第2章 负荷计算
2-1 什么叫负荷曲线？有哪几种？与负荷曲线有关的物理量有哪些？
答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线按负荷的功率性质不同，分有功负荷和无功负荷曲线；按时间单位的不同，分日负荷曲线和年负荷曲线；按负荷对象不同，分用户，车间或某类设备负荷曲线。
与负荷曲线有关的物理量有：年最大负荷和年最大负荷利用小时；平均负荷和负荷系数。
2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 答：年最大负荷利用小时是指负荷以年最大负荷Pmax持续运行一段时间后，消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是最大负荷利用小时。
年最大负荷P（为防偶然性，这样的工作班至少要在负max指全年中负荷最大的工作班内荷最大的月份出现2～3次）30分钟平均功率的最大值，因此年最大负荷有时也称为30分钟最大负荷P30。
负荷系数KL是指平均负荷与最大负荷的比值。
2-3 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 答：计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。
导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3~4)?，?为发热时间常数。对中小截面的导体，其?约为10min左右，故截流倒替约经 30min后达到稳定温升值。但是，由于较大截面的导体发热时间常数往往大于10min，30min还不能达到稳定温升。由此可见,计算负荷 Pc实际上与30min最大负荷基本是相当的。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否合理。计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费;计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘体过早老化甚至烧毁。
2-4 各工作制用电设备的设备容量如何确定?
答：长期工作制和短期工作制的设备容量就是该设备的铭牌额定功率，即Pe=PN。
反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率下的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。
2-5 需要系数的含义是什么?
答：所有用电设备的计算负荷并不等于其设备容量,两者之间存在一个比值关系，因此需要引进需要系数的概念,即：
Pc?KdPe。
式中，Kd为需要系数；Pc为计算负荷；Pe为设备容量。
形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个平
均效率；用电设备不一定满负荷运行,因此引入负荷系数KL；用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引进一个线路平均效率?WL；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数K?。故需要系数可表达为Kd?K?KL?N?WL
2-6 确定计算负荷的估算法、需要系数法、二项式法和利用系数法各有什么特点？各适合哪些场合？ 答：估算法实为指标法，其特点是进行方案比较时很方便，适用于做任务书或初步设计阶段。 需要系数法，其特点是简单方便，计算负荷计算结果较符合实际，而且长期使用已积累了各种设备的需要系数。因此，需要系数法是世界各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法。但是，把需要系数看作与一组设备中设备的多少及容量是否相差悬殊等都无关的固定值，这就考虑不全面。实际上只有当设备台数较多、没有特大型用电设备时，表中的需要系数的值才较符合实际。所以，需要系数法普遍应用于用户和大型车间变电所的负荷计算 二项式法其特点是既考虑了用电设备的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷，其计算的结果比按需要系数法计算的结果大得多，适用于容量差别悬殊的用电设备的负荷计算；利用系数法计算精度高，用电设备台数少且容量相差悬殊时亦然，但计算过程较繁，尤其是有效台数的演算，故适宜利用计算机的统计运算。 利用系数法是以概率论为基础，以此法来求计算负荷。利用系数定义为用电设备组的平均负荷与用电设备组的设备总容量之比。计算时，先将设备总容量乘利用系数求出用电设备组在最大负荷班的平均负荷，再求平均利用系数和用电设备有效台数，据此确定最大系数，最终求得计算负荷。该方法计算过程较繁，适合计算机计算,尚未得到普遍应用。
2-7 在确定多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时，可否将各组的视在计算负荷和计算电流分别直接相加？为什么？应如何正确计算？
答：不可以,因为各用电设备组的功率因数不同。需要考虑用电设备各组的最大负荷不同时出现的因素，因此在确定总计算负荷时，将各组的有功和无功计算负荷分别相加乘以同时系数，得到总的有功负荷和无功负荷，再根据总的有功负荷和无功负荷计算总的视在计算负荷和计算电流。
2-8 在接有单相用电设备的三相线路中, 什么情况下可将单相设备与三相设备综合按三相负荷的计算方法计算确定负荷? 而在什么情况下应进行单相负荷计算? 答： 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算。
三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时,应把单相设备容量换算为等效三相设备容量,再算出三相等效计算负荷。
2-9如何分配单相（220伏，380伏）用电设备，使计算负荷最小？如何将单相负荷简便地换算成三相负荷？
答：单相设备应尽可能地均匀分布在三相上,以使三相负荷保持平衡，可使计算负荷最小。单相负荷这样换算：⑴当单相设备的总容量不超过三相总容量的15%，单相设备按三相负荷平衡来计算。⑵当单相设备的总容量超过三相总容量的15%，应该换成等效三相设
备容量，再算出三相等效计算负荷。
2-10 电力变压器的有功功率和无功功率损耗各如何计算？其中哪些损耗是与负荷无关的？哪些损耗与负荷有关？按简化公式如何计算？ 答：电力变压器的有功功率损耗为：
?PT??P0??PL??P0??PN(Sc2)SN?P??P0??PkKL 或 T 无功功率损耗为：
2?QT??Q0??Q??Q0??QN(?QT?SN[I0%Uk%2?KL100100
Sc2I%U%S)?SN[0?k(c)2]SN100100SN或
式中，SN为变压器的额定容量；Sc为变压器的计算负荷；KL为变压器的负荷率；△P0为空
载损耗；△Pk为短路损耗；I0%为变压器空载电流占额定电流的百分值；Uk%为变压器短路电压百分值。
空载有功功率损耗和空载无功功率损耗与负荷无关，负载有功功率损耗和负载无功功率损耗与负荷有关。
2-11 什么叫平均功率因数和最大负荷时功率因数?各如何计算?各有何用途?
答：1.平均功率因数是指在某一时间内的平均功率因数,也称加权平均功率因数。 平均功率因数的计算： (1）由消耗的电能计算
cos?av?Pav22Pav?QaV?WatWW(a)2?(r)2tt?WaWa2?Wr2?11?(Wa2)Wr式中，Wa为某一时间内消耗的有功电能（可由有功电度表读出）；Wr为某一时间内消 耗的无功电能（可由无功电度表读出）。
若用户在电费计量点装设感性和容性的无功电度表来分别计量感性无功电能（WaL）和容性无功电能（Wrc），按以下公式计算：
cos?av?
（2）由计算负荷计算
WaWr2?(Wrc?WrL)2cos?av?Pav?Pc??22Sav(?Pc)?(?Qc)11?(?Qc2)?Pc