第二章 建筑供配电的负荷计算
第一节 计算负荷的意义和计算
目的
一、原始资料,
用电负荷的产品铭牌数据。
二、考虑因素,
非同时运行；运行并非在额定状态下。
三、计算负荷,
将原始资料,结合考虑因素,变成供配电
系统设计所需要的假想负荷。
四、意义和目的,
（一）求计算负荷,也称需用负荷
1.作为按发热条件选择供配电系统各级电
压供电网络变压器容量、导体和电气设
备的依据。
2,用来计算电压损失和功率损耗。
3.在工程上为方便计算，亦可作为能量消
耗量及无功功率补偿的计算依据。
（二）求尖峰电流
计算电压波动、选择熔断器等保护元
件。
（三）求平均负荷
计算供配电系统中电能需要量，电能
损耗和选择无功补偿装置等。
第二节 用电设备的主要特征
一 分类：（按工作制分 〕
? 连续运行工作制
? 短时运行工作制
? 反复短时运行工作制
二 设备容量 Pe 的确定
? 连续运行工作制用电设备的 Pe （ kw)等
于其铭牌额定功率 PN (kw)
? 短时运行工作制用电设备，求计算负荷
时一般不考虑。
? 反复短时运行工作制用电设备,是将某一
暂载率下的铭牌额定功率统一换算到一
个标准暂载率的功率。
第三节 负荷计算的基本概念
一 负荷曲线
表示一组用电设备的功率随时间变化关
系的图形。
可直观地反映出用户用电特点，对于
同类型的用户，其负荷曲线形状大致相
同。
1.按负荷性质分
? 有功负荷曲线
? 无功负荷曲线
2.按持续工作时间分
(1)日负荷曲线 (24h)
(2)年负荷曲线（ 8760h〕
? 日最大负荷全年时间变化曲线（运行年
负荷曲线 〕
? 年持续负荷曲线
二 与负荷计算相关的物理量
（一）年最大负荷和最大负荷利用小时数
? 年最大负荷
全年中最大工作班内半小时平均功率的
最大值。用 Pm, Qm, Sm表示。
? 年最大负荷利用小时数
一个假想时间，反映用户以年最大负荷
Pm持续运行 Tm h所消耗的能量恰好等于
全年实际消耗的能量 。
（二）平均负荷和负荷系数
? 平均负荷
电力用户在一段时间内消耗功率的平
均值。用 Pav, Qav, Sav 。
? 负荷系数
在最大工作班内，平均负荷与最大负荷
之比。
m
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Q
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一般工厂年负荷系数年平均值为：
α=0.7~0.75
β =0.76~0.82
（三）需要系数
是一个综合系数，与设备组的同期系数、
设备组的负荷系数、线路及用电设备效率、
以及很多随机因素有关。其定义为：
e
m
d P
PK ?
（四）利用系数
e
av
u P
P
K ?
三 计算负荷的定义
是按发热条件选择导体和电气设备时
使用的一个假想负荷，通常规定取 30分
钟平均最大负荷 P30,Q30和 S30作为该
用户的“计算负荷”。
其物理意义,计算负荷持续运行产生
的热效应与实际变动负荷长期运行所产
生的最大热效应相等 。
因此,
PC= P30= Pm
QC= Q30= Qm
SC= S30= Sm
四、求计算负荷的方法
（一） 需要系数法
计算简便，最为通用的一种方法。
1.用电设备组的计算负荷
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2.多个用电设备组的计算负荷
（ 配电干线和 变电所低压母线）
K∑ －－ 同期系数
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（二 ）按二项式法
当确定的用电设备台数较少而容量差
别相当大的低压支线和干线的 计算负荷
时，采用。（略 〕
（三 ） 估算方法
单位产品耗量法、负荷密度法等单位指
标法 。
第四节 建筑用电负荷的计算
方法
一、计算方法
规范中规定在方案设计设计阶段可
采用单位指标法；在初步设计及施工图
设计阶段宜采用需要系数法。对于住宅，
在设计的各个阶段均可采用单位指标法。
二、负荷统计
? 按使用功能，由使用单位提供。
? 其他工种提供
? 按规范进行计算
? 电气设计人员自行搜集
三、单位指标法
民用建筑主要有照明、动力及空调
负荷。
例 商业性高层建筑的用电负荷大致分布：
空调设备 40~50%，
电气照明 30~35%，
动力用电 20~25%。
（一）单位指标法的计算公式如下,
Sc＝ K·N／ 1000
式中, Sc—— 计算的在功率 (kvA)；
K—— 单位指标 (vA／ m2)；
N—— 建筑面积 (m2)。
（二）住宅负荷的计算
每套住宅用电负荷，不再按灯具、插座
等容量逐一计算，而是按套型类别进行
确定，根据我国住宅发展，每套住宅供
电容量标准，一般可在 4一 12kw范围选
取。
高级公寓的每户建筑面积在 l00— 200m2
时用电标准可为 10一 15kw。
四、需要系数法
（一） 计算公式如下：
Pc＝ Kd·P e
式中：
Pc—— 计算有功功率 (kw)；
Kd —— 需要系数 (三台以下时 Kd ＝ 1)；
Pe—— 用电设备组的设备容量 (kw)。
（二）进行负荷计算时，应先对用电设备容
量进行如下处理：
? 照明负荷的用电设备容量应根据所用光源
的额定功率加上附属设备的功率。如气体
放电灯、金属卤化物灯，为灯泡的额定功
率加上镇流器的功耗。
? 低压卤钨灯为灯泡的额定功率加上变压器
的功率。
? 用电设备组的设备容量不包括备用设备，
消防用电设备容量不列入总设备容量。
? 季节性用电设备 (如制冷设备和采暖设备 )
应择其大者计入总设备容量。
? 反复短时工作制的用电设备功率应换算
到负载持续率为 25％的设备功率。
? 单相负荷应均衡的分配到三相上。当单
相负荷的总容量小于计算范围内负荷的
总容量的 15％时，全部按三相对称负荷
计算；如单相用电设备不对称容量大于
三相用电设备总容量的 15％时，则设备
容量应按三倍最大相负荷计算。
用电设备组的需要系数及功率因数表
（三）总负荷计算
? 对用电设备进行分组计算时，同类用电
设备的总容量为算数相加。不同类用电
设备的总容量应按有功功率和无功功率
负荷分别相加求得。
? 配电干线和变电所的计算负荷为各用电
设备组的计算负荷之和再乘以同时系数
K∑,一般取为 0.8~0.9。
? 当不同类别的建筑 (如办公楼和宿舍楼 )共
用一台变压器时，其同时系数可适当减
小。
五 单相负荷计算
单相用电设备应尽可能均衡分配在三相
线路上。（单相设备的总容量不超过三
相设备的 15％ 〕 否则：
（一） 单相用电设备仅接于相电压
等效三相负荷 取最大相负荷的三倍
Peq=3 Pm
（二）单相用电设备仅接于线电压
如 Pab≥Pbc ≥ Pca
? 当 Pbc ＞ 0.15 Pab时
Peq=1.5(Pab+ Pbc)
? 当 Pbc ≤0.15 Pab时
abeq PP 3?
（三）用电设备分别接于线电压和相电压
? 先将接于的线电压的单相用电设备换算
为接于相电压的单相负荷。
? 再将各负荷相加，选出最大相负荷取其 3
倍即为等效三相负荷 。
第五节 供配电系统的功率
损耗与电能需要量的计算
一 供电线路的功率损耗
式中 R 线路每相电阻
X 线路每相电抗
( k v a r ) 103
( k w ) 103
32
32
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二 变压器的功率损耗
式中 铁心损耗 (铁耗 )；
绕组损耗 (铜耗 )；
空载损耗；
短路损耗。
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式中, 变压器空载无功损耗
变压器在额定负荷下,消耗在
一、二次绕组电抗上的无功
损耗。
变压器空载电流占额定电
流的百分比。
变压器短路电压占额定电
压的百分比。
变压器负荷率
0Q
NQ
%0I
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?
在负荷计算中，变压器的有功损耗和
无功损耗可按下式近似计算,
( k v a r ) )10.0~08.0(
( k w ) 02.0
CT
CT
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三 供配电系统年电能损耗
假设,线路电压不变，则
8 7 6 08 7 6 0
8 7 6 0
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线路年平均损耗
变压器年平均损耗
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最大负荷损失小时数。
其物理意义为：当线路和变压器中以最
大负荷电流 流过 小时后所产生的
电能损耗，等于实际变化电流时的电能
损耗,与年最大负荷利用小时数 和
负荷功率因数 有关。
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第六节 尖峰电流的计算
尖峰电流是持续 1～ 2s的短时最大负荷
电流，它用来计算电压波动，选择熔断
器和低压断路器，整定继电保护装置及
检验电动机自起动条件等。
一、单台用电设备
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－－用电设备的额定电流；
－－用电设备的起动电流；
－－用电设备的起动倍数：笼型电动机为
5～ 7，绕线型电动机为 2～ 3，直流电
动 机为 1.7等。
二、多台用电设备
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第一节 计算负荷的意义和计算
目的
一、原始资料,
用电负荷的产品铭牌数据。
二、考虑因素,
非同时运行；运行并非在额定状态下。
三、计算负荷,
将原始资料,结合考虑因素,变成供配电
系统设计所需要的假想负荷。
四、意义和目的,
（一）求计算负荷,也称需用负荷
1.作为按发热条件选择供配电系统各级电
压供电网络变压器容量、导体和电气设
备的依据。
2,用来计算电压损失和功率损耗。
3.在工程上为方便计算，亦可作为能量消
耗量及无功功率补偿的计算依据。
（二）求尖峰电流
计算电压波动、选择熔断器等保护元
件。
（三）求平均负荷
计算供配电系统中电能需要量，电能
损耗和选择无功补偿装置等。
第二节 用电设备的主要特征
一 分类：（按工作制分 〕
? 连续运行工作制
? 短时运行工作制
? 反复短时运行工作制
二 设备容量 Pe 的确定
? 连续运行工作制用电设备的 Pe （ kw)等
于其铭牌额定功率 PN (kw)
? 短时运行工作制用电设备，求计算负荷
时一般不考虑。
? 反复短时运行工作制用电设备,是将某一
暂载率下的铭牌额定功率统一换算到一
个标准暂载率的功率。
第三节 负荷计算的基本概念
一 负荷曲线
表示一组用电设备的功率随时间变化关
系的图形。
可直观地反映出用户用电特点，对于
同类型的用户，其负荷曲线形状大致相
同。
1.按负荷性质分
? 有功负荷曲线
? 无功负荷曲线
2.按持续工作时间分
(1)日负荷曲线 (24h)
(2)年负荷曲线（ 8760h〕
? 日最大负荷全年时间变化曲线（运行年
负荷曲线 〕
? 年持续负荷曲线
二 与负荷计算相关的物理量
（一）年最大负荷和最大负荷利用小时数
? 年最大负荷
全年中最大工作班内半小时平均功率的
最大值。用 Pm, Qm, Sm表示。
? 年最大负荷利用小时数
一个假想时间，反映用户以年最大负荷
Pm持续运行 Tm h所消耗的能量恰好等于
全年实际消耗的能量 。
（二）平均负荷和负荷系数
? 平均负荷
电力用户在一段时间内消耗功率的平
均值。用 Pav, Qav, Sav 。
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在最大工作班内，平均负荷与最大负荷
之比。
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一般工厂年负荷系数年平均值为：
α=0.7~0.75
β =0.76~0.82
（三）需要系数
是一个综合系数，与设备组的同期系数、
设备组的负荷系数、线路及用电设备效率、
以及很多随机因素有关。其定义为：
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（四）利用系数
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三 计算负荷的定义
是按发热条件选择导体和电气设备时
使用的一个假想负荷，通常规定取 30分
钟平均最大负荷 P30,Q30和 S30作为该
用户的“计算负荷”。
其物理意义,计算负荷持续运行产生
的热效应与实际变动负荷长期运行所产
生的最大热效应相等 。
因此,
PC= P30= Pm
QC= Q30= Qm
SC= S30= Sm
四、求计算负荷的方法
（一） 需要系数法
计算简便，最为通用的一种方法。
1.用电设备组的计算负荷
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（二 ）按二项式法
当确定的用电设备台数较少而容量差
别相当大的低压支线和干线的 计算负荷
时，采用。（略 〕
（三 ） 估算方法
单位产品耗量法、负荷密度法等单位指
标法 。
第四节 建筑用电负荷的计算
方法
一、计算方法
规范中规定在方案设计设计阶段可
采用单位指标法；在初步设计及施工图
设计阶段宜采用需要系数法。对于住宅，
在设计的各个阶段均可采用单位指标法。
二、负荷统计
? 按使用功能，由使用单位提供。
? 其他工种提供
? 按规范进行计算
? 电气设计人员自行搜集
三、单位指标法
民用建筑主要有照明、动力及空调
负荷。
例 商业性高层建筑的用电负荷大致分布：
空调设备 40~50%，
电气照明 30~35%，
动力用电 20~25%。
（一）单位指标法的计算公式如下,
Sc＝ K·N／ 1000
式中, Sc—— 计算的在功率 (kvA)；
K—— 单位指标 (vA／ m2)；
N—— 建筑面积 (m2)。
（二）住宅负荷的计算
每套住宅用电负荷，不再按灯具、插座
等容量逐一计算，而是按套型类别进行
确定，根据我国住宅发展，每套住宅供
电容量标准，一般可在 4一 12kw范围选
取。
高级公寓的每户建筑面积在 l00— 200m2
时用电标准可为 10一 15kw。
四、需要系数法
（一） 计算公式如下：
Pc＝ Kd·P e
式中：
Pc—— 计算有功功率 (kw)；
Kd —— 需要系数 (三台以下时 Kd ＝ 1)；
Pe—— 用电设备组的设备容量 (kw)。
（二）进行负荷计算时，应先对用电设备容
量进行如下处理：
? 照明负荷的用电设备容量应根据所用光源
的额定功率加上附属设备的功率。如气体
放电灯、金属卤化物灯，为灯泡的额定功
率加上镇流器的功耗。
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的功率。
? 用电设备组的设备容量不包括备用设备，
消防用电设备容量不列入总设备容量。
? 季节性用电设备 (如制冷设备和采暖设备 )
应择其大者计入总设备容量。
? 反复短时工作制的用电设备功率应换算
到负载持续率为 25％的设备功率。
? 单相负荷应均衡的分配到三相上。当单
相负荷的总容量小于计算范围内负荷的
总容量的 15％时，全部按三相对称负荷
计算；如单相用电设备不对称容量大于
三相用电设备总容量的 15％时，则设备
容量应按三倍最大相负荷计算。
用电设备组的需要系数及功率因数表
（三）总负荷计算
? 对用电设备进行分组计算时，同类用电
设备的总容量为算数相加。不同类用电
设备的总容量应按有功功率和无功功率
负荷分别相加求得。
? 配电干线和变电所的计算负荷为各用电
设备组的计算负荷之和再乘以同时系数
K∑,一般取为 0.8~0.9。
? 当不同类别的建筑 (如办公楼和宿舍楼 )共
用一台变压器时，其同时系数可适当减
小。
五 单相负荷计算
单相用电设备应尽可能均衡分配在三相
线路上。（单相设备的总容量不超过三
相设备的 15％ 〕 否则：
（一） 单相用电设备仅接于相电压
等效三相负荷 取最大相负荷的三倍
Peq=3 Pm
（二）单相用电设备仅接于线电压
如 Pab≥Pbc ≥ Pca
? 当 Pbc ＞ 0.15 Pab时
Peq=1.5(Pab+ Pbc)
? 当 Pbc ≤0.15 Pab时
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（三）用电设备分别接于线电压和相电压
? 先将接于的线电压的单相用电设备换算
为接于相电压的单相负荷。
? 再将各负荷相加，选出最大相负荷取其 3
倍即为等效三相负荷 。
第五节 供配电系统的功率
损耗与电能需要量的计算
一 供电线路的功率损耗
式中 R 线路每相电阻
X 线路每相电抗
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二 变压器的功率损耗
式中 铁心损耗 (铁耗 )；
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一、二次绕组电抗上的无功
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在负荷计算中，变压器的有功损耗和
无功损耗可按下式近似计算,
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三 供配电系统年电能损耗
假设,线路电压不变，则
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其物理意义为：当线路和变压器中以最
大负荷电流 流过 小时后所产生的
电能损耗，等于实际变化电流时的电能
损耗,与年最大负荷利用小时数 和
负荷功率因数 有关。
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第六节 尖峰电流的计算
尖峰电流是持续 1～ 2s的短时最大负荷
电流，它用来计算电压波动，选择熔断
器和低压断路器，整定继电保护装置及
检验电动机自起动条件等。
一、单台用电设备
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－－用电设备的额定电流；
－－用电设备的起动电流；
－－用电设备的起动倍数：笼型电动机为
5～ 7，绕线型电动机为 2～ 3，直流电
动 机为 1.7等。
二、多台用电设备
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