電力負荷及其計算-用電負荷計算（用電負荷管理）

確定計算負荷方法用電管理

1.需要系數(shù)法確定計算負荷需要系數(shù)法確定計算負荷1二項式系數(shù)法確定計算負荷2工廠企業(yè)總計算負荷確定3目錄

Contents需要系數(shù)法確定計算負荷1需要系數(shù)法確定計算負荷在確定計算負荷時，可以不考慮短時間出現(xiàn)的尖峰負荷，如電動機的啟動電流等。但是，對于持續(xù)時間超過0.5h的最大負荷必須考慮在內。確定計算負荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法兩種。按需要系數(shù)法確定計算負荷比較簡單，是目前確定用戶車間變電所和全廠變電所負荷的主要方法。在需要確定的計算負荷中，四個物理量之間的關系為或或上五式中——功率因數(shù)——功率因數(shù)角的正切值——有功計算負荷，kW——無功計算負荷，kvar——視在計算負荷，kVA——計算電流，A——三相用電設備的額定電壓，kV需要系數(shù)法確定計算負荷1.單個用電設備的計算負荷對一般單臺電動機來說，銘牌額定功率即為計算負荷。對單個白熾燈、電熱器、電爐等，設備標稱容量即為計算負荷。對單臺反復短時工作制的用電設備，若吊車電動機的暫載率不是25%，電焊變壓器的暫載率不是100%，則都應換算，換算后得到的設備容量（也稱額定持續(xù)功率），即為計算負荷。2.成組用電設備的計算負荷工作性質相同的一組用電設備有很多臺，其中有的設備滿載運行，有的設備輕載或空載運行，還有的設備處于備用或檢修狀態(tài)，該組用電設備的計算負荷總是比其額定容量的總和要小得多，因此在確定計算負荷時，需要將該組設備總容量（或稱總功率）進行換算，即需要系數(shù)法確定計算負荷式中：——同時系數(shù)，表示在最大負荷時某組工作著的用電設備容量與接于線路中該組全部用電設備總容量的比值——負荷系數(shù)，表示在最大負荷時某組工作著的用電設備實際所需的功率與其設備總容量的比值——用電設備效率——線路效率——接于線路中一組用電設備的總容量(總功率)，kW此式考慮了影響計算負荷的主要因素，但并不是全部因素。有些因素如工人操作的熟練程度、材料的供應情況、工具質量等均未考慮在內，事實上也無法考慮。就是所謂的主要因素事實上也是很難確定的。所以通常只是通過實測，將所有影響計算負荷的許多因素歸并成一個系數(shù)，稱之為需要系數(shù)，所以前述的需要系數(shù)實際上是綜合了多種影響計算負荷因素的系數(shù)。需要系數(shù)法確定計算負荷于是此式可簡化為：式中——該組用電設備的有功計算負荷，kW——該組用電設備的需要系數(shù)——該組用電設備的總容量，kW一般由經(jīng)驗資料確定需要系數(shù)。在求得需要系數(shù)(見表2-3?表2-5)和所有裝置的設備容量后，即可按式求得計算負荷。表2-3—般工廠(全廠)需要系數(shù)及功率因數(shù)需要系數(shù)法確定計算負荷需要系數(shù)法確定計算負荷表2-4各種車間(全車間)需要系數(shù)及功率因數(shù)需要系數(shù)法確定計算負荷表2-5用電設備組需要系數(shù)及功率因數(shù)需要系數(shù)法確定計算負荷續(xù)表需要系數(shù)法確定計算負荷需要系數(shù)法確定計算負荷【例】已知小批量生產(chǎn)的冷加工機床組，擁有電壓為380V的三相交流電動機7kW的3臺、4.5kW的8臺、2.8kW的17臺和1.7kW的10臺。試求該機床組計算負荷。解：由表2-5中查得=0.14?0.16，取=0.15，

，

，

需要系數(shù)法確定計算負荷

1無論采用什么計算方法確定計算負荷，都必須根據(jù)本節(jié)中講過的設備容量的確定方法，合理確定用電設備組的設備容量。3表2-5中所列的各用電設備組的需要系數(shù)都是根據(jù)設備臺數(shù)較多時給定的，若設備臺數(shù)較少，一般均取給定范圍值的上限值。2需要系數(shù)法適用于確定設備臺數(shù)多，而單臺設備容量差別不大的用電設備組的計算負荷。如用電設備中設備臺數(shù)不多，且單臺設備容量差別又很大時，則應采用二項式系數(shù)法確定計算負荷。需要系數(shù)法確定計算負荷

（2-13）

（2-14）

需要系數(shù)法確定計算負荷表2-6

需要系數(shù)的同時使用系數(shù)這里要注意的是，由于各組用電設備的功率因數(shù)不一定相同，所以要確定多組用電設備總的視在計算負荷時，不能套用式（2-8）而只能采用式（2-7）。同理，要確定計算電流也只能用式（2-9）而不能用式（2-10）。需要系數(shù)法確定計算負荷【例】某廠機修車間低壓配電裝置對機床、長時間工作制的水泵和通風機以及卷揚機等三組負荷供電，見圖2-8。已知機床組有5kW電動機4臺，10kW電動機3臺；水泵和通風機組有10kW電動機5臺；卷揚運輸機組有7kW電動機4臺。試確定機修車間的計算負荷。解（1）先分別求各組計算負荷。

需要系數(shù)法確定計算負荷

2.二項式系數(shù)法確定計算負荷用電管理

確定計算負荷方法二項式系數(shù)法確定計算負荷2二項式系數(shù)法確定計算負荷述需要系數(shù)法把需要系數(shù)看作與用電設備臺數(shù)及功率都無關的常數(shù)。這對確定整個企業(yè)（如臺數(shù)多、總功率大）或一定規(guī)模車間變電所的計算負荷是可以的，但在確定連接設備臺數(shù)不太多的車間干線或支干線的計算負荷時，由于其中n臺大功率設備對電力負荷變化影響很大，為了反映這種變化，可采用二項式系數(shù)法。用兩個系數(shù)表征負荷變化的規(guī)律，見表2-7。二項式系數(shù)法的基本計算公式為

（2-15）式中：c、b——二項式系數(shù)，其值見表2-7；

二項式系數(shù)法確定計算負荷不同工業(yè)制的不同類用電設備，取用大功率設備的數(shù)量n應有所不同。一般規(guī)定：金屬切割機床采用n=5；反復短時工作制采用n=3；加熱爐采用n=2；電焊設備采用n=1。

二項式系數(shù)法適用于確定設備臺數(shù)較少而各臺之間容量大小相差懸殊的低壓分支線和干線的計算負荷。二項式系數(shù)法確定計算負荷表2-7二項式法計算系數(shù)二項式系數(shù)法確定計算負荷1.用電設備組的計算負荷【例】已知某礦井有電壓為380V的通風機：20kW的3臺，15kW的4臺，7kW的8臺。試用二項式法求該通風機組的計算負荷。

二項式系數(shù)法確定計算負荷2.多組用電設備的計算負荷

(2-16)

(2-17)式中：

和—分別表示所有各組的有功和無功平均負荷的總和—分別表示各組有功和無功附加負荷中的最大值

和

為了簡化和統(tǒng)一，每一組的設備臺數(shù)不論多少，二項式系數(shù)b和c都取表2-7所列數(shù)據(jù)。二項式系數(shù)法確定計算負荷【例】某機修車間380V線路中，接有冷加工機床電動機20臺，共50kW(其中較大功率電動機7kW的1臺，4.5kW的2臺，2.8kW的7臺)；通風機2臺，共5.6kW；電阻爐1臺，為2kW。試用二項式系數(shù)法確定線路上的計算負荷。

二項式系數(shù)法確定計算負荷解（2）再確定線路上的計算負荷。由式(2-16)求得有功計算負荷由式(2-17）求得無功計算負荷由式(2-7）和式(2-9)分別求得視在計算負荷和計算電流用電管理

確定計算負荷方法3.工廠企業(yè)總計算負荷確定工廠企業(yè)總計算負荷確定3工廠企業(yè)總計算負荷確定為了確定全廠的需用電力和電量，或者合理選擇工廠變、配電所的變壓器容量和電氣設備，以及導線、電纜的規(guī)格型號，都必須先確定工廠總計算負荷。確定工廠計算負荷的方法很多，這里介紹常用的需要系數(shù)法、逐級相加計算法和單耗估算法三種計算方法。1.需要系教法計算將全廠用電設備的總設備容量∑PN(不計備用設備容量)乘以一個全廠需要系教Kr，就得出全廠的計算負荷，即各類工廠的需要系數(shù)可由有關設計單位根據(jù)調查統(tǒng)計的資料，或參考有關設計手冊來確定，工廠需要系數(shù)的高低，不僅與用電設備的工作性質、設備臺數(shù)、設備效率和線路損耗等因素有關，而且與工廠的生產(chǎn)性質、工藝特點、生產(chǎn)班制等因素有關，所以此法計算比較粗略。各類工廠的需要系數(shù)值，參見表2-3。工廠企業(yè)總計算負荷確定為了確定全廠的需用電力和電量，或者合理選擇工廠變、配電所的變壓器容量和電氣設備，以及導線、電纜的規(guī)格型號，都必須先確定工廠總計算負荷。確定工廠計算負荷的方法很多，這里介紹常用的需要系數(shù)法、逐級相加計算法和單耗估算法三種計算方法。1.需要系教法計算將全廠用電設備的總設備容量∑PN(不計備用設備容量)乘以一個全廠需要系教Kr，就得出全廠的計算負荷，即各類工廠的需要系數(shù)可由有關設計單位根據(jù)調查統(tǒng)計的資料，或參考有關設計手冊來確定，工廠需要系數(shù)的高低，不僅與用電設備的工作性質、設備臺數(shù)、設備效率和線路損耗等因素有關，而且與工廠的生產(chǎn)性質、工藝特點、生產(chǎn)班制等因素有關，所以此法計算比較粗略。各類工廠的需要系數(shù)值，參見表2-3。工廠企業(yè)總計算負荷確定2.逐級相加計算法計算如圖2-9所示，采用從用電端開始，逐級向電源推移計算方法。(1)計算步驟

②車間變電所低壓側總計算負荷，加上車間變電所變壓器2處的損耗功率，得到車間變電所高壓側3處的計算負荷；

④工廠總降壓變電所低壓側的計算負荷，加上主變壓器6的損耗功率，便得到總降壓變電所高壓側7處的計算負荷，即為全廠進線處的總計算負荷。工廠企業(yè)總計算負荷確定還應當注意，當供電系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)裝設有無功功率補償俊備(如移相電容器)時，應在確定此裝設地點前的計算負荷時，將無功補償考慮在內。式中——變壓器有功損耗，kW；——變壓器空載損耗，kW；——變壓器短路損耗，kW；——變壓器計算負荷，kVA；——變壓器額定容量，kVA；(2)變壓器功率損耗計算：電力變壓器的功率損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分。變壓器的有功損耗(2-18)變壓器的無功損耗（2-19）其中工廠企業(yè)總計算負荷確定還應當注意，當供電系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)裝設有無功功率補償俊備(如移相電容器)時，應在確定此裝設地點前的計算負荷時，將無功補償考慮在內。式中——壓器無功損耗，kvar；——產(chǎn)生主磁通所需的無功功率，kvar；——變壓器空載電流占額定電流的百分比；——變壓器短路電壓占額定電壓的百分比；②變壓器功率損耗計算。電力變壓器的功率損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分。變壓器的有功損耗(2-18)——額定負荷下消耗在一、二次繞組漏電抗上的無功功率，kvar。

③變壓器功率損耗的近似計算變壓器的有功、無功損耗，也可用下面經(jīng)驗公式作近似計算(2-20)(2-21)工廠企業(yè)總計算負荷確定式中——電力線路有功損耗，kW；——線路負荷計算電流，A；——線路每相電阻，Ω。(3)電力線路功率損耗計算：電力線路功率損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分。①電力線路的有功損耗。它是電流通過線路電阻時產(chǎn)生的，按下式計算(2-22)②電力線路無功損耗。它是電流通過線路電抗時產(chǎn)生的，按下式計算(2-23)式中——電力線路無功損耗，kvar；——線路每相電抗，Ω。在有關設計手冊中，一般列表給岀各種型號規(guī)格的導線或電纜每千米的電阻值R0(Ω/km)和每千米的電抗值X0(Ω/km)，線路的電抗值與線間幾何均距有關。因此，線路的每相電阻R=R0L，每相電抗X=X0L，其中L為線路長度，單位為km。工廠企業(yè)總計算負荷確定【例】試計算圖2-10所示的某鋼鐵廠的全廠總負荷，各車間的計算負荷見表2-8。表2-8全廠各車間計算負荷表工廠企業(yè)總計算負荷確定【例】試計算圖2-10所示的某鋼鐵廠的全廠總負荷，各車間的計算負荷見表2-8。

按公式(2-20)和式(2-21)計算總變壓器的有功和無功損耗為工廠企業(yè)總計算負荷確定于是全廠35kV側總高壓負荷為采取補償措施后的功率因數(shù)從0.735提高為3.單耗估算法計算用單耗計算工廠的計算負荷有兩種方法，一種是用單位產(chǎn)品耗電量來確定計算負荷；另一種是用單位產(chǎn)值耗電量來確定計算負荷。對于有固定產(chǎn)品的工廠可采用第一種方法，對于無固定產(chǎn)品的工廠(如修理廠等)可采用第二種方法。單位產(chǎn)品電耗法確定工廠計算負荷。將工廠全年的生產(chǎn)產(chǎn)量m，以產(chǎn)品單位計，乘以單位產(chǎn)品耗電量q(kWh),就得到工廠的全年耗電量A(kWh)，即(2-24)工廠企業(yè)總計算負荷確定各類工廠的單位產(chǎn)品耗電量，可根據(jù)實測統(tǒng)計資料確定，也可查有關單耗手冊來確定。求出工廠全年耗電量后，除以工廠的年最大負荷利用小時數(shù)Tmax(見表2-9)，就可求得工廠的計算負荷為(2-25)式中——工廠計算負荷，kW；——工廠全年耗電量，kWh；——工廠年最大負荷利用小時數(shù)，h。其他各項計算負荷Qc、Sc、Ic的計算與需要系數(shù)法相同。②單位產(chǎn)值電耗法確定工廠計算負荷。與上述單位產(chǎn)品電耗法相似，如年產(chǎn)值為M(萬元)，單位產(chǎn)值耗電量為b(kWh/萬元),則工廠全年耗電量為(2-26)工廠的計算負荷為其他各項計算負荷Qc、Sc、Ic的計算與需要系數(shù)法相同。工廠企業(yè)總計算負荷確定表2-9工廠年最大負荷利用小時數(shù)用電負荷計算一、計算負荷槪念二、確定計算負荷方法一、計算負荷槪念通常按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)元件時需要計算的負荷功率或負荷電流，稱為計算負荷。其計算步驟應從計算用電設備開始，然后進行車間變電所（變壓器）、高壓供電線路及總降壓變電所（或配電所）等的負荷計算。（一）用電設備分類為了計算方便，一般將用電設備按其工作性質分為以下三類：第一類為長時工作制用電設備，是指使用時間較長或連續(xù)工作的用電設備，如多種泵類、通風機、壓縮機、輸送帶、機床、電弧爐、電阻爐、電解設備和某些照明裝置等等

第二類為短時工作制用電設備，是指工作時間甚短而停歇時間相當長的用電設備，如金屬切削機床輔助機械（如橫梁升降、刀架快速移動裝置等）的驅動電動機、啟閉水閘的電動機等。

第三類為反復短時工作制用電設備，是指時而工作、時而停歇，如此反復運行的用電設備，如吊車用電動機、電焊用變壓器等。

對于第三類反復短時工作制用電設備，為表征其反復短時的特點，通常用暫載率來描述，即

式中

──暫載率；

──每周期的工作時間，min；

──每周期的停歇時間；min。設備容量一般是指用電設備的額定輸出功率，用或表示。對一般電動機來說，是指銘牌容量，其確定方法如下：

1.一般用電設備容量

它包括長時、短時工作制用電設備及照明設備。其設備容量是指該設備上標明的額定輸出功率。（二）設備容量確定2.反復短時工作制用電設備容量

它包括反復短時工作制電動機和電焊變壓器兩種。反復短時工作制用電設備的工作周期是以lOmin為計算依據(jù)。吊車電動機標準暫載率分為15%、25%、40%、60%四種；電焊設備標準暫載率分為20%、40%、50%、100%四種。這類設備在確定計算負荷時，首先要進行換算。

(1)反復短時工作制電動機容量的確定。其設備容量是指暫載率時的額定容量。如值不為25%，則可按下式進行換算，使其變?yōu)?5%時的額定容量──給定的設備暫載率(換算前的)──暫載率為25%──暫載率【例2-1】有一臺10t橋式吊車，額定功率為40kW(),試求該設備的設備容量。

解：

=50(kW)(三)幾個概念說明

1.班平均負荷

班平均負荷是指一個工作班內的平均負荷，即將一個工作班內8h分別測得的負荷值相加，再除以8所得的值，叫做班平均負荷。班平均負荷的四種物理量分別是、、及工作班可能有兩班或三班，其中最大負荷班內的平均負荷，則稱為最大負荷班的平均負荷，用它來確定電能需要量。

2.半小時最大負荷

半小時最大負荷是指在一個最大負荷班內以0.5h間隔來計算電氣負荷平均值，找出其中某個最大的0.5h平均負荷值，此值稱為半小時最大負荷。通常用此值作計算負荷，故又稱計算負荷。它是供按溫升來選擇供電元件(即導線、變壓器和開關)用的。為什么規(guī)定取“半小時的平均負荷”作為計算負荷呢？因為中、小截面導線，其發(fā)熱時間常數(shù)T一般在lOmin以上，時間很短暫的尖峰負荷不能使導線達到最高溫度，因為導線還來不及升高到其最髙溫度，這個尖峰負荷就已經(jīng)消失了。根據(jù)實踐表明，上述導線達到穩(wěn)定溫升的時間約為3T=3×10=30(min),故只有持續(xù)時間在30min以上的負荷值，才有可能構成導體的最高溫升。為使計算方法一致，按溫升選擇電氣元件通常采用半小時最大負荷作為計算負荷。計算負荷的四個量分別為、、、。3.尖峰負荷

尖峰負荷是指用電設備（或用電設備組）可能通過的最大瞬時負荷，一般用表示，它是計算線路電壓損失和選抒繼電保護裝置的依據(jù)。

二、確定計算負荷方法

在確定計算負荷時，可以不考慮短時間出現(xiàn)的尖峰負荷，如電動機的啟動電流等。但是，對于持續(xù)時間超過0.5h的最大負荷必須考慮在內。

確定計算負荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法兩種

（一）需要系數(shù)法確定計算負荷

按需要系數(shù)法確定計算負荷比較簡單，是目前確定用戶車間變電所和全廠變電所負荷的主要方法。

在需要確定的計算負荷中，四個物理量之間的關系為：

或或上五式中

──功率因數(shù)；

──功率因數(shù)角的正切值；

──有功計算負荷，kW；

──無功計算負荷，kvar；

──視在計算負荷，kVA；

──計算電流，A；

──三相用電設備的額定電壓，kV。1.單個用電設備的計算負荷

對一般單臺電動機來說，銘牌額定功率即為計算負荷。對單個白熾燈、電熱器、電爐等，設備標稱容量即為計算負荷。對單臺反復短時工作制的用電設備，若吊車電動機的暫載率不是25%，電焊變壓器的暫載率不是100%，則都應按式一和式二換算，換算后得到的設備容量（也稱額定持續(xù)功率），即為計算負荷。

用電負荷計算二、確定計算負荷方法

在確定計算負荷時，可以不考慮短時間出現(xiàn)的尖峰負荷，如電動機的啟動電流等。但是，對于持續(xù)時間超過0.5h的最大負荷必須考慮在內。

確定計算負荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法兩種

（一）需要系數(shù)法確定計算負荷

按需要系數(shù)法確定計算負荷比較簡單，是目前確定用戶車間變電所和全廠變電所負荷的主要方法。

在需要確定的計算負荷中，四個物理量之間的關系為：

或或上五式中

──功率因數(shù)；

──功率因數(shù)角的正切值；

──有功計算負荷，kW；

──無功計算負荷，kvar；

──視在計算負荷，kVA；

──計算電流，A；

──三相用電設備的額定電壓，kV。1.單個用電設備的計算負荷

對一般單臺電動機來說，銘牌額定功率即為計算負荷。對單個白熾燈、電熱器、電爐等，設備標稱容量即為計算負荷。對單臺反復短時工作制的用電設備，若吊車電動機的暫載率不是25%，電焊變壓器的暫載率不是100%，則都應按式一和式二換算，換算后得到的設備容量（也稱額定持續(xù)功率），即為計算負荷。

2.成組用電設備的計算負荷

工作性質相同的一組用電設備有很多臺，其中有的設備滿載運行，有的設備輕載或空載運行，還有的設備處于備用或檢修狀態(tài)，該組用電設備的計算負荷總是比其額定容量的總和要小得多，因此在確定計算負荷時，需要將該組設備總容量（或稱總功率）進行換算，即式中

──同時系數(shù)，表示在最大負荷時某組工作著的用電設備容量與接于線路中該組全部用電設備總容量的比值；

──負荷系數(shù)，表示在最大負荷時某組工作著的用電設備實際所需的功率與其設備總容量的比值；

──用電設備效率；

──線路效率；

──接于線路中一組用電設備的總容量(總功率)，kW。

式中考慮了影響計算負荷的主要因素，但并不是全部因素。有些因素如工人操作的熟練程度、材料的供應情況、工具質量等均未考慮在內，事實上也無法考慮。就是所謂的主要因素事實上也是很難確定的。所以通常只是通過實測，將所有影響計算負荷的許多因素歸并成一個系數(shù)，稱之為需要系數(shù)，所以前述的需要系數(shù)實際上是綜合了多種影響計算負荷因素的系數(shù)。于是式中可簡化為

一般由經(jīng)驗資料確定需要系數(shù)。在求得需要系數(shù)(見表2-3?表2-5)和所有裝置的設備容量后，即可按式(2-12)求得計算負荷。

工廠類別需要系數(shù)功率因數(shù)變動范圍建議采用變動范圍建議采用汽輪機制造廠0.38?0.490.38—0.88鍋爐制造廠0.26?0.330.270.73?0.750.75柴油機制造廠0.32?0.340.320.74?0.840.74重型機械制造廠0.25?0.470.35

0.79機床制造廠0.13?0.300.20—0.65重型機床制造廠0.320.32—0.71工具制造廠0.34?0.350.34

0.65儀器儀表制造廠0.31?0.420.370.80?0.820.81滾珠軸承制造廠0.24?0.340.28一0.70量具刃具制造廠0.26?0.350.26一0.60石油機械制造廠0.45?0.500.45—0.78電器開關制造廠0.30?0.600.35—0.75閥門制造廠0.380.38—

鑄管廠一0.50—0.78通用機器廠0.34?0.430.40—

小型造船廠0.32?0.500.330.60?0.800.70中型造船廠0.35?0.45有電爐時取高值0.78?0.80有電爐時取高值大型造船廠0.35?0.40有電爐時取高值0.70—0.80有電爐時取高值有色冶金企業(yè)0.60?0.700.65

車間名稱需要系數(shù)變動范圍功率因數(shù)變動范圍車間名稱需要系數(shù)變動范圍功率因數(shù)變動范圍鑄鋼車間(不包括電爐)0.30?0.400.65廢鋼鐵處理車間0.450.68鑄鐵車間0.35?0.400.70電鍍車間0.40?0.620.85鍛壓車間(不包括離壓水泵)0.20?0.300.55?0.65中央實驗室0.40?0.600.60?0.80熱處理車間0.40?0.600.65?0.70充電站0.60?0.700.80焊接車間0.25?0.300.45?0.50煤氣站0.50?0,700.65金工車間0.20?0.300.55?O.65氧氣站0.75?0.850.80木工車間0.28?0.350.60冷凍站0.700.75工具車間0.300.65水泵站0.50?0.650.80修理車間0.20?0.250.65鍋爐房0.65?0.750.80落錘車間0.200.65壓縮空氣站0.70?0.850.75用電設備組名稱需要系數(shù)功率因數(shù)單獨傳動的(1)冷加工車間0.14?0.160.501.73金屬加工機床(2)熱加工車間0.20?0.250.55?0.601.52?1.23壓床、鍛錘、剪床及其他鍛工機械0.250.601.33連續(xù)運檐機械(1)連鎖的0,650.750.88(2)非連鎖的0.600.750.88軋鋼車間反復短時工作制的機械0.30?0.400.50?0.601.73?1.33通風機生產(chǎn)用衛(wèi)生用0.75?0.850.80?0.850.75?0.620.65?0.700.800.75泵、活塞式壓縮機、鼓風機、電動發(fā)電機、排風機0.75?0.850.800.75透平壓縮機和透平鼓風機0.850.850.75破碎機、篩選機、碾砂機0.75?0.800.800.75磨碎機0.80?0.850.80?0.850.75?0.62鑄鐵車間選型機0.700.750.88

用電設備組名稱需要系數(shù)Kr功率因數(shù)凝結器、分級器、攪拌器0.750.750.89水銀正流機組(在變壓器一次側)電解車間用起重機負荷電氣牽引用0.90?0.950.30?0.500.40?0.500.82?0.900.87?0.900.92?0.900.70?0.480.57?0.480.43?0.36感應電爐(1)高頻0.800.1010.05(不帶功率因數(shù)補償裝置)(2)低頻0.800.352.67電阻爐(1)自動裝料0.70?0.800.980.20(2)非自動裝料0.60?0.700.980.20小容量試驗設備(1)帶電動發(fā)電機組0.15?0.400.701.02和試驗臺(2)帶試驗變壓器0.10?0.250.204.91

(1)鍋爐房、修理、金工裝配0.05?0.150.501.73起重機(2)鑄鐵車間、平爐車間0.15?0.300.501.73

(3)軋鋼車間脫錠工段0.25?0.350.501.73電焊機(1)點焊與縫焊用0.350.601.33(2)對焊用0.350.701.02

(1)自動焊接用0.500.402.29電焊變壓器(2)單頭手動焊接用0.350.352.68

(3)多頭手動焊接用0.400.352.68焊接用(1)單頭焊接用0.350.601.33電動發(fā)電機組(2)多頭焊接用0.700.750.80電弧煉鋼爐變壓器0.900.870.57煤氣電氣濾清機組0.800.780.80

(1)生產(chǎn)廠房0.80?1.01.0

(2)辦公室0.70?0.801.0

(3)生活區(qū)0.60?0.801.0

照明(4)倉庫0.50?0.701.0

(5)戶外照明1.01.0

(6)事故照明1.01.0

(7)照明分支線1.01.0【例2-3】已知小批量生產(chǎn)的冷加工機床組，擁有電壓為380V的三相交流電動機7kW的3臺、4.5kW的8臺、2.8kW的17臺和1.7kW的10臺。試求該機床組計算負荷。

解由表2-5中查得=0.14?0.16，取=0.15，，，則

由式(2-12)求得其有功計算負荷為

由式(2-6)求得其無功計算負荷為

由式(2-7)或式(2-8)求得其視在計算負荷為

由式(2-9)或式(2-10)求得其計算電流為(kW)（kvar）(kVA)(A)上述用電設備組的、均由表2-5查得，并非電動機的實際額定功率因數(shù)和的正切值。需要注意事項如下：

（1）無論采用什么計算方法確定計算負荷，都必須根據(jù)本節(jié)中講過的設備容量的確定方法，合理確定用電設備組的設備容量。

（2）需要系數(shù)法適用于確定設備臺數(shù)多，而單臺設備容量差別不大的用電設備組的計算負荷。如用電設備中設備臺數(shù)不多，且單臺設備容量差別又很大時，則應采用二項式系數(shù)法確定計算負荷。

（3）表2-5中所列的各用電設備組的需要系數(shù)都是根據(jù)設備臺數(shù)較多時給定的，若設備臺數(shù)較少，一般均取給定范圍值的上限值。用電負荷計算3.多組用電設備的計算負荷

對于多組用電設備(如m組)，由于各組需要系數(shù)不盡相同，各組最大負荷出現(xiàn)的時間也不相同，因此在確定多組用電設備的計算負荷時，除了將各組計算負荷累加之外，還必須乘以一個需要系數(shù)的“同時使用系數(shù)”、，即式中──有功計算負荷的同時使用系數(shù)，見表2-6；──無功計算負荷的同時使用系數(shù)，見表2-6。

這里要注意的是，由于各組用電設備的功率因數(shù)不一定相同，所以要確定多組用電設備總的視在計算負荷時，不能套用式（2-8）而只能采用式（2-7）。同理，要確定計算電流也只能用式（2-9）而不能用式（2-10）。應用范圍

應用范圍

確定車間變電所低壓母線的最大負荷時，所采用的有功負荷同時使用系數(shù)(無功負荷與此同)冷加工車間0.7?0.8確定配電所母線的最大負荷時，所采用的同時系數(shù)計算負荷小于5000kW0.9?1.0熱加工車間0.7?0.9計算負荷為5000?lOOOOkW0.85動力站0.8?1.0計算負荷超過lOOOOkW0.8需要系數(shù)的同時使用系數(shù)【例2-4】某廠機修車間低壓配電裝置對機床、長時間工作制的水泵和通風機以及卷揚機等三組負荷供電，見圖2-8。已知機床組有5kW電動機4臺，10kW電動機3臺；水泵和通風機組有10kW電動機5臺；卷揚運輸機組有7kW電動機4臺。試確定機修車間的計算負荷。

解（1）先分別求各組計算負荷。

1）機床組。查表2-5，取=0.2，,，則2)水泵和通風機組。査表2-5,取=0.75，,,則3)卷揚運輸機組：查表2-5,取=0.75，,,則（2）確定機修車間計算負荷。查表2-6,取==0.9,由式（2-13）求得有功計算負荷為

由式（2-14）求得無功計算負荷為

由式(2-7)求得視在計算負荷為

由式(2-9)求得計算電流為（二）二項式系數(shù)法確定計算負荷

前述需要系數(shù)法把需要系數(shù)看作與用電設備臺數(shù)及功率都無關的常數(shù)。這對確定整個企業(yè)（如臺數(shù)多、總功率大）或一定規(guī)模車間變電所的計算負荷是可以的，但在確定連接設備臺數(shù)不太多的車間干線或支干線的計算負荷時，由于其中n臺大功率設備對電力負荷變化影響很大，為了反映這種變化，可采用二項式系數(shù)法。用兩個系數(shù)表征負荷變化的規(guī)律，見表2-7。二項式系數(shù)法的基本計算公式為

式中c、b──二項式系數(shù)，其值見表2-7；

──該組所有用電設備的總額定功率，kW；

──表示用電設備組的平均負荷；

──該組中n臺功率最大的用電設備的總額定功率，kW；

──表示用電設備組中n臺容量最大的設備運行時的附加負荷。

不同工業(yè)制的不同類用電設備，取用大功率設備的數(shù)量n應有所不同。一般規(guī)定：金屬切割機床采用n=5；反復短時工作制采用n=3；加熱爐采用n=2；電焊設備采用n=1。

由式（2-15）確定了三相用電設備的有功計算負荷后，就可采用式（2-6）?式（2-10）分別確定其無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流。

必須指出，當用電設備組只有一兩臺設備時，可認為=（即取b=1，c=0），相應地也應適當取大一些。

二項式系數(shù)法適用于確定設備臺數(shù)較少而各臺之間容量大小相差懸殊的低壓分支線和干線的計算負荷。用電設備類別n二項式系數(shù)cb大批生產(chǎn)和流水作業(yè)的熱加工車間的機床電動機50.50.260.651.17大批生產(chǎn)的金屬冷加工車間機床電動機50.50.140.501.73大批生產(chǎn)的金屬冷加工車間機床電動機但為小批和單件生產(chǎn)50.40.140.501.73通風機、水泵、空壓機及電動發(fā)電機組50.250.650.800.75連續(xù)運輸和翻砂車間內造砂用機械非聯(lián)動的50.40.40.750.88鍋爐房、修理車間、裝配車間和機房內的吊車（）30.20.060.51.73翻砂鑄造車間的吊車（）30.30.090.51.73自動連續(xù)裝料的電阻爐設備20.30.70.950.33非自動連續(xù)裝料的電阻爐設備10.50.50.950.33二項式法計算系數(shù)1.用電設備組的計算負荷

【例2-5】已知某礦井有電壓為380V的通風機：20kW的3臺，15kW的4臺，7kW的8臺。試用二項式法求該通風機組的計算負荷。

解：查表2-7，取b=0.65，c=0.25，n=5，=0.80，=0.75，則

因此由式(2-15)求得有功計算負荷

由式(2-10)可求得其計算電流為

2.多組用電設備的計算負荷

對于干線或低壓母線上擁有不同類的多組用電設備(如m組)的計算負荷的確定，同樣應考慮各組用電設備最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定干線上總計算負荷時，只能在各組用電設備中取其中一組最大的附加負荷，再加上所有設備的平均負荷，得出總的有功和無功計算負荷。其計算式為(2-16)(2-17)式中和——分別表示所有各組的有功和無功平均負荷的總和；

和——分別表示各組有功和無功附加負荷中的最大值。

為了簡化和統(tǒng)一，每一組的設備臺數(shù)不論多少，二項式系數(shù)b和c都取表2-7所列數(shù)據(jù)。

從式(2-16)、式(2-17)確定了多組用電設備的有功和無功計算負荷后，仍可按式(2-7)、式(2-9)計算總的視在計算負荷和計算電流。[例2-6]某機修車間380V線路中，接有冷加工機床電動機20臺，共50kW(其中較大功率電動機7kW的1臺，4.5kW的2臺，2.8kW的7臺)；通風機2臺，共5.6kW；電阻爐1臺，為2kW。試用二項式系數(shù)法確定線路上的計算負荷。

解(1)先求各組的和。

1）冷加工機床組。查表2-7，c1=0.4，b1=0.14,n=5,，則

2）通風機組。查表2-7，取c2=0.25b2=0.65,n2=5,，則

3）電阻爐。査表2-7,取c3=0,b3=0.7,，,則

(2)再確定線路上的計算負荷。由式(2-16)求得有功計算負荷

由式(2-17）求得無功計算負荷

由式(2-7）和式(2-9)分別求得視在計算負荷和計算電流

用電負荷計算

(三)工廠企業(yè)總計算負荷確定

為了確定全廠的需用電力和電量，或者合理選擇工廠變、配電所的變壓器容量和電氣設備，以及導線、電纜的規(guī)格型號，都必須先確定工廠總計算負荷。

確定工廠計算負荷的方法很多，這里介紹常用的需要系數(shù)法、逐級相加計算法和單耗估算法三種計算方法。

1.需要系教法計算

將全廠用電設備的總設備容量∑PN(不計備用設備容量)乘以一個全廠需要系教Kr，就得出全廠的計算負荷，即

各類工廠的需要系數(shù)可由有關設計單位根據(jù)調查統(tǒng)計的資料，或參考有關設計手冊來確定，工廠需要系數(shù)的高低，不僅與用電設備的工作性質、設備臺數(shù)、設備效率和線路損耗等因素有關，而且與工廠的生產(chǎn)性質、工藝特點、生產(chǎn)班制等因素有關，所以此法計算比較粗略。

2.逐級相加計算法計算

如圖2-9所示，采用從用電端開始，逐級向電源推移計算方法。

(1)計算步驟。

1）先確定各用電設備的計算負荷，然后計算車間干線和車間變電所低壓母線1處的計算負荷，包括電力照明(注意從表2-6選擇、）；

2）車間變電所低壓側總計算負荷，加上車間變電所變壓器2處的損耗功率，得到車間變電所高壓側3處的計算負荷；

3）所有車間變電所高壓側的計算負荷，加上廠區(qū)高壓配電線4的損耗功率，就得到工廠總降壓變電所低壓側5處的計算負荷(注意從表2-6選擇、)；

4)工廠總降壓變電所低壓側的計算負荷，加上主變壓器6的損耗功率，便得到總降壓變電所高壓側7處的計算負荷，即為全廠進線處的總計算負荷。

還應當注意，當供電系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)裝設有無功功率補償俊備(如移相電容器)時，應在確定此裝設地點前的計算負荷時，將無功補償考慮在內。(2)變壓器功率損耗計算。電力變壓器的功率損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分。

變壓器的有功損耗

(2-18)

式中──變壓器有功損耗，kW；

──變壓器空載損耗，kW；

──變壓器短路損耗，kW；

──變壓器計算負荷，kVA；

──變壓器額定容量，kVA。2）變壓器的無功損耗

（2-19）

其中

式中──變壓器無功損耗，kvar；

──產(chǎn)生主磁通所需的無功功率，kvar；

──變壓器空載電流占額定電流的百分比；

──變壓器短路電壓占額定電壓的百分比；

──額定負荷下消耗在一、二次繞組漏電抗上的無功功率，kvar。

上述、、和都可以由變壓器產(chǎn)品樣本上查得。3）變壓器功率損耗的近似計算變壓器的有功、無功損耗，也可用下面經(jīng)驗公式作近似計算

(2-20)

(2-21)

(3)電力線路功率損耗計算。電力線路功率損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分。

1）電力線路的有功損耗。它是電流通過線路電阻時產(chǎn)生的，按下式計算

(2-22)

式中──電力線路有功損耗，kW；

──線路負荷計算電流，A；

R──線路每相電阻，Ω。

2）電力線路無功損耗。它是電流通過線路電抗時產(chǎn)生的，按下式計算