計(jì)算中增加照明的有功無(wú)功負(fù)荷7.單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷首先要明確是單相線負(fù)荷（380V）還是單相相負(fù)荷（220V）。單相負(fù)荷在設(shè)計(jì)

9、時(shí)應(yīng)均衡地分配到三相上，使各相的計(jì)算負(fù)荷盡量相近。計(jì)算步驟：1） 單相負(fù)荷與三相負(fù)荷同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加（只有當(dāng)單相負(fù)荷超過(guò)15%三相負(fù)荷時(shí)，才進(jìn)行單相負(fù)荷計(jì)算）2） 單相線負(fù)荷換算為相負(fù)荷換算公式a相 Pa=Pabp(aba+Pcap(caab相 Pb=Pbcp(bcb+Pabp(abbc相 Pc=Pcap(cac+Pbcp(bcc以上公式排列次序與手冊(cè)和復(fù)習(xí)指導(dǎo)書(shū)稍有不同，這與查找換算系數(shù)有關(guān)，例如：在cos=0.5時(shí)，公式的前項(xiàng)乘1，后項(xiàng)乘0，也可以理解為在ab,bc,ca的次序中與前一個(gè)字母相同的相序乘1（），與后一個(gè)字母相同的相序乘0（Pabp

10、(abb）;在換算系數(shù)表中，功率因數(shù)不同，采用的換算系數(shù)也不同。相序前一字母相同的，乘第一行的系數(shù)（P）或第三行系數(shù)（Q），相序與后一字母相同的，乘第二行的系數(shù)（P）或第四行的系數(shù)（Q）。3） 各相負(fù)荷分別相加，選出最大一相的相負(fù)荷，取其三倍作為等效三相負(fù)荷。4） 以鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第133134頁(yè)和表2-25為例說(shuō)明計(jì)算過(guò)程：a 將負(fù)載待續(xù)率為r=65%時(shí)，轉(zhuǎn)化為100%時(shí)的有功功率即 23KW電焊變壓器為9.3KW; (PN=Srcos32KW電焊變壓器為12.9KW;29KW電焊變壓器為11.7KW;b 將線負(fù)荷換算為相負(fù)荷。（見(jiàn)鋼鐵企業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第110頁(yè)表2-10）換算系數(shù)

11、表中按cos=0.5查找系數(shù)有功功率：a相 Pa=Pabp(aba+Pcap(caa+Pa0=(9.32+12.91+9.30+11.7=43.2kwb相 Pb=Pbcp(bcb+Pabp(aba+Pb0=(9.32+12.91+(9.32+12.90+11.7=43.2kwc相 Pc=Pcap(cac+Pbcp(bcc+Pc0=9.31+(9.32+12.90+11.7=21kw無(wú)功功率：a相 Qa=Qabq(aba+Qcaq(caa+Qa0=Qabq(aba+Qcaq(caa+Pa0tg=(9.32+12.90.58+9.31.16+11.71.7321=49.2kvarb相 Qb=Qbc

12、q(bcb+Qabq(abb+Qb0=(9.32+12.90.58+(9.32+12.9 1.16+11.71.7321=74kvarc相 Qc=Qcaq(cac+Qbcq(bcc+Qc0=9.30.58+(9.32+12.91.16+11.71.7321=61.1kvar從上式中可以看出b相的負(fù)荷最大。 Pb=43.2kw，Qb=74kvarc 故單相負(fù)荷的等效三相負(fù)荷為：Pd=3=343.2=129.6kwQd=3=3tg=343.21.7321=224.5kvar將等效三相負(fù)荷43.23kw參加需要系數(shù)的負(fù)荷計(jì)算中進(jìn)行總的負(fù)荷計(jì)算（參見(jiàn)鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第134頁(yè)表2-26）。注：

13、等效三相負(fù)荷中的無(wú)功功率（Q）,可以不必進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵谧詈蟮男枰禂?shù)表中Q=Ptg可以簡(jiǎn)單的計(jì)算出來(lái)。5） 單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷的簡(jiǎn)化方法：d 只有線間負(fù)荷時(shí)（單相380V），將各線間負(fù)荷相加，選取較大兩項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)以PabPbcPca為例進(jìn)行計(jì)算。Pd=Pab+(3-Pbc=1.73Pab+1.27Pbc當(dāng)Pab=Pbc時(shí)，Pd=3Pab當(dāng)只有Pab時(shí)，Pd=Pabe 當(dāng)只有相負(fù)荷時(shí)（單相220V），等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍。f 當(dāng)多臺(tái)單相用設(shè)備的設(shè)備功率小于計(jì)算范圍內(nèi)三相負(fù)荷設(shè)備功率的15%時(shí)，按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。6） 以鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)第133例4，用簡(jiǎn)化方法

14、將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷a 例中看出Pab和Pbc的負(fù)荷相等，即Pab=Pbc Pab=29.3+12.9kw所以 Pd=3Pab=3(29.3+12.9=94.5kwb 在a相中接有單相220V負(fù)荷11.7kw當(dāng)只有相負(fù)荷時(shí) Pd=3Pa=311.7=35.1kwc 將以上二項(xiàng)相加即為單相負(fù)荷的等效三相負(fù)荷Pd=94.5+35.1=129.6kw （與前面非簡(jiǎn)化公式的計(jì)算結(jié)果相同）Qd=Pdtg=129.61.7372=224.5kw7 功率損耗計(jì)算（1）三相線路中的有功及無(wú)功功率損耗有功功率損耗：P1=3Ijs2Rx10-3 Kw無(wú)功功率損耗：Q1=3IjsX2x10-3 kvar上式

15、中：R每相線路電阻，；R=RL;X每相線路電抗，；X=XL;L線路計(jì)算長(zhǎng)度，km;Ijs計(jì)算相電流，A；R線路單位長(zhǎng)度的交流電阻, /kmX線路單位長(zhǎng)度的交流電抗, /kmR和X的數(shù)據(jù)可查鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè)第852頁(yè)表31-77及表下面的附注。（在專業(yè)考試中，應(yīng)提供R和X的數(shù)據(jù)以及Ijs, L的數(shù)值）。在復(fù)習(xí)指導(dǎo)書(shū)中（第3冊(cè)）提供的查表法（圖5-2-1和5-2-2），估計(jì)不可能采用。（2）電力變壓器的有功及無(wú)功功率損耗：有功功率損耗：PT=P0 +PK2,kw;無(wú)功功率損耗：QT=Q0 +QK2,kvar;上式中：Sjs變壓器計(jì)算負(fù)荷，KVA;Sr變壓器額定容量，KVA;P0變壓器空載有

16、功損耗，kw;(空載損耗;Pk變壓器滿載(短路有功損耗，kw;(負(fù)載損耗;Q0變壓器空載無(wú)功損耗，kvarQ0 =式中I0%變壓器空載電流占額定電流的百分?jǐn)?shù);Qk=式中Uk%變壓器阻抗電壓占額定電壓的百分?jǐn)?shù)。例如：計(jì)算負(fù)荷為750KVA，選用北京京華變電設(shè)備廠S9-1000/10，1000KVA變壓器，從樣本查得：空載有功損耗： P0 =1700W 負(fù)載有功損耗： PK =10300W 空載電流百分?jǐn)?shù)：I0%=0.7%阻抗電壓：UK%=4.5% 解: Sr=1000KVA, Sjs=750KVA,變壓器有功功率損耗:PT=P0 +PK（）2=1700+10300( 2=7494w=7.5kw變壓器無(wú)功功率損