电气负荷计算法评介和改进意见

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1、电气负荷计算法评介和改进意见中国航天建筑设计研究院卞铠生摘要：负荷计算的现状；负荷计算法评介；常用计算法的改进思路；需要系数法的澄清；利用系数法的改进；单相负荷计算的要点关键词：电气负荷计算需要系数法利用系数法单相负荷计算1概述1.1负荷计算的依据我国至今没有关于电气负荷计算的国家标准，而且未列入规范编制计划。国标中，仅GB50293-1999《城市电力规划规范》有宏观用电指标，未涉及负荷计算。某些行业标准，如HG20551-1993《化工厂电力设计常用计算规定》、DL/T5153-2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》，列

2、有负荷计算内容，但其方法和数据并不通用。JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》中虽有负荷计算一节，却无具体方法。机械行业对负荷计算最为重视，数十年来做了大量卓有成效的工作；但尚未形成统一规定，致使JBJ6-1996《机械工厂电力设计规范》中负荷计算阙如。西方国家不追求精确的负荷计算，多采用简易的需要系数法，计算裕度较大。如美国《国家电气法规》（NEC）所给的指标和系数均较大，并规定：导线载流量不应小于连续负荷的125%；馈电线的计算负荷不应小于各支线负荷之和。前苏联出于其国情考虑，对负荷计算极为重视。经前苏联国立重工业电

3、气设计院和动力工程科学技术协会多年工作，编制了《确定工业企业电气负荷暂行导则》（以下简称《导则》）；1961年由前苏联国家计委动力管理总局批准。《导则》的中译本见中国工业出版社1965年版，由王厚余、何耀辉译。该书至今仍被国内业界视为负荷计算的“经书”。多年来，我国大多数设计单位均沿用《导则》给出的负荷计算方法；具体依据则是通用的设计手册，如《工业与民用配电设计手册》、《钢铁企业电力设计手册》等。1.2负荷计算的基本概念（1）目的——获得供配电系统设计所需的各项负荷数据，特别是选择和校验各网络元件用的计算负荷。（2）内容——除

4、求取各类计算负荷外，还包括计算电能消耗量、电网损耗（功率损耗和电能损耗）等；有时延伸到无功补偿的计算。（3）实际负荷——接在电网上的各种电气负荷，通常是随机变动的。（4）计算负荷——假想的持续性负荷，它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际负荷相等。（5）计算负荷是按配电点（配电箱、配电线路、变电所母线）划分的，各有其计算范围，并存在上下级关系。1.3计算负荷的分类、用途和取值按不同的用途，取不同的负荷效应和时间间隔，将得出各类不同的计算负荷。设计中常用的三类计算负荷如下：（1）需要负荷或最大负荷a.用于按发热条件选择电

5、器和导体；计算电压偏差、电网损耗、补偿容量等；有时用以计算电能消耗量。b.通常取“半小时最大负荷”（按发热时间常数τ=10min，则3τ＝30min)。适用于选择较小截面导线；对较大导体，尤其是变压器，则不合理。（2）平均负荷a.年平均负荷用于计算电能年消耗量；有时用以计算补偿容量。b.最大负荷班平均负荷用于计算最大负荷（见利用系数法）。（3）尖峰电流a.用于计算电压波动/变动；选择和整定保护器件；校验电动机起动条件。b.通常取持续1s左右的最大负荷电流，即起动电流的周期分量。在校验瞬动元件时，还应考虑其非周期分量。【澄清】a

6、.计算负荷的广义是上述三类的统称；狭义是指需要负荷/最大负荷。b.计算负荷包括其有功功率、无功功率、视在功率、计算电流及其功率因数。c.计算电压损失采用的计算负荷，视情况而异：考虑长期电压水平（电压偏差）时，用需要负荷或最大负荷；考虑短时电压水平（电压波动）时，用尖峰电流。d.除了求计算负荷外，负荷计算还包括求电能消耗量、电网损耗（功率损耗、电能损耗）等。2负荷计算法评介2.1单位指标法包括：单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法。（1）简介a.基础：实用数据的归纳。b.特点：用相应的指标直接求出结果。（2）评价a.

7、计算过程简便。计算精度低。b.难点是指标的取值。受多种因素的影响，指标变化范围很大，上下限可相差一倍甚至更多。以住宅为例，影响用电指标的条件有：地理位置、气候条件、地区发展水平、居民生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、节能措施力度等。（3）适用范围适用于设备功率不明确的各类项目，如民用建筑中的分布负荷；尤其适用于设计前期的负荷框算和对计算结果的校核。2.2需要系数法（1）简介a.基础：负荷曲线。b.特点：逐级打系数。C.步骤：设备功率乘需要系数得需要功率；多组负荷相加时，再逐级乘同时系数。（2）评价a.计算过程较简便。计算精

8、度与用电设备台数有关，台数多时较准确，台数少时误差大。b.难点是系数的掌握和设备台数少时的算法，见4.2、4.3。（3）适用范围适用于设备功率已知的各类项目，尤其是照明、高压系统和初步设计的负荷计算(参见4.1)。2.3利用系数法（1）简介a.基础：概率论与数理统计。《导则》