用电设备组负荷计算方法

1.需要系数法

凡工艺性质相同、需要系数相近的用电设备即可归类于同一设备组。在一个车间中，可根据具体情况将用电设备分为若干组，对每一组选用合适的需要系数，算出每组用电设备的计算负荷，然后由各组计算负荷求总的计算负荷，这种方法称为需要系数法。

对于一组用电设备，当在最大负荷运行时，所安装的所有用电设备不可能全部同时运行，也不可能全部在满负荷下运行，再加之线路在输送功率时要产生损耗，同时用电设备本身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简单相加来作为用电设备组的计算负荷，必须考虑在运行时可能出现的上述各种情况。因此，一个用电设备组的需要系数可表示为

式中，为用电设备的同时系数；为用电设备的负荷系数；为用电设备组的平均效率；ML为供电线路的平均效率。

需要系数小于1。工厂各用电设备组及各种企业的的需要系数及功率因数见表2-3和表2-4。

表2-3　各用电设备组的需要系数Kd及功率因数

（续）

表2-4　各种企业的全厂需要系数及功率因数

（1）单组用电设备计算负荷的确定

单组用电设备的计算负荷可按下式计算：

式中，分别为该用电设备组的有功计算负荷（kW）、无功计算负荷（kvar）和视在计算负荷（kV·A）；为该用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不包括备用设备）的设备容量总和（kW）；tanφ为该用电设备组平均功率因数角的正切值；为该用电设备组的额定电压（kV）；为该用电设备组的计算电流（A）。

（2）多组用电设备计算负荷的确定

在配电干线或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，由于各个用电设备组的最大负荷不一定会同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应对其有功负荷和无功负荷再计入一个同时系数，即

式中，为同时系数，一般取0.85～0.95。

必须注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算。此外，在计算多组用电设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组设备的台数不论多少，各组的计算负荷均按表2-3所列的和cosφ值来计算。

例2-1　某机械加工车间380V线路上，接有流水作业的金属切削机床电动机30台共85kW（其中较大容量电动机有11kW1台，7.5kW3台，4kW6台），通风机3台，共5kW，吊车1台，3kW（ε=40%）。试用需要系数法确定此线路上的计算负荷。

解：先求各组的计算负荷

（1）金属切削机床组

查表2-3，取，cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此

（2）通风机组

查表2-3，取，cosφ=0.85，tanφ=0.62，因此

（3）吊车组

查表2-3，取，cosφ=0.5，tanφ=1.73，而ε=40%，故(www.xing528.com)

因此

取，可求得总的计算负荷为

需要指出：表2-3所列需要系数值是按车间范围内设备台数较多、总容量较大的情况来确定的，因此需要系数法普遍应用于求全厂和大型车间变电所的计算负荷。但是，由于需要系数法没有考虑大容量用电设备对计算负荷的特殊影响，特别是在确定设备台数较少而容量差别悬殊较大的分支干线的计算负荷时，其计算结果往往比实际负荷偏小。在这种情况下，可采用二项式系数法进行负荷计算。

2.二项式系数法

（1）单组用电设备计算负荷的确定

单组用电设备的计算负荷可按下式计算：

式中，为用电设备组的平均负荷（kW），其中为用电设备组的设备容量之和；为用电设备组中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷（kW），其中为x台容量最大设备的设备容量之和；b、c为二项式系数，见表2-5。

表2-5　用电设备组的二项式系数

（2）多组用电设备计算负荷的确定

采用二项式系数法确定多组用电设备的计算负荷时，也应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。但不是计入一个同时系数，而是在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷，再加上各组的平均负荷，其计算方法为

式中，tanφmax为与最大附加负荷相对应的功率因数角的正切值。

例2-2　试用二项式系数法确定例2-1所述机械加工车间380V线路上的计算负荷。

解：先求各用电设备组的计算负荷

（1）金属切削机床组

查表2-5，b=0.14，c=0.4，x=5，cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此

（2）通风机组

查表2-5，b=0.65，c=0.25，x=5，cosφ=0.8，tanφ=0.75，因此

（3）吊车组

查表2-5，b=0.06，c=0.2，x=3，cosφ=0.5 ，tanφ=1.73，吊车在ε=40%时，由例2-1知，换算到ε=25%时的。因此

比较以上各组的附加负荷可知，金属切削机床组的为最大，因此总的计算负荷为

比较例2-1和例2-2的计算结果可以看出，按二项式系数法计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多。可见，二项式系数法更适用于确定设备台数较少而容量差别较大的低压配电干线或配电箱的计算负荷。但是，二项式系数b、c和x的值，缺乏充分的理论依据，且历史上积累的数据也较少，从而使其应用受到一定的局限性。