图4-1 高压变电所负荷核算程序系统图

1.计算负荷核算的程序

计算负荷的核算应从供电系统图的最末级用电设备出发，逐级计算，一直到供电电源的进口处，其中，P₃₀的单位为kW，Q₃₀的单位为kvar，S₃₀的单位为kVA，电流的单位为A，电压的单位为kV，如图4-1所示。

1）确定380/220V各个用电设备的设备容量P_e，P_e不包括备用设备在内，同时P_e是按一定法则折算的。根据P_e通过查表即可选择该设备的导线、穿管和开关元件，保护装置则应按其额定电流来选择。

2）根据用电设备的性质、用处、效率、工作制及拖动设备等因素将用电设备分组，并将同组设备的P_e相加，即为用电设备组的设备容量ΣP_e。

3）查表4-1～表4-3，选取需要系数K_x、cosφ、tanφ，即可确定用电设备组的计算负荷P_30.6、Q30.6、S30.6^和I30.6

P_30.6=K_xΣP_e（4-1）

Q_30.6=P30.6tanφ（4-2）

S_30.6=P30.6/cosφ（4-3）

I_30.6=S_30.6/3UN（4-4）

4）将该回路（干线）上各用电设备组的计算负荷相加，并选取同时系数KΣP、KΣQ，即可

表4-1各用电设备组的需要系数K_x及功率因数

（续）

表4-23～6～10kV高压用电设备需要系数及功率因数表

表4-3各种车间的低压负荷需要系数及功率因数（供参考）

（续）

注：序号1～20各项的cosφ系指自然平均功率因数。

确定该回路的计算负荷P_30.5、Q_30.5、S_30.5和I_30.5

P_30.5=KΣPΣP_30.6（4-5）

Q_30.5=KΣQΣQ30.6（4-6）

式中KΣP=0.85～0.95，KΣ_Q=0.9～0.97。

5）如果从低压母线到干线的距离WL₂较长，应计取线路的功率损耗ΔP_WL2和ΔQ_WL2，即可确定该回路的总计算负荷P_30.4、Q_30.4、S_30.4和I_30.4

P_30.4=P30.5^+ΔPWL₂（4-9）

Q_30.4=Q30.5^+ΔQWL₂（4-10）

6）将低压母线上各个回路的计算负荷相加，并选取同时系数KΣP、KΣ_Q，即可确定低压母线上的计算负荷P_30.3、Q_30.3、S_30.3和I_30.3

P_30.3=KΣPΣP_30.4（4^-13）

Q_30.3=KΣQΣQ30.4（4-14）

式中KΣP=0.8～0.9，KΣ_Q=0.85～0.95；如果不计线路损耗，KΣP=0.9～0.95，KΣ_Q=0.93～0.97。

上述各级即可根据I₃₀选取导线、开关和保护装置。同时，根据P_30.3、Q_30.3及低压补偿电容Q_C确定变压器T的容量，其中Q_C=P₃₀tanφ（并联电容器前φ₁的正切值-并联容器后需要达到的φ₂的正切值）=P₃₀（tanφ₁-tanφ₂）。

7）将低压母线的计算负荷加上变压器的损耗ΔP_T和ΔQ_T以及高压线路上的损耗ΔP_WL1和ΔQ_WL1即可确定高压母线上送出回路的计算负荷P_30.2、Q_30.2、S_30.2和I_30.2

P_30.2=P_30.3+ΔP_WL1+ΔP_T（4-17）

Q_30.2=Q_30.3+ΔQ_WL1+ΔQ_T（4-18）

式中ΔP_WL=3I²₃₀R_WL；

ΔQ_WL=3I²₃₀X_WL；

ΔP_T=0.02S_30.3（低损变压器取0.015）；

ΔQ_T=0.08S_30.3（低损变压器取0.06）；

I₃₀——该回路的计算电流；

R_WL——该回路每相导线的直流电阻；

X_WL——该回路每相导线的电抗。

R_WL和X_WL的值可从表4-6～表4-9中先查出每km的值，然后乘以输电距离l即可。

8）将高压母线上各个回路的计算负荷相加并选取同时系数K_ΣP、K_ΣQ，即可确定送电回路的计算负荷P_30.1、Q_30.1、S_30.1和I_30.1

P_30.1=K_ΣPP_30.2（4-21）

Q_30.1=K_ΣQQ_30.2（4-22）

(www.daowen.com)

式中 KΣP=0.85～1，KΣ_Q=0.95～1。

如果该计算负荷上一级为35kV总降压变电所，即可用该计算负荷确定35kV变电所变压器的容量及台数。

用上述的方法亦可核算更高一级的计算负荷。

9）工厂的计算负荷还可以用以下几种方法进行核算，所不同的是只能确定总的计算负荷，而不能确定各个点的计算负荷。

①将全厂各个用电设备的容量P_e（不包括备用设备容量）相加，然后乘以需要系数K_d，即可得到P₃₀

P₃₀=K_dΣP_e（4-25）

Q₃₀=P₃₀tanφ（4-26）S₃₀=P₃₀/cosφ（4-27）

式中K_d、cosφ可由表4-4中查到，tanφ可根据cosφ的反函数查三角函数表得到。

②将全厂年产量A乘以单位产品电耗a即可得到全厂年耗电量，然后除以全厂年最大有功负荷利用小时数T_max即可得到P₃₀

W_a=Aa（4-29）

P₃₀=W_a/T_max（4-30）

Q₃₀、S₃₀、I₃₀与①相同，其中T_max可由表4-4查到。

表4-4部分工厂的全厂需要系数、功率因数及年最大有功负荷利用小时参考值

③将全厂年产值B乘以单位产值耗电量b即可得到全厂年耗电量，然后用②中的方法即可得到该厂的计算负荷。

②和③中的a、b通常由同类工厂实测统计资料确定，或从有关设计资料查找。

2.工业用电设备其设备容量P_e确定的法则

设备容量P_e不包括备用设备的容量，P_e的计入与用电设备的工作制有关。在有些情况下，不是设备的额定容量，则应进行折算。而三相设备和单相设备的折算方法是不同的。

1）长期连续工作制和短时工作制的三相用电设备或用电设备组，其设备容量P_e就是该用电设备铭牌的额定容量（功率）或其额定容量之和。

2）断续周期工作制的三相用电设备或用电设备组，设备容量P_e就是将设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量统一换算到一个规定的负荷持续率下的功率或功率之和。

①电焊机类负载要统一换算到负荷持续率ε为100%时的负载，持续率记为ε₁₀₀

式中ε_N——与铭牌额定容量对应的持续率；

cosφ——铭牌规定的额定功率因数。

②起重机类电动机负载要统一换算到ε=25%时的负载，记为ε₂₅

上述计算中ε宜采用小数或分数，持续率有时也称暂载率。

3）电炉变压器类负载的设备容量为额定功率因数时的有功负荷

P_e=S_Ncosφ（4-34）式中S_N——电炉变压器的额定容量。

4）整流器负载的设备容量为其额定直流功率，即P_e=P_N。

5）照明装置的设备容量通常指铭牌标出的额定功率P_N，但对使用镇流器类的照明装置，P_e应为P_N的1.2倍。

6）单相用电设备的P_e应根据其接法折算到三相负荷中去

①均匀分配在三相上的单相负载，其P_e为全部单相负载额定容量之和。

②单相负载接于相电压上时，等效三相设备容量P_e应为最大负荷相上所接单相设备容量总和的3倍；只有一台时则为其额定容量的3倍。负荷计算均按式（4-1）～式（4-4）计算。

③单相负载接于同一线电压上时，等效三相设备容量P_e一般为该线电压上所有负荷设备容量总和的3倍；只有一台时则为其额定容量的3倍，负荷计算均按式（4-1）～式（4-4）计算。

④单相设备分别接于线电压和相电压时，先将线负荷换算为相负荷，然后分相计算各相的设备容量和计算负荷，总的等效三相有功计算负荷就是其中相负荷量大的计算负荷P_30·mφ、Q_30·mφ的3倍，即有

P₃₀=3P_30·mφ（4-35）

Q₃₀=3Q_30·mφ（4-36）

接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，换算一般由下式各确定，即

P_A=p_AB-A·P_AB+p_CA-A·P_CA（4-39）

Q_A=q_AB-A·P_AB+q_CA-A·P_CA（4-40）

P_B=p_BC-B·P_BC+p_AB-B·P_AB（4-41）

Q_B=q_BC-B·P_BC+q_AB-B·P_AB（4-42）

P_C=p_CA-C·P_CA+p_BC-C·P_BC（4-43）

Q_C=q_CA-C·P_CA+q_BC-C·P_BC（4-44）式中P_AB、P_BC、P_CA——接于AB、BC、CA相间的有功负荷；

P_A、P_B、P_C——换算为A、B、C相的有功负荷；

Q_A、Q_B、Q_C——换算为A、B、C相的无功负载；

p_AB-A、q_AB-A…——接于AB等相间的负荷换算为A等相负荷的有功及无功换算系

数，见表4-5。

表4-5相间负荷换算为相负荷的功率换算系数