5.2 掌握负荷的计算方法
JGJ/T16—1992《民用建筑电气设计规范》
《工业和民用配电设计手册》第二版
5.2.1负荷计算的内容和目的
5.2.2负荷计算的方法及用途
5.2.3设备功率的确定
5.2.4需要系数法确定计算负荷
5.2.5利用系数法确定计算负荷
5.2.6二项式法确定计算负荷
5.2.7单位功率法和单位指标法确定计算负荷
5.2.8单相负荷计算
5.2.9功率损耗计算 5.2.1负荷计算的内容和目的
设备容量、计算负荷、尖峰电流
(1)计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
(2)尖峰电流指单台或多台用电设备持续1s左右的最大负荷电流。
(3)平均负荷为某段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
5.2.2负荷计算的方法及用途
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、二项式法、单位面积功率法等几种。?
(1)需要系数法。用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
(2)利用系数法。采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。
(3)二项式法。将负荷分为基本部分和附加部分，后者考虑一定数量大容量设备影响。
(4)单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法。
5.2.3设备功率的确定
进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。
对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率Pe。
(1)连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。?
(2)短时或周期工作制电动机(如起重机用电动机等)的设备功率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。?
当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为25%下的有功功率。
Pe=?Pr√εr/0.25=2Pr?√εr，kW (5－2－1)
当采用利用系数法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为100%下的有功功率。
Pe=Pr√εr，
5.2.4需要系数法确定计算负荷
(1)用电设备组的计算负荷及计算电流：
有功功率 ?Pjs =Kx?Pe， kW (5－2－5)?
无功功率 Qjs =Pjs?tgφ?，kvar (5－2－6)
(2)配电干线或车间变电所的计算负荷：
有功功率 Pjs?=?KΣpΣ(Kx?Pe) kW(5－2－9)?
无功功率 ?Qjs?=?KΣqΣ(Kx?Pe tgφ) kvar(5－２－10)
(3)配电所或总降压变电所的计算负荷，为各车间变电所计算负荷之和再乘以同时系数?K∑p和K∑q?。对配电所的K∑p和K∑q分别取 0.85～1和0.95～1,对总降压变电所的K∑p和K∑q?分别取0.8～0.9和0.93～0.97。
5.2.5 利用系数法确定计算负荷?
用利用系数法确定计算负荷时，不论计算范围大小，都必须求出该计算范围内用电设备有效台数及最大系数，而后算出结果。
(1)用电设备组在最大负荷班内的平均负荷：?
有功功率 Pp=?K1 Pe kW (5－2－12)?
无功功率?Qp=Pp tgφ? kvar (5－2－13)?
(2)平均利用系数为?Klp?=ΣPp/ΣPe?
(3)用电设备的有效台数nyx是将不同设备功率和工作制的用电设备台数换算为相同设备功率和工作制的等效值。故
nyx?=(ΣPe)²/ΣP1e ²
(4)计算负荷及计算电流：?
有功功率 ?Pjs?=KmΣPp kW (5－2－21)?
无功功率 ?Qjs?=KmΣQp kvar (5－2－22)
Km——最大系数?
3台及以下用电设备的计算有功功率取设备功率总和。?
3台以上用电设备，而有效台数小于4时，计算有功功率取设备功率总和，再乘以0.9系数。 5.2.6 二项式法确定计算负荷
对于单个和多个用电设备组(车间变电所或配电干线)的计算负荷，分别按下述方法进行计算。?
(1)单个用电设备组的计算负荷：
有功功率 Pjs?=?cPn+bPs (5－2－25)?
无功功率 Qjs?=?Pjs?tgφ? (5－2－26)?
(2)多个用电设备组的计算负荷：?
有功功率?Pjs?=(cPn)max?+ΣbPs (5－2－27)无功功率?Qjs?=(cPn)max?tgφn+Σ(bPstgφ)
用二项式法计算时，应将计算对象的所有用电设备统一分组，然后进行计算，不应逐级计算后代数相加。同时各用电设备组第一、二项分别累加的结果不再乘同时系数。
因为二项式法求多组设备计算负荷是由第二项功率
ΣbPs加各组第一项(cPn)中的最大值作为其计算负荷值的，这与需要系数法为各用电设备组计算功率的代数和截然不同。后者计算总负荷时应考虑各组计算功率(即各组最大负荷)出现的不同时性，故应乘以同时系数。
5.2.7 单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷(略）
5.2.8 单相负荷计算
单相用电设备应均衡分配到三相上，使各相的计算负荷尽量相近。
1?计算原则?
单相负荷与三相负荷同时存在时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相负荷相加。
2?单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法?
对于既有线间负荷又有相负荷的情况，计算步骤如下。?
(1)先将线间负荷换算为相负荷，各相负荷分别为
a相 Pa= Pabp(ab)a+Pcap(ca)a
Qa= Pabq(ab)a+Pcaq(ca)a?
(2)各组负荷分别相加，选出最大相负荷，取其3倍作为等效三相负荷。
3 单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法?
(1)只有线间负荷时，将各线间负荷相加，选取较大两项数据进行计算。现以Pab≥Pbc≥Pca?为例进行计算?
?Pd?=√3Pab+(3- √3)Pbc??
(2)只有相负荷时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍。
(3)当多台单相用电设备的设备功率小于计算范围内三相负荷设备功率的15%时，按三相平衡负荷计算，不需换算。? 5.2.9 功率损耗计算
(1)三相线路中有功及无功功率损耗：?
有功功率损耗?ΔＰl=3I2jsR×10¯³?,kW
无功功率损耗?ΔQl=3I2jsX×10 ¯³ ?,kvar
(2)电力变压器的有功及无功功率损耗：?
有功功率损耗
ΔＰT=ΔＰ0＋ΔＰk（Sjs/Sr）²kW?
无功功率损耗
ΔQT=ΔQ０＋ΔQk (Sjs/Sr) ² kvar