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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 GB 50293-1999 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 HG 20551-1993化工厂电力设计常用计算规定 、DL/T 5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规定 ，列有负荷计算内容，但其方法和数据并不通用。JGJ

2、16-2008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 JBJ 6-1996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

3、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

4、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 =10min ，则 330min )。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

5、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.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

6、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.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

7、：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。 导则认为：各设备的用电现象可看作随机过程，服从正态分布规律。计算负荷与平均负荷之差值按 1.5 倍方差考虑，用“最大系数”来表征。显然，最大系数与用电设备台数和各台功率差异相关

8、；为此，引入一个参量“用电设备有效台数” 。b.特点：先求平均负荷，再求最大负荷；不逐级打系数。平均负荷可用电度表方便地测出。c.步骤：设备功率乘利用系数得平均功率；求平均利用系数和用电设备有效台数，查出最大系数；平均功率乘最大系数得最大负荷。（2）评价a.计算精度高，与设备台数关系不大。计算过程繁，致使实际应用不广。b.难点是用电设备有效台数的计算，改进建议见 5.2。（3）适用范围适用于设备功率已知的各类项目，尤其是工业企业电力负荷计算。注：照明负荷用需要系数法计算；其需要负荷与电力最大负荷相加。2.4 其他计算法（1）二项式法计算负荷由两项相加：基本部分代表平均需要负荷，附加部分用以考虑

9、数台最大设备的影响。此法系前苏联的经验公式，计算结果明显偏大，已被利用系数法取代。五十年前导则中已淘汰的方法，我们不宜再用。（2）简化或绕开有效台数的方法在导则及其补充文件中，已给出有效台数的三种简化算法。其中， “相对有效台数法”仍很繁琐，简单算式则受限于不便记忆的使用条件。国内不仅推导过简化算式，还提出过绕开有效台数的 ABC 法等。这些改良方法无助于利用系数法的推广。（3）新二项式法及新利用系数法（谢善洲）该法认为：用电设备开或停的现象服从“二项分布”规律；平均利用系数与设备台数负相关。计算负荷为平均负荷与 1.5 倍均方差负荷之和，可用新二项式法公式或新利用系数法公式求出。新二项式法计

10、算过程简便，计算结果已在机械加工厂的实测中得到验证。我们希望在更多的行业验证其普适性，并使之完善。（4）CK L 法、CP x 法、C P5 法和 DKX 法（施俊良）CKL 法认为：只有 5 台功率最大的设备影响计算负荷与平均负荷的差值（CP 5） ；系数 C 是利用系数 KL 的单值函数。CP x 法是 CKL 法的再简化，用最大 1 台设备功率加4 台假想设备功率(P x)代替 5 台设备功率。CP 5 法是上述方法用于 5 台及以下设备时的特例。这三种均属于简化利用系数法。DKX 法实质上是需要系数法形式的 CKL 法，考虑了 5 台功率最大的设备对计算负荷的影响。为实现形式转换，引入

11、计算系数 D=f（K X） ；如进一步转化为修正系数=f（ KX，P 5/ Pn） ，则称新需要系数法。这四种方法的研究跨越二十多年，于 2001 年列入建设部的研究项目，2004 年完成课题报告。我们希望：在完善数学模型的基础上，统一四种方法的形式和参数，并在机械行业中试用和征求意见。2.5 常用计算法的改进思路负荷计算是涉及供配电系统全局的重要问题，我们应慎重对待计算法的改进。（1）我们的最终目标是编制电气负荷计算国家标准。为此，业界应先就计算理论（数学模型、公式推导、参数选择等）达成共识。推出新计算法时，应通过权威性鉴定，并经部分行业试用。在确定一套可靠、实用、公认的负荷计算法后，才能形

12、成法律性文件，如电气负荷计算导则，进而成为国家标准。（2）几十年来，前苏联导则的计算理论已被国内广泛接受；时至今日，仍可作为业界共识的基础。在另有法律性文件之前，当前通用的三种计算法体系应予保持，但宜予适当改进。（3）对于单位指标法和需要系数法，只需补充、修正实用数据，并对后者作必要的澄清（见 4.1、4.2 及 3.3） 。（4）对于利用系数法，暂不改变计算方法框架，以维持其约定俗成的准法律地位，避免重新论证而久拖不决。但应切实改进其操作层面，简化用电设备有效台数的计算，完善最大系数表，具体建议见 5.1 和 5.2。3 设备功率的计取3.1 基本概念 在负荷计算中， “设备功率”一词有特定

13、的含义；对其计取有一系列规定。我们应理解为何如此规定，掌握其基本原则，才能应对多变的情况。（1）相同的量和单位才能相加。因多数设备标出的是有功功率，故应向其靠拢。（2）不同工作制、不同负载持续率下的功率是不等值的，不能直接相加。因多数设备为连续工作制，故应均换算为负载持续率 =100的功率。（3）不可能同时出现的负荷不叠加。（4）数据的选取和换算力求简便。3.2 一般规定和引伸分析（1）用电设备：a.应把额定值换算为负载持续率 =100下的有功功率。以下两点是为了计算简便：-电动机直接取轴功率，不换算为输入功率。 （效率已揉入需要系数。 ）-整流器的设备功率取额定直流输出功率。 （其交流输入功

14、率计算困难。 ）澄清：以上规定仅适用于配电线路的计算。末端线路的计算电流则应取用电设备的输入电流，如：电动机应除以效率，电焊机乘上 1.2，详见工业与民用配电设计手册第十二章。b.气体放电灯应计入镇流器的功率损耗。（2）用电设备组：备用设备不计入。澄清：这一规定的前提是工作设备和备用设备均在同一计算范围内。二者由不同的配电线路、变压器分别供电时，应按可能出现的最大组合分别计取。（3）变电所或建筑物：平时不工作的消防设备不计入。澄清：应区分两种消防设备：平时不工作者；正常运行者。后者（如消防电梯、正常点燃的应急照明等）仍应计入。这一规定是针对市电负荷计算；应急系统显然要计入消防设备。火灾时切除的

15、正常负荷通常大于投入的应急负荷。（4）全工程的负荷计算：季节性负荷取较大者。澄清：大功率的季节性负荷通常分设变电所，此时，变电所的负荷当然应分别计算。这一规定主要适用于全工程的负荷计算；较小计算范围内包括两种季节性负荷的个别情况，也可引用。3.3 周期工作制电动机的设备功率应统一目前采用需要系数法时，周期工作制电动机的设备功率换算为 =25的功率。这是出于误解而沿袭了早年不合理的习惯。这一做法已随导则颁布而废除。我们早该正本清源，统一设备功率的取值。论据如下：（1） 导则在811 中均规定“所有单台用电设备”换算为 =100的持续功率，没有例外。（2） 导则给出的是复合计算法，其中包括需要系数

16、法（见 4.1） 。因此，上述规定对需要系数法也适用。（3）不同负载持续率下的功率是不等值的，直接相加没有物理意义。不合理的旧习惯应予纠正。统一设备功率的取值可使概念清晰、记忆方便、换算简单、减少差错。（4）=100的设备功率等于 =25功率的 1/2。据此，只要把原有的起重机需要系数乘 2，即可用于 =100的设备功率。 （经对比常用的数据，笔者建议把 =25的需要系数乘以 1.52.0。 ）在过渡期，我们还可同时列出两种需要系数，方便使用。缺乏适用数据是保留不合理习惯做法的主因；解决现有数据转用问题，则消除了设备功率统一的障碍。4 需要系数法的澄清4.1 需要系数法的地位不少同行把导则视为

17、利用系数法。实际上它是以利用系数法为主、兼容单位指标法和需要系数法的“三位一体”复合计算法。例如， 导则中用单位产品电能消耗量（35）或单位面积电能消耗量求计算负荷（45） ，就是单位指标法。下面主要讨论与需要系数法相关的问题。（1） 导则54 规定：“照明用电设备的最大负荷，是以这些用电设备的安装功率乘以需要系数而得出。 ”据此并经56 和示例印证，利用系数法仅用于电力负荷计算。还有，46 规定：“允许在初步设计阶段和其他估算中按需要系数确定负荷” ；“在计算上一级供电元件负荷时可乘以最大负荷参差系数” 。这是典型的需要系数法。由此可见， 导则肯定了需要系数法的地位，指出了各种计算法的分工协

18、作关系。（2）在46 中还列出了需要系数的数值和利用系数的关系（按接通系数为 0.8） 。这表明二者不仅是兼容的，而且在一定的条件下两种数据可以互相转换。据此，当某种数据不够用时，我们可参考另一种数据。尽管给出数据不多且有局限性，但我们有可能适当加以延伸。（3）根据我国多年的实践经验，三种计算法的适用范围早已约定俗成,当前只需稍加调整即可。关于需要系数法与利用系数法的分工，有如下建议：a.初步设计阶段、高压系统、照明设备的负荷计算：只采用需要系数法，不采用利用系数法。b.工业企业的电力配电线路，宜采用利用系数法计算。5 台及以下用电设备的配电线路，不宜用需要系数法计算（见 4.2） 。c.配电

19、变压器的负荷计算：一般情况下，尤其是涉及按可靠性或电能质量的条件选择变压器时，首选需要系数法。需要压低变压器容量时，宜采用利用系数法。按节能条件选择变压器容量时，宜用利用系数法校核，以免计算误差导致变压器过大。上述观点已在 2.2、2.3 中有所体现。4.2 设备台数少的情况存在性质不同的两种情况，应分别处理。（1）计算范围内只有一组用电设备且台数少的情况：不应采用需要系数法。众所周知，设备台数少时，需要系数法的计算误差是不能接受的。必须指出， 导则中的相关规定（参见 5.3）全是针对利用系数法的。有的手册将其搬到需要系数法，而且有漏误：未引用 1966 年的补充规定（3 台及以下设备也应考虑

20、负荷系数） ；未区分连续工作制设备与短时或周期工作制设备；未说明不适用于另有其他用电设备组的情况。这些都要予以澄清。关于“台数少”如何量化，也需要探讨。已有文献指出：对功率相同的设备，4 台时乘 0.9 而 5 台时乘需要系数，可导致计算结果倒挂；故应改进 5 台及以下设备的计算方法（参见 2.4） 。在找到更好办法之前，建议暂定：设备实际台数为 5 及以下时，应采用利用系数法。只有数台设备时，利用系数法的计算也很简便；如各台设备相同，则平均利用系数和设备有效台数均不需另行计算（有效台数等于实际台数） 。（2）有多组用电设备，其中某组设备台数少的情况：仍应乘需要系数。导则52 给出了设备台数少

21、时的算法，并明确指出：“此种计算方法只允许用于确定一组用电设备的计算负荷。当两组的负荷相加时，应采取4751 中推荐的计算方法。”这一原则也适用于需要系数法。据此，尽管一组设备台数少，在与其他负荷相加时，仍应先乘适当的需要系数。（3）单台用电设备的计算电流按 GB50055 的规定计取，见配电手册第 12 章。4.3 其他提示（1）相关专业提供的原始数据可能有误，如有功功率或视在功率、功率因数、负载持续率、三相或单相、380V 或 220V 等。因此，我们一定要核对。（2）主要问题仍然是计算结果偏大，再就是缺乏新工艺、新设备的需要系数。应对之策，一靠实测数据的积累和更新，二靠对负荷的深入了解和

22、具体分析，做到心中有数。必要时可用利用系数法校核。（3）多项负荷在配电系统各级相加时，均应乘以同时系数，即逐级打系数。手册中要照顾各种情况，故给出的同时系数难免偏于保守或上、下限范围宽。具体项目应根据实际情况取值，也可低于下限。5 利用系数法的改进5.1 最大负荷分为三档前文已经指出，计算负荷一律采用半小时最大负荷并不合理。实际上， 导则的条文已涉及这一问题，并给出了换算方法。导则44 的用词是：“计算负荷暂定为 30 分钟时间间隔负荷的可能最大值（所谓半小时最大负荷） 。 ”62 进一步指明：“当必须将半小时最大负荷换算为其他持续时间时，最大系数的近似值可按下式计算”。tKmt21只要据此换

23、算出相应的最大系数表，我们就可以方便地求得不同持续时间的最大负荷。分析常用低压线路的发热时间常数 （参见配电设计手册P769773） ，建议把最大系数 Km 分为三档，对应的持续时间为 0.5h、1h 和 2h；发热时间常数 分别取10min、20min、40min（参见表下注） 。0.5 h 最大负荷：用于较小截面导体（335mm 2的绝缘线和电缆） 。1h 最大负荷：用于中等截面导体（350 mm 2的绝缘线和 3503120mm2的电缆） 。2h 最大负荷：用于变压器和大截面导体/（3150mm 2的电缆） 。在选取最大系数时，导体截面是未知的，但可根据已知的平均功率做出估计。绝大多数情

24、况下，查表要用插入法，包括在持续时间档间插入。笔者就常常选取 1h 和 2h 最大系数的折中值。1h/2h 最大负荷的 Kmnyx Klav 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.84562.49/2.062.32/1.942.16/1.822.16/1.822.00/1.711.88/1.621.81/1.571.71/1.501.62/1.441.62/1.441.54/1.381.47/1.331.46/1.331.40/1.291.36/1.261.33/1.231.29/1.211.26/1.191.21/1.151018/1.131.16/1.121.10/

25、1.071.08/1.061.07/1.057892.05/1.741.93/1.661.85/1.601.78/1.551.70/1.501.64/1.451.57/1.401.51/1.361.46/1.331.41/1.291.37/1.261.33/1.241.32/1.231.28/1.201.26/1.191.23/1.171.21/1.151.20/1.141.15/1.111.14/1.101.13/1.091.06/1.051.06/1.041.06/1.041012141.78/1.551.68/1.481.60/1.431.59/1.421.53/1.381.47/1.3

26、41.42/1.301.38/1.261.32/1.231.30/1.221.25/1.181.23/1.161.24/1.171.20/1.141.18/1.131.18/1.131.16/1.121.14/1.101.11/1.081.11/1.081.09/1.071.05/1.041.05/1.041.05/1.041618201.54/1.371.49/1.351.46/1.331.43/1.311.39/1.281.35/1.251.29/1.221.26/1.191.24/1.171.20/1.141.18/1.131.17/1.121.16/1.121.15/1.111.14/

27、1.101.13/1.091.11/1.181.11/1.081.08/1.061.08/1.061.08/1.061.05/1.041.04/1.031.04/1.032530351.39/1.281.33/1.231.29/1.211.28/1.201.24/1.171.21/1.151.20/1.141.17/1.121.15/1.111.15/1.111.13/1.101.12/1.091.12/1.091.11/1.081.11/1.081.10/1.071.09/1.061.08/1.061.07/1.051.07/1.051.06/1.051.04/1.031.04/1.031.

28、04/1.034045501.26/1.191.23/1.171.21/1.151.19/1.141.18/1.131.16/1.121.13/1.101.12/1.091.11/1.081.11/1.081.10/1.071.10/1.071.09/1.061.08/1.061.08/1.061.08/1.061.08/1.061.07/1.051.06/1.051.06/1.041.06/1.041.04/1.031.03/1.021.03/1.026070801.18/1.131.16/1.111.14/1.051.13/1.101.12/1.091.11/1.081.10/1.071.

29、08/1.061.08/1.061.08/1.061.07/1.051.07/1.051.08/1.061.07/1.051.07/1.051.06/1.051.06/1.051.06/1.041.05/1.041.04/1.031.04/1.031.02/1.021.02/1.021.02/1.02901001201.13/1.091.12/1.091.11/1.081.09/1.071.08/1.061.08/1.061.08/1.051.08/1.051.06/1.051.06/1.051.06/1.041.05/1.041.06/1.051.06/1.041.05/1.041.06/1

30、.041.05/1.041.05/1.041.04/1.031.04/1.031.04/1.031.01/1.011.01/1.011.01/1.011602002401.09/1.071.08/1.061.08/1.061.08/1.051.06/1.051.06/1.041.06/1.041.05/1.041.05/1.041.04/1.031.04/1.031.04/1.031.04/1.031.04/1.031.04/1.031.04/1.031.04/1.031.04/1.031.03/1.021.03/1.021.02/1.021.01/1.011.01/1.011.01/1.01

31、【注】1）表中分子分母分别用于计算最大负荷。)0.5h 最大负荷的 Km见工业与民用配电设计手册10 、 钢铁企业电力设计手册P107。3） 10min 对应 310mm2的低压电缆或 316mm2的穿管绝缘线。 20min对应 350mm2的电缆和导线。 40min 对应 3150mm2的电缆。5.2 有效台数计算的改进（1）利用系数法的难点是有效台数计算，其精确式为：neyxP122计算式本身并不复杂，试图简化未能奏效。问题的症结在于：当项数 n 很大时，分母的计算非常繁琐；即使运用计算工具，大量数据的输入也令人心烦而易错，何况有时难以确知每台设备的功率。只要克服这个症结，我们即可摒弃五花

32、八门的简化式，直接用精确式计算。（2）为此，我们引用导则中57 的规定：对高压网络和有大量用电设备组的低压网络的干线，推荐采用“假想设备功率”yxeenP其中有效台数 nyx 往往是未知的，因此这一规定被我们搁置了。为解决这一问题，我们可再引用49 的规定：当一组用电设备内最大和最小设备的功率比 m=Pe.max/Pe.min3 时，有效台数 nyx 可认为与实际台数 n 相等。为满足 m3 这一条件，只需把用电设备组适当分档即可。以 nyx=n 代人上式，则 “假想设备功率 ”变为“平均设备功率”aveneP.1 这样，我们就可以用每档的平均设备功率和实际台数，简便地按精确式进行计算。（3）

33、分档输入的优点：a. 分批输入可减少差错，便于修改。b. 采用平均设备功率，能一次输入多台设备，并适用于每台设备功率不确知的情况。c. 既然分档填表，还可按单台设备功率大小分别选取利用系数，使计算更加合理。（4）分档法用精确式计算有效台数的操作要点如下：a. 略去最小一档（ P min 5%P e ）设备。 （既可避免繁琐，又使其余档易于满足m3 的条件。 ）b. 取最大一档数台设备，直接进入计算。 （抓住关键，能保证计算精度；台数很少，不致令人心烦。 ）c. 其余设备分为 m3 的数档，以每档的平均设备功率和实际台数进入计算。 （除去两头后，其余设备通常归于一档即可。 ）分档法计算有效台数的

34、验证和各种算法的对比见附录。（5）利用系数法负荷计算的全过程见示例。我们推荐计算方法表格化，即把已知条件、计算过程、计算结果均反映在表格中。所有参数（已知数据、计算系数、中间量值等）均应显示出来，以便修改、校核、调整、归档。借助计算机软件时，更需要计算过程是可见的。示例中有些用电设备组分为两档，如机床。表格第 3 列：较大设备档为单台设备功率台数（如 451，283） ；较小设备档为平均设备功率台数（如 9.1250，平均设备功率 Pe.av=P e /n=45650=9.12） ；括号中为单台功率范围（不知各台确切功率） 。增加了第 4 列 Pe2，可用 P2en 或 P2e.avn 计算（

35、如(9.12) 250=4159） 。这样就可一次输入多台数据，表格也比过去简单，容易为大家接受。与需要系数法对比，利用系数法的计算负荷明显降低，表明确有其存在价值。 （参见表下注。 ）示例利用系数法负荷计算表（题目来自钢铁企业电力设计手册 p131）设备功率（kW） 平均负荷 计算负荷用电设备组设备台数n单台Pen Pe Pe2 Kl cos tan Pav(kW)Qav(kva r)Km Pc(kW)Qc(kva r)Sc(kVA)4 45X1，28X3129 4377 0.16 0.55 1.52 20.6 31.3冷加工机床50 9.12X50（103.5）456 4159 0.12

36、0.5 1.73 547 9476 90X4，28X2416 33968 0.6 0.8 0.75 242.4181.8风机、水泵20 4.3X20（155）86 370 0.55 0.8 0.75 53.9 40.4电热 6 4X3，3X3 21 75 0.35 1 0 7.4 08 30X4，22.5X2，15X2195 5063 0.15 0.5 1.73 29.3 50.6起重机57 6.5X57（114）371 2415 0.1 0.5 1.73 37.1 64.2电力合计151 1674 50427 0.27（K lav）445.4463 1.11 494.4 513.9照明合计8

37、7 0.8（K x）0.6 1.33 69.6 92.6总计 1761 564 606.5 828nyx= ( Pe)2 / Pe2=（1674） 2/ 50427=55.6； Klav= Pav / Pe =445.4 / 1674=0.27。 【注】 1） Km根据 nyx和 Klav查表，取 1h 和 2h 的折中数。2）设备按功率大小分档后，取不同的利用系数。3） 钢铁手册中的计算结果：利用系数法 Sc=918kVA； 需要系数法Sc=1144kVA（ KP 取 0.8、 KQ 取 0.93） 。5.3 有效台数小于 4 时的计算负荷有效台数为 4 及以上时，按典型的利用系数法计算。有

38、效台数小于 4 时的算法，根据导则及 1966 年的补充规定，清理概括如下：（1）计算功率应取各设备功率乘其负荷系数 k（实际所需功率/设备功率）的总和。)(kPec（2）当缺乏负荷系数的资料时，可采用平均负荷系数：a.连续工作制设备实际台数3 时取 1，实际台数3 时取 0.9；b.短时或周期工作制设备实际台数3 时取 1.15，实际台数3 时建议取 1。（3）这种算法只允许用于求一组设备的计算负荷。当两组及以上负荷相加时，仍应按4.2 计算。【说明】按导则的原文，短时或周期工作制设备的平均负荷系数：实际台数3时取 1/0.875=1.143；实际台数 3 时取 0.75。二者之比为 1.5

39、2，而连续工作制的相应比值仅为 1.11，显然不合理。对短时或周期工作制的单台设备，取大于 1 的系数是合理的，理由如下：换算为负载持续率 =100 的设备功率是工作周期的方均根值；与之对应的是平均温升，而非最高温升（每周期出现一次） 。经验算，当设备的工作周期为 10min、负载持续率为 40%、导体发热时间常数为 10min 时，平均温升与最高温升之比为 0.875。因此，1/0.875 是正确的。实际台数3 时，参照比值 1.11，平均负荷系数取 1 为宜。 （笔者推测，0.75 是沿用旧时需要系数法的数据；换算为 =25% 的设备功率大了很多，取小于 1 的系数才合理。 ）6 单相负荷

40、计算6.1 避繁就简大家都感到导则中单相负荷计算法有失繁琐。实际上，其条文还是体现着尽量从简的原则。我们要做的是把它用足、用活。避繁就简的要点，一是在配电系统设计中正确地分路和分相，二是可把某些平衡负荷视为三相负荷。（1）照明负荷与电力负荷分路供电，分开计算。照明线路按最大相计算并不困难。（2）照明灯具和数量多而单个功率小的用电器具，能均衡地分到三相上，可视同三相负荷。应明确规定：在变电所或建筑物级别的负荷统计中，将其归入三相负荷。（3）尽量避免出现既有线间负荷又有相负荷的情况：单相负荷与三相负荷分路配线；不选用单相 220V 的大功率设备。（4）建议：配电线路上分相较均衡的相负荷不超过线间负

41、荷的 15%时，可视同线间负荷。6.2 换算要点（1）判断条件：按设备功率，单相负荷P e三相负荷 1 5%P e 时，应换算。【说明】a.单相负荷计算的第一步是：判断要否将其换算为等效三相负荷。有的手册把判断条件归入简化法，不妥。b.计算刚开始，仅知设备功率；用它判断最简便。c.15%的基数是三相负荷而非全部负荷。d.单相负荷P e三相负荷 1 5%P e 时，均视同三相负荷，不进行任何换算。e.按 5.1 之（2）处理，可使很多情况符合不换算的条件。（2）换算数据：设备台数4 时用计算功率（平均功率或需要功率） ；设备台数4 时用设备功率。【说明】各用电设备的利用系数或需要系数不同，用计算

42、功率换算是合理的；对利用系数法，用平均功率最简便。（3）只有相负荷：等效三相负荷 Pd =3 最 高【说明】历来如此，均已习惯，如照明线路之计算。（4）只有线间负荷： Pd = 次 高最 高 ）（ 33【说明】a.上式可直观地衍生两个特例： 时，P d =3 ；只有一台设备次 高最 高 最 高时，P d = 。我们重点记一个公式即可。e3b.按 5.1 之（3）和（4）处理，多数情况均可采用简化法。6.3 精确法之议（1）按导则规定，既有线间负荷又有相负荷时，应采用精确计算法。精确法包括 6 个换算公式、相应的换算系数表和计算步骤，详见工业与民用配电设计手册P1213 和钢铁企业电力设计手册

43、P110。这套方法不直观，易出错。实际操作均采用表格化的方式，分别见上述两手册 P13 和 P136，不赘述。（2） 导则将此法列入附录。推出伊始，在前苏联即遭质疑：繁琐有余，必要性不大。在我国，此法基本上是用于焊接车间负荷计算；现就此分析如下：a.前苏联有过大功率的单相 220V 电焊机。在我国，较大功率的单相电焊机均为380V，可用简化法。b.电焊机，特别是电阻焊机（接触焊机）的负荷计算具有特殊性；采用利用系数法或需要系数法，都有很大误差。计算法的整体不合理，只在其中一步追求精确，这是不可取的。c.对电焊车间的配电线路和变压器选择而言，决定性的条件不是温升，而是电压波动。（有的资料介绍，按

44、发热条件的计算负荷仅为焊接车间变压器容量的 20%40%，而尖峰电流则为其额定电流的 1.52 倍。 ）这类负荷计算的关键是尖峰电流和电压损失。前苏联在 1974 年出版了接触焊机负荷计算及供电网络选择暂行导则 ，建议计算平均负荷、有效负荷和尖峰负荷；给出了关键性的尖峰负荷和电压损失的计算方法；还包括电焊机串联电容器的计算和选择；提倡在其变电所高压线路上装设串联电容器等。这些值得我们借鉴。总之，对单相负荷计算的精确法，我们只在必要时用于校核。本文的主旨是在现实可行的条件下改进电气负荷计算，而不是维护前苏联导则 。文中多处引以为据，意在避免理论论证简短的结论（1）当前，维持现有计算法的框架，只在

45、操作层面做适当的改进和澄清，是必要而易行的。（2）周期工作制电动机的设备功率应予统一。（3）设备功率的取舍随前提条件而异。消防负荷应区分正常工作与否。（4）5 台及以下设备的负荷计算方法应予澄清和改进。（5）最大负荷的持续时间分为三档是合理的，能降低变压器及大截面导体的计算负荷。（6）采用分档法计算用电设备有效台数是简便可行的；突破这一难点可使利用系数法步入实用阶段。（7）单相负荷计算应避繁就简。在大范围负荷计算时，数量多而单个功率小的用电器具，可视同三相负荷。参考文献1 苏联国家计划委员会动力管理总局确定工业企业电气负荷暂行导则王厚余,何耀辉译. 北京：中国工业出版社，1965.2 中国航空

46、工业规划设计研究院组编工业与民用配电设计手册（第三版） 北京：中国电力出版社，20053 手册编委会编钢铁企业电力设计手册北京：冶金工业出版社，19964 谢善洲工厂电力负荷计算方法的理论研究电工技术杂志1995（4）：105 谢善洲工厂电力负荷计算方法的探讨建筑电气1996（2）：266 施俊良计算供电负荷的新方法机械工业第六设计研究院课题报告20047 王厚余，何耀辉，付炳烈编译电气负荷计算问题专辑内部资料19638 王厚余编译接触焊机供电译文集内部资料1978 附录 有效台数改进算法的验证例一、等差级数 50 个样本量的验证设 Pe =1,3,5,7,9,91,93,95,97,99 共

47、 50 项A、精确法（输入 50 项） P e =2500 P e2 =166650nyx =（2500） 2 / 166650 = 37.50B、改进法（分为 6 档：19 1129；3149；5169；7189 ；9199。输入 6 项）P e2 =（5） 25+（20） 210+（40） 210+（60） 210+（80） 210+（95）25=165250nyx =（2500） 2 / 165250 = 37.8 （分档合理时误差很小）C、相对值法 n=25 / 50=0.5 P=1875 / 2500=0.75 nyx=0.76nyx=0.7650=38 （步骤繁，误差大于改进法。

48、）D、简略法 nyx= 2500 / 0.599 = 50.5 （可见此法有时误差大！）例二、接近实际的 62 个样本量的验证利用系数法负荷计算表设备功率（kW） 平均负荷 计算负荷用电设备组设备台数 单台 Pe Pe2 Kl costanPav Qav Km Pc Qc Sc重工作制机床6 57X1，44X1，21X2,15X2173 6517 0.16 0.55 1.52 27.7 42.1一般工作制机床29 10X4，7X10，4X155.862X29170 11309970.12 0.5 1.73 20.4 35.38 75X2，37X2，18.5X4298 15357 0.55 0.8 0.75 163.9 122.9风机 水泵6 7. 5X4，3X26X636 2432160.55 0.8 0.75 19.8 14.9电热 4 60X2，30X2180 9000 0.6 0.95 0.33 106 35.630kVA交流弧焊变压器2 8.1X2 16.2 131 0.25 0.35 2.67 4.1 10.847kVA直流弧焊整流器2 25. 5X2 51 1301 0.5 0.7 1.02 25.5 26200kVA+7