第二章负荷计算与无功补偿
2.1负荷计算的意义
电力负荷又称负荷，有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等。另一种是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义视具体情况而定。要进行工程的供电设计，必须首先将这些原始资料变成电力设计所需要的假想负荷——即计算负荷，然后根据计算负荷按允许发热条件来确定发电机组和变压器的容量，选择供电系统的导线截面，确定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等等。所以，电力负荷的计算是整个工程供电设计的依据。如负荷计算过低可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常工作，甚至影响工程的战时指挥、通信联络等战时作用的发挥。反之，如果负荷计算过大，将使发电机组和变乐器的容量过大，会使工程的一次性投资增加，过大的设备在长期负荷率严重不足的情况下运行也不经济。因此，负荷计算的正确与否，将直接关系到工程的供电质量和经济指标，必须认真对待。
2.2负荷计算的方法
目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式法等、利用系数法、ABC法。 需用系数法是在大量的测量与统计的基础上，给出各类负荷的需用系数和同时系数，然后把设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法山于简单易行，在人防工程设计中被普遍采用。但是，当用电设备台数少而功率相差悬殊时，其计算结果往往偏小，因而这种方法只适用于整个工程的负荷计算。
二项式法是把计算负荷看作两个分量组成，一个分量是平均负荷，另一分量是数台大功率设备工作对负荷影响的附加功率。这种方法虽然也比较简单，但是于过分突出广大型设备对电气负荷的影响，使计算结果往往偏大，而且方法本身所推荐的公式和系数，仪限于机械加工工业，与人防工程内负荷情况相差较大，使用起来比较困难。
利用系数法是采用利用系数求出最大负荷的平均功率，再考虑设备台数和功率差
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异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法是以概率论和数理统计作为理论根据的，计算结果比较接近实际，适用范围较广，但囚计算过程繁琐，人防工程中一般不使用。
“ABC”法是一种较新的负荷计算方法。它把计算负荷看作是平均负荷与计算负荷对平均负荷参差值的叠加，这个参差值是由没备的容量总平方和的方根表征的，因而人设备对计算负荷的影响将更接近实际，而且这种方法只需对设备台数进行简单的加法，不牵扯到设备容量的繁琐计算，比较方便。但目前在人防丁程中平均利用系统的实测数据不足，故此法尚未被采用。
2.3计算过程
工厂常用的用电设备种类繁多，根据其用途和特点，大致可分为三类：生产加工机械的拖动设备，照明设备，加热设备。生产加工机械的拖动设备是机械加工类工厂的主要用电设备，是工厂电力负荷的主要组成部分，设计任务书中已经给出了设备的容量和需要系数。
表2-1 车间负荷表
序号 1 2 3 4 5 6 粗轧机 中轧机 精轧机 水泵房 锅炉房 生产准备车间 7 8 办公用电 3 加热炉 1 350 1038 1 1 1 0．6 用户名称 负荷总容量 需要系数kd 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.65 0.76 0.76 0.76 0.6 0.6 0.56 cosφ tanφ 计算负荷 P30kw Q30kvar S30kv.A I30A 等级 kw 1 1 1 1 1 2 2300 2600 2700 830 300 520 根据表中数据计算各车间总负荷 粗轧机：
有功计算负荷P30?p?kd=2300×0.8=1840(kw)
6
无功计算负荷Q30?P30?tan?=1840×0.85=1564
22?Q30视在计算负荷S30?P30=2421(KVA)
计算电流I30?中轧机：
S303?UN=
2414?2118(A) 1.14 精轧机：
水泵房：
锅炉房：
有功计算负荷P30?p?kd=2600×0.8=2080(kw)
无功计算负荷Q30?P30?tan?=2080×0.85=1768(kvar)
视在计算负荷S230?P30?Q230=2730(KVA)
计算电流I30?S303?U=
27301.14?2395(A) N有功计算负荷P30?p?kd=2700×0.8=2160(kw) 无功计算负荷Q30?P30?tan?=2160×0.85=1836(kvar)
视在计算负荷S2230?P30?Q30=2835(KVA)
计算电流IS3030?3?U=
23851.14?2092(A) N有功计算负荷P30?p?kd=830×0.8=664(kw) 无功计算负荷Q30?P30?tan?=664×1.33=883(kvar)
视在计算负荷S230?P30?Q230=1105(KVA)
计算电流I3030?S3?U=
1105N0.658=1679(A) 有功计算负荷P30?p?kd=300×0.8=240(kw) 无功计算负荷Q30?P30?tan?=240×1.33=319(kvar)
7
视在计算负荷S230?P30?Q230=399(KVA)
计算电流IS3039930?3?U=
N0.658=607(A) 加热炉：
有功计算负荷P30?p?kd=1038×1=1038(kw) 无功计算负荷Q30?P30?tan?=1038×1.33=1381(kvar)
视在计算负荷S230?P30?Q230=1278(KVA)
计算电流IS3030?3?U=
12780.658=2626（A） N生产准备车间：
有功计算负荷P30?p?kd=520×0.65=338(kw) 无功计算负荷Q30?P30?tan?=338×1.18=398(kvar)
视在计算负荷SP230?30?Q230=522(KVA)
计算电流IS3030?3?U=
522N0.658=794（A） 办公用电：
有功计算负荷P30?p?kd=350×1=350(kw) 无功计算负荷Q30?P30?tan?=0(kvar)
视在计算负荷S230?P30?Q230=350(KVA)
计算电流IS3035030?3?U=
0.658?532（A） N计算负荷表
表2-2计算负荷表
序用户名称 负荷总容量 计算负荷 号 等级 kw P30kw Q30kvar S30kv.A I30A 1 粗轧机 1 2300 1840 1564 2421 2118 8