怎么算线路最大负荷？两步搞定电力负荷计算

电力负荷的计算 一、设备额定容量的确定确定计算负荷， 首先必须先确定用电设备的容量。用电设备铭牌 上标示的功率 ( 或容量 ) 称为用电设备的额定功率PN，该功率是指用 电设备 ( 如电动机 ) 的额定输出功率。 由于各种用电设备的额定工作条 件不同，有长期连续工作制、短时工作制和断续工作制等，不能简单 的将各用电设备的额定容量直接相加，而须将不同工作制的用电设备 额定功率换算成统一规定工作制条件下的功率，称这个功率为用电设N∑ 备的容量 ( 或功率 ) ，用 P表示。1．长期连续工作制这种工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、 空气压缩机、水泵、电动发电机等。机床电动机虽一般变动较大，但 多数也是长期连续运行的。对长期连续运行的设备有 (1) 电炉变压器。电炉变压器在额定功率因数时的额定功率(kw) ，即 (2) 照明设备组。 1) 白炽灯、碘钨灯设备的容量就等于灯泡上标注的额定功率，kw； 2) 荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失，其值约为灯管功率的 20 ％，因此设备容量应为灯管额定功率的1.2 倍， kw； 3) 金属卤化物灯当采用镇流器时也要考虑镇流器的功率损失，其值 约为灯泡功率的10％，因此设备容量应为灯泡功率的1.1 倍， kw。(3) 不对称单相负荷的设备容量。当有多台单相用电设备时，一 般将这些设备均匀地分接在三相上组成对称三相负荷，并力求减少三 相负载的不对称度。设计规程规定，在计算范围内，负荷最大的单相 用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的15％时，可按三 相对称分配考虑，不对称度可用公式表示为当不对称度βn 超过 15％时，则设备容量应按3 倍最大相负荷 的原则进行换算。根据负荷接线方式不同： 2 ．短时工作制这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间较长。 如煤矿 井下的排水泵等。 在工作时间内， 用电设备的温升尚未达到该负荷下 的稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低为周围介质的温 度，这是短时工作制的特点。对这类用电设备也同样用3 ．短时连续工作制用电设备这类工作制的用电设备周期性的时而工作，时而停歇，如此反复 运行，而工作周期一般不超过10min，如电焊机、吊车电动机等。断 续工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。负荷持续率 ( 又称暂停率 ) 为一个工作周期内工作时间t 与工作 周期 T 的百分比值，用ε表示 断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率 的。 注：几个概念的区别： （1）．额定容量 PN额定容量是指用电设备名牌上所标示的容量。若有多台设备组成用 电设备组，则设备的额定容量即为该组设备额定容量之和，包括停止 工作的设备，但不包括备用设备。 （2）负荷系数 KL（β）负荷系数是反映负荷从电网中获取功率多少的一个参数。它是指 用电设备实际从电网中取用的功率与该设备额定容量的比值，即为该 设备的负荷系数，可用下式表示为PKLPN 式中 P——用电设备实际从电网中取用的功率。考虑到负荷的可能变化及留有一定的备用，一般负荷从电网获取 的功率比它的额定容量小，故负荷系数后KL ≤1。 （3）同时系数 Kp用户在用电时， 各种用电设备如照明灯、电动机等不可能同时工 作，一些用电设备的功率达到最大值时，另一些用电设备的负荷功率 不一定达到最大值。 换言之， 各种用电设备从电网中获得的功率不可 能同时达到最大值。 这种用电设备及负荷参差不齐、 相互错开的情况， 可用同时系数表示。其计算式为 式中 P——用电单位综合最大负荷；t maxPmax ——各类用电设备最大负荷之和。 二、计算负荷 的概念通常把根据 半小时 (30min) 的平均负荷 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。因为导体通过电流达到稳定温升的时间大约为3～4 ( 为发热 时间常数 ) ，而一般中小截面导线的都在 10min 以上，也就是说载 流导体大约经半小时(30min) 后可达到稳定温升值，所以“计算负 荷”实际上与从负荷曲线上测得的半小时“最大负荷”是基本相当 的。因此负荷曲线中的Pm ax 便称为计算负荷。我们用半小时 (30min)3030 30 30 最大负荷P 来表示有功计算负荷，其余Q 、 S、I 分别表示无功 计算负荷、视在计算负荷和计算电流。1 、当供电线路上只连接有一台用电设备时，线路的计算负荷可 按设备容量来确定。此时求计算负荷公式如下：（1）对电动机P30PN / N（2 ）对白炽灯、电热设备、电炉变压器等PP30N式中 P N ——用电设备的额定功率，kW；N ——额定容量时用电设备的效率。2 、当工厂、车间供电干线上均连接有多台用电设备时，由于用 电设备的特性各异， 各设备不一定同时工作，同时工作的设备也不一 定都满负荷， 设备本身及配电线路有功率损耗，还有其他人为用电因 素，这些都影响到电力负荷， 所以负荷计算无法用一个简单的公式来 描述。求多台用电设备的计算负荷，最直接的办法当然是从这些用电 设备总的实际负荷曲线上查出最大负荷P 来确定 ( PP ) 。但这m axmax 30 实际是不可能的，这不仅是因为绘制负荷曲线很困难、很费时。对于 新设计尚未投产的工厂， 实际负荷曲线是无法得到的。 但人们经过多 年的统计观察后得知，同一类型的用电设备、车间和工厂，它们的负 荷曲线形状是大致相似的。因此，人们找出各种典型的负荷曲线，从 典型负荷曲线上求出一些特征参数( 系数 ) ，通过它来求出相应的计算 负荷。采用不同的系数来求取计算负荷仍是当前进行电力负荷计算最 普遍采用的方法。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正 确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负 荷确定过大， 将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的 浪费。如计算负荷确定过小， 又将使电器和导线电缆处于过负荷下运 行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要 造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。三、用 需要系数法 求多台三相用电设备的计算负荷( 一) 需要系数的含义以一组用电设备来分析需要系数的含义。该组设备设有几台电动 机，其额定总容量为Pe 。由于该组电动机实际上不一定都同时运行， 而且运行的电动机也不可能都满负荷，同时设备本身及配电线路也有 功率损耗，因此这组电动机的有功计算负荷应为K K LPPe30e wl式中 K——设备组的同时系数K L ——设备组的负荷系数；e ——设备组的平均效率；wl ——配电线路的平均效率；P ——设备组所有设备( 不含备用设备 ) 的额定容量 PN 之和。eK K LK令d ，e wlK d 称为需要系数 ，其定义式为P30KdPe即用电设备组的需要系数， 是用电设备组在 最大负荷时需要的 有功功率与其设备容量的比值。实际上，需要系数K d 不仅与用电设备组的工作性质、设备台 数、设备效率和线路损耗等因素有关，而且与操作人员的技能和生产 组织等多种因素有关， 因此应尽可能地通过实测分析确定，使之尽量 接近实际。附录表中列出了各种用电设备组的需要系数值，供参考。( 二) 三相用电设备组计算负荷的基本公式由上式可知，有功计算负荷为P K P30 d e无功计算负荷Q 30 P30 tg2 2视在计算负荷SP QP / cos30 30 30 30计算电流I 30 S 30 / 3 U N式中P30 、Q 30 、S 30 、 I 30 一一该用电设备组的有功、无功、视在 计算负荷和计算电流，kW、kvar 、kVA、AK d ——该用电设备组的需要系数；cos 该用电设备组的平均功率因数；tg 对应于该用电设备组cos 的正切值；U N ―――该用电设备组的额定电压，kV。( 三 ) 断续周期工作制用电设备组上面在计算用电设备组的容量时，是将各用电设备的设备容量 ( 设备的铭牌额定容量 ) 相加。对于断续周期工作制的用电设备，其容 量应进行等效换算，就是将所有设备 在不同负荷持续率下的铭牌额定 容量换算到统一的负荷持续率下的功率之和。断续周期工作制的用电 设备常用的有电焊机和吊车电动机，各自的换算如下：（1）吊车电动机要求统一换算到25 % 时的功率，即设备容量 P 为 eNPe PN2 PN N (4 — 13)25 式中 PN ——电动机额定功率，kW；N ——与电动机额定功率对应的持续率；25 ——其值为 25 ％的持续率。 【例】某车间有一台10t 桥式起重机，设备铭牌上给出：额定功率 PN=39.6kW，负荷持续率N 40 ％。试计算该起重机的设备容量。解：由于起重机的负荷持续率为40 ％，必须换算到25％，因 此设备的容量为（2）对于电焊机组要求统一换算至100 % 时的功率， 即设备容 量 Pe 为NPe PNS N cos N (4 — 14)100式中 PN 、S N ——电焊机的额定功率和额定视在容量，kW、kVA；N ——与电焊机额定容量对应的持续率；100 ——其值为100％的持续率；cos 一一电焊机的额定功率因数。N 【例】某一电焊变压器，其铭牌标示为：额定容量S =42kVA，负荷持 续率N 60 ％，功率因数 cos=0.62 ，试求该电焊变压器的设备容量 N P 。。解：由于负荷持续率为60 ％，必须将电焊装置的设备功率统一 换算到100％，所以设备的功率为( 四) 多组用电设备计算负荷的确定确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计 算负荷时，考虑到干线上各组用电设备的最大负荷不同时出现的因 素，求干线上的计算负荷时， 将干线上各用电设备组的计算负荷相加 后应乘以相应的最大负荷同时系数。有、无功同时系数可取： K P 0 .85 ~ 0 .95 ， K Q 0 .9 ~ 0 .97 。求车间变电所低压母线上的计算负荷时，如果是以车间用电设备 为范围进行分组， 求出各用电设备组的计算负荷，然后相加求车间低 压母线计算负荷， 此时同时系数取为： K0 .8 ~ 0 .9 K 0 . 85 ~ 0 .95P， Q。 如果是用车间干线计算负荷相加来求出低压母线计算负荷，则同时系 数取为： KP 0 .9 ~ 0 .95 ， K Q 0 .93 ~ 0 .97 。求多组用电设备 ( 或多条干线 ) 总的计算负荷的公式是总有功计算负荷为P KP30P 30 i总无功计算负荷为Q 30 K Q Q 30 i以上两式中的P30 i 和 Q 30 i 分别表示所有各用电设备组( 或各干线 ) 有功和无功计算负荷之和。总的视在计算负荷为SP 2 Q 230 30 30总的计算电流为I S / 3 U30 30N式中 U N 一一用电设备组 ( 或干线 ) 的额定电压， kV。在求总的视在计算负荷和计算电流时要注意，由于各组