課程設(shè)計(jì)供配電課件

1、l1 1）施工說明）施工說明l2 2）變配電室）變配電室10KV10KV高壓主結(jié)線圖高壓主結(jié)線圖l3 3）變配電室）變配電室0.4KV0.4KV低壓壓主結(jié)線圖低壓壓主結(jié)線圖l4 4）變配電室電氣設(shè)備平面布置圖）變配電室電氣設(shè)備平面布置圖l5 5）變配電室照明平面布置圖）變配電室照明平面布置圖l6 6）變配電室防雷平面圖）變配電室防雷平面圖l7 7）變配電室接地平面圖）變配電室接地平面圖l8 8）材料表。）材料表。變配電室設(shè)計(jì)圖紙變配電室設(shè)計(jì)圖紙我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 825750750550500500363 330330242 2202201

2、2111011072.5 666638.53535_13.8,15.75,1820,22,24,2613.8,15.75,1820,22,24,26 _10.5, 1110, 10.510.5106.3, 6.66, 6.36.363.15, 3.33, 3.153.153高壓0.690.660.690.660.400.380.400.38低壓二次繞組一次繞組電力變壓器額定電壓/kV發(fā)電機(jī) 額定電壓/kV電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓/kV分類100010001100各級(jí)電壓線路合理的輸送功率和輸送距離各級(jí)電壓線路合理的輸送功率和輸送距離線路電壓/kV線路結(jié)構(gòu)輸送功率/kW 輸送距離/ km 0.38

3、 0.38 6 6 10 10 35 66 110 220架空線電纜架空線電纜架空線電纜架空線架空線架空線架空線100175100030002000500020001000035003000010000500001000005000000.250.35108 620 10 2050 30100 50150 200300 對(duì)于大型工廠及某些電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型工廠，一般經(jīng)兩次降壓，也就是電源進(jìn)廠以后，先經(jīng)總降壓變電所，其中裝有較大容量的電力變壓器，將35kV及以上的電源電壓降為610kV的配電電壓，然后通過高壓配電線將電能送到各個(gè)車間變電所，也有的中間經(jīng)高壓配電所再送到車間變電所，

4、最后車間變電所經(jīng)配電變壓器降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓。 對(duì)于小型工廠，由于其容量一般不大于1000kVA或稍多，因此通常只設(shè)一個(gè)降壓變電所，將610kV降為低壓用電設(shè)備所需的電壓，如圖所示。圖 只設(shè)一個(gè)降壓變電所的小型工廠供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖a) 裝有一臺(tái)變壓器 b）裝有兩臺(tái)主變壓器 如果工廠所需容量不大于如果工廠所需容量不大于160kVA時(shí)，一般采用低壓電源進(jìn)線，直接由時(shí)，一般采用低壓電源進(jìn)線，直接由公共低壓電網(wǎng)供電。因此工廠只需設(shè)一個(gè)低壓配電間公共低壓電網(wǎng)供電。因此工廠只需設(shè)一個(gè)低壓配電間.高壓電氣主接線高壓電氣主接線1)1)一路電源進(jìn)線單母線接線一路電源進(jìn)線單母線接線2 2）兩路電源進(jìn)線的單

5、母線接線（一用一備）兩路電源進(jìn)線的單母線接線（一用一備）3 3）無聯(lián)絡(luò)的分段單母線接線）無聯(lián)絡(luò)的分段單母線接線4 4）母線聯(lián)絡(luò)的分段母線接線）母線聯(lián)絡(luò)的分段母線接線（1）電力和照明負(fù)荷共用變壓器供電（2）空調(diào)、制冷負(fù)荷專用變壓器供電）空調(diào)、制冷負(fù)荷專用變壓器供電（3）電力、照明負(fù)荷分別變壓器供電）電力、照明負(fù)荷分別變壓器供電（4）采用備用電源時(shí)，變電所的低壓主接線）采用備用電源時(shí)，變電所的低壓主接線一臺(tái)變壓器加一路備用電源低壓電氣主接線低壓電氣主接線1 1）單母線接線）單母線接線2 2）分段母線接線，兩段母線互為備用，母）分段母線接線，兩段母線互為備用，母聯(lián)開關(guān)手動(dòng)或自動(dòng)切換。聯(lián)開關(guān)手動(dòng)或自動(dòng)

6、切換。 低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過3 3級(jí)級(jí)。當(dāng)。當(dāng)220V220V供電供電, ,負(fù)荷計(jì)算電流小于負(fù)荷計(jì)算電流小于60A60A時(shí)，可采用時(shí)，可采用220V220V（單（單相）供電。否則三相四線制供電。相）供電。否則三相四線制供電。 電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載，有兩種含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載，有兩種含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用戶，如說重要負(fù)荷、一般負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一是指用電用戶，如說重要負(fù)荷、一般負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一是指用電設(shè)備或用戶耗用的功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重設(shè)備或用戶耗用的功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（

7、輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。情況而定。( (一一) ) 電力負(fù)荷的分級(jí)電力負(fù)荷的分級(jí) 工廠的電力負(fù)荷，按工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-2009GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)：據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)： (1) (1) 一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷 一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者，或者中斷供一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者，或者

8、中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算(2) (2) 二級(jí)負(fù)荷二

9、級(jí)負(fù)荷 二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。 (3) (3) 三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷 三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷者均屬三級(jí)負(fù)荷。一、二級(jí)負(fù)荷者均屬三級(jí)負(fù)荷。( (二二) ) 各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 (1) (1) 一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 由于一

10、級(jí)負(fù)荷屬重要負(fù)由于一級(jí)負(fù)荷屬重要負(fù)荷，如果中斷供電造成的后果將十分嚴(yán)重，因此要求由兩路荷，如果中斷供電造成的后果將十分嚴(yán)重，因此要求由兩路電電源供電，當(dāng)其中一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路電源應(yīng)不致同源供電，當(dāng)其中一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路電源應(yīng)不致同時(shí)時(shí)受到損壞。受到損壞。 一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩路電源外，還必須一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。 常用的應(yīng)急電源有：常用的應(yīng)急電源有：1) 1) 獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；獨(dú)立

11、于正常電源的發(fā)電機(jī)組；2) 2) 供供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門供電線路；電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門供電線路；3) 3) 蓄電池；蓄電池；4) 4) 干干電池電池。用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷說明用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷說明u供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓工作電壓和頻率頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流負(fù)荷電流的要求。u計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定得過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算

12、負(fù)荷確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化，甚至燃燒引起火災(zāi)，從而造成更大的損失。 計(jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。本來有功計(jì)算負(fù)荷可表示為Pc ，無功計(jì)算負(fù)荷可表示為Qc，計(jì)算電流可表示為c，但考慮到“計(jì)算”的符號(hào)c 容易與“電容”的符號(hào)C 相混淆，因此大多數(shù)供電書籍都借用半小時(shí)最大負(fù)荷P30 來表示有功計(jì)算負(fù)荷，無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流則分別表示為Q30 、S30 和30 。這樣表示，也使計(jì)算負(fù)荷的概念更加明確。三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，為用電設(shè)備組的半小時(shí)最大負(fù)荷與

13、其設(shè)備容量的比值。按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷(一) 基本公式30LeeWLK KPP 式中 K為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比；KL為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；e為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與取用功率之比；WL為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率（亦即設(shè)備組取用功率）與首端功率（亦即計(jì)算負(fù)荷）之比。 令上式中的 ，這里的 稱為需要系數(shù)（demand coefficient）。由上式可知，需要系數(shù)的定義式為/()Le W

14、LdK KKdK30dePKPu在求出有功計(jì)算負(fù)荷P30 后，可按下列各式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷：u 無功計(jì)算負(fù)荷為無功計(jì)算負(fù)荷為3030tanQP式中 為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組 的正切值。tancos3030cosPS30303NSIU式中UN 為用電設(shè)備組的額定電壓。cos式中 為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。u 計(jì)算電流為計(jì)算電流為u視在計(jì)算負(fù)荷為視在計(jì)算負(fù)荷為負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：有功功率為“千瓦”（kW）無功功率為“千乏”（kvar）視在功率為“千伏安”（kVA）電流為“安” （A） 電壓為“千伏” （kV） 。 負(fù)荷計(jì)算中的各參數(shù)單位例例 已知某機(jī)修車間的金屬切削機(jī)床組，擁有電壓為380V的

15、三相電動(dòng)機(jī)7.5kW 3臺(tái)，4kW 8臺(tái)，3kW 17臺(tái)，1.5kW 10臺(tái)。試求其計(jì)算負(fù)荷。 解：解：此機(jī)床組電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘繛?查附錄表1中“小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得 (取0.2)， ， 因此可求得： 有功計(jì)算負(fù)荷 無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算電流 3048.273.230.38kVAIAkV3024.148.20.5kWSkVA3024.11.7341.7 varQkWk7.5348317 1.510120.5ePkWkWkWkWkW 300.2 120.524.1PkWkWtan1.73,0.160.2dK cos0.5(二) 設(shè)備容量的計(jì)算 需要系數(shù)法基本公式 中的設(shè)

16、備容量Pe，不含備用設(shè)備的容量，而且要注意，此容量的計(jì)算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān)。 1. 一般連續(xù)工作制的用電設(shè)備組容量計(jì)算一般連續(xù)工作制的用電設(shè)備組容量計(jì)算 其設(shè)備容量是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。 2. 短時(shí)或斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量計(jì)算短時(shí)或斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量計(jì)算 其設(shè)備容量是將所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個(gè)規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下的容量之和。容量換算的公式如式（2-2）所示。30dePK P斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備常用的有電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)，各自的換算要斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備常用的有電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)，各自的換算要求如下：求如下： (1) 電焊機(jī)組電焊機(jī)組 要求容

17、量統(tǒng)一換算到=100%【1】，因此由式（2-2）可得換算后的設(shè)備容量為式中PN 、SN 為電焊機(jī)的銘牌容量（前者為有功功率，后者為視在功率）； 為與銘牌容量相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用小數(shù)）； 為其值等于100%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用1）； 為銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。 (2) 吊車電動(dòng)機(jī)組吊車電動(dòng)機(jī)組 要求容量統(tǒng)一換算到 【2】 ，因此由式（2-2）可得換算后的設(shè)備容量為 式中PN 為吊車電動(dòng)機(jī)的銘牌容量； 為與PN 對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用小數(shù)）； 為其值等于25%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算中用0.25）。100100cosNNeNNPPS即coseNNNNPPS N100252NeNNNPPPN25

18、（2-2）cos25%252NeNNNPPP25% (三) 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)） 和 ： 對(duì)車間干線，取 ， pKqK95. 085. 0 pK0.90 0.97qK 【1】電焊機(jī)的銘牌負(fù)荷持續(xù)率有20%、40%、50%、60%、75%、100%等多種，而 時(shí)， ，換算最為簡(jiǎn)便，因此規(guī)定其設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 。附錄表1中電焊機(jī)的需要系數(shù)及其他系數(shù)也都是對(duì)應(yīng)于 的

19、。 【2】吊車（起重機(jī)）的銘牌負(fù)荷持續(xù)率有15%、25%、40%、60%等，而 時(shí)， ，換算相對(duì)較為簡(jiǎn)便，因此規(guī)定其設(shè)備容量統(tǒng)一換算到 。附錄表1中吊車組的需要系數(shù)及其他系數(shù)也都是對(duì)應(yīng)于 的。 100%1100%100%25%0.525%25% 對(duì)低壓母線，分兩種情況 (1) 由用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取 ， (2) 由車間干線的計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取，取 ，0.800.90pK0.850.95qK 總的有功計(jì)算負(fù)荷為總的無功計(jì)算負(fù)荷為 以上兩式中的 和 分別為各組設(shè)備的有功和無功計(jì)算負(fù)荷之和。 總的視在計(jì)算負(fù)荷為總的計(jì)算電流為 必須注意：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因

20、此總的視在計(jì)算負(fù)荷與計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來計(jì)算，總的視在計(jì)算負(fù)荷也不能按式 計(jì)算。 此外應(yīng)注意：在計(jì)算多組設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，為了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，各組的設(shè)備臺(tái)數(shù)不論多少，各組的計(jì)算負(fù)荷均按附錄表1所列的計(jì)算系數(shù)來計(jì)算，而不必考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)少而適當(dāng)增大 和 值的問題。 22303030SPQ30303NSIUdKcos30.iP30.iQipPKP3030iqQKQ303095. 090. 0 pK97. 093. 0 qK3030cosPS總結(jié)1、進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算應(yīng)按設(shè)備性質(zhì)分組歸類。2、確定設(shè)備功率。3、對(duì)于不同負(fù)載持續(xù)率的額定功率或額定容量，應(yīng)換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有

21、功功率Pe。4、連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備功率等于額定功率。連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備功率等于額定功率。5、短時(shí)或斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量根據(jù)負(fù)載持續(xù)率、設(shè)短時(shí)或斷續(xù)周期工作制的設(shè)備容量根據(jù)負(fù)載持續(xù)率、設(shè)備性質(zhì)進(jìn)行換算。備性質(zhì)進(jìn)行換算。a)電動(dòng)機(jī)設(shè)備負(fù)載應(yīng)統(tǒng)一換算到電動(dòng)機(jī)設(shè)備負(fù)載應(yīng)統(tǒng)一換算到為為25%： b)電焊機(jī)設(shè)備負(fù)載應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載應(yīng)統(tǒng)一換算到為為100%： 252NeNNNPPPcoseNNNNPPS 例例 2-1 某機(jī)修車間380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺(tái)共50kW (其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW1臺(tái)， 4kW3臺(tái)，2.2 kW7臺(tái))， 通風(fēng)機(jī)2臺(tái)共3kW，

22、 電阻爐1臺(tái)2kW。試確定此線路上的計(jì)算負(fù)荷。 解：解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷 (1) 金屬切削機(jī)床組 查附錄表1，取 故 (2) 通風(fēng)機(jī)組 查附錄表1，取 故 0.2,cos0.5,tan1.73dK30(1)0.2 5010PkWkWvar3 .1773. 110) 1 (30kkWQ0.8,cos0.8,tan0.75dK30(2)0.8 32.4PkWkW30(2)2.40.751.8 varQkWk (3) 電阻爐 查附錄表1，取 0.7,cos1,tan0dK30(3)0.7 21.4PkWkW30(3)0Q故 因此總的計(jì)算負(fù)荷為 （取 ） 0.95,0.97pqKK300.95 (1

23、02.4 1.4)13.1PkWkW300.97 (17.3 1.8) var18.5 varQkk223013.118.522.7SkVAkVA3022.734.530.38kVAIAkV34.522.718.513.1 取19.113.85523車間總計(jì)01.4010.721電阻爐31.82.40.750.80.832通風(fēng)機(jī)217.3101.730.50.25020切削機(jī)床1計(jì) 算 負(fù) 荷 需要系數(shù)容 量 臺(tái)數(shù)n設(shè)備名稱 序號(hào)kWPe/dKcostankWP /30var/30kQkVAS /30AI/300.95,0.97pqKK表表2-1 例例2-2的電力負(fù)荷計(jì)算表的電力負(fù)荷計(jì)算表（按

24、需要系數(shù)法） 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計(jì)算表格的形式，如表2-1所示。 附錄表附錄表1 用電設(shè)備組的需要系數(shù)、二項(xiàng)式系數(shù)及功率因數(shù)參考值用電設(shè)備組的需要系數(shù)、二項(xiàng)式系數(shù)及功率因數(shù)參考值 （續(xù)）（續(xù)）01.01室外照明、應(yīng)急照明 01.00.6-0.8宿舍、生活區(qū)照明 01.0 0.5-0.7變配電所、倉庫照明 01.00.8-1生產(chǎn)廠房及辦公室、閱覽室、實(shí)驗(yàn)室照明 0.880.750.7多頭弧焊電動(dòng)發(fā)電機(jī)組1.330.60.35單頭弧焊電動(dòng)發(fā)電機(jī)組2.680.350.4多頭手動(dòng)弧焊變壓器2.680.350.35單頭手動(dòng)弧焊變壓器2.290.4 0.5自動(dòng)弧焊變

25、壓器 1.02 0.70.35對(duì)焊機(jī)、鉚釘加熱機(jī)最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù) 二項(xiàng)式系數(shù)需要系數(shù) 用 電 設(shè) 組 備 名 稱dKbtancoscx注：注：如果用電設(shè)備組的設(shè)備總臺(tái)數(shù) 時(shí)，則最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)取 且按“四舍五入”修約規(guī)則取整數(shù)。 例如某機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 ，故取 。 這里的 和 值均為白熾燈照明數(shù)據(jù)。如為熒光燈照明，則 ；如為高壓汞燈、鈉 燈等照明，則 。2nx/2,xn722 510nx 7/24x costancos0.9,tan0.48cos0.5,tan1.73附錄表附錄表2 部分工廠的需要系數(shù)、功率因數(shù)及年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)參考值部分工廠的需要系數(shù)、功率因數(shù)及年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)參考值

26、5800 0.70 0.28滾珠軸承制造廠3500 0.81 0.37儀器儀表制造廠3500 0.73 0.35電線電纜制造廠3400 0.75 0.35電器開關(guān)制造廠3000 0.65 0.33電機(jī)制造廠3800 0.65 0.34工具制造廠3800 0.60 0.26量具刃具制造廠3500 0.78 0.45石油機(jī)械制造廠3200 0.65 0.2機(jī)床制造廠3700 0.71 0.32重型機(jī)床制造廠3700 0.79 0.35重型機(jī)械制造廠4500 0.74 0.32柴油機(jī)制造廠4500 0.73 0.27鍋爐制造廠5000 0.88 0.38汽輪機(jī)制造廠年最大有功負(fù)荷利用小時(shí) 功率因數(shù)

27、需要系數(shù)工 廠 類 別dKcosmaxT式中bPe(二項(xiàng)式第一項(xiàng))表示設(shè)備組的平均功率，其中Pe 是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?，其?jì)算方法如前需要系數(shù)法所述；cPx (二項(xiàng)式第二項(xiàng))表示設(shè)備組中x 臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中Px 是x 臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚籦、c 是二項(xiàng)式系數(shù)。 附錄表1中也列有部分用電設(shè)備組的二項(xiàng)式系數(shù)b、c 和最大容量的設(shè)備臺(tái)數(shù)x 值，供參考。 但必須注意：按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，如果設(shè)備總臺(tái)數(shù)n 少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)x 的2倍，即n2x 時(shí)，其最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù)x 宜適當(dāng)取小，建議取為 且按“四舍五入”修約規(guī)則取其整數(shù)文獻(xiàn)32。例如某機(jī)

28、床電動(dòng)機(jī)組只有7臺(tái)時(shí)，則其最大設(shè)備臺(tái)數(shù)取為x =n / 2=7/24。 如果用電設(shè)備組只有12臺(tái)設(shè)備時(shí)，則可認(rèn)為P30=Pe。對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，則P30 =PN /，這里PN 為電動(dòng)機(jī)額定容量，為其額定效率。在設(shè)備臺(tái)數(shù)較少時(shí)， 值也宜適當(dāng)取大。 由于二項(xiàng)式法不僅考慮了用電設(shè)備組最大負(fù)荷時(shí)的平均負(fù)荷，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)對(duì)總計(jì)算負(fù)荷的額外影響，所以二項(xiàng)式法比較適于確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷。但是二項(xiàng)式系數(shù)b、c 和x 的值，缺乏充分的理論依據(jù)，而且只有機(jī)械工業(yè)方面的部分?jǐn)?shù)據(jù)，從而使其應(yīng)用受到一定的局限。 cos/2,xn 三三. 按二項(xiàng)式法確定計(jì)算

29、負(fù)荷按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷 (一) 基本公式 二項(xiàng)式法的基本公式是 (2-21)30exPbPcP 比較例2-1和例2-3的計(jì)算結(jié)果可以看出，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果稍大，特別是在設(shè)備臺(tái)數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)說明，選擇低壓分支干線或分支線時(shí)，按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果往往偏小，以采用二項(xiàng)式法計(jì)算為宜。我國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-1992民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范也規(guī)定：“用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少、各臺(tái)設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法?！?例例 試用二項(xiàng)式法來確定例2-1所示機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。 解：解：由附錄表1查得 。 設(shè)備總?cè)萘?見例2-1)為 X 臺(tái)最大容量的設(shè)備容量為 因

30、此按式（2-21）可求得其有功計(jì)算負(fù)荷為 按式（2-11）可求得其無功計(jì)算負(fù)荷為 按式（2-12）可求得其視在計(jì)算負(fù)荷為 按式（2-13）可求得其計(jì)算電流為0.14,0.4,5,cos0.5,tan1.73bcx120.5ePkW57.534230.5xPPkWkWkW 300.14 120.50.4 30.529.1PkWkWkW3029.11.7350.3 varQkWk3029.158.20.5kWSkVA3058.288.43 0.38kVAIAkV 關(guān)于總的視在計(jì)算負(fù)荷S30 和總的計(jì)算電流I30，仍按式（2-19）和式（2-20）計(jì)算。 為了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，按二項(xiàng)式法計(jì)算多組設(shè)備的計(jì)算

31、負(fù)荷時(shí)，也不論各組設(shè)備臺(tái)數(shù)多少，各組的計(jì)算系數(shù)b、c、x 和 等，均按附錄表1所列數(shù)值。 例例2-4 試用二項(xiàng)式法確定例2-2所述機(jī)修車間380V線路的計(jì)算負(fù)荷。 解：解： 先求各組的bPe 和cPx (1) 金屬切削機(jī)床組 查附錄表1，取 故 ， (2) 通風(fēng)機(jī)組 查附錄表1，取 ，故 ， (3) 電阻爐 查附錄表1，取 ， 故 ，(二) 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 采用二項(xiàng)式法確定多組用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，也應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素，但不是計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)，而是在各組設(shè)備中取其中一組最大的有功附加負(fù)荷(cPx)max，再加上各組的平均負(fù)荷bPe，由此求得其總的有功計(jì)算

32、負(fù)荷為 (2-22) 總的無功計(jì)算負(fù)荷為 (2-23)式中 為最大附加負(fù)荷(cPx)max的設(shè)備組的平均功率因數(shù)角的正切值。maxtan0.14,0.4,5,cos.5,tan1.73,bcxo(1)0.14 507ebPkWkW(1)0.4 (7.51432.21)8.68xcPkWkWkWkW 0.65,0.25,cos.8,tan.75bcoo(2)0.65 31.95ebPkWkW0.7,0,cos1,tan0bc(3)0.721.4ebPkWkW(3)0 xcPmax30)()(xiecPbPPcosmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQ(2)0.25 30.75xcP

33、kWkW 以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以 cPx(1) 為最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為 按一般工程設(shè)計(jì)說明書要求，以上計(jì)算可列成表2-2所示電力負(fù)荷計(jì)算表。表表2-2 例例2-4的電力負(fù)荷計(jì)算表的電力負(fù)荷計(jì)算表(按二項(xiàng)式法) cb最大容量臺(tái)數(shù)x總臺(tái)數(shù)n52.134.328.6195523總 計(jì)01.40100.70201電阻爐31.46+0.561.95+0.750.750.80.250.653352通風(fēng)機(jī)212.1+15.07+8.681.730.50.40.1421.750520金屬切削機(jī)床1計(jì)算負(fù)荷二項(xiàng)式系數(shù)容 量設(shè)備臺(tái)數(shù)用電設(shè)備組名稱序號(hào)ePkWxPkWcostan30PkW30varQk30S

34、kVA30IA 比較例2-2和例2-4的計(jì)算結(jié)果可以看出，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果較之按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得比較多，這也更加合理。kWkWkWP1968. 8)4 . 195. 17(30var6 .28var73. 168. 8var)075. 095. 173. 17(30kkkQkVAkVAS3 .346 .28192230AkVkVAI1 .5238. 033 .3430單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定除了廣泛應(yīng)用的三相設(shè)備外，還有電焊機(jī)、電爐、電燈等各種單相設(shè)備。單相設(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能均衡分配，使三相盡可能平衡。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三

35、相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備容量的15%時(shí)，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。 由于確定計(jì)算負(fù)荷的目的，主要是為了選擇線路上的設(shè)備和導(dǎo)線（包括電纜），使線路上的設(shè)備和導(dǎo)線在通過計(jì)算電流時(shí)不致過熱或燒毀，因此在接有較多單相設(shè)備的三相線路中，不論單相設(shè)備接于相電壓還是接于線電壓，只要三相負(fù)荷不平衡，就應(yīng)以最大負(fù)荷相有功負(fù)荷的3倍倍作為等效三相有功負(fù)荷，以滿足安全運(yùn)行的要求。二二. 單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計(jì)算 1. 單相設(shè)備接于相電壓時(shí)的等效三相負(fù)荷計(jì)

36、算其等效三相設(shè)備容量Pe 應(yīng)按最大負(fù)荷相所接單相設(shè)備容量Pe.m 的3倍計(jì)算，即 其等效三相計(jì)算負(fù)荷則按前述需要系數(shù)法計(jì)算。 2. 單相設(shè)備接于線電壓時(shí)的三相負(fù)荷計(jì)算由于容量為 的單相設(shè)備在線電壓上產(chǎn)生的電流，此電流應(yīng)與等效三相設(shè)備容量Pe 產(chǎn)生的電流相等，因此其等效三相設(shè)備容量為 .3ee mPP./(cos )eIPU/( 3 cos )eIPU.3eePP eP 3. 單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 首先應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后分相計(jì)算各相的設(shè)備容量與計(jì)算負(fù)荷?？偟牡刃嘤泄τ?jì)算負(fù)荷為其最大有功負(fù)荷相的有功計(jì)算負(fù)荷 的3倍，即 總的等效三

37、相無功計(jì)算負(fù)荷為最大負(fù)荷相的無功計(jì)算負(fù)荷Q30.m 的3倍，即 關(guān)于將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量的問題，可按下列換算公式進(jìn)行換算： 3030.3mPP3030.3mQQA相AAB AABCA A CAPpPpPAAB AABCA ACAQqPqPB相BBC BBCAB BABPpPpPBBC BBCAB BABQqPqPC相CCA CCABC CBCPpPpPCCA CCABC CBCQqPqP式中PAB、PBC、PCA 分別為接于AB、BC、CA相間的有功設(shè)備容量； PA、PB、PC分別為換算為A、B、C相的有功設(shè)備容量；QA、QB、QC分別為換算為A、B、C相的無功

38、設(shè)備容量； pAB-A、qAB-A.分別是接于AB、等相間的設(shè)備容量換算為A、等相設(shè)備容量的有功和無功功率換算系數(shù)，如表2-3所列。mP30功率因數(shù)、無功補(bǔ)償及補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷 瞬時(shí)功率因數(shù)可用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中某一時(shí)間的功率因數(shù)值，借以了解當(dāng)時(shí)的無功功率變化情況，研究是否需要和如何進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)膯栴}。式中P 為功率表測(cè)出的三相有功功率讀數(shù)（kW）；U 為電壓表測(cè)出的線電壓讀數(shù)（kV）；I 為電流表測(cè)出的電流讀數(shù)（A）。1、功率因數(shù) (1) 瞬時(shí)功率因數(shù) 可由相位表（功率因數(shù)表）直接測(cè)出，或由功率表、電壓表和電流表的讀數(shù)通過下式求得（間接測(cè)量）：c o s3PU I2. 無功功

39、率補(bǔ)償 工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，還有感性的電力變壓器，從而使工廠的功率因數(shù)降低。如果在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，則需要考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置。功率因數(shù)提高與無功功率、視在率變化的關(guān)系 圖表示功率因數(shù)的提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。假設(shè)功率因數(shù)由 提高到 ，這時(shí)在用戶需用的有功功率P30不變的條件下，無功功率將由Q30 減小到Q30，視在功率將由S30 減小到S30 。相應(yīng)地負(fù)荷電流I30 也將有所減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，

40、而且可選擇較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。coscos 由圖可知，要使功率因數(shù) 由提高到 ，必須裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器），其容量為coscos303030(tantan)CQQQP或 3 0CCQqP 式中 ，稱為無功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無功補(bǔ)償率，是表示要使1kW 的有功功率由 提高到 所需要的無功補(bǔ)償容量 kvar值。 附錄表3列出了并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償率，可利用補(bǔ)償前和補(bǔ)償后的功率因數(shù)直接查得。tantanCqcoscos 部分常用的并聯(lián)電容器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，如附錄表4所列。 由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù)n，對(duì)于單相電容器（其全型號(hào)后面標(biāo)“1”者

41、）來說，應(yīng)取3的倍數(shù)，以便三相均衡分配。在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qC 來確定電容器個(gè)數(shù)：CCQnq3030CQQQ總的視在計(jì)算負(fù)荷為22303030()CSPQQ3. 無功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷無功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷 工廠（或車間）裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，總的計(jì)算負(fù)荷P30 不變，而總的無功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)扣除無功補(bǔ)償容量，即總的無功計(jì)算負(fù)荷為附錄表附錄表3 并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償率并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償率 0.480.280.190.120.060.000.900.540.340.250.180.110.060.000.880.590.390.300.230.170.1

42、10.050.000.860.620.420.330.260.190.140.080.030.000.850.650.440.350.280.220.160.110.050.030.840.700.490.400.330.270.210.160.100.080.820.750.550.460.390.320.270.210.160.130.800.800.600.510.440.380.320.260.210.180.780.850.650.560.490.430.370.310.260.230.760.910.710.620.540.480.420.370.310.290.740.960.760.670.600.540.480.420.370.340.721.020.820.730.660.590.540.480.430.400.701.080.880.790.710.650.590.540.480.460.681.140.940.850.780.710.650.600.550.520.661.201.000.910.840.770.720.660.610.580.641.271.060.980.900.840.780.730.670.650.