建筑供電系統(tǒng)負荷計算第二章目錄內(nèi)容簡介、本章重點2.1需要系數(shù)法2.2單位指標法2.4負荷計算方法的比較2.5單相用電設備組確定計算負荷的方法2.6尖峰電流及其計算2.7城市供電規(guī)劃中的電力負荷計算本章小結內(nèi)容簡介為保證供電系統(tǒng)的正常運行，在設計系統(tǒng)時要正確選擇線纜、變壓器、開關等設備，這就需要了解流經(jīng)它們的電流大小。求計算負荷和尖峰電流就是為了實現(xiàn)上述選擇設備的目的。我們重點學習負荷計算。負荷計算的方法有：需要系數(shù)法、二項式法、單位指標法、單位容量法等，它們分別適用于不同階段的設計。思考：照明線路選擇時必須先了解導線的什么量？導線中流過的電流怎么求？現(xiàn)在讓你求本教室照明設備功率，直接把各燈管的功率相加，可否？為什么？影響需要系數(shù)的因素都有什么？試比較一下本房間的需要系數(shù)與本教學樓的需要系數(shù)那個大？2.1需要系數(shù)法

計算負荷---是指一組用電負載實際運行時，消耗電能最多的30min內(nèi)的平均負荷，可以用有功功率、無功功率、視在功率或電流來表示，分別記為Pc、Qc、Sc和Ic（工程上一般記為Pjs、Qjs、Sjs和Ijs）。求計算負荷的目的：（1）作為選擇配電變壓器、導體及各種開關電器的依據(jù)；（2）用來計算電壓損失和功率損耗；（3）作為電能消耗量及無功補償?shù)挠嬎阋罁?jù)。需要系數(shù)的由來

一個單位或一個系統(tǒng)的計算負荷不能簡單地把各個用電設備的額定功率直接相加，應考慮以下幾個因素：（1）不可能所有用電設備同時運行---K∑

（2）每臺設備不可能都滿載運行---KL

（3）各設備運行時產(chǎn)生功率損耗---ηS

（4）配電線路也要產(chǎn)生功率損耗---ηL

這樣將所有影響負荷計算的因素歸并成一個系數(shù)Kd，稱為需要系數(shù)，通常也稱為需用系數(shù)。

民用建筑照明負荷需要系數(shù)建筑類別需要系數(shù)Kd建筑類別需要系數(shù)Kd建筑類別需要系數(shù)Kd住宅樓0.4～0.7圖書館閱覽室0.8病房樓0.5～0.6科研樓0.8～0.9實驗室變電室0.7～0.8劇院0.6～0.7商店0.85～0.95單身宿舍0.6～0.7展覽館0.7～0.8門診樓0.6～0.7辦公樓0.7～0.8事故照明1影院0.7～0.8教學樓0.8～0.9托兒所0.55～0.65體育館0.65～0.75社會旅館0.7～0.8建筑物類別需要系數(shù)kn建筑物類別需要系數(shù)kn應急照明1汽機房0.9生產(chǎn)建筑0.95廠區(qū)照明0.8圖書館0.9教學樓0.8～0.9多跨廠房0.85實驗樓0.7～0.8大型倉庫0.6生活區(qū)0.6～0.8鍋爐房0.9道路照明1照明干線回路的需要系數(shù)

建筑種類需要系數(shù)備注住宅樓0.40～0.60單元式住宅，每戶兩室6～8組插座，戶裝電能表單身宿舍樓0.60～0.70標準單間，1～2盞燈，2～3組插座辦公樓0.70～0.80標準單間，2～4盞燈，2～3組插座科研樓0.80～0.90標準單間，2～4盞燈，2～3組插座教學樓0.80～0.90標準教室，6～10盞燈，1～2組插座商店0.85～0.95有舉辦展銷會可能時餐廳0.80～0.90門診樓0.35～0.45旅游旅店0.70～0.80標準單間客房，8～10盞燈，5～6組插座病房樓0.50～0.60影院0.60～0.70體育館0.65～0.70博展館0.80～0.90民用建筑照明負荷需要系數(shù)

需要系數(shù)法的計算思路額定功率PN設備功率Pe計算功率PC計算電流IC需要系數(shù)法求計算負荷的通用公式如下：

（一）設備功率的確定

設備功率不一定等于額定功率，二者的關系取決于設備的工作制、設備的工作條件、設備是否有附加元器件（即附加損耗）等因素。

設備的額定功率經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為設備容量，即設備功率。

設備功率的確定方法如下：

1．對于連續(xù)運行工作制的用電設備：Pe=PN。

2．對于短時運行工作制用電設備，求計算負荷時一般不予以考慮其設備功率。3．對于反復短時工作制的用電設備，是將用某一暫載率下的銘牌額定功率統(tǒng)一換算到一個標準暫載率下的功率。1）對電焊設備：取即：2）對電動機起重設備：取即

4．對于照明用電設備的設備功率按下面方法計算：

1）白熾燈、高壓鹵鎢燈：Pe=PN2）氣體放電燈、金屬鹵化物燈：除燈泡的功率外，還應考慮鎮(zhèn)流器的功率損耗。即

5．整流器的設備功率是指額定交流輸入功率。

6．成組用電設備的設備功率，不應包括備用設備。

7.

單臺電動機設備功率：Pe=PN/ηN

負荷分類二、計算負荷的確定

實際的用電負荷情況是很復雜的，在工業(yè)與民用建筑中，負荷可進行如下劃分：①照明負荷：220V單相的。如：燈具、家用電器及其他220V電器插座等；②動力負荷：380V三相的。如：電梯、風機、泵機等；③線間負荷：380V單相的（接在線壓上）。如：單相電焊機等。只存在三相用電設備時計算負荷的確定

第一步：按用電設備的性質，將設備進行分組；

第二步：求出各組中各用電設備的設備功率及各設備組的總設備功率；

第三步：按公式求出各設備組的有功計算負荷，按公式求出各設備組的無功計算負荷；

第四步：按公式求出計算范圍內(nèi)總的有功計算負荷，按公式求出計算范圍內(nèi)總的無功計算負荷；對于低壓干線，取0.9～1；對低壓母線，取0.8～0.9。

第五步：按公式求出計算范圍內(nèi)總的視在計算負荷；

第六步：按公式求出計算范圍內(nèi)總的計算電流。

還應該注意的是，若低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組時，則低壓母線上的總無功計算負荷應為按上述方法求出的總Qc值減去補償電容組的容量所剩余的無功功率的大小。例題分析【例題2-1】已知一大批生產(chǎn)的冷加工機床組，擁有電壓380V的三相交流電動機7KW的3臺，4.5KW的8臺，2.8KW的17臺，1.7KW的10臺。試求其計算負荷。【例題2-2】某機修車間380V線路上，接有冷加工機床電動機20臺，共50KW（其中較大容量電動機2KW-1臺，4.5KW-2臺，2.8KW-7臺）；通風機2臺，共5.6KW，電爐1臺2KW。母線裝電容器Qc=10Kvar，試確定該線路的計算負荷。答案答案1-分支線2-設備組3-低壓干線4-低壓母線5-高壓母線6-總變低壓母線7-總變高壓母線可能有補償

2.2負荷密度估算法負荷密度法公式：

式中，Po---單位面積功率，即負荷密度，W/㎡；

A---建筑面積，㎡。是一種估算方法適用于：初步設計階段單位建筑面積照明用電計算負荷建筑物名稱單位建筑面積計算負荷（W/㎡）建筑物名稱單位建筑面積計算負荷（W/㎡）白熾燈熒光燈白熾燈熒光燈一般住宅6～12餐廳8～16高級住宅10～20高級餐廳15～30一般辦公樓8～10旅館、招待所11～18高級辦公樓15～23高級賓館26～35科學研究樓12～18文化館15～18教學樓11～15電影院12～20圖書館8～15劇場12～27大中型商場10～17體育練習館12～24展覽廳16～40門診樓12～25鍋爐房5～8病房樓8～10車房4～9車庫572.3單位指標法

單位指標法公式：式中，Pe′---有功負荷的單位指標，

W/床、W/戶、W/人。

N---核算單位的數(shù)量。床、戶、人等。適用于：方案設計階段負荷計算方法的比較方法優(yōu)點缺點適用需要系數(shù)法計算方便接近實際未考慮設備組中主次設備，計算結果偏小方案設計、初步設計、民用建筑施工設計、工廠大型車間變電所的施工設計二項式法考慮設備組中大容量的影響計算繁瑣計算結果偏大機械加工行業(yè)的低壓分支或干線的負荷計算，設備臺數(shù)較少，且容量差別有太大時的低壓干線和低壓支線的負荷計算單位指標負荷密度最簡單準確度低工程方案設計階段進行負荷計算2.5單相用電設備組確定計算負荷的方法一、單相用電設備組確定計算負荷的原則指求等效的三相負荷盡可能均勻分到各相中去；單相負荷＜15%三相負荷時，按三相對稱負荷計算；單相負荷≥15%三相負荷時，應將單相用電負荷成等效的三相負荷，再與三相對稱負荷相加。二、單相用電設備功率換算成等效的

三相設備功率的方法1.僅存在單相相負荷方法：取最大相負荷的3倍。求等效的三相計算負荷步驟如下：第一步：求出各相的總設備功率，PeA、PeB、PeC

；第二步：找出PeA、PeB、PeC中的最大值Pe（max）；第三步：則三相等效總設備功率為：第四步：三相總計算負荷可用下式計算：例題分析【例題2-5】現(xiàn)有9臺220V單相電阻爐，其中4臺1KW，3臺1.5KW，2臺2KW。試合理分配上述各電阻爐于220/380V的TN-C線路上，并求計算負荷Pc、Qc、Sc和Ic的值。答案2.僅存在單相線負荷

①若僅存在單臺設備時，等效三相負荷的設備功率取線間負荷的倍。即：

②若存在多臺設備，要首先盡可能均勻地將這些設備分配到AB、BC和CA線間，求出各線間負荷的總設備功率，記為：Pe（AB）、Pe（BC）、Pe（CA），則等效三相負荷的設備功率為最大線間負荷的倍加上次線間最大負荷的倍。即若

Pe（AB）＞Pe（BC）＞Pe（CA），則：【例題2-6】某220/380V的配電線路上接有三臺

380V單相對焊機，其中接于A相和B相之間的額定功率為20KW，接于B相和C相間的額定功率為

18KW；接于C相和A相之間的額定功率為30KW，三臺設備的εN均為100%，確定配電線路的計算負荷。例題分析答案既存在單相相負荷，又存在單相線間負

荷的情況下，等效三相計算負荷的確定

步驟：（1）首先應將接于線電壓的單相設備換算為接于相電壓的設備容量。換算成公式如下：

（2）利用需要系數(shù)法分別求出220V單相負荷在三相中的有功、無功計算負荷，以及380V單相負荷折算成220V單相負荷后在三相中的等效有功、無功計算負荷，并把求出的各相中的計算負荷對應相加，從而得到各相總的有功、無功計算負荷。（3）總的等效三相有功、無功計算負荷分別為最大有功、無功負荷相的有功、無功計算負荷的3

倍。例題分析【例題2-7】如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺，其中2臺10KW接于A

相，1臺30KW接于B相，1臺20KW接于C相。另有380V

單相對焊機4臺，其中2臺14KW（ε=100%）接于AB相間，1臺20KW（ε=100%）接于BC相間，1臺30KW（ε=60%）接于CA相間。試求此線路的計算負荷。4.即存在單相負荷又存在三相負荷時計算負荷的求法

具體做法是：

⑴先將單相線間負荷等效成單相相負荷；

⑵求出各個相中所有單相負荷的總有功計算負荷和總無功計算負荷的值；

⑶取三相中最大的有功計算負荷和無功計算負荷的3

倍分別作為所有單相負荷等效的三相計算有功負荷和等效三相無功計算負荷；

⑷最后再與系統(tǒng)中所接的三相負荷對應相加，從而求出計算范圍內(nèi)的總計算負荷。2.6尖峰電流及其計算一、尖峰電流的概念尖峰電流---供電系統(tǒng)中持續(xù)了1～2S的最大電流，通常用IPK表示。

用途：借此計算電壓波動、選擇熔斷器、斷路器、整定繼電保護裝置及檢驗電動機自啟動條件等。二、尖峰電流的計算

1.單臺用電設備尖峰電流的計算

IPK=Ist=KstIN2.多臺用電設備的尖峰電流的計算IPK=IC+（Ist-IN）max

式中，Istmax為用電設備組中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備的起動電流；

（Ist－IN）max為用電設備組中起動電流與額定電流之差為最大的那臺設備的起動電流與額定電流電流之和?；?/p>

3.自啟動的電動機組尖峰電流的計算

IPK=∑IST

例題分析

【例2-8】有一380V配電干線，給三臺電動機供電，已知IN1=5A，IN2=4A，IN3=10A

Ist1=35A，Ist2=16A，Kst3=3，求該配電線路的尖峰電流。

解：

Ist1–IN1=35–5=30AIst2–IN2=16–4=12AIst3–IN3=Kst3IN3–IN3=3×10–10=20A

可見，（Ist–IN）max=30A，則Istmax=35A，取K∑=0.9，因此該線路的尖峰電流為

Ipk=K∑（IN2+IN3）+Istmax=0.9×（4+10）+35=47.6A2.7城市供電規(guī)劃中的電力負荷計算一、總體規(guī)劃階段電力負荷確定方法

采用人均綜合指標法，若規(guī)劃范圍不包括工業(yè)用電，則采用人均居民生活用電指標法。二、分區(qū)規(guī)劃階段電力負荷確定方法分區(qū)如下：工業(yè)用戶、市政公共設施用戶、居民用戶、農(nóng)業(yè)用戶。