1、1第第3冊冊 第第 5 章章負荷分級及計算負荷分級及計算2本章內(nèi)容概述 本章內(nèi)容包括兩部分，即負荷分級的原則及供電要求和負荷的計算方法 負荷分級的原則及供電要求包括：負荷按重要性分級的原則和一三級負荷供電要求。 負荷的計算方法包括：負荷計算的內(nèi)容和目的、負荷計算的方法及用途、設(shè)備功率的確定、需要系數(shù)法確定計算負荷、利用系數(shù)法確定計算負荷、二項式法確定計算負荷、單位功率法和單位指標法確定計算負荷、單相負荷計算和功率損耗計算。3本章考試大綱要求 掌握：負荷分級的原則及供電要求 掌握：負荷的計算方法4電氣專業(yè)要了解的基本知識 電力系統(tǒng)組成組成： 發(fā)電變電輸電配電用電 要解決的四個方面的問題： 電、磁

2、、熱、機。5與本章相關(guān)的規(guī)程規(guī)范和手冊 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB500521995 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 JGJ/T1692 工業(yè)和民用配電設(shè)計手冊(第二版) 水利電力出版社，1994 6一、負荷分級的原則及供電要求（掌握）1、負荷按重要性分級的原則 a) 一級負荷 b) 二級負荷 c) 三級負荷 負荷的分級在工業(yè)和民用配電設(shè)計手冊中有級別表。2、一三級負荷供電要求71、負荷按重要性分級的原則 按重要性分級的原則 電力負荷應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成損失或影響的程度進行分級，并應(yīng)符合下列規(guī)定。 常用重要電力級別81、負荷按重要性分級的原則 符合下列情況之一時，應(yīng)為一級

3、負荷 中斷供電將造成人身傷亡時。 中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失時。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、國家經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復(fù)等。 中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。91、負荷按重要性分級的原則 特別重要的負荷 在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應(yīng)視為特別重要的負荷。101、負荷按重要性分級的原則符合下列情況之一時，

4、應(yīng)為二級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品所廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。不屬于一級和二級負荷者應(yīng)為三級負荷。112、一三級負荷供電要求 一級負荷供電要求 一級負荷的供電電源應(yīng)符合下列規(guī)定： 1）一級負荷應(yīng)由兩個電源供電；當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。 2）一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴禁將其它負荷接

5、入應(yīng)急供電系統(tǒng)。122、一三級負荷供電要求 二級負荷供電要求 二級負荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回架空線供電；當采用電纜線路時，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級負荷。 三級負荷供電要求 三級負荷對供電無特殊要求，一般按其容量大小決定。13下列電源可作為應(yīng)急電源 一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，下列電源可作為應(yīng)急電源。 1）獨立于正常電源的發(fā)電機組。 2）供電網(wǎng)絡(luò)中獨立于正常電源的專用的饋電線路。 3）蓄電池。 4）干電池。

6、14根據(jù)允許中斷供電的時間可分別選擇下列應(yīng)急電源 1）允許中斷供電時間為15s以上的供電，可選用快速自啟動的發(fā)電機組。 2）自投裝置的動作時間能滿足允許中斷供電時間的，可選用帶有自動投入裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路。 3）允許中斷供電時間為毫秒級的供電，可選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置、蓄電池機械貯能電機型不間斷供電裝置或柴油機不間斷供電裝置。151、負荷計算的內(nèi)容和目的2、負荷計算的方法及用途3、設(shè)備功率的確定4、需要系數(shù)法確定計算負荷5、利用系數(shù)法確定計算負荷6、二項式法確定計算負荷7、單位功率法和單位指標法確定計算負荷8、單相負荷計算9、功率損耗計算二、負荷的計算（掌握）161、負

7、荷計算的內(nèi)容和目的計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采用30min的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 （穩(wěn)態(tài)負荷） 尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1s左右的最大負荷電流。一般取啟動電流的周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。 (暫態(tài)負荷） 平均負荷為某段時間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班(即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班)的平均負荷，有時也計算年平均負荷。

8、平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。 (等效負荷） 172、負荷計算的方法及用途負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項式法、單位面積功率法等幾種。需要系數(shù)法。用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結(jié)果比較接近實際。適用于各種范圍的負荷計算，但計算進程稍繁。由于計算器的普遍使用，本方法必將被廣泛采用。182、負荷計算的方法及用途二項式法。將負荷分為

9、基本部分和附加部分，后者考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備影響，適用于機修類用電設(shè)備計算，其他各類車間和車間變電所施工設(shè)計亦常采用，二項式法計算結(jié)果一般偏大。 單位面積功率法、單位指標法和單位產(chǎn)品耗電量法。前兩者多用于民用建筑，后者適用于某些工業(yè)，用于可行性研究和初步設(shè)計階段電力負荷估算。對于臺數(shù)較少(4臺及以下)的用電設(shè)備。3臺及2臺用電設(shè)備的計算負荷，取各設(shè)備功率之和；4臺用電設(shè)備的計算負荷，取設(shè)備功率之和乘以0.9的系數(shù)。193、設(shè)備功率的確定進行負荷計算時，需將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率。用電設(shè)備的額定功率Pr或額定容量Sr是指銘牌上的數(shù)據(jù)。對于不同負載持續(xù)率下的額定功

10、率或額定容量，應(yīng)換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率，即設(shè)備功率PN。連續(xù)工作制電動機的設(shè)備功率等于額定功率。短時或周期工作制電動機(如起重機用電動機等)的設(shè)備功率是指將額定功率換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率。1)當采用需要系數(shù)法和二項式法計算負荷時，應(yīng)統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率為25%下的有功功率。kWPPPrrrrN,225. 0204、需要系數(shù)法確定計算負荷用電設(shè)備組的計算負荷及計算電流：有功功率無功功率視在功率計算電流kWPKPNrjs,var,ktgPQjsjskVAQPSjsjsjs,22AUSIrjsjs,3214、需要系數(shù)法確定計算負荷配電干線或車間變電所的計算負荷： 有功功率無功功率

11、視在功率kWPKKPNXPjs),(kVAQPSjsjsjs,22var),(ktgPKKQNXPjs224、需要系數(shù)法確定計算負荷配電所或總降壓變電所的計算負荷，為各車間變電所計算負荷之和再乘以同時系數(shù)Kp和Kq。對配電所的Kp和Kq分別取0.851和0.951，對總降壓變電所的Kp和Kq分別取0.80.9和0.930.97。當簡化計算時，同時系數(shù)Kp和Kq都取Kp值。235、利用系數(shù)法確定計算負荷用利用系數(shù)法確定計算負荷時，不論計算范圍大小，都必須求出該計算范圍內(nèi)用電設(shè)備有效臺數(shù)有效臺數(shù)及最大系數(shù)最大系數(shù)，而后算出結(jié)果。用電設(shè)備組在最大負荷班內(nèi)的平均負荷： 有功功率 無功功率 K1見表5-

12、2-6kWPKPNP,1var,ktgPQPP245、利用系數(shù)法確定計算負荷平均利用系數(shù)為用電設(shè)備的有效臺數(shù)nyx是將不同設(shè)備功率和工作制的用電設(shè)備臺數(shù)換算為相同設(shè)備功率和工作制的等效值。故NPlpPPK212)(NNYXPn255、利用系數(shù)法確定計算負荷計算負荷及計算電流：有功功率無功功率視在功率計算電流kWPKPPmjs,var,kQKQPmjskVAQPSjsjsjs,22var,3kUSINjsjs265、利用系數(shù)法確定計算負荷3臺及以下用電設(shè)備的計算有功功率取設(shè)備功率總和。3臺以上用電設(shè)備，而有效臺數(shù)小于4時，計算有功功率取設(shè)備功率總和，再乘以0.9系數(shù)。多數(shù)情況下車間變電所低壓母線

13、上的負荷，其平均利用系數(shù)K1p為0.20.6，有效臺數(shù)nyx相應(yīng)為5012及以上，持續(xù)時間0.5h的最大系數(shù)Km為1.051.23，則相應(yīng)于母線t1h的最大系數(shù)Km(t)，按上式計算不大于1.0351.16。276、二項式法確定計算負荷對于單個和多個用電設(shè)備組(車間變電所或配電干線)的計算負荷，分別按下述方法進行計算。單個用電設(shè)備組的計算負荷： 有功功率 無功功率SNjsbPcPPtgPQjsjs286、二項式法確定計算負荷多個用電設(shè)備組的計算負荷：有功功率無功功率視在功率計算電流SNjsbPcPPmax)()()(maxtgbPtgcPPSnNjs22jsjsjsQPSrjsjsUSI329

14、7、單位功率法和單位指標法確定計算負荷單位面積功率(或負荷密度)法。單位面積法計算有功功率的公式為單位指標法。單位指標法計算有功功率的公式為kWSPPNjs,1000kWNPPNjs,1000308、單相負荷計算計算原則單相負荷與三相負荷同時存在時，應(yīng)將單相負荷換算為等效三相負荷，再與三相負荷相加。在進行單相負荷換算時，一般采用計算功率。對需要系數(shù)法，計算功率即為需要功率；對利用系數(shù)法，計算功率為平均功率；當單相負荷均為同類用電設(shè)備時，則可直接采用設(shè)備功率計算。318、單相負荷計算單相負荷換算為等效三相負荷的一般方法，對于既有線間負荷又有相負荷的情況，計算步驟如下：先將線間負荷換算為相負荷。各

15、組負荷分別相加，選出最大相負荷，取其3倍作為等效三相負荷。328、單相負荷計算單相負荷換算為等效三相負荷的簡化方法：只有線間負荷時，將各線間負荷相加，選取較大兩項數(shù)據(jù)進行計算。只有相負荷時，等效三相負荷取最大相負荷的3倍。當多臺單相用電設(shè)備的設(shè)備功率小于計算范圍內(nèi)三相負荷設(shè)備功率的15%時，按三相平衡負荷計算，不需換算。339、功率損耗計算三相線路中有功及無功功率損耗：有功功率損耗無功功率損耗電力變壓器的有功及無功功率損耗：有功功率損耗無功功率損耗kWRIPjs,103321var,103321kXIQjskWSSPPPrjskT,)(20var,)(20kSSQQQrjskT34單項選擇題不同負荷等級的供電要求，下列條件中哪組是正確？.一級負荷應(yīng)由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。.一級負荷中特別重要負荷，除一個正常電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。.二級負荷宜由兩回線路供電。.同時供電的兩回及以上供配電線路中，一回路中斷供電時，其余線路應(yīng)能滿足全部一級負荷及二級負荷。A 、 B 、C 、 D 、IV答案：C35單項選擇題某加工廠有小批生產(chǎn)的冷加工機床組,接于380V線