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电力负荷特性和计算分析

电力系统的总负荷就是系统中千万个用电设备消 费功率的意和。们大致分为异步电动机、同步电动 机、电热电炉、整流设备、照明设备等几大类。 不同行业中，这些用电设备占的比重也不同。表 6一一1所示是几种工业部门用电设备比重的统计。 将各工业部门消费的功率与农业、交通运输和市 政生活消费的功率相加就可得到电力系统的综合用电 负荷。综合用电负荷加网络中损耗的功率为系统中各 发电厂应供出的功率，因而称作电力系统的供电负荷 供电负荷再加各发电厂本身消费的功率 厂用电， 为系统中各发电机应发出的功率，称作电力系统的发 电负荷。

表6一1 几种工业部门用电设备比重的统计

注（1）比重按功率计。 2） 照明设备的比重很小西安洁净厂房施工组织设计， 未统计在内。

我国低压电器行业采用了C34一1规定百 八种工作制中的三种，即长期连续工作制S1、 短时工作制S,和断续周期工作制S3

在恒定负载（如额定功率）下连续运行相 当长时间，可以使设备达到热平衡的工作条件 这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比 较稳定，如通风机、水泵、空气压缩机、电炉 和照明等。

设备在额定工作电流恒定的一个工作周期内不会 达到允许温升，而在两个工作周期之间的间歇又很长 能使设备冷却到环境温度值。如金属切削机床用的辅 助机械（横梁升降、刀架快速移动装置等）、水闸用 电机等， 这类设备的数量很少。

这类工作制的用电设备周期性的工作、停歇，反 复运行，而且工作和停歇的时间都很短，周期一般不 超过10min，使设备既不能在一个工作时间内升温到客 定值，也不能在一个停歇时间内冷却到环境温度，如 电焊机和电梯电动机等设备。断续周期工作制的用电 设备可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表征其工 作性质。

负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期 的百分比值，用表示

式中 T二工作周期； 工作周期内的工作时间； g 工作周期内的停歇时间。

t g g 8= T

质何曲线是指在呆 推移而变化的曲线。 按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线；按负 荷持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线：按负荷在 电力系统内的地点可绘制个别用户、电力线路、变电 所、发电厂乃至整个地区、整个系统的负荷曲线。将 这几方面负荷曲线综合在一起就可表明负荷曲线发与 供的全部特性。 有的负荷曲线是按一定时间为间隔绘制出来的。 但是逐点描绘的负荷曲线为依次连续的折线，不适于 卖际应用。为了计算简单起见，往往将逐点描绘的负 荷曲线用等效的阶梯曲线来代替。

有功功率负荷曲线对电系统的运

有功功率负荷曲线对电力系统的运 行十分有用，电力系统的设计生产主要 是建立在领测的有功负荷曲线的基础之 上的。以下介绍几种典型的负荷曲线。 (一） 日负荷曲线 日负荷曲线表示一天24h内负荷变化 的情况，如图6一一1所示，此曲线可用于 决定系统的日发电量。

图6一1（种行业的有动功率日负荷线 （a）钢铁工业（b）食品行业（c）农村加工业（d）市政生活

（二）年最大负荷曲线 可根据典型日负荷曲线间接制成，表示从 年初到年终的整个1年内的逐月（或逐日）综 合最大负荷的变化情形，如图6一2所示。 （三）年负荷持续曲线 年负荷持续曲线是不分日月先后的界限， 只按全年的负荷变化，根据各个不同的负荷值 在一年中的累计持续时间而重新排列组成的， 即反映了工厂全年负荷变动与负荷持续时间的 关系,如图6一3所示。

图6一2年最大负荷曲线

图6一3年负荷持续曲线

分析负荷曲线可以了解负荷变动的 规律。从工厂来说，可以合理地、有计 划地安排车间、班次或大容量设备的用 电时间。从而降低负荷高峰，填补负荷 低谷，这种“削峰填谷”的办法可使负 荷曲线比较平坦调整负荷既提高了供 电能力，也是节电的措施之一。 从负荷曲线上还可以求得一些有用 的参数。

（1）年最大负荷P 负荷曲线上的最高点 max' 见图6一3。 （2）年最小负荷P 负荷曲线上的最低点， min. 见图6一3。 (3) 全年消耗的电量Av为

8760 Ay = Pdt

全日消耗的电量Ap为

（4）年最大负荷利用小时数1 max

W T max P max

Ay AD D 8760 24

（6）负荷率。 平均负荷与最大负荷的比

有功负荷率 X ay <1) P max Qa(β<1) 无功负荷率 B= Q ma

所谓计算负荷，就是在已知用电设 备性质、容量等条件的情况下，按照一 定的方法和规律。通过计算确定的电力 负荷。它包括有功计算负荷、无功计算 负荷、视在计算负荷和计算电流、尖峰 电流等内容。 求计算负荷的这项工作称作为负荷 计算。

根据长期观察所测得的负荷曲线可以发现 对于同一类型的用电设备组、同一类型车间或 同一类企业，其负荷曲线具有相似的形状。因 此，典型负荷曲线就可作为负荷计算时各种必 要系数的基本依据。利用这种系数，根据工厂 所提供的用电设备容量、将其变换成电力设备 所需要的假想负荷 一计算负荷。 用此计算负荷选择供电系统中的导线和电 缆截面积，确定变压器容量，为选择电气设备 参数、整定保护装置动作值以及制定提高功率 因素措施等提供了依据。

“计算负荷”是按发热条件选择电气设备 的一个假定负荷。计算负荷产生的热效应需和 实际变动负荷产生的最大热效应相等。所以根 据计算负荷来选择导线及设备，在实际运行中 它们的最高温升就不会超过容许值。 通常我们把根据半小时（30min）的平均 负荷所绘制的负荷曲线上的“最大负荷》称为 “计算负荷”，并作为按发热条件选择电气设 备的依据。

比较、分析天量的负荷曲线，又可以发现同一类 型的工业企业（或同一类型车间、设备）的负荷曲线， 均有大致相似的形状。从中可发现数值较相近的系数。 1、需要系数Kd 在设备额定功率P已知的条件下，只要实测统计 出用电设备组（车间、全厂）的计算负荷P， 即在典 就可以求出需要系数K，定义如下：

负荷曲线最大有功负荷 P Kd max 设备容量 PN

2、利用系数Ku 利用系数可定义为

第三节工厂供电负荷的统计计算示例

考虑到在变配电系统中建筑基坑回填施工方案，并不是所有用电 设备都同时运行，即使同时运行的设备也不 定每台都达到额定容量，因此不能用简单地把 所有用电设备的容量相加的方法来确定计算负 荷。

在作设计任务书或初步设计阶段，光其当 需要进行方案比较时，车间或企业的年平均有 功功率和无功功率往往可按下述方法估算。

第三节工厂供电负荷的统计计算示修 （一）单位产品耗电量法 已知企业的生产量及每一单位产品 电能消耗量W可先求出企业年电能需要

（一）单位产品耗电量法 已知企业的生产量及每一单位产品 电能消耗量W.可先求出企业年电能需要

于是可以求得最大有功功率如下！

W P max na

HJ 1098-2020 水华遥感与地面监测评价技术规范（试行）式中 T 年最大有功负荷利用小时数 max

第三节工厂供电负荷的统计计算示

（二）车间生产面积负荷密度法 当已知车间生产面积负荷密度指标 （单位为kW/m²）时，车间的平均负荷 按下式求得