第 2章 工厂电力负荷及其计算
主要内容
工厂电力负荷与负荷曲线
三相用电设备组计算负荷的确定
单相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算
尖峰电流及其计算重点,难点了解,
工厂电力负荷与负荷曲线相关概念理解,
尖峰电流及其计算掌握,
三相用电设备组计算负荷的确定 -----需要系数法
单相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算 ---逐级计算法重点,
三相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算 难点
2.1 工厂电力负荷与负荷曲线
2.1.1负荷分级与可靠性要求用电负荷分为以下三级：
一级负荷,中断供电将造成人身伤亡；将在政治、经济上造成重大损失。 双电源供电
二级负荷,中断供电将在政治、经济上造成重大损失。 双电源供电或单电源
三级负荷,不属于一级和二级负荷。 单电源
2.1.2基本概念
负荷曲线电力负荷随时间变化的曲线。反映用电过程用电高峰和低谷。
日负荷曲线,月负荷曲线、年负荷曲线负荷曲线年负荷曲线两种：年负荷持续时间曲线运行年负荷曲线年负荷持续时间曲线北方：冬季 200天，夏季 165天南方,夏季 200天，冬季 165天
年每日最大负荷曲线负荷曲线日期（日 /月）
Pmax
1/1 31/12
同行业、同规模的企业，负荷曲线相似，可从已建好的企业了解其最大负荷、
用电量等参数。
2.1.2基本概念
年最大负荷年负荷曲线中最大负荷。即全年 30分钟平均最大负荷。
年最大负荷利用小时 Tmax
年最大负荷持续运行 T所消耗的电能，恰等于全年实际消耗电能。 T称为年最大负荷利用小时。
2.1.2基本概念
平均负荷一定时间 t内平均消耗的功率。
负荷系数年平均负荷与年最大负荷的比值。
计算负荷根据发热条件确定导体或设备的假想的负荷称为计算负荷。（即持续 30分钟的负荷，可使导体达到稳定温升）
8 7 6 0
at
av
W
t
WP
m axP
PK av
L?
负荷计算目的求计算负荷的这项工作称为负荷计算。
负荷计算的内容
求计算负荷 -----选择变压器、开关电器等
求尖峰电流 -----校验电压波动和选择保护电器
求一、二级负荷 ------确定备用电源或应急电源
求季节性负荷 -----确定变压器台数和经济运行方式
计算目的,
为了正确的选择线路的导线截面、变压器的容量、开关电器、互感器等设备的额定参数。继电保护装置整定，运行方式的确定。
2.2计算负荷的确定要保证供电系统安全可靠的工作，实际负荷电流通过系统各个元件产生的热量引起的温升应不超过导体和电气设备在规定使用期间内长期工作的允许温升。
计算计算负荷的方法有：
单位产品耗电法
利用系数法
二项式法
需要系数法 ------重点掌握单位产品耗电法
已知单位产品耗电 a（可查手册），又知到工厂年产量 A。则可估算工厂年耗电量。
利用系数法利用系数附加系数
aAPPP C 30m ax
n
Ni
av
X
P
P
K
1
av
c
ad p
PK?
N NiXadavadC PKKPKP
1
二项式法
由负荷曲线之和台容量最大的电机容量可查手册或附录表为二项式系数
xP
cb
cPPb
cPPKPPP
x
x
N
Ni
x
N
NiXav
1,,
1
1
m a x
平均负荷 大容量电机起动产生的冲击负荷
2.2.1 需要系数法
需要系数是计算负荷与设备总的额定负荷比值。
为什么计算负荷不能用额定负荷，而要考虑需要系数呢？
所有设备，工作方式不同，设备发热不同，所有设备不一定同时工作，不都满负荷，设备有损耗 ----效率，线路有损耗，因此，其消耗的功率不是额定值。
n
i
iN
d
P
PK
1
.
m a x
n
i
iNd PKP
1
.m a x
需要系数
需要系数的物理意义
需要系数考虑了以下的主要因素：
式中 —— 同时使用系数，为在最大负荷工作班工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备容量之比；
—— 负荷系数，表示工作着的用电设备实际所需功率与全部用电设备投入容量之比；
—— 线路效率 ；
—— 用电设备在实际运行时的效率 。
考虑上述影响用一综合系数来表示。查手册附表 1
wle
L
d
KK
K
K
LK
wl?
e?
设备容量与额定容量
用电设备的工作制可分为：
连续运行工作制,
短时运行工作制：
断续周期工作制：
是指工作时间较长，连续运行的用电设备。 >1~2h
是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制。半小时以下。
是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的用电设备的工作制。周期不超过 10分，
如：通风机、压缩机、各种电炉、机床、
照明等
如吊车用电动机、电焊用变压器等。
如金属切削机床用的辅助机械（横梁升降、刀架快速移动装置等）、水闸用电机等。
周期性工作，运行时温度达不到允许温升，停止时降不到环境温度，但从长时看可达到允许温升
为表征其断续周期的特点，用整个工作周期里的工作时间与全周期时间之比，即用负荷持续率（ FC）
表示：
式中 —— 工作时间；
—— 停歇时间；
—— 整个周期时间，不应超过 10min.
%100 Tttt tFC W
SW
W?
wt
st
T
设备容量的确定
连续运行工作制
短时运行工作制
断续周期工作制
在参与负荷计算时，从发热的观点看，需将铭牌功率按上式换算统一规定的负荷持续率 下的功率：
对于起重机 换算到 =25%
对于电焊机 换算到 =100%
式中 —— 名牌负荷持续率；
—— 换算前铭牌额定功率，单位为 KW。
Ne PP?
Ne PP?
S
N
Ne PP?
N?
NP
S?
S?
S?
2.2.2 三相计算负荷的确定
单台设备
成组
多组
k v aQPSS
ktgPQQ
kwPKPP
CCC
CC
NdC
22
30
30
30
v a r
k v aQPSS
ktgPQQ
kwPKPP
CCC
CC
n
i
NidC
22
30
30
1
30
v a r
N
n
i
iq
n
i
ip
U
S
I
k v aQPS
kQKQ
kwPKP
3
v a r
30
30
2
30
2
3030
1
3030
1
3030
查附表 1
的取值
pK? qK?
对车间干线取
对低压母线
由用电设备组计算负荷直接相加来计算
由车间干线计算负荷直接相加来计算
97.0~9.0
95.0~85.0
q
p
K
K
95.0~85.0
90.0~80.0
q
p
K
K
97.0~93.0
95.0~90.0
q
p
K
K
例题
某机修车间 380V线路，接有金属冷加工机床用电动机
7.5KW1台,5KW电动机 2台,3.5KW电动机 7台；通风机
7.5KW2台,5KW电动机 7台；非连锁的运输机械 5KW电动机 2台,3.5KW电动机 4台，求各用电设备组和低压干线上总计算负荷。
解 (1)查表可得冷加工机床 Kd=0.16 cos =0.5 tg =1.73
通风机 Kd=0.75 cos =0.8 tg =0.75
运输机械 Kd=0.6 cos = 0.75 tg =0.88
(2)计算负荷
冷加工机床
通风机
运输机械
v a r6 2 5 6.1173.172.6
72.675.3255.716.0
3030
1
30
ktgPQ
kWPKP
n
i
Nid
v a r125.2875.05.37
5.377525.775.0
3030
1
30
ktgPQ
kWPKP
n
i
Nid
v a r672.1288.04.14
4.1445.3256.0
3030
1
30
ktgPQ
kWPKP
n
i
Nid
(3)低压干线
A
U
S
I
k v aQPS
kQKQ
kwPKP
N
n
i
iq
n
i
ip
58.1 1 4
38.03
4 1 2.75
3
4 1 2.758 4 9.506 8 9.55
v a r8 4 9.506 7 2.121 2 5.286 2 5 6.1197.0
6 8 9.554.145.3772.695.0
30
30
222
30
2
3030
1
3030
1
3030
2.3 单相设备计算负荷的确定
企业也有单相负荷，如电焊机、电热器、电炉、电灯等。
2.3.1单相设备计算负荷的确定方法
当单相设备总容量 小于 三相总负荷 15%时，
单相负荷就看成三相负荷，直接加；
当单相设备总容量 大于 三相总负荷 15%，
则应将单相设备容量换算成三相容量，在与三相负荷相加；
2.3.2单相负荷换算成三相负荷
有三种情况
单相设备接相电压
单相设备接线电压
只有一台单相设备
三相都有单相设备当
当 时
当 时
单相设备有接相电压，有接线电压
m a x.30 3?PP?
abPP 330?
bcab PPP 5.130
abPP 330?
cabcab PPP
abbc PP 15.0?
abbc PP 15.0?
也可近似为三倍最大相负荷单相设备有接相电压，有接线电压
步骤：
（ 1） 线 — 相折算。
（ 2）各相相加。
（ 3）最大相乘以 3。
线 — 相折算方法有功功率 无功功率
CACCABCCBCC
BCBBCABBABB
CAACAABAABA
PpPpP
PpPpP
PpPpP
CACCABCCBCC
BCBBCABBABB
CAACAABAABA
QqQqQ
QqQqQ
QqQqQ
PAB
P’A
P’B
A相
B相
A相
B相功率换算系数例题
如图示 220/380V线路上，接有 220V单相电热干燥箱 4台，其中 2台 10KW接于 A相,1台
30KW接于 B相,1台 20KW接于 C相，另有
380V单相对焊机 4台，其中 2台 14KW（ e=60%）
接于 AB相,1台 20KW （ e=60%）接于 BC相，
1台 30KW （ e=60%）接于 CA相，试求线路的计算负荷。
分析：
有接相电压，有接线电压，因此应先将线折算为相，各项相加，最大相乘 3
解 1）电热箱各相计算负荷查附表 1
各相计算负荷
0,142017.0
0,213017.0
0,141027.0
0t a n,1c o s,7.0
)1(.30)1(.30
)1(.30)1(.30
)1(.30)1(.30
CC
BB
AA
d
QKWP
QKWP
QKWP
K
2）对焊机的各相计算负荷由于对焊机是短时重复工作制，应将对焊机的容量换算到 100%负载持续率。
所以，
查需要系数 KWP CA 23306.0
8.0
22.0
2.0
8.07.0c o s
02.1t a n,7.0c o s,35.0
ACACBCBAB
CCABBCAAB
ACACBCBAB
CCABBCAAB
d
qqq
qqq
ppp
ppp
K
时，?
KWP
KWP
KWP
C
B
A
84.7)202.0238.0(35.0
56.7)1422.0208.0(35.0
45.9)232.01428.0(35.0
)2(.30
2.30
2.30
有 功计算负荷
无功计算负荷
KWQ
KWQ
KWQ
C
B
A
39.7)208.02322.0(35.0
38.9)1428.02022.0(35.0
61.8)238.014222.0(35.0
)2(.30
)2(.30
)2(.30
3）各相总计算负荷
v a r39.7
v a r36.9
v a r61.8
8.21
6.28
5.23
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
KQQQ
KQQQ
KQQQ
KWPPP
KWPPP
KWPPP
CCC
BBB
AAA
CCC
BBB
AAA
最大相
4）总的等效三相负荷
A
U
S
I
k V AQPS
kQQ
kWPP
N
B
B
137
3
3.90
v ar1.2838.933
8.856.2833
30
30
2
30
2
3030
.3030
.3030
2.4 工厂计算负荷及年耗电量计算
2.4.1 工厂供电系统的功率损耗
2.4.1.1 线路损耗有功损耗 RWL线路电阻无功损耗 XWL线路阻抗
WLNWLNWLNWLWL RU
PR
U
QPR
U
SRIP
22
2
30
2
2
30
2
30
2
2
302
30 c o s333?
WLNWLNWLNWLWL XU
QX
U
QPX
U
SXIQ
22
2
30
2
2
30
2
30
2
2
302
30 s i n333?
2.4.1.2 变压器的损耗有功损耗 无功损耗
2
30
0?
N
KT S
S
QQQ
2
30
0?
N
KT S
S
PPP
变压器技术参数见附录表 5 P349
NS
IQ
100
%0
0 N
K
K S
UQ
100
%
变压器功率损耗近似计算
30
30
06.0
0 1 5.0
SQ
SP
T
T
2.4.2 无功功率补偿
2.4.2.1 功率因数
2.4.2.2 提高功率因数意义
可减小功率损耗
可减小电压损耗
可提高电力系统的供电能力
降低成本
,供电营业规则,规定,COSφ大于等于 0.9 奖，低于此值罚。
S
P
IU
P
N
3
c o s?
P
S Q
2.4.2.3 提高功率因数的方法
1、提高负荷的自然功率因数：
1）正确的选择、合理的使用电动机和变压器 。
尽量选择鼠笼型电动机。避免：空载、轻载运行。
2）更换设备为节能设备，对大容量，长时工作的 设备采用同步电动机，使其工作在过激状态。
2、人工补偿提高功率因数当 COSφ＜ 0.9时，采用人工补偿法来提高功率因数，广泛采用并联电容器进行补偿。
2.4.2.4电容器的选择
电容器无功容量的计算 图
电容器（柜）台数的确定
需电容器台数：
每相所需电容器台数：
取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。
P
QC
QL S
1
S2
2130 ta nta n PQ C
2
NC
W
nc
c
U
U
q
Q
N
3
Nn?
并联电容器的补偿方式
单独就地补偿方式：
优点：补偿范围大，补偿效果最好缺点：投资大，利用率低。适用经常运转而容量大的感性用电设备。
低压分组补偿方式：
优点：补偿范围较大，补偿效果较好适用：车间变电所。工厂广泛采用。
高压集中补偿方式：
优点：初期投资少，便于集中管理，利用率高。
缺点：补偿效果差适用对象,6～ 10kV 大中型工厂采用补偿方式电容器的联接方式
①三角形接法：
优点,1）经济
2）断线仍有补偿，只是减少缺点：击穿时造成两相短路，易引起电容器爆炸。
②星形接法：
优点：击穿时，电流较小，较安全。
缺点：经济性差断线后没有补偿
10kv设计规范：高压电容器宜接成中点不接地星形，
容量较小时（ 450kvar）接三角形低压电容器接三角形。
CYC
CYC
QQ
UCCUQCUQ
3
3
33,3
2
22
电容器运行维护
变配电所停电，应切除电容器，以免来电时，母线电压过高；
高压电容器放电时间不小于 5min，低压放电不小于 1min。残压 50V以下 。
电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，
以免放电回路断开，危及人身安全。
检修时，切除电容器后应用短接导线使其放电；
1000V以上的电容器应采用电压互感器放电。
2.4.3工厂电能消耗量计算
年有功电能消耗量
年无功电能消耗量年平均有功负荷系数 m ax30,TPW aP
年平均无功负荷系数 m a x30,TQW aq
2.4.4 工厂计算负荷的确定常采用逐级计算法 ①从用电设备组开始，采用需要系数法计算成组计算负荷；
② 计算同一条线路上多组计算负荷，即多组计算负荷之和乘以同时系数；
③计算低压线路损耗；
④该低压线路 WL2计算负荷；④ = ③ + ②
⑤同样方法计算出其他低压线路的计算负荷 WL1,WL2.WL3…… ；
⑥计算低压母线上计算负荷，它等于每条低压配出线计算负荷之和乘以同时系数；
⑦计算变压器损耗； ⑧计算高压线路损耗
⑨该高压线路 WL1计算负荷 ⑨ = ⑥ +⑦ +⑧
⑩全厂计算负荷为每条高压配出线计算负荷之和乘以同时系数；
①
②
③
④ ⑤⑤ ⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
举例
某煤矿企业主要设备布置如图所示，负荷大小及电压见负荷统计表。要求设计变电所，向所有设备供电。
压风机房
10kv,250kw,
380v,70kw
副提升机
10kv,550kw，
380v,30kw
主提升机
10kv,800kw，
380v,80kw
下井 10kv
1500kw
锅炉房
380v,70kw
办公楼
380v,10kw
机修厂
380v,175kw矸石山
380v,60kw
通风机
10kv，
580kw
生产系统
380v，
270kw
总降压变电所中压线路低压 线路电源高压线路建立负荷统计表 ----逐级计算
由设备布置和电压可画出供电图
负荷统计表主井提升副井提升通风机压风机下井机修厂
10kv
35/10
kv
10/0.4kv
10/0.4kv
收集资料时将统计的负荷列表
查需要系数表
用需要系数法计算
无功功率补偿电容器台数
线路损耗 若电源为 95mm2的架空线
全厂总计算负荷
P=3285.3kw Q=2087.1kvar S=3892.2kva
台取 18,2.17
5.10
1040
8.623
2?
N
kwRUSRIP WLNWLWL 419.9105.2303.0353 9.39023333 32
2
2
2
302
30
v a r2 5 8 7.105.233.0353
9.3 9 0 23
3
33 2
2
2
2
302
30 kXU
SXIQ
WL
N
WLWL
v a r8.6 2 34 8 4 3.06 7 7 9.05.3 2 2 2ta nta n 2130 kPQ C
2.5 尖峰电流的计算
尖峰电流：持续 1~2秒的短时最大负荷电流。
单台设备的尖峰电流
多台用电设备尖峰电流计算
Nststpk IKII
m a x.
1
1
,st
n
i
iNpk IIKI?
本章小结
了解负荷计算的相关概念，如计算负荷、
年最大负荷、年最大负荷利用小时等。
掌握计算负荷的计算 -------需要系数法
掌握工厂计算负荷的确定
负荷统计表 -----逐级计算法
无功补偿
主要内容
工厂电力负荷与负荷曲线
三相用电设备组计算负荷的确定
单相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算
尖峰电流及其计算重点,难点了解,
工厂电力负荷与负荷曲线相关概念理解,
尖峰电流及其计算掌握,
三相用电设备组计算负荷的确定 -----需要系数法
单相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算 ---逐级计算法重点,
三相用电设备组计算负荷的确定
工厂计算负荷与年耗电量的计算 难点
2.1 工厂电力负荷与负荷曲线
2.1.1负荷分级与可靠性要求用电负荷分为以下三级：
一级负荷,中断供电将造成人身伤亡；将在政治、经济上造成重大损失。 双电源供电
二级负荷,中断供电将在政治、经济上造成重大损失。 双电源供电或单电源
三级负荷,不属于一级和二级负荷。 单电源
2.1.2基本概念
负荷曲线电力负荷随时间变化的曲线。反映用电过程用电高峰和低谷。
日负荷曲线,月负荷曲线、年负荷曲线负荷曲线年负荷曲线两种：年负荷持续时间曲线运行年负荷曲线年负荷持续时间曲线北方：冬季 200天，夏季 165天南方,夏季 200天，冬季 165天
年每日最大负荷曲线负荷曲线日期（日 /月）
Pmax
1/1 31/12
同行业、同规模的企业，负荷曲线相似，可从已建好的企业了解其最大负荷、
用电量等参数。
2.1.2基本概念
年最大负荷年负荷曲线中最大负荷。即全年 30分钟平均最大负荷。
年最大负荷利用小时 Tmax
年最大负荷持续运行 T所消耗的电能，恰等于全年实际消耗电能。 T称为年最大负荷利用小时。
2.1.2基本概念
平均负荷一定时间 t内平均消耗的功率。
负荷系数年平均负荷与年最大负荷的比值。
计算负荷根据发热条件确定导体或设备的假想的负荷称为计算负荷。（即持续 30分钟的负荷，可使导体达到稳定温升）
8 7 6 0
at
av
W
t
WP
m axP
PK av
L?
负荷计算目的求计算负荷的这项工作称为负荷计算。
负荷计算的内容
求计算负荷 -----选择变压器、开关电器等
求尖峰电流 -----校验电压波动和选择保护电器
求一、二级负荷 ------确定备用电源或应急电源
求季节性负荷 -----确定变压器台数和经济运行方式
计算目的,
为了正确的选择线路的导线截面、变压器的容量、开关电器、互感器等设备的额定参数。继电保护装置整定，运行方式的确定。
2.2计算负荷的确定要保证供电系统安全可靠的工作，实际负荷电流通过系统各个元件产生的热量引起的温升应不超过导体和电气设备在规定使用期间内长期工作的允许温升。
计算计算负荷的方法有：
单位产品耗电法
利用系数法
二项式法
需要系数法 ------重点掌握单位产品耗电法
已知单位产品耗电 a（可查手册），又知到工厂年产量 A。则可估算工厂年耗电量。
利用系数法利用系数附加系数
aAPPP C 30m ax
n
Ni
av
X
P
P
K
1
av
c
ad p
PK?
N NiXadavadC PKKPKP
1
二项式法
由负荷曲线之和台容量最大的电机容量可查手册或附录表为二项式系数
xP
cb
cPPb
cPPKPPP
x
x
N
Ni
x
N
NiXav
1,,
1
1
m a x
平均负荷 大容量电机起动产生的冲击负荷
2.2.1 需要系数法
需要系数是计算负荷与设备总的额定负荷比值。
为什么计算负荷不能用额定负荷，而要考虑需要系数呢？
所有设备，工作方式不同，设备发热不同，所有设备不一定同时工作，不都满负荷，设备有损耗 ----效率，线路有损耗，因此，其消耗的功率不是额定值。
n
i
iN
d
P
PK
1
.
m a x
n
i
iNd PKP
1
.m a x
需要系数
需要系数的物理意义
需要系数考虑了以下的主要因素：
式中 —— 同时使用系数，为在最大负荷工作班工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备容量之比；
—— 负荷系数，表示工作着的用电设备实际所需功率与全部用电设备投入容量之比；
—— 线路效率 ；
—— 用电设备在实际运行时的效率 。
考虑上述影响用一综合系数来表示。查手册附表 1
wle
L
d
KK
K
K
LK
wl?
e?
设备容量与额定容量
用电设备的工作制可分为：
连续运行工作制,
短时运行工作制：
断续周期工作制：
是指工作时间较长，连续运行的用电设备。 >1~2h
是指工作时间很短，停歇时间相当长的用电设备的工作制。半小时以下。
是指有规律性的时而工作、时而停歇，反复运行的用电设备的工作制。周期不超过 10分，
如：通风机、压缩机、各种电炉、机床、
照明等
如吊车用电动机、电焊用变压器等。
如金属切削机床用的辅助机械（横梁升降、刀架快速移动装置等）、水闸用电机等。
周期性工作，运行时温度达不到允许温升，停止时降不到环境温度，但从长时看可达到允许温升
为表征其断续周期的特点，用整个工作周期里的工作时间与全周期时间之比，即用负荷持续率（ FC）
表示：
式中 —— 工作时间；
—— 停歇时间；
—— 整个周期时间，不应超过 10min.
%100 Tttt tFC W
SW
W?
wt
st
T
设备容量的确定
连续运行工作制
短时运行工作制
断续周期工作制
在参与负荷计算时，从发热的观点看，需将铭牌功率按上式换算统一规定的负荷持续率 下的功率：
对于起重机 换算到 =25%
对于电焊机 换算到 =100%
式中 —— 名牌负荷持续率；
—— 换算前铭牌额定功率，单位为 KW。
Ne PP?
Ne PP?
S
N
Ne PP?
N?
NP
S?
S?
S?
2.2.2 三相计算负荷的确定
单台设备
成组
多组
k v aQPSS
ktgPQQ
kwPKPP
CCC
CC
NdC
22
30
30
30
v a r
k v aQPSS
ktgPQQ
kwPKPP
CCC
CC
n
i
NidC
22
30
30
1
30
v a r
N
n
i
iq
n
i
ip
U
S
I
k v aQPS
kQKQ
kwPKP
3
v a r
30
30
2
30
2
3030
1
3030
1
3030
查附表 1
的取值
pK? qK?
对车间干线取
对低压母线
由用电设备组计算负荷直接相加来计算
由车间干线计算负荷直接相加来计算
97.0~9.0
95.0~85.0
q
p
K
K
95.0~85.0
90.0~80.0
q
p
K
K
97.0~93.0
95.0~90.0
q
p
K
K
例题
某机修车间 380V线路，接有金属冷加工机床用电动机
7.5KW1台,5KW电动机 2台,3.5KW电动机 7台；通风机
7.5KW2台,5KW电动机 7台；非连锁的运输机械 5KW电动机 2台,3.5KW电动机 4台，求各用电设备组和低压干线上总计算负荷。
解 (1)查表可得冷加工机床 Kd=0.16 cos =0.5 tg =1.73
通风机 Kd=0.75 cos =0.8 tg =0.75
运输机械 Kd=0.6 cos = 0.75 tg =0.88
(2)计算负荷
冷加工机床
通风机
运输机械
v a r6 2 5 6.1173.172.6
72.675.3255.716.0
3030
1
30
ktgPQ
kWPKP
n
i
Nid
v a r125.2875.05.37
5.377525.775.0
3030
1
30
ktgPQ
kWPKP
n
i
Nid
v a r672.1288.04.14
4.1445.3256.0
3030
1
30
ktgPQ
kWPKP
n
i
Nid
(3)低压干线
A
U
S
I
k v aQPS
kQKQ
kwPKP
N
n
i
iq
n
i
ip
58.1 1 4
38.03
4 1 2.75
3
4 1 2.758 4 9.506 8 9.55
v a r8 4 9.506 7 2.121 2 5.286 2 5 6.1197.0
6 8 9.554.145.3772.695.0
30
30
222
30
2
3030
1
3030
1
3030
2.3 单相设备计算负荷的确定
企业也有单相负荷，如电焊机、电热器、电炉、电灯等。
2.3.1单相设备计算负荷的确定方法
当单相设备总容量 小于 三相总负荷 15%时，
单相负荷就看成三相负荷，直接加；
当单相设备总容量 大于 三相总负荷 15%，
则应将单相设备容量换算成三相容量，在与三相负荷相加；
2.3.2单相负荷换算成三相负荷
有三种情况
单相设备接相电压
单相设备接线电压
只有一台单相设备
三相都有单相设备当
当 时
当 时
单相设备有接相电压，有接线电压
m a x.30 3?PP?
abPP 330?
bcab PPP 5.130
abPP 330?
cabcab PPP
abbc PP 15.0?
abbc PP 15.0?
也可近似为三倍最大相负荷单相设备有接相电压，有接线电压
步骤：
（ 1） 线 — 相折算。
（ 2）各相相加。
（ 3）最大相乘以 3。
线 — 相折算方法有功功率 无功功率
CACCABCCBCC
BCBBCABBABB
CAACAABAABA
PpPpP
PpPpP
PpPpP
CACCABCCBCC
BCBBCABBABB
CAACAABAABA
QqQqQ
QqQqQ
QqQqQ
PAB
P’A
P’B
A相
B相
A相
B相功率换算系数例题
如图示 220/380V线路上，接有 220V单相电热干燥箱 4台，其中 2台 10KW接于 A相,1台
30KW接于 B相,1台 20KW接于 C相，另有
380V单相对焊机 4台，其中 2台 14KW（ e=60%）
接于 AB相,1台 20KW （ e=60%）接于 BC相，
1台 30KW （ e=60%）接于 CA相，试求线路的计算负荷。
分析：
有接相电压，有接线电压，因此应先将线折算为相，各项相加，最大相乘 3
解 1）电热箱各相计算负荷查附表 1
各相计算负荷
0,142017.0
0,213017.0
0,141027.0
0t a n,1c o s,7.0
)1(.30)1(.30
)1(.30)1(.30
)1(.30)1(.30
CC
BB
AA
d
QKWP
QKWP
QKWP
K
2）对焊机的各相计算负荷由于对焊机是短时重复工作制，应将对焊机的容量换算到 100%负载持续率。
所以，
查需要系数 KWP CA 23306.0
8.0
22.0
2.0
8.07.0c o s
02.1t a n,7.0c o s,35.0
ACACBCBAB
CCABBCAAB
ACACBCBAB
CCABBCAAB
d
qqq
qqq
ppp
ppp
K
时，?
KWP
KWP
KWP
C
B
A
84.7)202.0238.0(35.0
56.7)1422.0208.0(35.0
45.9)232.01428.0(35.0
)2(.30
2.30
2.30
有 功计算负荷
无功计算负荷
KWQ
KWQ
KWQ
C
B
A
39.7)208.02322.0(35.0
38.9)1428.02022.0(35.0
61.8)238.014222.0(35.0
)2(.30
)2(.30
)2(.30
3）各相总计算负荷
v a r39.7
v a r36.9
v a r61.8
8.21
6.28
5.23
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
)2(.30)1(.30.30
KQQQ
KQQQ
KQQQ
KWPPP
KWPPP
KWPPP
CCC
BBB
AAA
CCC
BBB
AAA
最大相
4）总的等效三相负荷
A
U
S
I
k V AQPS
kQQ
kWPP
N
B
B
137
3
3.90
v ar1.2838.933
8.856.2833
30
30
2
30
2
3030
.3030
.3030
2.4 工厂计算负荷及年耗电量计算
2.4.1 工厂供电系统的功率损耗
2.4.1.1 线路损耗有功损耗 RWL线路电阻无功损耗 XWL线路阻抗
WLNWLNWLNWLWL RU
PR
U
QPR
U
SRIP
22
2
30
2
2
30
2
30
2
2
302
30 c o s333?
WLNWLNWLNWLWL XU
QX
U
QPX
U
SXIQ
22
2
30
2
2
30
2
30
2
2
302
30 s i n333?
2.4.1.2 变压器的损耗有功损耗 无功损耗
2
30
0?
N
KT S
S
QQQ
2
30
0?
N
KT S
S
PPP
变压器技术参数见附录表 5 P349
NS
IQ
100
%0
0 N
K
K S
UQ
100
%
变压器功率损耗近似计算
30
30
06.0
0 1 5.0
SQ
SP
T
T
2.4.2 无功功率补偿
2.4.2.1 功率因数
2.4.2.2 提高功率因数意义
可减小功率损耗
可减小电压损耗
可提高电力系统的供电能力
降低成本
,供电营业规则,规定,COSφ大于等于 0.9 奖，低于此值罚。
S
P
IU
P
N
3
c o s?
P
S Q
2.4.2.3 提高功率因数的方法
1、提高负荷的自然功率因数：
1）正确的选择、合理的使用电动机和变压器 。
尽量选择鼠笼型电动机。避免：空载、轻载运行。
2）更换设备为节能设备，对大容量，长时工作的 设备采用同步电动机，使其工作在过激状态。
2、人工补偿提高功率因数当 COSφ＜ 0.9时，采用人工补偿法来提高功率因数，广泛采用并联电容器进行补偿。
2.4.2.4电容器的选择
电容器无功容量的计算 图
电容器（柜）台数的确定
需电容器台数：
每相所需电容器台数：
取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。
P
QC
QL S
1
S2
2130 ta nta n PQ C
2
NC
W
nc
c
U
U
q
Q
N
3
Nn?
并联电容器的补偿方式
单独就地补偿方式：
优点：补偿范围大，补偿效果最好缺点：投资大，利用率低。适用经常运转而容量大的感性用电设备。
低压分组补偿方式：
优点：补偿范围较大，补偿效果较好适用：车间变电所。工厂广泛采用。
高压集中补偿方式：
优点：初期投资少，便于集中管理，利用率高。
缺点：补偿效果差适用对象,6～ 10kV 大中型工厂采用补偿方式电容器的联接方式
①三角形接法：
优点,1）经济
2）断线仍有补偿，只是减少缺点：击穿时造成两相短路，易引起电容器爆炸。
②星形接法：
优点：击穿时，电流较小，较安全。
缺点：经济性差断线后没有补偿
10kv设计规范：高压电容器宜接成中点不接地星形，
容量较小时（ 450kvar）接三角形低压电容器接三角形。
CYC
CYC
UCCUQCUQ
3
3
33,3
2
22
电容器运行维护
变配电所停电，应切除电容器，以免来电时，母线电压过高；
高压电容器放电时间不小于 5min，低压放电不小于 1min。残压 50V以下 。
电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，
以免放电回路断开，危及人身安全。
检修时，切除电容器后应用短接导线使其放电；
1000V以上的电容器应采用电压互感器放电。
2.4.3工厂电能消耗量计算
年有功电能消耗量
年无功电能消耗量年平均有功负荷系数 m ax30,TPW aP
年平均无功负荷系数 m a x30,TQW aq
2.4.4 工厂计算负荷的确定常采用逐级计算法 ①从用电设备组开始，采用需要系数法计算成组计算负荷；
② 计算同一条线路上多组计算负荷，即多组计算负荷之和乘以同时系数；
③计算低压线路损耗；
④该低压线路 WL2计算负荷；④ = ③ + ②
⑤同样方法计算出其他低压线路的计算负荷 WL1,WL2.WL3…… ；
⑥计算低压母线上计算负荷，它等于每条低压配出线计算负荷之和乘以同时系数；
⑦计算变压器损耗； ⑧计算高压线路损耗
⑨该高压线路 WL1计算负荷 ⑨ = ⑥ +⑦ +⑧
⑩全厂计算负荷为每条高压配出线计算负荷之和乘以同时系数；
①
②
③
④ ⑤⑤ ⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
举例
某煤矿企业主要设备布置如图所示，负荷大小及电压见负荷统计表。要求设计变电所，向所有设备供电。
压风机房
10kv,250kw,
380v,70kw
副提升机
10kv,550kw，
380v,30kw
主提升机
10kv,800kw，
380v,80kw
下井 10kv
1500kw
锅炉房
380v,70kw
办公楼
380v,10kw
机修厂
380v,175kw矸石山
380v,60kw
通风机
10kv，
580kw
生产系统
380v，
270kw
总降压变电所中压线路低压 线路电源高压线路建立负荷统计表 ----逐级计算
由设备布置和电压可画出供电图
负荷统计表主井提升副井提升通风机压风机下井机修厂
10kv
35/10
kv
10/0.4kv
10/0.4kv
收集资料时将统计的负荷列表
查需要系数表
用需要系数法计算
无功功率补偿电容器台数
线路损耗 若电源为 95mm2的架空线
全厂总计算负荷
P=3285.3kw Q=2087.1kvar S=3892.2kva
台取 18,2.17
5.10
1040
8.623
2?
N
kwRUSRIP WLNWLWL 419.9105.2303.0353 9.39023333 32
2
2
2
302
30
v a r2 5 8 7.105.233.0353
9.3 9 0 23
3
33 2
2
2
2
302
30 kXU
SXIQ
WL
N
WLWL
v a r8.6 2 34 8 4 3.06 7 7 9.05.3 2 2 2ta nta n 2130 kPQ C
2.5 尖峰电流的计算
尖峰电流：持续 1~2秒的短时最大负荷电流。
单台设备的尖峰电流
多台用电设备尖峰电流计算
Nststpk IKII
m a x.
1
1
,st
n
i
iNpk IIKI?
本章小结
了解负荷计算的相关概念，如计算负荷、
年最大负荷、年最大负荷利用小时等。
掌握计算负荷的计算 -------需要系数法
掌握工厂计算负荷的确定
负荷统计表 -----逐级计算法
无功补偿
