3负荷计算与负荷分级.ppt

3 负荷计算与负荷分级负荷计算与负荷分级3.1 负荷计算负荷计算3.1.1 概述概述 -1 目的目的 求得设计所需的各项负荷数据求得设计所需的各项负荷数据——计算负荷，用以选择和校验网络及其元计算负荷，用以选择和校验网络及其元件 -2 实际负荷实际负荷 通常，电气负荷是随时变动的通常，电气负荷是随时变动的 -3 计算负荷计算负荷 假想的持续性负荷，它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际假想的持续性负荷，它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际负荷相等负荷相等 -4 按用途分类按用途分类 各类不同的用途，应取不同的负荷效应和时间间隔，得出的计算负荷也不各类不同的用途，应取不同的负荷效应和时间间隔，得出的计算负荷也不同，详见同，详见3.1.2 例如：按发热条件选择网络元件用的计算负荷，其最大热效应（温升和例如：按发热条件选择网络元件用的计算负荷，其最大热效应（温升和/或或绝缘热老化）应与实际负荷相同；所取的时间间隔应为元件达到稳定温升所绝缘热老化）应与实际负荷相同；所取的时间间隔应为元件达到稳定温升所需的时间，即其发热时间常数的需的时间，即其发热时间常数的3至至4倍。

倍3.1.2 负荷计算的内容负荷计算的内容 -1 需要负荷或最大负荷需要负荷或最大负荷 a. 用于用于: 按发热条件选择电器和导体；计算电压损失、电压偏差及电网损按发热条件选择电器和导体；计算电压损失、电压偏差及电网损耗 b. 通常取通常取“半小时最大负荷半小时最大负荷”（（τ＝＝10min, 3τ＝＝30min) 适用于选择中小截面导线；对干线尤其是变压器，则不合理适用于选择中小截面导线；对干线尤其是变压器，则不合理 -2 平均负荷平均负荷 年平均负荷用于计算电能年消耗量；年平均负荷用于计算电能年消耗量； 最大负荷班平均负荷用于计算最大负荷（见利用系数法）最大负荷班平均负荷用于计算最大负荷（见利用系数法） -3 尖峰电流尖峰电流 a. 用于计算电压波动；用于计算电压波动； 选择和整定保护器件；校验电动机起动条件选择和整定保护器件；校验电动机起动条件 b. 通常取持续通常取持续1s左右的最大负荷电流，即起动电流的周期分量在校验左右的最大负荷电流，即起动电流的周期分量在校验瞬动元件时，还应考虑其非周期分量瞬动元件时，还应考虑其非周期分量。

注：注：“计算负荷计算负荷”的广义是上述各项的统称，狭义是指需要负荷的广义是上述各项的统称，狭义是指需要负荷/最大负荷最大负荷3.1.3 负荷计算的方法负荷计算的方法要求：可信的理论基础；可靠的实用数据；可接受的计算误差；计算简便要求：可信的理论基础；可靠的实用数据；可接受的计算误差；计算简便313.1 需要系数法需要系数法 -1 简介简介 a. 基础：负荷曲线基础：负荷曲线b. 特点：逐级打系数特点：逐级打系数c.步骤：设备功率乘需要系步骤：设备功率乘需要系数，再逐级乘同时系数数，再逐级乘同时系数 -2 评价评价 计算过程较简便计算精度一般；用电设备台数少时，误差较大计算过程较简便计算精度一般；用电设备台数少时，误差较大 -3 适用范围适用范围 适用于各类项目，尤其是变电所负荷计算适用于各类项目，尤其是变电所负荷计算 313.2 利用系数法利用系数法 -1 简介简介 a. 基础：概率论与数理统计基础：概率论与数理统计b.特点：先求平均负荷，再求最大负荷；特点：先求平均负荷，再求最大负荷；不逐级打系数不逐级打系数。

c.步骤：设备功率乘利用系数，求平均利用系数和用电步骤：设备功率乘利用系数，求平均利用系数和用电设备有效台数，乘最大系数得结果设备有效台数，乘最大系数得结果 -2评价评价 计算精度高，设备台数不多亦然计算过程较繁，特别是有效台数之演计算精度高，设备台数不多亦然计算过程较繁，特别是有效台数之演算，但可简化、改进算，但可简化、改进负荷计算的方法（续） -3 适用范围适用范围 适用于设备功率已知的各类项目，尤其是工业企业负荷计算适用于设备功率已知的各类项目，尤其是工业企业负荷计算313.3 单位指标法单位指标法 包括单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法等包括单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法等 -1 简介简介 a.基础：实用数据的归纳基础：实用数据的归纳 b.特点：用相应的指标直接求出结果特点：用相应的指标直接求出结果 -2 评价评价 计算过程简便计算精度低计算过程简便计算精度低 -3 适用范围适用范围 适用于设备功率不明确的各类项目，如民用建筑中的分布负荷；尤其适用于设备功率不明确的各类项目，如民用建筑中的分布负荷；尤其适用于设计前期的负荷框算和对计算结果的校核。

适用于设计前期的负荷框算和对计算结果的校核3.1.4 设备功率的计取设备功率的计取314.1 单台设备单台设备 a. 电力：应把额定值换算为负载持续率电力：应把额定值换算为负载持续率ε＝＝100 ﹪﹪下的有功功率，但对下的有功功率，但对需要系数法中的周期工作制电动机需要系数法中的周期工作制电动机ε取取25﹪﹪ b. 照明：气体放电灯应计入镇流器的功率损耗照明：气体放电灯应计入镇流器的功率损耗314.2 用电设备组用电设备组 不含备用设备不含备用设备314.3 变电所或建筑物变电所或建筑物 不含消防负荷；不同时出现者不叠加（如季节性负荷取较大者）不含消防负荷；不同时出现者不叠加（如季节性负荷取较大者） ******************************************** 当前存在的主要问题和基本对策当前存在的主要问题和基本对策主要倾向是计算负荷偏大基本对策如下：主要倾向是计算负荷偏大基本对策如下： a. 深入分析负荷特性，了解相关专业知识；深入分析负荷特性，了解相关专业知识； b. 选用合适的负荷计算方法，对其理念有正确认知。

选用合适的负荷计算方法，对其理念有正确认知 c. 掌握计算要点和难点掌握计算要点和难点3.1.4 需要系数法的常见问题需要系数法的常见问题 -1 相关专业的负荷数据有误相关专业的负荷数据有误 ---我们要核对我们要核对 -2 设备功率未换算设备功率未换算 ---谨记莫忘谨记莫忘 -3 需要系数偏大需要系数偏大 ---深入了解，深刻分析，才能心中有数深入了解，深刻分析，才能心中有数 -4 设备台数少时不敢取系数设备台数少时不敢取系数 ---按其理念，与其他负荷相加时也应该先取需要系数按其理念，与其他负荷相加时也应该先取需要系数 注意：注意：4台及以下设备均应按实际负荷率打系数台及以下设备均应按实际负荷率打系数 当负荷率不知时，当负荷率不知时，3台及以下设备取台及以下设备取1，，4台连续工作制设备取台连续工作制设备取0.9 ，，4台短时或周期工作制设备取台短时或周期工作制设备取0.75 这种方法仅用于求一组设备的计算负荷两组及以上负荷相加时，这种方法仅用于求一组设备的计算负荷。

两组及以上负荷相加时，仍应按原定方法计算仍应按原定方法计算 -5 漏打同时系数漏打同时系数---要逐级打要逐级打3.1.6 利用系数法的难点突破利用系数法的难点突破 -1 难点难点: 有效台数有效台数 nyx= (∑Pe)2 / ∑Pe2 设备台数很多时，计算繁琐设备台数很多时，计算繁琐 a. 用计算工具的统计功能，按精确式计算用计算工具的统计功能，按精确式计算 b. 手工计算时，可用下列改进简化法：手工计算时，可用下列改进简化法： * 略去最小一档设备（略去最小一档设备（ ∑Pmin≤ 5%∑Pe ）；）； * 最大一档数台设备，直接进入计算；最大一档数台设备，直接进入计算； * 其余设备按功率大小分为其余设备按功率大小分为 m≤3 的几组，以每组功率平均值和实际台的几组，以每组功率平均值和实际台数进入计算数进入计算 -2 引伸：最大系数引伸：最大系数 Km 分为三档，充分发挥本方法的优势分为三档，充分发挥本方法的优势0.5 h 最大负荷（最大负荷（τ=10min））用于较小截面导线用于较小截面导线/电缆（电缆（≤35mm2 ））;1h 最大负荷（最大负荷（τ=20min））用于中等截面导线用于中等截面导线/电缆（电缆（50~150/120mm2 ））2h 最大负荷（最大负荷（τ=40min））用于大截面导线用于大截面导线/电缆（电缆（≥185/150mm2 ））和变压和变压器。

器 -3 澄清：有效台数小于澄清：有效台数小于4时，按实际负荷率打系数；负荷率不知时，时，按实际负荷率打系数；负荷率不知时，3台及以下连续工作制设备取台及以下连续工作制设备取1，，3台及以下短时或周期工作制设备取台及以下短时或周期工作制设备取1.15，，4台连续工作制设备取台连续工作制设备取0.9，，4台短时或周期工作制设备取台短时或周期工作制设备取1 与其他组负荷相加时，仍应按原定方法计算与其他组负荷相加时，仍应按原定方法计算 -4 照明负荷用需要系数法计算，与电力负荷的计算结果相加照明负荷用需要系数法计算，与电力负荷的计算结果相加 用电用电设备组设备组台数台数设备功率设备功率∑Pe2Klcosфtanф平均负荷平均负荷Km最大负荷最大负荷单台单台∑PePavQavPcQcSc冷加工冷加工机床机床445、、28×312943770.160.55105120.631.2    5610~0.7545637130.120.51.7354.794.7    鼓鼓风风、、水水泵泵、、通风通风690×4、、22×2404333680.60.80.75242.4181.8    2311~2.8（（4.26×23））984180.550.80.7553.940.4    电热电热64×3、、3×321750.35107.40    起重机起重机830×4、、22.5×2、、15×219550630.150.51.7329.350.6    707.5~2.2（（5.3×70））37119660.10.51.7337.164.2    电力合计电力合计nyx 167448980Klav  445.4462.91.11494.4513.8 照明合计照明合计  87 0.80.6    69.972.6 总计总计  1761       564606828nyx= (∑Pe)2 / ∑Pe2=（（1674））2/48980=57.2 ，， Klav = Pav /∑Pe =445.4/1674=0.266 ，， Km 为为1h和和2h的折中数。

的折中数3.1.7 单位指标法的运用要点单位指标法的运用要点 -1 难点难点 有的指标含义不明（如住宅的有的指标含义不明（如住宅的“kW/户户”是什么指标？）是什么指标？） 多数指标变化范围很大如住宅负荷密度多数指标变化范围很大如住宅负荷密度 20~60W/m2 ，，上下限相上下限相差差3倍！）倍！） -2 对策对策 a. 指标数据要不断积累、深化、细化如旅馆的指标数据要不断积累、深化、细化如旅馆的 40~70W/m2 是压是压缩式制冷者，吸收式制冷为缩式制冷者，吸收式制冷为25~40W/m2 ,其他公建可类推又如高层其他公建可类推又如高层建筑的地库、裙房、主体，可分列指标建筑的地库、裙房、主体，可分列指标 b. 分析各种因素的影响，如地理位置、气候条件、地区发展水平、居分析各种因素的影响，如地理位置、气候条件、地区发展水平、居民生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、用电负荷特点、节能措施民生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、用电负荷特点、节能措施力度等 c.多种指标互相印证多种指标互相印证3.1.8 单相负荷计算单相负荷计算318.1 计算原则计算原则 -1 判断条件：判断条件： 按设备功率，单相负荷按设备功率，单相负荷∑Pe＞＞三相负荷三相负荷1 5%∑Pe 。

-2 换算数据：换算数据： 取计算功率（需要功率或平均功率）；功率因数相近时取计算功率（需要功率或平均功率）；功率因数相近时可用设备功率可用设备功率318.2 简化换算法（首选）简化换算法（首选） -1 只有线间负荷：只有线间负荷： Pd 〓〓 /3 P最高最高＋（＋（3﹣/3 ））P次高次高 -2 只有相负荷：只有相负荷： Pd 〓〓 3 P最高最高318.3 精确换算法精确换算法 详见算式详见算式3-1.25~30，表，表3-1-13 例题见例题见[62]p13；； [63]p134（（ 1 5%判断条件应按设备功率！判断条件应按设备功率！), p136 3.2 负荷分级及供电要求负荷分级及供电要求3.2.1 现行负荷分级原则现行负荷分级原则 关键词：供电可靠性；中断供电后果关键词：供电可靠性；中断供电后果321.1 一级负荷一级负荷 -1 人身伤亡人身伤亡 -2 重大损失重大损失 -3 重大意义单位；大量人员集中重大意义单位；大量人员集中。

特别重要负荷：灾难性后果特别重要负荷：灾难性后果IEC称安全电源，称安全电源，NEC称应急电源称应急电源321.2 二级负荷二级负荷 -1 较大损失较大损失 -2 重要单位；较多人员集中重要单位；较多人员集中 321.3 三级负荷三级负荷 不属于一级和二级的负荷不属于一级和二级的负荷3.2.2 负荷分级示例负荷分级示例 见表见表3-2-1和和3-2-23.2.3 各级负荷的供电要求323.1 一级负荷一级负荷 不能同时损坏的两个电源；必要时设自备电源不能同时损坏的两个电源；必要时设自备电源323.2 特别重要负荷特别重要负荷 两个电源，再加应急电源两个电源，再加应急电源 应急电源：独立的发电机组，独立的专用线路，蓄电池，干电池应急电源：独立的发电机组，独立的专用线路，蓄电池，干电池323.3 二级负荷二级负荷 两回线路；条件困难时，可由一回两回线路；条件困难时，可由一回6kV及以上专用架空线或电缆（两及以上专用架空线或电缆（两根组成）供电根组成）供电323.4 三级负荷三级负荷 无特殊要求。

无特殊要求3.2.4 负荷分级的历史意义和存在问题负荷分级的历史意义和存在问题 -1 意义：协调关系；控制投资意义：协调关系；控制投资 -2 问题：不适应市场经济；与国际标准不接轨；缺乏可操作性问题：不适应市场经济；与国际标准不接轨；缺乏可操作性 -3 前瞻：前瞻： 规范正在修订规范正在修订。