第2章建筑供配電系統(tǒng)的負荷計算與無功功率補償

1、2022-5-101第第2章章 建筑供配電系統(tǒng)的負荷計算與建筑供配電系統(tǒng)的負荷計算與無功功率補償無功功率補償2.1 計算負荷的意義與主要內(nèi)容計算負荷的意義與主要內(nèi)容2.2 用電設備的主要特征用電設備的主要特征(工作制工作制)2.3 負荷計算的方法負荷計算的方法2.4 建筑用電負荷的特征建筑用電負荷的特征2.5 建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償2.6 典型建筑工程的負荷計算典型建筑工程的負荷計算2.7 供配電系統(tǒng)中的能量損耗供配電系統(tǒng)中的能量損耗2022-5-1021計計算算負負荷的概念及作用荷的概念及作用 所所謂謂負負荷荷計計算算，就是，就是計計算算用用電設備電設備、配

2、、配電線電線路、路、配配電電裝置、以及裝置、以及發(fā)電發(fā)電機、機、變壓變壓器中的器中的電電流流或或功率功率。 這這些些按照一定方法按照一定方法計計算出來的算出來的電電流或功率稱流或功率稱為為計計算算電電流流或或計計算功率算功率，我，我們們也把它稱也把它稱為為計計算算負負荷荷。 計計算算負負荷又稱荷又稱需要需要負負荷荷或或最大最大負負荷荷，是，是一個假想一個假想的持的持續(xù)續(xù)性性負負荷荷，其，其熱熱效效應應與同一與同一時間時間內(nèi)內(nèi)實際變動負實際變動負荷荷所所產(chǎn)產(chǎn)生的最大生的最大熱熱效效應應相等。相等。2.1 計算負荷的意義與主要內(nèi)容計算負荷的意義與主要內(nèi)容2022-5-1031計計算算負負荷的概念及

3、作用荷的概念及作用 在進行建筑供配電設計時，電氣設計人員可以根在進行建筑供配電設計時，電氣設計人員可以根據(jù)據(jù)計算負荷計算負荷 按照允許發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)的按照允許發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)的導線截面導線截面 選擇選擇開關電器開關電器的型號的型號 確定確定變壓器變壓器容量容量 制訂制訂提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)的措施的措施 選擇及整定選擇及整定保護設備保護設備 在進行負荷計算時，要考慮環(huán)境及社會因素的在進行負荷計算時，要考慮環(huán)境及社會因素的影響，并應為將來的發(fā)展留有適當余量。影響，并應為將來的發(fā)展留有適當余量。 2.1 計算負荷的意義與主要內(nèi)容計算負荷的意義與主要內(nèi)容2022-5-1042負荷曲線

4、負荷曲線 負荷曲線負荷曲線是反映電力負荷隨時間變化情況的曲線，它直觀是反映電力負荷隨時間變化情況的曲線，它直觀的反映了用戶用電的特點和規(guī)律。的反映了用戶用電的特點和規(guī)律。根據(jù)負荷性質(zhì)分類根據(jù)負荷性質(zhì)分類有功負荷曲線有功負荷曲線無功負荷曲線無功負荷曲線根據(jù)負荷持續(xù)時間分類根據(jù)負荷持續(xù)時間分類日負荷曲線日負荷曲線(024h)年負荷曲線年負荷曲線(08760h)日負荷曲線與坐標軸所包圍的面日負荷曲線與坐標軸所包圍的面積代表該日所消耗的積代表該日所消耗的電能量電能量。逐點描繪法逐點描繪法梯形曲線法梯形曲線法日有功負荷曲線日有功負荷曲線削峰填谷240)( dttpW2022-5-105（1）年最大負荷）

5、年最大負荷Pmax(Qmax、Smax) 年最大負荷是年持續(xù)負荷曲線上的年最大負荷是年持續(xù)負荷曲線上的最高點最高點，指全，指全年中年中最大工作班最大工作班內(nèi)半小時平均功率的最大值，因此年內(nèi)半小時平均功率的最大值，因此年最大負荷也稱為最大負荷也稱為半小時最大負荷半小時最大負荷P30。 所謂所謂最大工作班最大工作班，是指一年中最大負荷月份內(nèi)最，是指一年中最大負荷月份內(nèi)最少出現(xiàn)少出現(xiàn)23次的最大負荷工作班，而不是偶然出現(xiàn)的次的最大負荷工作班，而不是偶然出現(xiàn)的某一個工作班。某一個工作班。3負荷曲線中的幾個物理量負荷曲線中的幾個物理量 年持續(xù)負荷曲線年持續(xù)負荷曲線2022-5-106（2）最大負荷利用小

6、時數(shù)）最大負荷利用小時數(shù)Tmax 是一個是一個假想時間假想時間，是標志工廠負荷是否均勻的一個，是標志工廠負荷是否均勻的一個重要標志。其物理意義：如果用戶始終保持年最大負荷重要標志。其物理意義：如果用戶始終保持年最大負荷Pmax運行，經(jīng)過運行，經(jīng)過Tmax小時后所消耗的電能恰好等于全年小時后所消耗的電能恰好等于全年的實際耗電量，則稱的實際耗電量，則稱Tmax為為年最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷利用小時數(shù)。max87600max)max(max87600maxmax)d()d(QttqQWTPttpPWTqp無功無功：有功：各類工廠的各類工廠的Tmax見見15頁表頁表2-1一班制工廠一班制工廠Tma

7、x=18003000h兩班制工廠兩班制工廠Tmax=35004800h三班制工廠三班制工廠Tmax=50007000h戶內(nèi)照明及生活用電戶內(nèi)照明及生活用電Tmax=20003000h2022-5-107（3）平均負荷）平均負荷Pav(Qav、Sav) 是指電力用戶在一段時間內(nèi)消耗功率的平均值。是指電力用戶在一段時間內(nèi)消耗功率的平均值。tdttptWPtttt00)(av全年消耗的總電量則年平均負荷aaWWP8760 av（4）負荷系數(shù)）負荷系數(shù)(負荷率負荷率或或負荷曲線填充系數(shù)負荷曲線填充系數(shù)) ( ) 是表征負荷變化規(guī)律的一個參數(shù)。在最大工作班是表征負荷變化規(guī)律的一個參數(shù)。在最大工作班內(nèi)，內(nèi)

8、，平均負荷與最大負荷之比平均負荷與最大負荷之比稱為負荷系數(shù)。稱為負荷系數(shù)。maxavmaxavQQPP無功負荷系數(shù)：有功負荷系數(shù)： 、 越大，負荷曲線越平坦，負荷波動越小。越大，負荷曲線越平坦，負荷波動越小。82. 076. 075. 070. 0 ，均值一般工廠負荷系數(shù)年平2022-5-108（5）需要系數(shù)）需要系數(shù)KxeXPPKmaxPmax(=PC)用電設備組負荷曲線上用電設備組負荷曲線上最大有功負荷最大有功負荷(kW) Pe 用電設備組的用電設備組的設備功率設備功率(容量容量)(kW) 在供配電系統(tǒng)設計和運行中，常用需要系數(shù)在供配電系統(tǒng)設計和運行中，常用需要系數(shù)KX見表見表2-2表表2

9、-6。Pe是所有用電設備的是所有用電設備的額定容量額定容量或或額定功率之和。額定功率之和。2022-5-109（1）設備容量）設備容量Pe ：安裝容量安裝容量，是用戶安裝的，是用戶安裝的所有用電設所有用電設備的額定容量或額定功率之和備的額定容量或額定功率之和。 4負荷計算的主要內(nèi)容負荷計算的主要內(nèi)容 （2）計算容量）計算容量PC ：計算負荷計算負荷、需要負荷需要負荷或或最大負荷最大負荷。它。它標志用戶的最大用電功率標志用戶的最大用電功率。（3）計算電流）計算電流IC ：是計算負荷在：是計算負荷在額定電壓下額定電壓下的電流。的電流。（4）尖峰電流）尖峰電流Ijf ：短時最大負荷電流短時最大負荷電

10、流(如電動機起動如電動機起動)， 是是計算電壓損失、電壓波動和選擇導體、電器及保護元件的計算電壓損失、電壓波動和選擇導體、電器及保護元件的依據(jù)。依據(jù)。2022-5-10101. 長期連續(xù)工作制長期連續(xù)工作制 這類設備長期連續(xù)運行，負荷比較這類設備長期連續(xù)運行，負荷比較穩(wěn)定穩(wěn)定，如通風機、水泵、空氣壓縮機、電動扶梯、電爐、，如通風機、水泵、空氣壓縮機、電動扶梯、電爐、照明燈和大多數(shù)的機床電動機等。由于載流導體大約經(jīng)照明燈和大多數(shù)的機床電動機等。由于載流導體大約經(jīng)30min后可達到穩(wěn)定的溫升值，因此這類用電設備后可達到穩(wěn)定的溫升值，因此這類用電設備在工作在工作時間內(nèi)，電器載流導體能達到穩(wěn)定的溫升時

11、間內(nèi)，電器載流導體能達到穩(wěn)定的溫升。2. 短時工作制短時工作制 這類設備的工作時間較短，而停歇時間這類設備的工作時間較短，而停歇時間相對較長相對較長，如機床上的某些輔助電動機，如機床上的某些輔助電動機(如進給電動機、如進給電動機、升降電動機、水渠閘門電動機等升降電動機、水渠閘門電動機等)。這類用電設備。這類用電設備在工作在工作時間內(nèi)，電器載流導體不會達到穩(wěn)定的溫升，斷電后卻能時間內(nèi)，電器載流導體不會達到穩(wěn)定的溫升，斷電后卻能完全冷卻完全冷卻。2.2 用電設備的主要特征（工作制）用電設備的主要特征（工作制）2022-5-1011 斷續(xù)周期工作制的設備，可用斷續(xù)周期工作制的設備，可用負荷持續(xù)率（又

12、稱暫載率）負荷持續(xù)率（又稱暫載率）來表征其工作特征。來表征其工作特征。負荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與負荷持續(xù)率為一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比工作周期的百分比，用，用 來表示，即來表示，即 2.2 用電設備的主要特征（工作制）用電設備的主要特征（工作制）%100%1000tttTtT工作周期工作周期t 工作周期內(nèi)的工作時間工作周期內(nèi)的工作時間t0工作周期內(nèi)的停歇時間工作周期內(nèi)的停歇時間3. 斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制 這類設備這類設備周期性地周期性地工作工作停歇停歇工作，工作，如此反復運行，而如此反復運行，而工作周期一般不超過工作周期一般不超過10min，如電焊機和起，如電焊

13、機和起重機械。這類用電設備重機械。這類用電設備在工作時間內(nèi)，電器載流導體不會達到在工作時間內(nèi)，電器載流導體不會達到穩(wěn)定的溫升，停歇時間內(nèi)也不會完全冷卻穩(wěn)定的溫升，停歇時間內(nèi)也不會完全冷卻，在工作循環(huán)期間內(nèi)在工作循環(huán)期間內(nèi)溫升會逐漸升高并最終達到穩(wěn)定值溫升會逐漸升高并最終達到穩(wěn)定值。2022-5-10121負荷計算的方法及用途負荷計算的方法及用途 負荷計算的方法有負荷計算的方法有需要系數(shù)法需要系數(shù)法、利用系數(shù)法利用系數(shù)法、二項式二項式法法、單位面積功率法單位面積功率法等幾種。等幾種。（1）需要系數(shù)法）需要系數(shù)法 用電設備功率用電設備功率乘以乘以需要系數(shù)需要系數(shù)和和同時系數(shù)同時系數(shù)，直接求出計算負

14、，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，適用于變配電所以及施工荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，適用于變配電所以及施工現(xiàn)場的負荷計算。現(xiàn)場的負荷計算。（2）二項式法）二項式法 在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大的設備的在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大的設備的影響，采用經(jīng)驗系數(shù)用加權求和法進行負荷計算，影響，采用經(jīng)驗系數(shù)用加權求和法進行負荷計算，計算結果一計算結果一般偏大般偏大。2.3 負荷計算的方法負荷計算的方法2022-5-10131、（、（ ）對整個電力系統(tǒng)各部分起到紐帶連接作用，負責整個系統(tǒng)電）對整個電力系統(tǒng)各部分起到紐帶連接作用，負責整個系統(tǒng)電能的轉(zhuǎn)輸和分配。能

15、的轉(zhuǎn)輸和分配。（A）樞紐變電站）樞紐變電站 （B）區(qū)域變電站）區(qū)域變電站 （C）用戶變電站）用戶變電站 （D）配電所配電所2、（、（ ）的額定電壓應和電網(wǎng)的額定電壓一致。）的額定電壓應和電網(wǎng)的額定電壓一致。（A）發(fā)電機）發(fā)電機 （B）變壓器二次繞組）變壓器二次繞組 （C）用電設備）用電設備 （D）二次側(cè)輸）二次側(cè)輸電距離較長的變壓器二次繞組電距離較長的變壓器二次繞組3、當中斷供電時，將造成主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢、重點企業(yè)大、當中斷供電時，將造成主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢、重點企業(yè)大量減產(chǎn)、或在政治、經(jīng)濟上造成較大損失，這類負荷屬于（量減產(chǎn)、或在政治、經(jīng)濟上造成較大損失，這類負荷屬于（ ）。

16、）。（A）一級負荷）一級負荷 （B）二級負荷）二級負荷 （C）三級負荷）三級負荷 （D）四級負荷）四級負荷4、某設備一個工作周期內(nèi)，工作時間為、某設備一個工作周期內(nèi)，工作時間為20分鐘，停歇時間為分鐘，停歇時間為20分鐘，分鐘，則其負荷持續(xù)率為（則其負荷持續(xù)率為（ ）。）。（A）20% （B）50% （C）80% （D）100%5、供配電系統(tǒng)的供電質(zhì)量主要由（、供配電系統(tǒng)的供電質(zhì)量主要由（ ）和（）和（ ）兩大指標來衡量。）兩大指標來衡量。 電能質(zhì)量電能質(zhì)量供電可靠性供電可靠性A C BB2022-5-10141負荷計算的方法及用途負荷計算的方法及用途 由于建筑電氣負荷具有由于建筑電氣負荷具有

17、負荷容量小負荷容量小、數(shù)量多且分散數(shù)量多且分散的的特點，所以特點，所以需要系數(shù)法需要系數(shù)法、單位面積功率法單位面積功率法和和單位指標法單位指標法比比較適合建筑電氣的負荷計算。較適合建筑電氣的負荷計算。 負荷計算方法選取原則是：負荷計算方法選取原則是：一般情況下，一般情況下，需要系數(shù)法需要系數(shù)法用于初步設計及施工圖設計階用于初步設計及施工圖設計階段的負荷計算；段的負荷計算；單位面積功率法單位面積功率法和和單位指標法單位指標法用于方案設計階段進行電用于方案設計階段進行電力負荷估算。力負荷估算。對于對于住宅住宅，在設計的各個階段均可采用，在設計的各個階段均可采用單位指標法單位指標法。 2022-5-

18、10152設備功率的確定設備功率的確定 用需要系數(shù)法進行負荷計算時，用需要系數(shù)法進行負荷計算時，需將用電設備按其性需將用電設備按其性質(zhì)分為不同的用電設備組質(zhì)分為不同的用電設備組，然后確定設備功率。，然后確定設備功率。 用電設備的用電設備的額定功率額定功率Pr或或額定容量額定容量Sr是指是指銘牌上的數(shù)銘牌上的數(shù)據(jù)據(jù)。對于。對于不同負載持續(xù)率不同負載持續(xù)率下的額定功率或額定容量，應換下的額定功率或額定容量，應換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率，即設備功率算為統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率，即設備功率Pe。（1 1）連續(xù)工作制）連續(xù)工作制 （2）短時工作制）短時工作制（3）斷續(xù)工作制）斷續(xù)工作制(如起重機

19、用電動機、電焊機等如起重機用電動機、電焊機等)的設備功的設備功率是指率是指將額定功率換算為將額定功率換算為統(tǒng)一負載持續(xù)率統(tǒng)一負載持續(xù)率下的有功功率下的有功功率。(kW) 電動機的額定功率rrePPP rePP 2022-5-10162設備功率的確定設備功率的確定當采用當采用需要系數(shù)法需要系數(shù)法和和二項式法二項式法計算負荷時，計算負荷時，起重機用電動機起重機用電動機類類的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率 = 25%下的有功功率。下的有功功率。率電動機的額定負載持續(xù)時電動機的額定功率負載持續(xù)率為rrrP(kW)rrrrePPP225當采用當采用需要系數(shù)法需要系數(shù)法和和

20、二項式法二項式法計算負荷時，斷續(xù)工作制計算負荷時，斷續(xù)工作制電焊電焊機機的設備功率是指將額定容量換算到負載持續(xù)率的設備功率是指將額定容量換算到負載持續(xù)率 = 100%時的時的有功功率。有功功率。cos100rrrreSPP電焊機的功率因數(shù)率電焊機的額定負載持續(xù)時電焊機的額定容量負載持續(xù)率為cos(kVA)rrrS2022-5-10173需要系數(shù)法確定計算負荷需要系數(shù)法確定計算負荷（1）用電設備組的計算負荷及計算電流）用電設備組的計算負荷及計算電流 rCCCCCeXCUSIQPSPQPKPCC3 tan 22計算電流視在功率無功功率有功功率)kV)(t6-22-2(kW)線電壓用電設備的額定電壓

21、的正切值用電設備組功率因數(shù)角表需要系數(shù)，見教材表用電設備組的設備功率rXeUanKP2022-5-1018例例2-1 已知小型冷加工機床車間已知小型冷加工機床車間0.38kV系統(tǒng)，擁有設備如下：系統(tǒng)，擁有設備如下： (1)機床機床35臺總計臺總計98.00kW；(KX1=0.20,cos 1=0.50,tan 1=1.73)(2)通風機通風機4臺總計臺總計5.00kW；(KX2=0.80,cos 2=0.80,tan 2=0.75)(3)電爐電爐4臺總計臺總計10.00kW；(KX3=0.80,cos 3=1.00,tan 3=0.00)(4)行車行車2臺總計臺總計5.60kW；(KX4=0.

22、80,cos 4=0.80,tan 4=0.75, 4=15%)(5)電焊機電焊機3臺總計臺總計17.50kVA；(KX5=0.35,cos 5=0.60,tan 5=1.33, 5=65%)試求：每組負荷的計算負荷（試求：每組負荷的計算負荷（PC、QC、SC、IC）？）？ 解解：(1) 機床組為連續(xù)工作制設備，故機床組為連續(xù)工作制設備，故Pe = Pr kW60.199820. 0111eXCPKPvark91.3373. 160.19tan111CCPQkVA17.3991.3360.192221211CCCQPSA51.5938. 0317.39311rCCUSI2022-5-1019例

23、例2-1 已知小型冷加工機床車間已知小型冷加工機床車間0.38kV系統(tǒng)，擁有設備如下：系統(tǒng)，擁有設備如下： (2)通風機通風機4臺總計臺總計5.00kW；(KX2=0.80,cos 2=0.80,tan 2=0.75)(3)電爐電爐4臺總計臺總計10.00kW；(KX3=0.80,cos 3=1.00,tan 3=0.00)試求：每組負荷的計算負荷（試求：每組負荷的計算負荷（PC、QC、SC、IC）？）？ 解解：(2) 通風機組為連續(xù)工作制設備，故通風機組為連續(xù)工作制設備，故Pe = Pr kW00. 4580. 0222eXCPKPvark00. 375. 000. 4tan222CCPQk

24、VA00. 52CSA60. 72CI (3) 電爐組為連續(xù)工作制設備，故電爐組為連續(xù)工作制設備，故Pe = Pr kW00. 81080. 0333eXCPKPvark00. 000. 000. 8tan333CCPQkVA00. 83CSA16.123CI2022-5-1020解解：(4) 行車組的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率行車組的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率 =25%時的有功功率時的有功功率kW34. 4%156 . 522444rePPvark60. 275. 047. 3tan444CCPQkVA34. 44CSA60. 64CI (5) 電焊機組的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)

25、率電焊機組的設備功率為統(tǒng)一換算到負載持續(xù)率 =100%時的有功功率時的有功功率例例2-1 已知小型冷加工機床車間已知小型冷加工機床車間0.38kV系統(tǒng)，擁有設備如下：系統(tǒng)，擁有設備如下： (4)行車行車2臺總計臺總計5.60kW；(KX4=0.80,cos 4=0.80,tan 4=0.75, 4=15%)(5)電焊機電焊機3臺總計臺總計17.50kVA；(KX5=0.35,cos 5=0.60,tan 5=1.33, 5=65%)試求：每組負荷的計算負荷（試求：每組負荷的計算負荷（PC、QC、SC、IC）？）？ kW47. 334. 480. 0444eXCPKPkW47. 860. 0%6

26、55 .17cos5555reSPvark94. 333. 196. 2tan555CCPQkVA93. 45CSA49. 75CIkW96. 247. 835. 0555eXCPKP2022-5-1021（2）多組用電設備組的計算負荷及計算電流）多組用電設備組的計算負荷及計算電流 在配電干線上或在變電所低壓母線上，常有多個用電設備在配電干線上或在變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但組同時工作，但各個用電設備組的最大負荷并非同時出現(xiàn)各個用電設備組的最大負荷并非同時出現(xiàn)，因，因此在求配電干線或變電所低壓母線的計算負荷時，應再計入一此在求配電干線或變電所低壓母線的計算負荷時，應再計入一

27、個個同時系數(shù)同時系數(shù)(或叫或叫同期系數(shù)同期系數(shù))K 。具體計算如下：。具體計算如下：rCCCniciqCnicipCUSIQPSQKQPKPCC3 2211計算電流視在功率無功功率有功功率0 . 193. 00 . 18 . 0(kvar)(kW)11和時系數(shù)，分別取有功功率、無功功率同、功率之和組用電設備的計算無功功率之和組用電設備的計算有功qpniciniciKKnQnP2022-5-1022例例2-2 已知條件同例已知條件同例2-1。當有功功率同。當有功功率同時時系數(shù)系數(shù)K p = 0.90；無功功率同；無功功率同時時系數(shù)系數(shù)K q = 0.95時時。試求：試求：車間總車間總的計算負荷的

28、計算負荷(PC、QC、SC、IC)？ 解解：通過上題的計算，已求出：通過上題的計算，已求出 (1) 機床組：機床組：PC1=19.60kW，QC1=33.91kvar (2) 通風機組：通風機組：PC2=4.00kW，QC2=3.00kvar (3) 電爐組：電爐組：PC3 =8.00kW，QC3=0.00kvar (4) 行車組：行車組：PC4=3.47kW，QC4=2.60kvar (5) 電焊機組：電焊機組：PC5=2.96kW，QC5=3.94kvarkW23.34)96. 247. 3846 .19(90. 01nicipCPKPvark23.41)94. 36 . 20391.33

29、(95. 01niciqCQKQkVA59.5322CCQPSCA42.813rCCUSI2022-5-1023（2）多組用電設備組的計算負荷及計算電流）多組用電設備組的計算負荷及計算電流 在計算多組用電設備組的計算負荷時應當注意的是：在計算多組用電設備組的計算負荷時應當注意的是：當其中當其中有一組短時工作的設備且容量相對較小時有一組短時工作的設備且容量相對較小時，短時工，短時工作的用電設備組的容量不計入總?cè)萘孔鞯挠秒娫O備組的容量不計入總?cè)萘?。?）單相負荷計算）單相負荷計算 單相負荷應均衡的分配到三相上。當無法使三相完全單相負荷應均衡的分配到三相上。當無法使三相完全平衡時，平衡時，且最大相與

30、最小相負荷之差大于三相總負荷的且最大相與最小相負荷之差大于三相總負荷的10%時時，應取最大相負荷的三倍作為等效三相負荷計算。，應取最大相負荷的三倍作為等效三相負荷計算。否則按三相對稱負荷計算。否則按三相對稱負荷計算。2022-5-1024例例2-3 七層住宅中的一個單元，一梯兩戶，每戶容量按七層住宅中的一個單元，一梯兩戶，每戶容量按6kW計，每相供計，每相供電負荷分配如下：電負荷分配如下：L1供一、二、三層；供一、二、三層；L2供四、五層；供四、五層；L3供六、七層，供六、七層，照明系統(tǒng)圖見下圖。求此單元的計算負荷。照明系統(tǒng)圖見下圖。求此單元的計算負荷。2022-5-1025例例2-3 七層住

31、宅中的一個單元，一梯兩戶，每戶容量按七層住宅中的一個單元，一梯兩戶，每戶容量按6kW計，每相供計，每相供電負荷分配如下：電負荷分配如下：L1供一、二、三層；供一、二、三層；L2供四、五層；供四、五層；L3供六、七層，供六、七層，照明系統(tǒng)圖見下圖。求此單元的計算負荷。照明系統(tǒng)圖見下圖。求此單元的計算負荷。解解：本單元的設備總?cè)萘浚罕締卧脑O備總?cè)萘縦W84627每戶容量每層戶數(shù)層數(shù)eP24kW62224kW 622 36kW623L3L2L1eeePPP每戶容量每層戶數(shù)供電層數(shù)每相容量：10%14.29%100%8412 kW212436L2L1該差值與總負荷之比：差：最大相與最小相負荷之eeP

32、P108kW3633L1eePP容量：故本單元的設備等效總48. 0tan 9 . 0cos 8 . 0 6-2XK可知查表vark47.4148. 04 .86tanCCPQkVA84.95CSA61.145CIkW40.861088 . 0eXCPKP2022-5-1026對上一頁的說明n當最大項-最小項百分之十時，等效總?cè)萘繛樽畲箜棾艘匀齨當最大項-最小項百分之十時，等效總?cè)萘烤蜑樵瓉淼目側(cè)萘?022-5-1027（4）尖峰電流）尖峰電流 尖峰電流是指單臺或多臺用電設備持續(xù)尖峰電流是指單臺或多臺用電設備持續(xù)12s的短時的短時最大負荷電流，尖峰電流一般出現(xiàn)在電動機起動過程中最大負荷電流，尖

33、峰電流一般出現(xiàn)在電動機起動過程中。計算電壓波動、選擇熔斷器和自動開關、整定繼電保護裝計算電壓波動、選擇熔斷器和自動開關、整定繼電保護裝置、校驗電動機自起動條件時需要校驗尖峰電流值。置、校驗電動機自起動條件時需要校驗尖峰電流值。1）單臺電動機的尖峰電流是其起動電流單臺電動機的尖峰電流是其起動電流。籠型異步電動。籠型異步電動機的起動電流一般為其額定電流的機的起動電流一般為其額定電流的37倍。倍。rMjfKII)A(A)電動機的額定電流機產(chǎn)品樣本中可以查取起動電流倍數(shù)，在電動尖峰電流rMjfIKI2022-5-10282）多臺電動機供電回路的尖峰電流多臺電動機供電回路的尖峰電流是是容量最大的一臺電容

34、量最大的一臺電動機的起動電流動機的起動電流與與其余電動機的計算電流之和其余電動機的計算電流之和。CrMjfIKIImax)( )A(A)(max和其余電動機計算電流之電流最大容量電動機的起動CrMIKI3）自起動電動機組的尖峰電流是所有參與自起動電動機自起動電動機組的尖峰電流是所有參與自起動電動機的的起動電流起動電流之和之和。nijfijfII1)A(臺電動機的起動電流第數(shù)參與自起動的電動機臺iInjfi2022-5-1029例例2-4 有一有一0.38kV配電支線給電動機供電，已知：配電支線給電動機供電，已知：K1=5, IrM1=4A; K2=4, IrM2=4A; K3=3, IrM3=

35、10A; K4=2.8, IrM4=5A。求該配電線路的尖峰電流。求該配電線路的尖峰電流。解解：由已知條件，第三臺電動機的起動電流最大：由已知條件，第三臺電動機的起動電流最大(30A)，故配電線路尖，故配電線路尖峰電流為峰電流為A43)544(103 )(42133rMrMrMrMjfIIIIKI2022-5-1030（5）進行負荷計算時，應先對用電設備容量進行如下處理）進行負荷計算時，應先對用電設備容量進行如下處理單臺單臺設備的功率一般取其設備的功率一般取其銘牌上的額定功率銘牌上的額定功率。連續(xù)工作的電動機連續(xù)工作的電動機的設備容量即的設備容量即銘牌上的額定功率銘牌上的額定功率，是軸輸，是軸

36、輸出功率，未計入電動機本身的損耗。出功率，未計入電動機本身的損耗。照明負荷照明負荷的用電設備容量應取所用光源的的用電設備容量應取所用光源的額定功率加上附屬額定功率加上附屬設備的功率設備的功率。如氣體放電燈、金屬鹵化物燈，為燈泡的額定功率加上鎮(zhèn)流如氣體放電燈、金屬鹵化物燈，為燈泡的額定功率加上鎮(zhèn)流器的功耗。器的功耗。低壓鹵鎢燈低壓鹵鎢燈為燈泡的為燈泡的額定功率加上變壓器的功率額定功率加上變壓器的功率。用電設備組的設備容量用電設備組的設備容量不應包括備用設備不應包括備用設備。非火災時使用的消非火災時使用的消防設備容量應列入總設備容量防設備容量應列入總設備容量。消防時的最大負荷消防時的最大負荷與與非

37、火災時使用的最大負荷非火災時使用的最大負荷應擇其大者應擇其大者計計入總?cè)萘俊Ｈ肟側(cè)萘?。季?jié)性用電設備季節(jié)性用電設備(如制冷設備和采暖設備如制冷設備和采暖設備)應應擇其大者擇其大者計入總計入總設備容量。設備容量。住宅住宅的設備容量采用的設備容量采用每戶的用電指標之和每戶的用電指標之和。2022-5-1031（6）單位面積功率法確定計算負荷）單位面積功率法確定計算負荷1000SPPeC)(m)(W/m(22建筑面積負荷密度單位面積功率SPe表表2-9 各類建筑物的用電指標各類建筑物的用電指標表中所列表中所列用電指標的上限值用電指標的上限值是是按空調(diào)采用電動壓縮機制冷時按空調(diào)采用電動壓縮機制冷時的數(shù)

38、值。的數(shù)值。2022-5-10321給排水動力負荷給排水動力負荷（1）消防泵、噴淋泵消防泵、噴淋泵都是都是消防負荷消防負荷，火災時不能中斷供電火災時不能中斷供電，這，這類設備一般均有備用機組，非火災情況下其主泵和備用泵都不類設備一般均有備用機組，非火災情況下其主泵和備用泵都不使用。使用。（2）生活水泵生活水泵為建筑物提供生活用水，屬于為建筑物提供生活用水，屬于非消防負荷非消防負荷，火災，火災時不使用。時不使用。 以上兩種負荷的供電等級都是以上兩種負荷的供電等級都是建筑物的最高負荷等級建筑物的最高負荷等級。2.4 建筑用電負荷的特征建筑用電負荷的特征2冷凍機組動力負荷冷凍機組動力負荷 冷凍機組冷

39、凍機組(制冷、制熱制冷、制熱)容量占設備總?cè)萘康娜萘空荚O備總?cè)萘康?0%40%，年，年運行時間較長，耗電量大，在建筑供電系統(tǒng)中不可忽視，運行時間較長，耗電量大，在建筑供電系統(tǒng)中不可忽視，供電供電負荷等級一般為三級負荷等級一般為三級。2022-5-10333電梯負荷電梯負荷一定要切除其電源一、二或三級，火災時筑物的使用性質(zhì)，為供電負荷等級取決于建普通照明最高供電負荷等級房照明應急照明及消防設備用 三級負荷根據(jù)建筑物不同為二、商業(yè)建筑的扶梯建筑物的最高負荷等級兼做客梯專運消防員消防電梯貨梯三級負荷根據(jù)建筑物不同為二、客梯非消防電梯垂直電梯),(無論消防電梯還是普通客梯均要求無論消防電梯還是普通客梯

40、均要求單獨回路供電單獨回路供電。4照明負荷照明負荷2022-5-10345風機負荷風機負荷 在高層建筑中常有地下層，可以做停車場、蓄水池、生活在高層建筑中常有地下層，可以做停車場、蓄水池、生活污水處理池、冷凍機及通風機組設備和變電所設備的設備用房。污水處理池、冷凍機及通風機組設備和變電所設備的設備用房。供配電設備設置在地下層內(nèi)，有利于對這些機組就近供電，減供配電設備設置在地下層內(nèi)，有利于對這些機組就近供電，減少電能損耗少電能損耗。 高層建筑中的高層建筑中的防煙、排煙風機防煙、排煙風機屬于屬于消防系統(tǒng)消防系統(tǒng)，根據(jù)建筑物，根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)分為的使用性質(zhì)分為一級或二級負荷一級或二級負荷，且須與

41、防災中心實行聯(lián)動控，且須與防災中心實行聯(lián)動控制。制。6弱電設備負荷弱電設備負荷 高層智能建筑中的弱電系統(tǒng)，相當于高層智能建筑中的弱電系統(tǒng)，相當于智能中樞神經(jīng)系統(tǒng)智能中樞神經(jīng)系統(tǒng)，能對建筑物進行防災減災滅災、進行各種通信和數(shù)據(jù)信息的傳能對建筑物進行防災減災滅災、進行各種通信和數(shù)據(jù)信息的傳遞，遞，原則上按建筑物的最高供電負荷等級供電原則上按建筑物的最高供電負荷等級供電，有的甚至是，有的甚至是特特別重要負荷別重要負荷，如大型商場，如大型商場(金融中心金融中心)的經(jīng)營管理計算機系統(tǒng)。的經(jīng)營管理計算機系統(tǒng)。2022-5-10351功率因數(shù)要求值功率因數(shù)要求值應滿足當?shù)毓╇姴块T的要求，當無明確要求時，應滿

42、足如下值應滿足當?shù)毓╇姴块T的要求，當無明確要求時，應滿足如下值:（1）高壓用戶的功率因數(shù)應為）高壓用戶的功率因數(shù)應為0.9以上。以上。（2）低壓用戶的功率因數(shù)應為）低壓用戶的功率因數(shù)應為0.85以上。以上。2.5 建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償CPQSS Q uRLicos I當當U、P 一定時，一定時，P=UIcos 2022-5-10362無功補償措施無功補償措施（1）提高自然功率因數(shù)）提高自然功率因數(shù) 1）正確選擇變壓器容量。）正確選擇變壓器容量。 2）正確選擇變壓器臺數(shù)，以便切除季節(jié)性負荷用的變壓器。）正確選擇變壓器臺數(shù)，以便切除季節(jié)性負荷用的變壓器。 3）減

43、少供電線路感抗。）減少供電線路感抗。 4）有條件時盡量采用同步電動機。）有條件時盡量采用同步電動機。（2） 采用電力電容器補償采用電力電容器補償 1）一般采用在）一般采用在變電所低壓側(cè)集中補償方式變電所低壓側(cè)集中補償方式，且宜采用自動調(diào)，且宜采用自動調(diào)節(jié)式補償裝置，防止無功倒送。節(jié)式補償裝置，防止無功倒送。 2）當設備的無功計算負荷大于）當設備的無功計算負荷大于100kvar時，可在設備附近時，可在設備附近就就地補償?shù)匮a償。 2022-5-10373無功補償容量無功補償容量（1）在供電系統(tǒng)方案設計時，無功補償容量可按變壓器容量的）在供電系統(tǒng)方案設計時，無功補償容量可按變壓器容量的15%25%估

44、算。估算。（2）在施工圖設計時應進行無功功率計算。）在施工圖設計時應進行無功功率計算。 電容器的補償容量為：電容器的補償容量為：)tan(tan21CCPQ1PQSS Q 2。可查表稱為補償率。計算時，常把角補償前、后的功率因數(shù)、有功計算負荷無功補償容量10-2tantan)kW(kvar)2121CCCqPQ 在確定了總的補償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單在確定了總的補償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個容量個容量qC來確定電容器個數(shù)：來確定電容器個數(shù)：取整數(shù) CCqQn )tan(tan21CCPQ?？刹楸矸Q為補償率。計算時，常把角補償前、后的功率因數(shù)、有功計算負荷無功補償容量10-

45、2tantan)kW(kvar)2121CCCqPQ2022-5-10383無功補償容量無功補償容量（3）采用自動調(diào)節(jié)補償方式時，補償電容器的安裝容量宜留有）采用自動調(diào)節(jié)補償方式時，補償電容器的安裝容量宜留有適當余量。適當余量。例例2-5 某用戶為兩班制生產(chǎn)，最大負荷月的有功用電能為某用戶為兩班制生產(chǎn)，最大負荷月的有功用電能為25000kWh，無功用電能為無功用電能為18540kvarh，問該用戶的月平均功率因數(shù)是多少？欲將，問該用戶的月平均功率因數(shù)是多少？欲將功率因數(shù)提高到功率因數(shù)提高到0.9，問需裝電容器組的總?cè)萘繎斒嵌嗌伲?，問需裝電容器組的總?cè)萘繎斒嵌嗌伲拷饨猓海ǎ海?）根據(jù)月無功和

46、有功電能求出功率因數(shù)）根據(jù)月無功和有功電能求出功率因數(shù)8 . 0185402500025000cos22221QPPWWW2022-5-1039解解：（：（2）補償后的功率因數(shù)要求）補償后的功率因數(shù)要求cos 2=0.9，查表，查表2-10得補償率得補償率 qC=0.27，用戶為兩班制生產(chǎn)，即每日生產(chǎn)，用戶為兩班制生產(chǎn)，即每日生產(chǎn)16h。則有功計算負荷。則有功計算負荷例例2-5 某用戶為兩班制生產(chǎn)，最大負荷月的有功用電能為某用戶為兩班制生產(chǎn)，最大負荷月的有功用電能為25000kWh，無功用電能為無功用電能為18540kvarh，問該用戶的月平均功率因數(shù)是多少？欲將，問該用戶的月平均功率因數(shù)是多

47、少？欲將功率因數(shù)提高到功率因數(shù)提高到0.9，問需裝電容器組的總?cè)萘繎斒嵌嗌?？，問需裝電容器組的總?cè)萘繎斒嵌嗌?？kW1 .523016250003016PCWP 所以用戶總的無功補償容量為所以用戶總的無功補償容量為kvar06.1427. 01 .52CCCqPQ 若根據(jù)表若根據(jù)表2-11選并聯(lián)電容器的容量和個數(shù)，應選型號為選并聯(lián)電容器的容量和個數(shù)，應選型號為BCMJ0.4-15-3的三相電容器一個。的三相電容器一個。2022-5-1040認認真真閱讀閱讀并自己演算一遍教材并自己演算一遍教材34頁頁例例2-6。2.6 典型建筑工程的負荷計算典型建筑工程的負荷計算生活水泵通風機冷凍機扶梯一般照

48、明非消防負荷明）應急照明（兼作一般照噴淋泵消防泵防排煙風機梯）消防電梯（兼作普通客消防負荷進行分組和功能使用性質(zhì)負荷的根據(jù)用電計算負荷時不計入備用容量計算負荷時不計入備用容量平時工作總負荷平時工作總負荷？容量大者容量大者建筑物的總負荷建筑物的總負荷2022-5-1041 當電流流過供配電線路和變壓器時，引起的電能損耗當電流流過供配電線路和變壓器時，引起的電能損耗也要由電力系統(tǒng)供給。也要由電力系統(tǒng)供給。因此在確定計算負荷時，應計入這因此在確定計算負荷時，應計入這部分損耗部分損耗。線路和變壓器損耗電量占總供電量的百分比，。線路和變壓器損耗電量占總供電量的百分比，稱為稱為線損率線損率。線路和變壓器均

49、具有電阻和電抗，因而功率。線路和變壓器均具有電阻和電抗，因而功率損耗分為損耗分為有功和無功損耗有功和無功損耗兩部分。兩部分。2.7 供配電系統(tǒng)中的能量損耗供配電系統(tǒng)中的能量損耗2022-5-10421變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗（1）有功功率損耗）有功功率損耗 PT 有功功率損耗由有功功率損耗由空載損耗空載損耗(鐵損鐵損)和和短路損耗短路損耗(銅損銅損)兩部分組成。兩部分組成。20rCkTSSPPP(kVA)(kVA)(kW)(kW)(kW)0變壓器的額定容量計算負荷的視在容量，可在產(chǎn)品手冊查出損耗變壓器的滿載有功功率，可在產(chǎn)品手冊查出損耗變壓器的空載有功功率變壓器的有功功率損耗rCkTS

50、SPPP2022-5-1043（2）無功功率損耗）無功功率損耗 QT 無功功率損耗由無功功率損耗由空載無功損耗空載無功損耗和和負載下無功損耗負載下無功損耗兩部分組成。兩部分組成。20rCkTSSQQQ手冊查出電壓百分數(shù)，可在產(chǎn)品變壓器阻抗電壓占額定手冊查出電流百分數(shù)，可在產(chǎn)品變壓器空載電流占額定，損耗變壓器的滿載無功功率，損耗變壓器的空載無功功率變壓器無功功率損耗%100%(kvar)100%(kvar)(kvar)0000krkkkrTuISuQQSIQQQ 在負荷計算中，當變壓器在負荷計算中，當變壓器負荷率負荷率不大于不大于85%時，其功率損時，其功率損耗可以概略計算如下：耗可以概略計算如

51、下：CTCTSQSP05. 0 01. 02022-5-1044kvar8 .45100080010001005 . 410001007 . 1 100%100%220rCrkrTSSSuSIQ解解：查資料得：查資料得S9型變壓器規(guī)格：型變壓器規(guī)格：例例2-7 某某S9-1000/10型電力變壓器額定容量為型電力變壓器額定容量為1000kVA，一次電壓為，一次電壓為10kV，二次電壓，二次電壓0.4kV，低壓側(cè)有功計算負荷，低壓側(cè)有功計算負荷662kW，無功計算負荷，無功計算負荷為為450kvar。求變壓器的有功損耗和無功損耗。求變壓器的有功損耗和無功損耗。kVA8004506622222CCCQPS 則變壓器有功損耗為則變壓器有功損耗為 變壓器無功損耗為變壓器無功損耗為5 . 4%7 . 1%kW3 .10 kW7 . 100kkuIPP，kW29. 810008003 .107 . 1220rCkTSSPPP2022-5-