供配电系统的负荷计算是为了选择变压器的台数和容量大小。根据实际正确计算负荷 的大小十分重要，它将对供电的安全、可靠和经济有重要的意义。变压器容量过大不仅投 资大，而且空载损耗也大，系统功率因数低；反之容量过小，变压器就将长期过负荷运行，铜损增加，线圈过热，可能烧坏线圈的绝缘或缩短变压器的寿命，既不经济也不安全可靠。下面介绍几种负荷的计算方法。
目前，我国负荷计算的方法主要有需用系数法和二项式法。需用系数法计算简便，其 计算结果能满足工程上的要求，所以应用广泛。二项式法通常用于设备数量少而容量变化 大的负荷计算，其计算过分突出了最大用电设备的影响，因而计算结果往往偏大，但可弥 补需用系数法的不足。
一、电力负荷有关概念 1. 长期连续工作制负荷
长期连续工作制设备长期连续工作，负荷比较稳定，如通风机、水泵、机床电动机和照明灯等。
2. 短时工作制负荷
短时工作制设备工作的时间短，停歇的时间相对较长，如机床上的辅助步进电动机和 升降电动机、小绞车等。
3. 断续周期工作制负荷
断续周期工作制设备周期性地工作—停歇一工作，如此反复进行，而且工作周期不超 过10min，如电焊机、吊车电动机等。
二、 用电设备容量的确定
用电设备的额定容量是指用电设备在额定电压下，在规定的使用寿命内能连续输出或 耗用的最大的功率。对电动机巾言，额定容量则是指其轴上正常输山的最大功率。因此其 耗用的功率应为其额定容量除以其效率。对电灯和电炉等，额定容量是指其在额定电压下 耗用的功率，而非其输出的功率。
不同工作制的用电设备其功率统计有所不同。
长期连续工作制用电设备的功率就等于其铭牌上的额定功率。
短时工作制用电设备的功率，按额定功率考虑。若该类设备只在故障或检修时用，是 支线负荷按额定功率确定，干线上就不用考虑了。但若容量较大，影响干线设备选择时， 应适当考虑。
断续周期工作制设备的功率，是将用电设备在不同暂载率下的额定容量统一换算为规 定的暂载率下的额定功率。当然换算是以“热量等效”原则进行的。
暂载率又称负荷持续卒或相对工作时间，用符号ε表示。通常用一个工作周期内的工 作时间t与上作周期T的百分比来表示
??tt??100%
T?100%t?t0式中 T—工作周期；
t—工作周期内工作时间； t0—工作周期内停歇时间。
采用断续周期工作制设备的额定容量PN，对应于某一标淮负荷暂载率εN。如实际运行的负荷暂载率ε≠εN，则实际容量Pe应按向—周期内等效发热条件进行换算。由于电流I
2
通过电阻为R的设备在t时间内产生的热量为IRt，因此在设备产生相同热量的条件下， I∝
1。由式(2—1)可知，同一周期T的负荷暂载率为ε。因此，设备容量与负荷暂载率t的平方根成反比。所以，如设备在εN下的容量为PN，则换算到ε下的设备容量P。为
Pe?PN?N
三、 负荷曲线
负荷曲线是表水电力负荷随时间变化情况的图形。绘制在直角坐标系中，纵坐标表示负荷功率，横坐标表示负荷变动所对应的时间。
负荷曲线按负荷绘制方式分为依点连接负荷曲线，如图2—la所示；梯形负荷曲线，如图2—1b所示。
负荷曲线按负荷对象分为企业、车间和设备的负荷曲线。 负荷曲线按负荷功率性质分为有功和无功负荷曲线。
负荷曲线按所表不的负荷变动时间分为年、月、日和工作班的负荷曲线。
年负荷曲线。般是根据冬口和夏日来绘制。这种负荷曲线从大到小依次排列，反映了 全午负荷变化与对应的负荷持续时间(全年按876Dh)的关系。这种年负荷曲线全称为年负荷持续时间曲线，如图2—2a所示。年负荷曲线的另一种形式是按全年每日的最大半小时负荷来绘制，全称为年每口最大负荷曲线，如图2—2b所示。这种年负荷曲线主要用来确定何时段投入多少台变压器适宜，而为一时段又怎样投入变压器合适，从而使供电系统的能耗达到最小，以求得最大的经济效益。
下面讨论一下负荷曲线与负荷计算有关的物理量。
年最大负荷PMax，全年中有代表性的为最大负荷的最大半小时平均负荷P30。
年最大负荷利用小时Tmax为一假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。
图2—3为年最大负荷和年最大负荷利用小时。Pmax、Tmax与两坐标轴所包同的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，即全年实际消耗的电能Wa所以年最大负荷利用小时为
Tmax?Wa Pmax
年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的重要参数，它与企业的生产班制有关系。例如一班制，Tmax≈1800~3000h；两班制，Tmax≈3500~4800h；三班制，Tmax≈5000~7000h。
9.4.3 负荷计算
一、需用系数法计算负荷
由于一台设备的额定容量，往往大于其实际负荷的容量；一组设备中，根据生产的需 要。所有设备一般不同时工作；同时工作的设备．其最大负荷出现的时间也不尽相同。因 此变电所各设备的实际负荷总容量，总是小于它的连接设备额定总容量，其比值叫需用系 数。根据接于变电所的设备总容量用需用系数计算变电所总负荷的方法，叫需用系数法。 1.单一用电设备的需用系数
Kx?式中 Kx—需要系数；
Kt—用电设备负荷系数，即
Kt??1
Kt? Pe—用电设备所需实际负荷，KW； PN—用电设备额定容量，KW；
Pe PN η—用电设备实际负荷时效率； η1—线路效率，一般取0.95。 单台用电设备的功率计算式为
?2. 成组用电设备的需用系数
Pj?KxPNQj?Pjtan?
Kx?KtKf?pj?l
式中 Kx—成组用电设备需用系数；
Kt—用电设备同时系数，它等于该组用电设备在最大负荷时，同时工作的用电设备额定容量之和∑PNt与该组所联接的用电设备总额定容量∑PN之比，即
Kt??P?PNtN
Kf—该组用电设备的负荷系数，即同时工作设备总实际负荷∑Pe与同时工作设备总额定容量∑PNt之比，即
P?Kf??Pe
Nt η1—线路效率；
ηpj—同时工作的用电设备加权平均效率，即 Ηpj=（P1η1+P2η2+?+Pnηn）/(P1+P2+?+Pn)
P1,P2,?,Pn—同时工作的用电设备实际负荷或额定或额定负荷，KW； η1η2?ηn—各用电设备在对应该负荷下的效率或额定效率。
成组用电设备的功率计算式为
?Pj?Kx?PNi?Kx?PNi? Sj??cos?pj???Qj?Pjtan?pj式中 Pj—该组用电设备的实际有功功率，KW；
Qj—该织用电设备的无功功率，kvar； Sj—该组用电设备的视在功率，Lv·A；
∑PNi—该织各联结用电设备的额定容量总和； K—该织用电设备需用系数；
Cosφpj—该组用电设备的加权平均功率因数，即
cos?pj?P1cos?1?cos?2???Pncos?n
P1?P2???Pn Pl，P2，?，Pn—各用电设备的实际负荷或额定功率；
cosφ1，cosφ2，…，cosφn —各用电设备的实际功率因数或额定功率因数。 企业各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数见表和表
企业各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数
用电设备名称 小批生产的金属冷加上机床电动机 大批生产的金属冷加上机床电动机 小批生产的金属热加丁机床电动机 大批少产的金属热加工机床电动机 通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机 非连锁的连续运输机械及铸造车间整砂机 连锁的连续运输机械及铸造车间整砂机械 锅炉房和机加工、机修、装配等类车间的吊车（ε=25%） 铸造车间的吊车（ε=25%） 自动连续装料的电阻炉设备 实验室用的小型热设备(电阻炉、干燥箱等） 工频感应电炉(未带无功补偿装置) 高频感应电炉(未带无功补偿装置) 电弧熔炉 点焊机、缝焊机 对焊机、铆钉加热机 自动弧焊变压器 单头手动弧焊变压器 多头手动弧焊变压器 单头弧焊电动发电机组 多头弧焊电动发电机组 生产厂房及办公室、阅览室、实验自照明? 变配电所、仓库照明? 宿舍(生活区)照明? 室外照明、事故照明? 需用系数Kde 0.16~0.2 0.18~0.25 0.25~0.3 0.3~0.35 0.7~0.8 0.7~0.8 0.65~0.7 0.1~0.15 0.15~0.25 0.75~0.8 0.7 0.8 0.8 0.9 0.35 0.35 0.5 0.35 0.4 0.35 0.7 0.8~1 0.5~0.7 0.6~0.8 1 功率因数cosφ 0.5 0.5 0.6 0.65 0.8 0.75 0.75 0.5 0.5 0.95 1 0.35 0.6 0.87 0.6 0.7 0.4 0.35 0.35 0.6 0.75 1 1 1 1 注：①表中cosφ为白炽灯、卤钨灯的数值，荧光灯cosφ=0.55，高压汞灯、钠灯cosφ=0.5。
煤矿各组用电设备的需用系数和加权平均功率因数
用电设备名称 压风机房主电动机 需用系数Kde 0.8~0.85 功率因数cosφ 0.8~0.85 备注 同步机时一般cosφ为0.9超前