标准规范下载简介

电力负荷计算常用方法，116页可下载.pdf

以前母线结构多为敬露式，容易受环境影响，如表面积灰 和发生相间短路等，使得运行可靠性降低。 目前我国20万一90万kW机组的母线，广泛采用全连式分 相封闭母线，称为大电流封闭母线，如下图。

优点： 1）运行可靠性高： 2）短路时母线相间短路电动力大大降低； 3）改善母线附近钢构的发热： 4）安装和维护的工作量减少，

图3一8全连式分相封所母载线 一一册线：2一外：3充尚：4一轻路板 母线由铝管制成桩间土开挖_破桩头施工方案，每相母线 各封装在单独的外亮内，外亮两 端用短路板连接起采。

目的：主要是确定“计算负荷

常用方法 对待设计的供配电系统，负荷曲线未知，但计算负荷可以根据已 有的同类型用户的用电规律来估计。 （1）若设备数量和容量不清楚情况下，要计算禁种使用功能场所的 负荷，可采用各种用电指标法如：负荷密度法，单位指标法，住宅用 电量指标法等。 (2)某供电范围的计算负荷=K*>Pc 确定K值的方法：需要系数法，二项式法和利用系数法。这些方法都 要基于大量的经验数据。 需要系数法较简便，使用广泛，适用于变配电所和全厂负荷计算 二项式系数法考虑了用电设备中儿台大功率设备对负荷影响，记 算结果往往偏大，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算。 利用系数法使用利用系数进行计算，比较复杂，目前使用不多。

吊用方法 对待设计的供配电系统，负荷曲线未知，但计算负荷可以根据已 有的同类型用户的用电规律来估计。 （1）若设备数量和容量不清楚情况下，要计算某种使用功能场所的 负荷，可采用各种用电指标法如：负荷密度法，单位指标法，住宅用 电量指标法等。 (2）某供电范围的计算负荷=K*>Pc 确定K值的方法：需要系数法，二项式法和利用系数法。这些方法都 要基于大量的经验数据。 需要系数法较简便，使用广泛，适用于变配电所和全厂负荷计算 二项式系数法考虑了用电设备中儿台大功率设备对负荷影响，计 算结果往往偏大，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算。 利用系数法使用利用系数进行计算，比较复杂，目前使用不多。

常见的工业与民用电能用户的负荷密度指标

利用用电指标进行负荷计算

α一单位用电指标，单位为kw/人、kw/床、kw/产品等。 ，N为单位数量，单位为人数、床数、产品数量。

单位用电指标，单位为kw/人、kw/床、kw/产品等。

N为单位数量，单位为人数、床数、产品数量。

在毛用电重拍标 P = K>BN

利用用电指标进行负荷计算

·β一住宅用电量指标单位为kW/户； N一供电范围内的住宅户数： ·K,一住宅用电同时系数。

·β一住宅用电量指标单位为kW/户； N一供电范围内的住宅户数： ·K,一住宅用电同时系数。

更用值为日前采用的住宅同时系数值，推荐值是为计算方

按年产量和年产值估算全厂的计算负荷

已知工厂的年产量A或年产值B，根据工厂的单位产量耗电量a或 单位产值耗电量b，工厂的全年耗电量W

全厂的有功计算负荷：

W, = Aa = Bb

W, = Aa= Bb

P 4 1:0 T mex

(1)一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，因此引 入一个同时系数； 2)工作的设备不一定都工作在额定状态下，因此引入 个负荷系数； 3)用电设备的设备容量是指输出容量,其与输入容量间 有个平均效率； 4)考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等，引入 个线路平均效率 因此,设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量 乘以一个小于1的系数，叫做需要系数K

Ka=KK NNnw.

需要系数是以电气设备的性质为分类原则，根据 运行经验得到，日 因此使用时应首先对所要计算的设备 进行归类

在所需计算的范围内，将用电设备按其设备 性质不同分成若干组，对每一组选用合适的 需要系数，算出每组用电设备的计算负荷， 然后由各组计算负荷求总的计算负荷，这种 方法称为需要系数法。需要系数法一般用来 求多台三相用电设备的计算负荷。 P, = Z P: 需要系数法的基本公式： Po = K,P

单组用电设备组的计算负荷确定 有功计算负荷：Po=K,P 附加说明：单组设备数量≥3台 时考虑需要系数

单组用电设备组的计算负荷确定

S30 1 30 = .3Uv

多组用电设备的计算负荷

附加说明：一般情况下低 压侧负荷计算时，同时系 数只在变压器低压侧考 虑一次即可.支路数≥3时 考虑. 有功同时系数KzP 取值范围：配电干线 0.8~0.9；变电站总进线 0.85~1 取值范围：配电干线 0.93~0.97 ； 变电站总进 线0.95～1

列1一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动 机20台共50kW，其中较大容量电动机有7.5kW2台， 4kW2台，2.2kW8台：另接通风机1.2kW2台；电阻炉1台 2kW。试求计算负荷（设同时系数Kp、K。均为0.9）。

解：(1)冷加工机床：查附录表1可得Kai=0.2，cosQ,=0. tgΦ,=1.73

diel Qc1=PcitgPi=10 × 1.73=17.3kVar (2)通风机：Kd2=0.8，cosP2=0.8，tgP2=0.75 (n<3台) Pc2= Pe2=2 X 1.2=2.4kW Qc2=Pc2tgP2=2.4X0.75=1.8kVar

(3)电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备容量

(4)车间计算负荷：

备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车间干线 的计算负荷时宜采用二项式系数法。基本公式为： Po =bP +cP. 附加说明： n≥3台时考虑 算负荷Q30、S30和I30的计算公式与前述需要系数法相同 用电设备可认为P30=Pe，即b=1，C=0。 组的有功计算负荷的求取直接应用上式，其余的计算负 数法相同。

算设备台数不多，而且各台设备容量相差较大的车 电箱的计算负荷时宜采用二项式系数法。基本公式

确定多组用电设备的负荷 多组用电设备的总计算负荷时，也要考虑各组用电设备的最 大负荷不同时出现的因素。与需要系数法不同的是，这里不是计 入一个小于1的综合系数，而是在各组用电设备中取其中一组最大 的附加负荷(cPx)max’再加上各组平均负荷bPe，由此求出设备组的 总计算负荷。 先求出每组用电设备的计算负荷P30i、Q30i，则总的有功计算负荷 为： P3o = Z(bP) + (cP,)max

确定多组用电设备的负荷

O3 = Z(bP tan ), +(cP). tan o.. PmaR maR

例2试用二项式法来确定上例1中的计算负荷。 解：求出各组的平均功率bP.和附加负荷cP （1）金属切削机床电动机组 查附录表1，取b,=0.14，c,=0.4，X,=5，cosβ,=0.5, tgΦ,=1.73, x=5, 则 (bPe>);=0.14 X 50=7kW (cP),=0.4(7.5 X2+4 X2+2.2X1)=10.08kW

（2）通风机组 查附录表1，取b,=0.65，C,=0.25，cosβz=0.8, gΦ2=0.75，x=5,n=2<2x，取x,=n/2=1，则 (bP。z)2=0.65 X 2.4=1.56kW (cPx),=0.25 × 1.2=0.3kW （3）电阻炉(bPe>)3=2kW (cPx)3=0

显然，三组用电设备中，第一组的附加负荷(cP),最大, 故总计算负荷为：

比较例1和例2的计算结果可知，按二项式法计算的 结果比按需要系数法计算的结果大得多。 可见二项式法更适用于容量差别悬殊的用电设备的 负荷计算。

单相用电设备计算负荷的确定

单相设备接于三相线路中，应尽可能均衡分配，使三村 尽量平衡。如均衡分配后，三相线路中剩余的单相设备总溶 超过三相设备总容量15%， 可将单相设备总容量视为三相负 衡进行负荷计算。如超过15%，则应先将这部分单相设备溶 算为等效三相设备容量，再进行负荷计算。设计规范规定： 1、单相设备接于相电压时 等效三相设备容量P。按最大负荷相所接的单相设备容量P emq 、单相设备接于线电压时 容量Pe为单相设备接于线电压时，其等效三相设备容量P。为 P, = /3P. 3.单相设备分别接于线电压和相电压时 先将接于线电压的设备换算为接于相电压的设备容量，再分相 各相负荷，按最大有功负荷相的负荷3倍计算。

照明设备组的需要系数及功率因数

通常，车间的照明设备容量都不会超过车间三相设备容量的 15%。因此，我们可在确定了车问照明设备总容量后，按需要系 数法单独计算车间照明设备的计算负荷。

式中，I为线路的计算电流（A）；Rw为线路每相的电阻（2）， RwL=R,L，R,为线路单位长度的电阻（Q/km），L为线路的计算长 度（km）；XwL为线路每相的电抗（），XwL=X,L，X,为线路 单位长度的电抗（2/km）。 说明:Ro X。的获取方法 (1) 查表法(2) 计算法(3) 估算法

线路的电阻RWL Rw = R,! 线路的电抗XWL Xw = X.!

Ro和Xo为导线电缆单位长度的电阻电抗，可查有关手册; 1为线路长度。X要根据导线截面和线问几何均距来查得。

电力线路单位长度电抗平均值Xo(2/km)估算值

这里要说明：设三相线路线间距离分别为a1、a2、a3， 则线间几何均距 aa=fai2a相线路为等距水平 排列，相邻线距为a（图b），则 当三相a=近α=1.26al三角形排列，每边线距为a（图c) 则 aar=a

2)变压器的功率损耗 * 估算法 △Pr=0.015Sc △QT=0.06 Sc *精确法 ①有功功率损耗 ●铁损△PFe 空载损耗△P。可认为就是铁损，所以铁损又称 为空载损耗。 ●钢损△Pcu负载损耗△Pk可认为就是额定电流下的铜损 △Pcu与变压器二次负荷有关。当变压器满载时，近似等于变 压器短路损耗。 变压器的有功功率损耗为

2)变压器的功率损耗 * 估算法 △Pr=0.015Sc △QT=0.06 Sc *精确法 ①有功功率损耗 ●铁损△PFe 空载损耗△P。可认为就是铁损，所以铁损又称 为空载损耗。 ●钢损△Pcu负载损耗△Pk可认为就是额定电流下的铜损 △Pcu与变压器二次负荷有关。当变压器满载时，近似等于变 压器短路损耗。 变压器的有功功率损耗为

AP,= APp,+AP= APe,+AP 4P +4P C C 1 或者: △Pr ～△Po+△Pβ 2 式中，SN为变压器的额定容量；Sc为变压器的计算负 荷；β为变压器的负荷率（β=Sc/SN）

Sc WAP C C U N 或者:△P ～△P+△Pβ 2

劫功率损耗 空载无功功率损耗Q：空载射由励磁电流造成。 负载无功功率损耗Q：负荷电流在绕组电抗上自 二次负荷大小有关。当变压器满载时，近似等于 起组上的无功损耗。 象的无功功功率损耗为： 40r=20+40=40+4g 一 100 100 10% 100 100

2.% U% =+=+ 100 100 AN

式中，1.%为变压器空载电流占额定电流的百分值;Uk%为变 压器的短路电压百分值。以上参数可由变压器产品目录获取

概念： 功率因数是供用电系统的一项重要的技木经济指标，它 反映了供用电系统中无功功率消耗量在系统总容量中所占的 比重、反映了供用电系统的供电能力。

分类： 瞬时功率因数 运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值 平均功率因数禁一规定时间段内功率因数的平均值 最大负荷时的功率因数配电系统运行在年最大负荷时的功率因数 自然功率因数用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数 总的功率因数月 用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数

供电部门对用户功率因数的要求：高压供电的工业用户和高压供电装有 带负荷调压装置的电力用户，功率因数应达到0.9以上，其他用户功率 因数应在0.85以上。380V电能用户的功率因数应达到0.85以上。（供 电部门考察用户功率因数是使用月平均功率因数衡量。）

功率因数对供配电系统的影响

功率因数对供电系统的影响 电能损耗增加 △PwL和△QwL 电压损失增大 2(Hr+ Cx) AU= U 供电设备利用率降低 P J3UNCOs

在功率因数降低后，不得不降低输送的有功功率P来控制电流I 的值，这样就降低了供电设备的供电能力。

提高功率因数的方法 (1)提高自然功率因数 采用科学措施减少用电设备无功功率的需要量，使供配电系统总 功率因数提高。 ①合理选择电动机的规格、型号 ②防止电动机空载运行 保证电动机的检修质量 ④合理选择变压器的容量 ①交流接触器的节电运行 2)人工补偿功率因数 并联电容器：工厂中常用的人工补偿法（安装移相电容器） 同步电动机补偿 调相机（仅发无功功率的同步发电机）补偿 动态无功补偿

工厂中的用电设备多为感性负载 在运行过程中，除了消耗有功功率外 还需要大量的无功功率在电源至负荷 之间交换，导致功率因数降低，给工 厂供配电系统造成不利影响。 左图：人工补偿原理

由于电力部门考察用户功率因数是使用的平均功率因数，固定 补偿容量就应达到补偿后平均功率因数cosΦ，满足要求的条件。

自动补偿时补偿容量计算

自动补偿时补偿容量计算

对于自动无功补偿，当补偿后的功率因数瞬时值满足要求时， 其平均功率因数自然满足要求。所以，一般以有功计算负荷发生时 所需的无功补偿容量作为自动补偿时补偿容量计算的依据（常用

自动补偿和补偿后计算负荷的计算

补偿器数量的计算（三相电容器：额定 容量应不小于系统需要的补偿容量；单 相电容器：应保证台数为3的倍数。

确定补偿量后，因实际补偿量与计算量不一致，应进行校验 实际功率因数。避免由于功率因数过高，在负荷变化时，系统反 复在容性和感性功率因数下转换，造成系统振荡。

Y形结线优点:任一项电容器短路,该相电流为正常电流3倍,缺点:补偿容 量小，任一相断开，该相无补偿； ^形结线优点：补偿容量大，任一相断开，三相线路仍得到补偿；缺点：任一 相短路，三相线路发生相间短路，易引起电容器爆炸. 我国中压系统为中性点不接地运行方式，△形结线某相短路击穿 时发生相间短路，对系统危害很大，当采用Y形接法只相当于单相接地 故障。因此，一般中压系统采用Y形接法，而低压系统采用△形结线

电容器组的两种接线方式

2.并联电容器的装设地点 (1）高（中）压集中补偿 高（中）压集中补偿是指将高压电容器组集中装设 在工厂变电所的6～10kV母线上。 装设集中，管理维护方便，投资少，电容器的利用率 高，但补偿范围小，不能提高用户电气设备的利用率，一 般大中型企业中用，在中低压供配电系统中使用较少。 (2)低压集中补偿 低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变 电所的低压母线上。 补偿范围中，经济，维护管理方便，用户普遍应用。

(3)单独就地补偿 单独就地补偿（个别补偿或分组补偿）是指在个别功 率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。 补偿范围最大，效果最好，但电容器的利用率低。 小容量电容器单位价格高，维护管理不便，易受不良 环境影响。一般只在补偿需求量大，运行时间长，补偿点 距变电站较远的场合用。 3.并联电容器的控制方式 并联电容器的投切是随看负荷的变化，以某个参 量进行分组投切控制的，有：按功率因数进行控制； 按负荷电流进行控制。

c0sΦ,=590.25/800=0.74

n=285.03/14=21个

实际补偿容量为Qc.=21×14=294kvar

变电所高压侧总的计算负荷

AP =0.015S,=0.015×639.5=9.6kW AQt = 0.06S. = 0.06 × 639.5 = 38.37kvar

变电所高压侧的功率因数

变电所高压侧的功率因

P: 599.85 C0S 0.904 s. 663.84

符合要求。如果结果小于0.9，则需重新计算，同 时把一开始的设定值0.92取大一点，到cos’的 值满足要求为止， 通过上述计算可得：需补偿的容量为294kvar，补 尝后车间变电所高压侧功率因数达到0.904，高压 则的总视在功率减少了177.86kVA。补偿前车间变 电所变压器容量应选1000kVA，补偿后选800kVA 即满足要求。

逐级（点） 推算法计算供配电系统的计算负荷

P301 高尔配电所 ：从用电设备向电源方向逐级计算负荷

宣汉县四级公路施工组织设计Ps02 WLI △RwLI P304=P30.s+△PwL2 车间变电所 T APT P30.3= K3 Z P304i P303 P302=P303+△P++PwL1 Po+ WL2 △RwL2 P3o5 P301= K P302i

P30.s= ZP30.6i P304=P30.:+△PwL2 P30.3= K3 Z P304i P302=P303+P++APwL1 P301= K1 P302i

对中小型工厂来说，厂内高低压配 电线路一般不长，其功率损耗可略 去不计。

尖峰电流：持续时间1～2S的短时最大负荷电流。王要用来选择 熔断器和低压断路器，整定继电保护及检验电动机自起动条件等

单台用电设备尖峰电流的计算（KST为用电设备的启动电流倍数,如 鼠笼型电动机：5~7；绕线型电动机：2~3；直流电动机：1.7

多台用电设备尖峰电流的计算

边坡治理(地质灾害)施工方案多台用电设备尖峰电流的计算

=I=KI DH. 1 STM