電力負(fù)荷計算方法包括:利用系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法、需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法。我國一般使用需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法，前者適用于確定全廠計算負(fù)荷、車間變電所計算負(fù)荷及負(fù)荷較穩(wěn)定的干線計算負(fù)荷;后者用于負(fù)荷波動較大的干線或支線。在實際設(shè)計和實踐中.電力負(fù)荷計算的有關(guān)計算系數(shù)和特征參數(shù)的選擇都會影響電負(fù)荷計算結(jié)果，使其偏大、偏高。
電力負(fù)荷的正確計算非常重要，它是正確選擇供電系統(tǒng)中導(dǎo)線、開關(guān)電器及變壓器等的基礎(chǔ)，也是保障供電系統(tǒng)安全可靠運行必不可少的重要一環(huán)。在方案設(shè)計與初步設(shè)計時，其電力負(fù)荷計算過小或過大，都會引起嚴(yán)重的后果。如果電力負(fù)荷計算過小，就會引起供電線路過熱，加速其絕緣的老化;同時，還會過多損耗能量，引起電氣線路走火，引發(fā)重大事故。而電力負(fù)荷計算過大，將會引起變壓器容量過剩，以及供電線路截面過大，相應(yīng)的保護整定值就會定得過高，從而降低了電氣設(shè)備保護的靈敏度;與此同時，電力負(fù)荷計算過大還增加了投資，降低了工程的經(jīng)濟性。
一般說來，當(dāng)電力負(fù)荷值大于實際使用負(fù)荷的10%時，變壓器容量要增加11%一12%，電線電纜等有色金屬的消耗量也要增加巧%一20%，同時還會增加變壓器無功功率所造成的有功電力損耗。由此可見，電力負(fù)荷計算在供電設(shè)計中，特別是在確定變壓器容量時所占據(jù)的重要位置。故正確地選擇計算負(fù)荷方法與特征參數(shù)，對電氣設(shè)計具有特別重要的意義。
電力負(fù)荷計算方法概述
電力負(fù)荷的變化是受多種因素制約的，難以用簡單的計算公式來表示。在實際的工程計算工作中，通常采用的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項式系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法等進行工業(yè)企業(yè)供電設(shè)計中的電力負(fù)荷計算。
1.利用系數(shù)法
以平均負(fù)荷為基礎(chǔ)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。
2.單位產(chǎn)品耗電量法
在初步設(shè)計階段對供電方案作比較時，可根據(jù)車間的單位產(chǎn)品耗電定額，產(chǎn)品的年產(chǎn)量和年工作小時數(shù)來估算。
3.二項系數(shù)法
考慮用電設(shè)備數(shù)量和大容量設(shè)備對計算負(fù)荷的影響的經(jīng)驗公式。
由于在一條干線上或一個車間里，當(dāng)有多組性質(zhì)不同的用電設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)其工作性質(zhì)劃分成幾個用電設(shè)備組(一個組的用電設(shè)備性質(zhì)相同)。所以負(fù)荷計算應(yīng)先分單組計算，再進行多組的總計算，計算公式分別如下:
(1)單組用電設(shè)備的計算負(fù)荷
同一組用電設(shè)備的工作性質(zhì)相同，而其中各機器名稱和容量不一定相同。
(2)多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷
在一組用電設(shè)備中，考慮了x臺最大設(shè)備最大負(fù)荷重疊的因素，多組用電設(shè)備中不可能所有各組最大設(shè)備的最大負(fù)荷都重疊，一般只考慮一組最大的附加負(fù)荷即可。
4.需求系數(shù)法
需求系數(shù)法不考慮大容量設(shè)備最大負(fù)荷造成的負(fù)荷波動及用電設(shè)備的容量和臺數(shù)，適用于確定全廠計算負(fù)荷、車間變電所計算負(fù)荷及負(fù)荷較穩(wěn)定的干線計算負(fù)荷。
在一條干線上枝接性質(zhì)不同的幾組用電設(shè)備時，需在分組計算的基礎(chǔ)上再進行多組的總負(fù)荷計算。
(1)單個用電設(shè)備的計算負(fù)荷
確定單個用電設(shè)備的計算負(fù)荷，目的是為選擇支線截面提供依據(jù)，應(yīng)以滿負(fù)荷運行時的輸人功率作為計算負(fù)荷。
(2)用電設(shè)備組的計算負(fù)荷
一個車間有很多臺用電設(shè)備，在進行負(fù)荷計算時，要將用電設(shè)備按需要系數(shù)表上的分類方法詳細(xì)地分成若干組，即將工藝性質(zhì)相同的且需要系數(shù)相近的用電設(shè)備合并成組，然后進行各用電設(shè)備組的負(fù)荷計算。
影響電負(fù)荷計算結(jié)果偏大、偏高的幾種因素與對策
從設(shè)計到運行所得到反饋可以發(fā)現(xiàn)下述5個問題。
1.分組需要系數(shù)戈選用的問題和對策
現(xiàn)行設(shè)計手冊中推薦的一些行業(yè)的用電設(shè)備分組“需要系數(shù)”是建立在偏高基礎(chǔ)上給定的，是考慮企業(yè)發(fā)展余量過大而造成的結(jié)果。
另一種情況是設(shè)計人員缺乏有關(guān)行業(yè)分組需要系數(shù)，又缺乏必要的調(diào)研和考察，僅憑經(jīng)驗選用系數(shù)時寧大勿小，往往是高估高套而造成計算結(jié)果偏大和偏高。
對于以上現(xiàn)象可以采取以下對策。
1)利用設(shè)計手冊中推薦的戈值時，宜采用其“平均值”或根據(jù)具體情況采用“下限”，一般不宜采用“上限”。
2)當(dāng)缺乏行業(yè)計算系數(shù)時，應(yīng)進行同類型或近似行業(yè)調(diào)查研究結(jié)果，從而正確選用戈值。
2.需要系數(shù)法中單臺設(shè)備計算負(fù)荷氏的取值有以下不同
1)連續(xù)運行的電動機，凡就是其銘牌上規(guī)定的額定功率。
2)斷續(xù)重復(fù)工作制電動機，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇相應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率下的額定功率計算設(shè)備功率。
3)對于電焊機、電爐、電熱器和電燈的額定功率，就是其輸人功率。
3.最大同時使用系數(shù)選用的問題
在確定車間變電所或全廠總變電所的計算負(fù)荷時，也就是在具有多個用電車間或用電設(shè)備組時，其計算容量的總和，需要考慮乘以有功與無功最大同時使用系數(shù)k:w與k:。
據(jù)資料介紹，同時系數(shù)基本上是從國外資料上引用的，而這些國家往往電力工業(yè)比較發(fā)達，能源比較富裕，所以同時使用系數(shù)往往偏高。
所以在選用“同時使用系數(shù)”時可以根據(jù)不同行業(yè)的特點，酌情把同時使用系數(shù)降低到
0.9一0.75，這樣可以減少計算負(fù)荷5%一15%，由此可見，降低“同時使用系數(shù)”是降低總計算負(fù)荷的關(guān)鍵。
4.選擇原則
適當(dāng)?shù)夭捎糜嬎惴椒ㄊ墙档陀嬎阖?fù)荷的根本性措施，具體選擇原則如下:
1)如前所述，在實際工程計算中，利用系數(shù)法與單位產(chǎn)品耗電量法這兩種方法一般不采用。
利用系數(shù)法雖然有一定的理論根據(jù)，但因要確定的系數(shù)較多，計算步驟復(fù)雜，公式中的“最大系數(shù)氣”與“利用系數(shù)k，”的數(shù)據(jù)目前也較缺乏，因此，通常在工作中多不采用這種計算方法。
單位產(chǎn)品耗電量法求出的用電設(shè)備負(fù)荷可能與實際負(fù)荷相差較大，所以在缺乏正式的用電設(shè)備容量時，還要按“需要系數(shù)法”重新進行計算。以盡可能取得更接近實際的計算負(fù)荷，作為選擇配電設(shè)備和導(dǎo)線的依據(jù)。
2)需要系數(shù)法比較簡便，因而廣泛使用，但當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)少而功率相差懸殊時，需要系數(shù)法的計算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路計算，而適用于計算變、配電所的負(fù)荷。
3)二項式法考慮兩種因素:①平均負(fù)荷。②x臺最大設(shè)備的最大負(fù)荷重疊造成的附加負(fù)荷，以彌補需要系數(shù)法計算結(jié)果在上述情況下偏小的不足。
由于二項系數(shù)法不僅考慮了用電設(shè)備最大負(fù)荷時的平均功率，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投人運行時對總計算負(fù)荷的額外影響。所以二項式法比較適合于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的負(fù)荷計算。但是二項式計算系數(shù)(經(jīng)驗系數(shù))b、c和x的值，缺乏充分的理論依據(jù)，而且這些系數(shù)也只適于機械加工工業(yè)，其他行業(yè)缺乏這方面數(shù)據(jù)，從而使其引用受到一定局限。
因此，對于負(fù)荷波動較大的干線或支線采用二項系數(shù)法確定計算負(fù)荷較為準(zhǔn)確。在確定車間變電所和全廠總負(fù)荷計算時，則通常不采用，還是采用“需要系數(shù)法”比采用“二項式法”更接近實際用電情況。
5.用電設(shè)備脫離實際而偏高偏大的問題
發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)與工藝人員研究解決，否則在負(fù)荷計算時，應(yīng)在選用分組“需要系數(shù)”或“同時使用系數(shù)”時采取降低計算系數(shù)的辦法，使負(fù)荷計算值降下來，以保證合理地選用變壓器等供配電設(shè)備，做到既安全適用又節(jié)約電能。
結(jié)論
綜上所述，在電氣設(shè)計實踐中，通常采用的計算負(fù)荷方法中單位產(chǎn)品耗電電量法和利用系數(shù)法通常不使用，需要系數(shù)法適用計算變、配電所的負(fù)荷，二項式系數(shù)法符合波動較大的干線或支線的負(fù)荷計算，所以計算負(fù)荷方法的正確選用是根本，直接影響到負(fù)荷計算的結(jié)果。同時是否合理選用負(fù)荷計算中特征參數(shù)，也將使計算負(fù)荷偏大或偏小。
所以對各種不同類型電力負(fù)荷選擇合適的計算方法，結(jié)合相應(yīng)對策進行修正，可使計算結(jié)果明顯地降低，既保證了安全可靠性又獲得節(jié)能、節(jié)資的經(jīng)濟效益。