電力負(fù)荷及其計算

1、<p>　　第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計算- 32 -</p><p>　　§2-1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線- 32 -</p><p>　　一、工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電的要求- 32 -</p><p>　　二、工廠用電設(shè)備的工作制- 33 -</p><p>　　三、工廠的負(fù)荷曲線- 34 -</p

2、><p>　　§2-2三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定- 38 -</p><p>　　一、概述- 38 -</p><p>　　二、按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷- 39 -</p><p>　　三、按二項式系數(shù)法確定計算負(fù)荷- 47 -</p><p>　　§2-3 單相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定

3、- 52 -</p><p>　　一、概述- 52 -</p><p>　　二﹑單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計算- 52 -</p><p>　　§2-4 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗- 58 -</p><p>　　一、 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗- 58 -</p><p>　　二、工廠供電系統(tǒng)的

4、電能損耗- 63 -</p><p>　　§2-5 工廠計算負(fù)荷的確定- 66 -</p><p>　　一、按逐級計算法確定工廠計算負(fù)荷- 66 -</p><p>　　二、按需要系數(shù)法確定工廠計算負(fù)荷- 66 -</p><p>　　三、按年產(chǎn)量或年產(chǎn)值估算工廠計算負(fù)荷- 67 -</p><p&g

5、t;　　四、工廠的功率因數(shù)、無功補償及補償后工廠的計算負(fù)荷- 68 -</p><p>　　§2－6 尖峰電流的計算- 74 -</p><p>　　一、概述- 74 -</p><p>　　二、單臺用電設(shè)備尖峰電流的計算- 74 -</p><p>　　三、多臺用電設(shè)備尖峰電流的計算- 74 -</p>&

6、lt;p>　　第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計算</p><p>　　本章首先簡介工廠電力負(fù)荷的分級及其它有關(guān)概念，然后重點講述確定用電設(shè)備組計算負(fù)荷的兩種常用方法，即需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法，接著講述功率損耗和電能損耗以及工廠計算負(fù)荷的確定，最好介紹尖峰電流的計算。本章內(nèi)容是分析工廠供電系統(tǒng)和進(jìn)行供電設(shè)計計算的基礎(chǔ)。</p><p>　　§2-1工廠的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線<

7、;/p><p>　　一、工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電的要求</p><p>　?。ㄒ唬┕S電力負(fù)荷的分級</p><p>　　工廠的電力負(fù)荷，根據(jù)《工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GBJ52修訂本）規(guī)定，按其供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度，分為下列三級：</p><p><b>　　1．一級負(fù)荷</b&

8、gt;</p><p>　　一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或在政治、經(jīng)濟(jì)上將造成重大損失者，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、國民經(jīng)濟(jì)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。</p><p>　　在一級負(fù)荷中有特別重要的負(fù)荷，它中斷供電將發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒、混亂等，如正常電源中斷時處理安全停產(chǎn)所必需的事故照明、通信系統(tǒng)、火災(zāi)報警設(shè)備，保證安全停

9、產(chǎn)的自動控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和配套裝置等。</p><p><b>　　2．二級負(fù)荷</b></p><p>　　二級負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、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。</p><p><b>　　3．三級負(fù)荷</b></p>

10、<p>　　三級負(fù)荷為一般的電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者。</p><p>　?。ǘ┮患壺?fù)荷對供電電源的要求</p><p>　　一級負(fù)荷屬重要負(fù)荷，如中斷供電造成的后果十分嚴(yán)重，因此要求應(yīng)由兩個電源供電，而且要求當(dāng)任一個電源發(fā)生故障時，另一電源應(yīng)不致同時受到損壞。</p><p>　　對于一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除要求有上述兩個電源外，還要

11、求必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。</p><p>　　常用的應(yīng)急電源可根據(jù)一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的容量及要求的電流類別分別使用下列電源：</p><p>　　（1） 獨立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；</p><p><b>　?。?） 干電池；</b></p><p><b

12、>　　（3） 蓄電池；</b></p><p>　　（4）供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路 </p><p>　　（三）二級負(fù)荷對供電電源的要求</p><p>　　二級負(fù)荷也屬重要負(fù)荷，但與一級負(fù)荷相比，中斷供電所造成的后果沒有那么嚴(yán)重，然而它所 包括的范圍又比較寬，因此對二級負(fù)荷，要求應(yīng)由兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺（這兩臺變壓

13、器不一定在同一變電所）。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見故障時，二級負(fù)荷應(yīng)作到不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時，二級負(fù)荷則可由一回6kV及以上的專用架空線供電（這是考慮架空線路發(fā)生故障時較之電纜發(fā)生故障易于檢查和修復(fù)）。當(dāng)供電線路從配電所引出采用電纜段時，必須采用兩根電纜，每根電纜要能承受全部二級負(fù)荷，且互為“熱備用”，即同時處于運行狀態(tài)。</p><p>　?。ㄋ模┤?/p>

14、負(fù)荷對供電電源的要求</p><p>　　三級負(fù)荷屬于不重要負(fù)荷，對供電電源無特殊要求。</p><p>　　二、工廠用電設(shè)備的工作制</p><p>　　工廠的用電設(shè)備，按其工作制分，有長期連續(xù)工作制、短時工作制和斷續(xù)周期工作制等三類。</p><p><b>　　1．長期連續(xù)工作制</b></p>&l

15、t;p>　　這類工作制的設(shè)備長期連續(xù)運行，負(fù)荷比較穩(wěn)定，如通風(fēng)、水泵、空氣壓縮機(jī)、電動發(fā)電機(jī)、電爐和照明燈等。機(jī)床電動機(jī)的負(fù)荷，一般變動較大，但多數(shù)也是長期連續(xù)運行。</p><p><b>　　2．短時工作制</b></p><p>　　這類工作制的設(shè)備工作時間很短，而停歇時間相當(dāng)長，如機(jī)床上的某些輔助電動機(jī)（如進(jìn)給電動機(jī)）等。</p><

16、p><b>　　3．?dāng)嗬m(xù)周期工作制</b></p><p>　　這類工作制的設(shè)備周期性地時而工作，時而停歇，如此反復(fù)運行，而工作周期一般不超過10min，如電焊機(jī)和吊車電動機(jī)等。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，可用“負(fù)荷持續(xù)率”（duty cycle，又稱暫載率）來表征起工作性質(zhì)。</p><p>　　負(fù)荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值，用表示；<

17、;/p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 ——工作周期</p><p>　　——工作周期內(nèi)的工作時間；</p><p>　　——工作周期內(nèi)的停歇時間。</p><p>　　斷續(xù)周期工作制設(shè)備的設(shè)備容量，一般是對應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的。</p><

18、p>　　必須注意：同一設(shè)備，在不同的負(fù)荷持續(xù)率工作時，其出力（即輸出功率）是不同的。因此計算負(fù)荷時，必須考慮到設(shè)備容量所對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率，而且按規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率進(jìn)行設(shè)備容量的統(tǒng)一換算，這將在§2-2負(fù)荷計算中講述。</p><p><b>　　三、工廠的負(fù)荷曲線</b></p><p>　　（一）負(fù)荷曲線的繪制及其類型</p><p

19、>　　負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時間變動情況的一種圖形。它繪在直角坐標(biāo)上，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功功率或無功功率），橫坐標(biāo)表示對應(yīng)于負(fù)荷變動的時間（一般以小時為單位）。</p><p>　　負(fù)荷曲線按負(fù)荷對象分，有工廠的、車間的或某類設(shè)備的負(fù)荷曲線。按負(fù)荷的功率性質(zhì)分，有有功和無功負(fù)荷曲線。按所表示負(fù)荷變動的時間分，有年的、月的、日的或工作班的</p><p><b>　　負(fù)荷曲

20、線。</b></p><p>　　圖2-1是工廠的日有功負(fù)荷曲線。圖2-1a是依點連成的負(fù)荷曲線，圖2-1b是梯形的負(fù)荷曲線。為便于計算，負(fù)荷曲線多繪成梯形，橫坐標(biāo)一般按半小時分格。</p><p>　　工廠的年負(fù)荷曲線，可以根據(jù)工廠一年中具有代表性的冬日和夏日的負(fù)荷曲線來繪制。圖2-2就表示這種年負(fù)荷曲線繪制的方法。圖2-2a表示某廠具有代表性的夏日負(fù)荷曲線，圖2-2b表示該

21、廠具有代表性的冬日負(fù)荷曲線，圖2-2c是由此繪制的該廠年負(fù)荷曲線。年負(fù)荷曲線的橫坐標(biāo)用一年365天的總時數(shù)8760h來分格。繪制年負(fù)荷曲線時，冬日和夏日所占的天數(shù)，應(yīng)視當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌鉁厍闆r而定。例如在我國北方，可近似地認(rèn)為夏日165天，冬日200天；而在我國南方，則可近似地認(rèn)為夏日200天，冬日165天．圖2-2c就假定是繪制的我國南方某廠的年負(fù)荷曲線。</p><p>　　繪制年負(fù)荷曲線，應(yīng)從最大負(fù)荷值開始

22、，依負(fù)荷值遞減的順序進(jìn)行。因此需穿過夏冬兩條日負(fù)荷曲線作若干水平虛線，一般是通過梯形曲線上的每一個階梯作一水平虛線，如圖2-2所示。負(fù)荷功率在年負(fù)荷曲線上所占的時間應(yīng)等于與對應(yīng)夏日負(fù)荷曲線上的時間和之和，再乘以夏日天數(shù)200，圖 2－1 日有功負(fù)荷曲線</p><p>　　a）依點連成的負(fù)荷曲線 b）梯形負(fù)荷曲線</p><p>　　即：。而負(fù)荷功率在年負(fù)荷曲線上所占的時間，則應(yīng)等于所

23、對應(yīng)的夏日負(fù)荷曲線上的時間，乘以夏日天數(shù)200，再加上所對應(yīng)的冬日負(fù)荷曲線上的時間，乘以冬日天數(shù)165，即：，其余類推。由此即可繪出工廠的梯形有功負(fù)荷曲線。</p><p>　　上述年負(fù)荷曲線，反映了工廠全年負(fù)荷變動與負(fù)荷持續(xù)時間的關(guān)系，所以也稱為年負(fù)荷持續(xù)時間曲線，一般就簡稱為年負(fù)荷曲線。</p><p>　　另一種年負(fù)荷曲線，是按全年每日的最大負(fù)荷（一般取為每日最大負(fù)荷的半小時平均值）

24、繪制的，稱為年每日最大負(fù)荷曲線，如圖2-3所示。橫坐標(biāo)依次以全年十二個月份的日期來分格。這種年最大負(fù)荷曲線，可用來確定擁有多臺電力變壓器的工廠變電所在一年內(nèi)不同時期宜于投入幾臺運行，即所謂經(jīng)濟(jì)動行方式，以降低電能損耗，提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　從各種負(fù)荷曲線上，可以直觀地了解負(fù)荷變動的情況。通過對負(fù)荷曲線的分析，可以更深入地掌握負(fù)荷變動的規(guī)律，并可從中獲得一些對設(shè)計和運行有用的資料。因此負(fù)荷曲

25、線對于從事工廠供電設(shè)計和運行的人員來說，是很有用的。</p><p>　　圖 2-2 年負(fù)荷曲線的繪制</p><p>　　a）夏日負(fù)荷曲線 b）冬日負(fù)荷曲線 c）年負(fù)荷持續(xù)時間曲線</p><p>　?。ǘ┡c負(fù)荷曲線有關(guān)的物理量</p><p>　　1．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時</p><p>　　年最大負(fù)荷

26、，就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)（這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn)過2～3次）消耗電能最大的半小時平均功率。因此年最大負(fù)荷也就是半小時最大負(fù)荷。</p><p>　　最大負(fù)荷利用小時是這樣一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實際消耗的電能。如圖2-4所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面

27、積，即全年實際消耗的電能。因此年最大負(fù)荷利用小時</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　年最大負(fù)荷利用小時是反映電力負(fù)荷特征的一個重要參數(shù)，它與工廠的生產(chǎn)班制有較大的關(guān)系。例如一班制工廠，；兩班制工廠，；三班制工廠，。附錄表2列出部分機(jī)械廠的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)，供參考。</p><p>　　2.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)

28、</p><p>　　平均負(fù)荷，就是電力負(fù)荷在一定時間內(nèi)t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在這段時間內(nèi)消耗的電力除以這段時間t,　即</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　如圖2-5所示，年平均負(fù)荷的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，即全年實際消耗的電能因此年平均負(fù)荷<

29、/p><p><b>　　，。</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　負(fù)荷是平均負(fù)荷與最 大負(fù)荷的比值即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　對用電設(shè)備來說，負(fù)荷系數(shù)就是設(shè)備在最大負(fù)荷時的

30、輸出功率P與設(shè)備額定容量的比值，即</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　負(fù)荷系數(shù)也稱為負(fù)荷率。對負(fù)荷曲線來說，負(fù)荷系數(shù)又稱為負(fù)荷曲線填充系數(shù)，它表征負(fù)荷曲線不平坦的程度，也就是負(fù)荷變動的程度。</p><p>　　從發(fā)揮整個電力系統(tǒng)的效能來說，應(yīng)量設(shè)法使工廠不平坦的負(fù)荷曲線“削峰填谷”，這就是工廠供電系統(tǒng)在運行中

31、必須實行的負(fù)荷調(diào)整（簡稱調(diào)荷），這將在§10-2討論。</p><p>　　§2-2三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定</p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠地運行，則其中各個元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了滿足工作電壓要求，最重要的就是要

32、滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計計算。</p><p>　　通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計算負(fù)荷（calcualated load）。根據(jù)計算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如以計算負(fù)荷連續(xù)運行時，其發(fā)熱溫度不會超過允許值。</p><p>　　由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫度的時間大約為3～4(為發(fā)熱時間常數(shù))，

33、而截面在以上的導(dǎo)體的都在10min以上，也就是截流導(dǎo)體大約經(jīng)半小時（既30min）后可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值，因此這計算負(fù)荷實際上與從負(fù)荷曲線上測得的半小時最大負(fù)荷P30(即年最大負(fù)荷）是基本相當(dāng)?shù)摹Ｋ杂嬎阖?fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時最大負(fù)荷。我過過去普遍將計算負(fù)荷的“計算”用漢語拼音縮寫js來表示，本書就借用半小時最大負(fù)荷來表示有功計算負(fù)荷，其余計算負(fù)荷則分別表示為、、。</p><p>　　計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基

34、本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器</p><p>　　和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，如計算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的浪費，如計算負(fù)荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)線運行時增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā)生事故，同樣給國家造成損失。由此可見，正確確定計算負(fù)荷具有很大的意義。但是由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計算符合的因素很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定的規(guī)律

35、可循，但很難準(zhǔn)確地確定計算負(fù)荷的大小。實際上，負(fù)荷也不可能是一成不變的，它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織及能源供應(yīng)的狀況等多種因素都有關(guān)系。因此負(fù)荷計算只能力求接近實際。</p><p>　　我國目前比較普遍采用的確定計算負(fù)荷的方法，有需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。其它還有一些負(fù)荷計算方法，例如以概率論為理論基礎(chǔ)的利用系數(shù)法和我國有的設(shè)計單位提出的”ABC”法等，其計算結(jié)果可能更接近實際，但計算均較繁瑣。這里只介紹簡便實用

36、的需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法。</p><p>　　二、按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷</p><p><b>　　（一）基本公式</b></p><p>　　用電設(shè)備組的計算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負(fù)荷，如圖2-6所示.用電設(shè)備組的設(shè)備容量，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不包括備用設(shè)備在內(nèi)）的額定容量之和，即。而設(shè)備的額定容量，是指

37、設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率（出力）。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實際上不一定都同時運行，運行的那些設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時設(shè)備本身有功率損耗，配電線路也有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計算負(fù)荷應(yīng)為</p><p><b>　　（2-7）</b></p><p>　　式中 ——設(shè)備組的同時系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時運行的設(shè)備容量與全部設(shè)備總?cè)萘恐龋?lt;/p>

38、<p>　　——設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時輸出功率與運行的設(shè)備容量之比；</p><p>　　——設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時的輸出功率與取用功率之比；</p><p>　　——配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時的末端功率（即設(shè)備組的取用功率）與首端功率（即計算負(fù)荷）之比。</p><p>　　令上式中，這里的稱為需要系數(shù)

39、（demand coefficient）。由上式可知需要系數(shù)的定義為</p><p><b>　　（2-8）</b></p><p>　　即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，就是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值。</p><p>　　由此可得按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計算負(fù)荷的基本公式為</p><p>

40、;<b>　?。?-9）</b></p><p>　　實際上，需要系數(shù)不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作工人的技術(shù)熟練程度和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此應(yīng)盡可能通過實測分析確定，使之盡量接近實際。</p><p>　　附錄表1列出了各種用電設(shè)備組的需要系數(shù)值，供參考。</p><p>　　必須注意：附

41、錄表1所列需要系數(shù)值是按車間范圍內(nèi)設(shè)備臺數(shù)較多的情況來確定的，所以需要系數(shù)值一般都比較低，例如冷加工機(jī)床組的需要系數(shù)值平均只有0.2左右。因此需要系數(shù)法較適用于確定車間及其以上的計算負(fù)荷。如果采用需要系數(shù)法來計算干線或分支線上用電設(shè)備組的計算負(fù)荷，則附錄表1中的需要系數(shù)值往往偏小，宜適當(dāng)取大。只有1～2臺設(shè)備時，可認(rèn)為，即。但對于電動機(jī)，由于它本身的消耗較大，因此當(dāng)只有一臺電動機(jī)時，其，式中PN為電動機(jī)的額定容量，η為電動機(jī)的效率。在K

42、d適當(dāng)取大的同時，也應(yīng)適當(dāng)取大。</p><p>　　這里還要指出：需要系數(shù)值與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)有極大的關(guān)系，因此在計算時首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)，否則將造成錯誤。例如機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床電動機(jī)，應(yīng)該屬小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動機(jī)，因為金屬切削就是冷加工，而機(jī)修不可能是大批生產(chǎn)。又如壓塑機(jī)、拉絲機(jī)和鍛錘等，應(yīng)該是屬熱加工機(jī)床。再如起重機(jī)、行車或電葫蘆，實際上都屬于吊車類。</p>

43、<p>　　在求出有功計算負(fù)荷P30后，可按下列各式分別求出其余的計算負(fù)荷：</p><p>　　無功計算負(fù)荷 （2-10）</p><p>　　式中　——對應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值（參看附錄表1）。</p><p>　　視在計算負(fù)荷

44、 （2-11）</p><p>　　式中 ——用電設(shè)備的平均功率因數(shù)（參看附錄表1）。</p><p>　　計算電流 （2-12）</p><p>　　式中 ——用電設(shè)備組的額定電壓。</p><p>　　如果只有一臺

45、三相電動機(jī)，則其計算電流就取為其額定電流，即</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　負(fù)荷計算中常用的單位：有功功率為kW無功功率為kvar，視在功率為kVA，電流為A,電壓為kV。</p><p>　　例2-1 已知機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的三相電動機(jī)7.5kW 3臺；4kW 8臺；3kW 1

46、7臺；1.5kW 10臺。試求其計算負(fù)荷。</p><p>　　解 此機(jī)床組電動機(jī)的總?cè)萘繛?lt;/p><p>　　查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動機(jī)”項，得0.16～0.2(取0.2)，＝0.5，＝1.73.因此可求得</p><p>　　有功計算負(fù)荷 </p><p>　　無功計算負(fù)荷

47、 </p><p>　　視在計算負(fù)荷 </p><p>　　計算電流 </p><p>　?。ǘ┰O(shè)備容量的計算</p><p>　　式（2-9）中的設(shè)備容量，不包括備用設(shè)備的容量在內(nèi)，而且要注意，此容量的計算與用電設(shè)備組的工作制有

48、關(guān)。</p><p>　　1.對一般長期連續(xù)工作制和短時工作制的用電設(shè)備組，設(shè)備容量就是所有用電設(shè)備銘牌額定容量之和。</p><p>　　2.對斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組，設(shè)備容量就是將所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定容量統(tǒng)一換算到一個規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下的功率之和。當(dāng)然這種換算，應(yīng)該是“等效”換算，即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件來進(jìn)行換算。由于電流I通過設(shè)備（電阻為R）在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱

49、量為I2Rt，因此在設(shè)備電阻R不變而產(chǎn)生的熱量又相同的條件下。而在同一電壓下，設(shè)備容量，又由式（2-1）知，同一周期的負(fù)荷持續(xù)率。因此，即設(shè)備容量與負(fù)荷持續(xù)率的平方根值成反比。假如設(shè)備在下的額定容量為，則換算到下的設(shè)備容量為</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　?。?）電焊機(jī)組 要求統(tǒng)一換算到﹪，因此其設(shè)備容量為</p>

50、<p>　　即 （2-15）</p><p>　　式中 、——電焊機(jī)的銘牌容量（前者為有功容量，后者為視在容量）；</p><p>　　——與銘牌容量對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率（計算中用小數(shù)）；</p><p>　　——其值為100﹪的負(fù)荷持續(xù)率（計算中用1）；</p>&

51、lt;p>　　——銘牌規(guī)定的額定功率因數(shù)，與或相對應(yīng)。</p><p>　?。?）吊車電動組 要求統(tǒng)一換算到＝25﹪，因此其設(shè)備容量為</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　式中 ——吊車電動機(jī)的銘牌容量；</p><p>　　——與銘牌容量對應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率（計算中用小數(shù)）；&

52、lt;/p><p>　　——其值為25﹪的負(fù)荷持續(xù)率（計算中用0.25）。</p><p>　?。ㄈ┒嘟M用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定</p><p>　　確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負(fù)荷時，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定低壓干線上或低壓母線上的計算負(fù)荷時，可結(jié)合具體情況對其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計入一個同時系數(shù)（又稱參差

53、系數(shù)或綜合系數(shù)）和。對于車間干線，可取0.85～0.95，0.9～0.97。對于低壓母線，由用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加來計算時，可取K∑p=0.8～0.9，Ｋ∑q=０.85～0.95；由車間干線計算負(fù)荷直接相加來計算，可取K∑p=0.9～０.95，K∑q=0.93～0.97。</p><p><b>　　總的有功計算負(fù)荷為</b></p><p>　　P30=K∑p&

54、#183;∑Ｐ３０·I (2-17)</p><p><b>　　總的無功計算負(fù)荷為</b></p><p>　　Q30=K∑q·∑Ｑ３０·I (2-18)</p><p>　　以上兩式中的和分別表示有各組設(shè)

55、備的有功和無功計算負(fù)荷之和。</p><p><b>　　總的視在計算負(fù)荷為</b></p><p>　　Ｓ３０＝ （2-19）</p><p><b>　　總的計算電流為</b></p><p>　?。桑常埃剑樱常皑MＵＮ

56、 （２-20）</p><p>　　由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計算負(fù)荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負(fù)荷或計算電流之和來計算，總的視在計算負(fù)荷也不能按式（2-11）計算。</p><p>　　注意：在計算多組設(shè)備總的計算負(fù)荷時，為了簡化和統(tǒng)一，各組設(shè)備的臺數(shù)不論多少，</p><p>　　各組的計算負(fù)荷均按附錄表1<

57、/p><p>　　所列Kd和的值來計算，而不必考慮設(shè)備臺數(shù)少而適當(dāng)增大Kd和值的問題。</p><p>　　例題2-2 某機(jī)修車間接380V線路上，接有優(yōu)金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺、共5kW（其中較大容量電動機(jī)有7.5kW1臺；4kW3臺；2.2kW7臺）；通風(fēng)機(jī)器2臺共3kW；電阻爐1臺2kW。試確定此路線上的計算負(fù)荷。</p><p>　　解 先求各組的計算負(fù)荷&

58、lt;/p><p><b>　　1．金屬切削機(jī)床組</b></p><p>　　查附錄表達(dá)式1，取Kd=0.2，=0.5， =1.73</p><p>　　故 P30（1）=0.2×50Kw=10Kw</p><p>　　Q30（1）=10Kw×1.

59、73=17.3kvar</p><p><b>　　2.通風(fēng)機(jī)組</b></p><p>　　查附錄表達(dá)式1,取Ｋd=0.8,=0.8,=0.75</p><p>　　故 P30(2)=0.8×3KW=2.4KW</p><p>　　Q30(2)=2.4

60、KW×0.75=1.8kvar</p><p><b>　　3．電阻爐</b></p><p>　　查附錄表1，?。薲=0.7,=1,=0</p><p>　　故 P30（3）=0.7×2Kw=1.4Kw</p><p><b>　　

61、Q30（3）=0</b></p><p>　　因此總計算負(fù)荷為（取K∑P=0.95,K∑Q=0.97）</p><p>　　P30=0.95×（10＋2.4＋1.4）=13.1kW</p><p>　　Q30=0.97×（17.3＋1.8＋0）=18.5kvar</p><p>　　S30==22.7kvA&l

62、t;/p><p>　　I30=22.7/×0.38=34.5kA</p><p>　　在實際工程設(shè)計中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計算表格的形式，如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 例題2-2的電力負(fù)荷計算表（按需要系數(shù)法）</p><p>　　三、按二項式系數(shù)法確定計算負(fù)荷</p><p>

63、;　　上述需要系數(shù)法，計算簡便，現(xiàn)仍普遍應(yīng)用于供電設(shè)計中。但需要系數(shù)法未考慮用電設(shè)備組中少數(shù)容量特別大的設(shè)備對計算負(fù)荷的影響，因而在確定用電設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和干線的計算負(fù)荷時，按需要系數(shù)法計算所得的結(jié)果往往偏小，于是提出了二項式系數(shù)法。</p><p><b>　　（一）基本公式</b></p><p>　　二項式系數(shù)法的基本計算公式是</

64、p><p>　　P30= b·Pe+c·PX （2-21）</p><p>　　式中 b·Pe——表示用電設(shè)備組的平均負(fù)荷，其中Pe是用電設(shè)備的設(shè)備總?cè)萘?，其計算方如前需要系?shù)法中所述；</p><p>　　c·Px——表示用電設(shè)備組中x臺容量最大的設(shè)備投入運行時增加的附加負(fù)

65、荷，其中</p><p>　　PX是x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚?lt;/p><p>　　b、c——二項式系數(shù)。</p><p>　　其余的計算負(fù)荷Q30、S30和I30的計算與前述需要系數(shù)相同。</p><p>　　附錄表1中也列有部分用電設(shè)備的二項式系數(shù)b、c和最大容量的設(shè)備臺數(shù)x值，供計算時參考。</p><p>　　

66、但必須注意：按二項式系數(shù)法確定計算負(fù)荷時，如果設(shè)備總臺數(shù)n少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺數(shù)x的2倍時，則其最大容量設(shè)備臺數(shù)X也宜相應(yīng)減小，建議取為X=n∕2，且按“四舍五入”規(guī)則取整數(shù)。例如某機(jī)床電動組的電動機(jī)數(shù)只有7臺時，則其最大容量設(shè)備臺數(shù)應(yīng)取X=7∕2≈4（按附錄表達(dá)1，X=5）。</p><p>　　如果用電設(shè)備組只有1～2臺設(shè)備時，就可認(rèn)為P30 =Pe。對于單臺電動機(jī)，則P30=PN∕。而在設(shè)備臺

67、數(shù)較少時，也應(yīng)適當(dāng)取大。</p><p>　　由于二項系數(shù)法不僅考慮了用電設(shè)備組的平均最大負(fù)荷，而且考慮了容量最大的少數(shù)設(shè)備運動時對總計算負(fù)荷的額外影響，所以此法比較適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量判別較大的低壓干線和分支線的計算負(fù)荷。但是，二項式計算系數(shù)b、c和X的值，缺乏足夠的理論根據(jù)，而且這些系數(shù)，也只適用于機(jī)械加工工業(yè)，對其它行業(yè)，目前這方面的數(shù)據(jù)較少，因而使其應(yīng)用受到一定的局限。</p><

68、;p>　　例2-3試用二項式系數(shù)法來確定例題2-1所列機(jī)床組的計算負(fù)荷。</p><p>　　解 由附錄表1查得b=0.14,c=0.4, x=5,=0.5,=1.73。而設(shè)備總</p><p><b>　　容量為</b></p><p>　　Pe=120.5kW（見例2-1計算）</p><p>　　x臺最大容

69、量的設(shè)備容量為</p><p>　　Px==P5=7.5kW×3＋4 kW×2=30.5kW</p><p>　　因此按式（2-21）可求得其有功計算負(fù)荷為</p><p>　　P30=0.14×120.5kW＋0.4×30.5kW=29.1kW</p><p>　　按式（2-10）可求得其無功計算負(fù)荷

70、為</p><p>　　Q30=29.1 kW×1.73=50.3kvar</p><p>　　按式（2-11）可求得其計算負(fù)荷為 </p><p>　　S30=29.1kW／0.5=58.2kVA</p><p>　　按式（2-12）可求得其計算電流為 </p><p>　　I30=58.2kVA／(

71、15;0.38kV)=88.4A</p><p>　　比較例2-1和例2-3的計算結(jié)果可以看出，按二項式系數(shù)法的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大，特別是在設(shè)備臺數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計的經(jīng)驗說明，選擇低壓分支線和干線時，按需要系數(shù)法計算的結(jié)果往往偏小，以采用二項式系數(shù)法計算為宜。</p><p>　　（二）多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定</p><p>　　采用二項式系數(shù)

72、法確定多組用電設(shè)備的干線上或低壓母線上的計算負(fù)荷時，同樣應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定總計算負(fù)荷時，只能在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷，再加上所有各組的平均負(fù)荷。所以總有功和無功計算負(fù)荷分別為</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p><b>　　(2-23)</b></p>

73、<p>　　式中 ∑(b)i——各組有功的平均負(fù)荷之和；</p><p>　　——各組無功的平均負(fù)荷之和；</p><p>　　(c)man——各組中最大的一個有功附加負(fù)荷；</p><p>　　tan——(c)max設(shè)備組的正切值。</p><p>　　關(guān)于總的視的計算負(fù)荷S30和計算電流I30，仍分別按式（2-19）和

74、式（2-20）計算。</p><p>　　為了簡化和統(tǒng)一，按二項式系數(shù)法來計算多組設(shè)備總的計算負(fù)荷時，也不論各組設(shè)備臺數(shù)多少，各組的計算系數(shù)b、c、x和cos等均按附錄表達(dá)1所列數(shù)值。</p><p>　　例2—4 試用二項式系數(shù)法確定例2—2所述機(jī)修車間380v線路的計算負(fù)荷。</p><p>　　解 先求各組的b和</p><p>　　

75、1. 金屬切削機(jī)床組 </p><p>　　查附錄表達(dá)1，取b=0.14,c=0.4,x=0.5,cos=0.5,tan=1.73</p><p>　　故 b=0.14×50kW=7kW</p><p>　　c=0.4×(7.5kW×1＋4kW×3＋2.2kW×

76、;1)=8.68kW</p><p><b>　　2．通風(fēng)機(jī)組 </b></p><p>　　查附錄表達(dá)1，取b=0.65,c=0.25,=0.8，=0.75 </p><p>　　故 b=0.65×3kW=1.95kW </p><p>　　c=0.25&#

77、215;3kW=0.75kW </p><p><b>　　3.電組爐 </b></p><p>　　查附錄表面2，取b=0.7,c=0,=1,=0 </p><p>　　故 b=0.7×2kW=1.4kW </p><p><b>　　c

78、=0</b></p><p>　　因此總計算負(fù)荷為（附加負(fù)荷中以cPx(1)為最大)</p><p>　　P30=(7+1.95+1.4)kW +8.68 kW=19kW</p><p>　　Q30=(7×1.73+1.95×0.75+1.4×0)kvar+8.68×1.73kvar=28.6kvar </p

79、><p>　　S30=kVA =34.3kVA</p><p>　　I30=34.3kVA∕(×0.38kV)=52.1A</p><p>　　按一般工程計要求，以上計算可列成表格形式，如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 例2-4的電力負(fù)荷計算表（按二項式系數(shù)法）</p><p>　　比較例2-2和

80、例2-4的計算結(jié)果可以看出，按二項式系數(shù)法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果大。</p><p>　　§2-3 單相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定</p><p><b>　　一、概述 </b></p><p>　　在工廠里，除了廣泛應(yīng)用三相設(shè)備外，還應(yīng)用有各種單相設(shè)備如電焊機(jī)﹑電爐、電燈等等。單相設(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配

81、，使三相負(fù)荷盡可能地平衡。如果單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5℅，則不論單相設(shè)備如何分配，均可按三相平衡負(fù)荷計算。 </p><p>　　由于確定計算負(fù)荷的目的，主要是用來選擇線路上的設(shè)備和導(dǎo)線，使線路上的設(shè)備和導(dǎo)線在計算電流通過時不致過熱損壞，因此在接有較多單相用電設(shè)備的三相線路中，不論單相設(shè)備接于相電壓不覺 是接于線電壓，只要三相負(fù)荷不平衡，就應(yīng)以最大負(fù)荷相有功負(fù)荷的3倍，作為等效三相有功負(fù)荷，以

82、便滿足三相線路中所選設(shè)備和導(dǎo)線安全運行的要求。</p><p>　　二﹑單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計算</p><p>　?。ㄒ唬﹩蜗嘣O(shè)備接于相電壓時的負(fù)荷計算</p><p>　　首先按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量Pe.m乘以3求得其等效三相設(shè)備容量Pe,即</p><p>　　=

83、 (2-24)</p><p>　　然后按前面式（2-9）～式（2-12）分別計算其等效三相計算負(fù)荷、、和。</p><p>　　(二)單相設(shè)備接于同一線電壓時的負(fù)荷計算</p><p>　　由于容量為的單相設(shè)備接在線電壓上產(chǎn)生的電流I=,這一電流應(yīng)與</p><p>　　其等效三相設(shè)備容量 產(chǎn)生的電流相等，因此其等效三相設(shè)備容量&l

84、t;/p><p><b>　　(2-25)</b></p><p>　　然后也按式（2－９）～式（2－12）分別計算其等效三相計算負(fù)荷P30 、Q30、S30、和I30。</p><p>　　(三)單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓的負(fù)荷計算</p><p>　　首先應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后分

85、相計算的設(shè)備容量和計算負(fù)荷。而總的等效三相有功計算負(fù)荷就是最大有功負(fù)荷相的有功計算負(fù)荷的3 倍，即</p><p><b>　　（2-26）</b></p><p>　　總的等效三相無功計算負(fù)荷就是最大有功負(fù)荷相的無功計算負(fù)荷的3 倍，即</p><p><b>　?。?-27）</b></p><p&

86、gt;　　總的和 則分別按前面式（2－19）和式（2－20）計算。</p><p>　　關(guān)于將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量的問題，這里略去繁復(fù)的推導(dǎo)，只列出其容量換算公式如下：</p><p>　　A 相 （2-28）</p><p><b>　?。?/p>

87、2-29）</b></p><p>　　B相 　 （2-30）</p><p><b>　　（2-31）</b></p><p>　　C 相 　　 ?。?-32）</p><p

88、><b>　?。?-33）</b></p><p>　　式中 、 、——接于AB BC CA相間的有功負(fù)荷;</p><p>　　、 、 ——換算為A、B、C 相的有功負(fù)荷；</p><p>　　、 、—— 換算為Ａ、Ｂ、Ｃ相的無功負(fù)荷；</p><p>　　、……——接于ＡＢ、……等相間的負(fù)荷換算為A、……等相

89、負(fù)荷有功及</p><p>　　無功換算系數(shù)，如表面2－３所列。</p><p>　　表2－３　相間負(fù)荷換算為相負(fù)荷的功率換算系數(shù)</p><p>　　例2－5 如圖2－7所示，某220V/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20 kW接于C相。此外接有380V單相對焊機(jī)4臺，其中2臺

90、14KW（ε =100%）接于AB相，1臺20KW （ε=100%）接于BC相，1臺30K接于CA相，試求此線路的計算負(fù)荷。</p><p>　　解： 1．電熱干燥的各相計算負(fù)荷</p><p>　　查附錄表1得Kd=0.7,cos=1,tan=0。故只有有功計算負(fù)荷：</p><p>　　A相 </p><p>

91、;　　B相 </p><p>　　C相 </p><p>　　2.對焊機(jī)的各相計算負(fù)荷</p><p>　　先將接于CA相的換算至的容量</p><p>　　查附錄表1得并由表面化２－３查得時的功率換算系數(shù)</p><p>　　故各相有功和無功設(shè)備容量為&

92、lt;/p><p>　　A相 </p><p>　　B相 kW</p><p>　　C 相 </p><p>　　因此各相的有功和無功計算負(fù)荷為</p><p>　　A 相 <

93、/p><p>　　B 相 </p><p>　　C相 </p><p>　　3．各相總的有功計算和無功計算負(fù)荷</p><p>　　A相 </p><p><b>　　B相</b></p

94、><p><b>　　C相</b></p><p>　　Q30c=Q30c(1)+Q30c(2)=0+7.39kvar=7.39kvar</p><p>　　4.總的等效三相計算負(fù)荷</p><p>　　因B相的有功計算負(fù)荷最大，故取B相計算等效三相計算負(fù)荷。由此可得</p><p>　　P30=3

95、P30B=3×28.6kW=85.8kW</p><p>　　Q30=3Q30B=3×9.38kvar=28.1kvar</p><p><b>　　S30=</b></p><p>　　以上計算也可列成表格，限于篇幅，從略。</p><p>　　§2-4 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損

96、耗</p><p>　　一、 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗</p><p>　　在確定各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷后，如要確定車間或工廠的計算負(fù)荷，就需要逐級計入有關(guān)線路和變壓器的功率損耗，如圖2—8所示。例如要確定車間變電所低壓配電線WL2首端的計算負(fù)荷P30.4,就應(yīng)該將其末端計算負(fù)荷P30。5加上WL2線路的功率損耗△PWL2(還有無功部分，此略，下同)。如要確定高壓配電線WL1首端的計算負(fù)荷P

97、30。2，就應(yīng)該將車間變電所低壓側(cè)計算負(fù)荷P30。3，加上變壓器T的功率損耗△PT，再加上高壓配電線WL1的功率損耗△PWL1。　為此，下面要講述線路和變壓器功率損耗的計算。</p><p>　?。ㄒ唬┚€路功率損耗的計算</p><p>　　線路的功率損耗包括有功和無功兩大部分。</p><p><b>　　1.有功功率損耗</b></p

98、><p>　　有功功率損耗是電流通過線路電阻所產(chǎn)生的，按 下式計算：</p><p><b>　?。?-34） </b></p><p>　　式中　　I30－線路的計算電流；　　　　RWL－線路每相的電阻。</p><p>　　電阻RWL=R0·。這里為線路長度，R0為線路單位長度的電阻值，可查有關(guān)手冊。

99、附錄表３列出LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，可查得其各種截面下的R0值。</p><p><b>　　2.無功功率損耗</b></p><p>　　無功功率損耗是電流通過線路電抗所產(chǎn)生的，按下式計算： </p><p><b>　　(2-35)</b></p><p>　　式中——線路的計算電流；——線

100、路每相的電抗。</p><p>　　電抗XWL=X0·。這里為線路單位長度，X0為線路單位長度的電抗值，也可查有關(guān)手冊。附錄表３也列有LJ型鋁絞線的X0值。但查X0，不僅要根據(jù)導(dǎo)線截面，而且要根據(jù)線間幾何均距。所謂線間幾何均距，是指三相線路各相導(dǎo)線之間距離的幾何平均值。如圖２－所示三相線路，其線間幾何均距為</p><p><b>　　（2-36）</b>&

101、lt;/p><p>　　如導(dǎo)線為等邊三角形排列（圖２－9b），則=；</p><p>　　如導(dǎo)線為水平等距排列（圖２－9c），則=</p><p>　　圖2-9 三角線路的線間距離</p><p>　　a)一般情況 b)等邊三角形排列 c)水平等距離排列</p><p>　?。ǘ┳儔浩鞴β蕮p耗的計算</p

102、><p>　　變壓器的功率損耗也包括有功和無功兩大部分。</p><p>　　變壓器的有功功率損耗</p><p>　　有功功率損耗是由兩部分組成：一部分是鐵芯的中有功功率損耗，即鐵損。鐵損</p><p>　　在變壓器一次繞組的外加電壓和頻率不變的條件下，是固定不變的，它與負(fù)荷無關(guān)。</p><p>　　鐵損可由變壓器空

103、載實驗測定。變壓器的空載損耗△P0可認(rèn)為就是鐵損，因為變壓器的</p><p>　　空載電流很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功損耗可略去不計。</p><p>　　另一部分是變壓器在負(fù)荷時其一、二次繞組中產(chǎn)生的有功功率損耗，即銅損.銅損與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比。銅損可由變壓器短路實驗測定。變壓器的短路損耗可認(rèn)為就是銅損，因為變壓器短路是一次側(cè)短路電壓k很小，在鐵芯中產(chǎn)生的有功功率損耗可略

104、去不計。</p><p>　　因此，變壓器的有功功率損耗為</p><p><b>　　(2-37)</b></p><p>　　或 (2-38)</p><p>　　式中 SN——變壓器的額定容量；</p><p

105、>　　S30——變壓器的計算負(fù)荷；</p><p>　　β——變壓器的負(fù)荷率，</p><p>　　2．變壓器的無功功率損耗</p><p>　　無功功率損耗也由兩部分組成：一部分無功功率用來產(chǎn)生主磁通，也就是用來產(chǎn)生激磁</p><p>　　電流或近似地認(rèn)為產(chǎn)生空載電流的。這部分無功率損耗用表示，只與繞組電有</p>&

106、lt;p>　　關(guān)，與負(fù)荷無關(guān)。這部分無功功率損耗為</p><p><b>　　(2-39)</b></p><p>　　式中 %——變壓器空載電流占額定電流的百分值。</p><p>　　另一部分無功功率消耗在變壓器一、二次繞組的電抗上。額定負(fù)荷下的這部分無功損耗</p><p><b>　　用表示，即

107、</b></p><p><b>　　(2-40)</b></p><p>　　式中 ——變壓器的短路電壓（即阻抗電壓）占額定電壓的百分值。</p><p>　　這部分無功功率損耗也與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比。 </p><p>　　因此，變壓器的無功功率損耗為</p><p>

108、<b>　?。?-41）</b></p><p>　　或 （2-42）</p><p>　　上列式中的、、和（）等都可從產(chǎn)品樣本中查得。附錄表4列出</p><p>　　了 型低損耗配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。</p><p>　　在

109、負(fù)荷計算中，變壓器的有功和無功功率損耗，可按下列簡化公式近似計算：</p><p>　　對等型電力變壓器 （2-43）</p><p><b>　?。?-44）</b></p><p>　　對等型低損耗變壓器

110、 （2-45）</p><p><b>　?。?-46）</b></p><p>　　二、工廠供電系統(tǒng)的電能損耗</p><p>　　工廠每年所耗用的電能，當(dāng)然主要是用于工廠的生產(chǎn)和生活，即為動力和照明用電；但是工廠供電系統(tǒng)的元件（主要是線路和變壓器）也要損耗一部分電能，不可忽視，因為這關(guān)系到電能利用的效益問題。作為供電人員，應(yīng)設(shè)法降低系統(tǒng)的

111、這部分損耗，千方百計節(jié)約電能。</p><p>　?。ㄒ唬┚€路的電能損耗</p><p>　　線路上全年的電能損耗，應(yīng)該是線路的年平均功率損耗乘以一年的小時數(shù)8760h。</p><p>　　由式（2-2）和式（2-4）可得到下列關(guān)系：</p><p>　　故 </p><p>

112、　　假設(shè)，且線路電壓不變，則,,因此</p><p>　　由此可求得線路的年有功電能損耗為</p><p>　　或 (2-47)</p><p>　　式中 ——最大負(fù)荷損耗小時,在時，。</p><p>　　最大負(fù)荷損耗小時，實際上也是一個假想時間，在此時間內(nèi)，線路上持續(xù)

113、通過最大負(fù)</p><p>　　荷電流所產(chǎn)生的電能損耗，恰好等于實際負(fù)荷電流全年在線路上產(chǎn)生的電能損耗。</p><p>　　不同下的關(guān)系曲線，如圖2-10所示，可供查用。</p><p>　?。ǘ┳儔浩鞯碾娔軗p耗變壓器的有功電能損耗包括兩部分。一部分是變壓器鐵損引起的電能損耗。只要變壓器的外加電壓和頻率不變，它就是固定不變的，因此這部分電能損耗（全年）為

114、 （2-48）</p><p>　　式中 ——變壓器全年運行時間，一般取8760h； 圖2-10 關(guān)系曲線</p><p>　　——變壓器的空載損耗。</p><p>　　另一部分是變壓器銅損引起的電能損耗。如前所述，這部分損耗與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比，即與變壓器負(fù)荷率β的平方成正比，

115、因此這部分電能損耗（全年）為</p><p><b>　　（2-49）</b></p><p>　　式中——變壓器的最大負(fù)荷損耗小時；</p><p>　　——變壓器的短路損耗。因此變壓器的年有功電能損耗為</p><p><b>　?。?-50）</b></p><p>　

116、　§2-5 工廠計算負(fù)荷的確定</p><p>　　一、按逐級計算法確定工廠計算負(fù)荷</p><p>　　如圖2-8所示，工廠的總計算負(fù)荷（這里舉有功負(fù)荷為例），應(yīng)該是高壓母線上所</p><p>　　有高壓配電線計算負(fù)荷之和，再乘上一個同時系數(shù)。高壓配電線的計算負(fù)荷，應(yīng)該是</p><p>　　車間變電所低壓側(cè)的計算負(fù)荷，加上變

117、壓器的功率損耗和高壓配電線的功率損耗</p><p>　　。而車間變電所低壓側(cè)的計算負(fù)荷，應(yīng)該是低壓母線上所有低壓配電線計算負(fù)荷</p><p>　　之和，再乘上一個同時系數(shù)。不過，對于中小型工廠來說，無論高壓線路或低壓線路都不很長，功率損耗不很大，因此在計算負(fù)荷時往往略去不計。</p><p>　　工廠及變電所低壓側(cè)總的計算負(fù)荷、、和的計算公式，分別如前面式（2-

118、17）～式（2-20）所示，其0.8～0.95，0.85～0.97。</p><p>　　二、按需要系數(shù)法確定工廠計算負(fù)荷</p><p>　　將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘浚ú缓瑐溆迷O(shè)備容量）乘上一個需要系數(shù)，就得到全廠的有功計算負(fù)荷，計算公式仍如前面式（2-9）所示。然后可根據(jù)工廠的功率因數(shù)，按式（2-10）～（2-12）求出全廠的無功計算負(fù)荷、視在計算負(fù)荷和計算電流。</p>

119、<p>　　附錄表2列出了部分工廠的需要系數(shù)和功率因數(shù)值，供參考。</p><p>　　三、按年產(chǎn)量或年產(chǎn)值估算工廠計算負(fù)荷</p><p><b>　?。ㄒ唬┌茨戤a(chǎn)量估算</b></p><p>　　將工廠年產(chǎn)量A乘上單位產(chǎn)品耗電量a，就得到工廠全年的需電量</p><p><b>　?。?2－51

120、）</b></p><p>　　各類工廠的單位產(chǎn)品耗電量a可由有關(guān)設(shè)計單位根據(jù)實測統(tǒng)計資料確定，也可查有關(guān)設(shè)計手冊。</p><p>　　在求出年需電量后，除以工廠的年最大負(fù)荷利用小時，就可得到工廠的有功計算負(fù)荷</p><p><b>　　（2－52）</b></p><p>　　其它計算負(fù)荷、和的計算，與