負荷計算講座

主要內(nèi)容第一節(jié)負荷及負荷計算的相關概念第二節(jié)負荷計算方法第三節(jié)負荷計算實例第四節(jié)導線和斷路器的選型第一節(jié)負荷及負荷計算的相關概念

學習內(nèi)容：1.什么是負荷？2.為什么負荷計算？3.電負荷力的類型4.負荷等級及供電要求“電力負荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設備或用電單位，也可以指用電設備或用電單位的功率或電流的大小。

什么是負荷？（1）供電系統(tǒng)電氣設備選擇（導線、開關、變壓器等）（2）繼電保護整定（3）選擇儀表量程（4）安排供電方案及系統(tǒng)運行方式為什么要進行負荷計算？（1）按用途可分為：照明負荷和動力負荷（2）按行業(yè)分：工業(yè)負荷、非工業(yè)負荷和居民生活負荷（民用電）（3）電力負荷（設備）按工作制的分類：長期連續(xù)工作制、短時工作制和反復短時工作制3.電力負荷的類型1）一級負荷要求：應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。對一級負荷中特別重要的負荷，除要求有上述兩個電源外，還要求增設應急電源。常用的應急電源有：獨立于正常電源的發(fā)電機組，干電池，蓄電池，供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路。4.負荷等級及供電要求2）二級負荷要求：兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺。3）三級負荷對供電電源無特殊要求學習內(nèi)容：1.設備容量2.負荷計算方法第二節(jié)負荷計算方法

設備的銘牌額定功率PN經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為設備容量，用Pe來表示。注意：設備容量與設備額定功率的概念及不同點1.設備容量(1)設備容量的定義(2)為什么要換算設備容量？目的：負荷統(tǒng)計計算；換算原因：設備種類不同；設備工作制不同；①生產(chǎn)加工機械的拖動設備；②電焊、電鍍設備；③電熱設備；④照明設備。

（3）常用用電設備類型生產(chǎn)機械的拖動設備

機床設備起重運輸設備功能

金屬切削金屬壓力加工功能

起吊搬運物料運輸客貨車床銑床刨床鉆床磨床組合機床鏜床沖床鋸床剪床砂輪機吊車行車輸送機電梯自動扶梯生產(chǎn)機械的拖動設備電焊和電鍍設備

電焊設備電焊機的工作特點是：（1）工作方式呈一定的周期性，工作時間和停歇時間相互交替。（2）功率較大。（3）功率因數(shù)很低。（4）一般電焊機的配置不穩(wěn)定，經(jīng)常移動。電鍍設備的工作特點是：（1）工作方式是長期連續(xù)工作的。（2）供電采用直流電源，需要晶閘管整流設備。（3）容量較大，功率因數(shù)較低。

電鍍的作用：防止腐蝕，增加美觀，提高零件的耐磨性或導電性等，如鍍銅、鍍鉻。電鍍設備電熱設備

電熱設備的工作特點是：（1）工作方式為長期連續(xù)工作方式。（2）電力裝置一般屬二級或三級負荷。（3）功率因數(shù)都較高，小型的電熱設備可達到1。電阻加熱爐電弧爐感應爐其它電熱設備主要用于各種零件的熱處理主要用于礦石熔煉、金屬熔煉主要用于熔煉和金屬材料熱處理紅外線加熱、微波加熱和等離子加熱等照明設備

常用照明設備白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、鎢鹵化物燈和單燈混光燈等。

照明設備的工作特點：（1）工作方式屬長期連續(xù)工作方式。（2）除白熾燈、鹵鎢燈的功率因數(shù)為1外，其它類型的燈具功率因數(shù)均較低。（3）照明負荷為單相負荷，單個照明設備容量較小。（4）電設備的工作制長期連續(xù)工作制設備短時工作制設備反復短時工作制設備能長期連續(xù)運行，每次連續(xù)工作時間超過8小時，運行時負荷比較穩(wěn)定。如：照明設備、電動扶梯、空調風機、電爐等。

這類設備的工作時間較短，停歇時間較長。導體還未達到其穩(wěn)定溫升就開始冷卻，在停歇時間內(nèi)足以將溫度降至通電前的溫度，如：金屬切削用的輔助機械(龍門刨橫梁升降電動機、刀架快速移動裝置)、水閘用電動機等。這類設備的工作呈周期性，時而工作時而停歇，如此反復，且工作時間與停歇時間有一定比例。如起重機、電焊機、電梯等（5）設備容量的確定

1）長期工作制設備

Pe=PN

2）短期工作制設備Pe=03）反復短時工作制設備

需要折算4）照明設備白熾燈、鹵鎢燈：Pe=PN

熒光燈：Pe=（1.2-1.3）PN高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物：Pe=1.1PN2.負荷計算（1）概述計算負荷，是通過統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。PC----負荷的有功計算負荷QC----負荷的無功計算負荷SC---負荷的視在計算負荷

IC----負荷的計算電流單位容量法二項式系數(shù)法廣泛應用主要用于工業(yè)，考慮幾臺大設備的影響負荷計算方法負荷計算方法需要系數(shù)法估算方法：P=ρ.A（2）需要系數(shù)法

需要系數(shù)用電設備組所有設備容量之和三相：

單相：

需要系數(shù)法—需要系數(shù)需要系數(shù)同時系數(shù)K∑：并非供電范圍內(nèi)的所有用電設備都會同時投入使用負荷系數(shù)KL：并非投入使用的所有電氣設備任何時候都會滿載運行電氣設備的平均效率ηe：電氣設備額定功率與輸入功率不一定相等

線路的平均效率ηW1

：考慮直接向電氣設備配電的配電線路上的功率損耗后，電氣設備輸入功率與系統(tǒng)向設備提供的功率不一定相同注：工程實際中，很難通過Kd的表達式來求得需要系數(shù)，一般都是通過查表求得其經(jīng)驗值表各用電設備組的需要系數(shù)Kd及功率因數(shù)用電設備組名稱

需要系數(shù)Kd

二項式系數(shù)

最大容量設備臺數(shù)

功率因數(shù)ab小批量生產(chǎn)金屬冷加工機床大批量生產(chǎn)金屬冷加工機床小批量生產(chǎn)金屬熱加工機床大批量生產(chǎn)金屬熱加工機床

0.16～0.20.18～.250.25～0.30.3～0.350.140.140.240.260.40.50.40.555550.50.50.60.651.731.731.331.17通風機、水泵、空壓機

0.7～0.80.650.2550.80.75非聯(lián)鎖的連續(xù)運輸機械聯(lián)鎖的連續(xù)運輸機械0.5～0.60.65～0.70.40.60.20.2550.750.750.880.88鍋爐房和機加、機修、裝配車間的吊車鑄造車間吊車0.1～0.150.15～0.250.060.090.20.3330.50.51.731.73自動裝料電阻爐非自動裝料電阻爐小型電阻爐、干燥箱0.75～0.80.65～0.750.70.70.70.70.30.3—

22—

0.950.951.00.330.330高頻感應電爐（不帶補償）工頻感應電爐（不帶補償）電弧熔爐0.80.80.9———

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0.60.350.871.332.680.57點焊機、縫焊機對焊機0.350.35——

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——

0.60.71.331.02自動弧焊變壓器單頭手動弧焊變壓器多頭手動弧焊變壓器0.50.350.4———

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0.40.350.352.292.682.68廠房、辦公室、實驗室照明變配電室、倉庫照明生活照明室外照明0.8～10.5～0.70.6～0.81————

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1.01.01.01.00000圖2.5供配電系統(tǒng)中各點電力負荷的計算表3-3現(xiàn)在家庭廚衛(wèi)常用家用電器及其功率第三節(jié)負荷計算實例表3-3現(xiàn)在家庭廚衛(wèi)常用家用電器及其功率表3-3現(xiàn)在家庭廚衛(wèi)常用家用電器及其功率名稱數(shù)量備注普通插座14個每個按100W計算廚衛(wèi)插座6個容量見見表3-4空調插座2個每個按2000W計算熒光類燈11盞總計440W排氣扇1盞總計100W用電設備功率（W）用電設備功率（W）電冰箱300消毒柜300電飯煲500洗衣機400排油煙機200浴霸1000微波爐1000熱水器2000表3-2A戶型房間所需用電表3-3家庭廚衛(wèi)常用家用電器及其功率本次設計所用到的同時系數(shù)表3-1本次設計所用到的同時系數(shù)應用范圍照明回路普通插座回路空調回路廚房衛(wèi)生間回路0.80.80.81戶內(nèi)各回路負荷計算：②普通插座回路③空調回路④廚房回路⑤衛(wèi)生間回路①照明回路：戶內(nèi)總負荷：戶內(nèi)同時系數(shù)取0.75綜合考慮每戶負荷容量給8KW.求計算電流：單元配電箱負荷計算：取動力配電的負荷計算方法同上注：1.配電箱回路帶一臺或兩臺設備的，需用系數(shù)取1；2.電梯等設備按長期工作制設備考慮即可，即設備容

量第四節(jié)導線和斷路器的選型1.線纜與開關電器的配合：過負荷保護電器的動作特性應同時滿足下列條件：管、線和斷路器選擇的順序：根據(jù)計算電流先選斷路器，要滿足；再選導線，要滿足最后確定管，滿足線和管的配合要求（查表）。過流脫扣器額定電流（A）上級脫扣器額定電流20253240506380100下級脫扣器額定電流1016252532405063脫扣電流（自己再查一下其他表）2.中性線和保護線截面的選擇1．中性線、保護線選擇相線截面SN、PE、PENS<16S16≤S≤3516S>35S/23.戶內(nèi)導線截面要求照明回路：BV-450/750V2x2.5mm2插座回路：BV-450/750V3x4mm2分戶箱進線：BV-450/750V3x10（16）mm2電源柜（單元箱）進線選鎧裝電纜VV22-1kV4x（）+1x（）4.漏電保護整定值：戶內(nèi)30mA;單元進線300mA或500mA.5.斷路器上下級之間的選擇性配合

過流脫扣器額定電流（A）上級脫扣器額定電流20253240506380100下級脫扣器額定電流1016252532405063第二節(jié)建筑物及變電所對雷擊的防護一、民用建筑防雷等級

一類防雷建筑二類防雷建筑三類防雷建筑1.一類防雷建筑具有特別重要用途的建筑物。國家級文物保護的建筑物及構筑物。超高層建筑物，如40層及以上的住宅建筑、高度超過100m的其它建筑。2.二類防雷建筑重要的或人員密集的大型建筑。省級文物保護的建筑物及構筑物。19層及以上的住宅建筑和高度超過50m的其它建筑。省級及以上的大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物。3.三類防雷建筑10至18層的普通住宅。高度不超過50m的教學樓、普通旅館、辦公樓、圖書館等建筑。二、避雷針及避雷線的保護范圍計算（一）接閃器1.接閃器：專門用來接受直接雷擊的金屬物體。2.避雷針：接閃的金屬桿。（1m以下：圓鋼為Φ12mm，鋼管為Φ20mm；1～2m：圓鋼為Φ16mm，鋼管為Φ25mm）3.避雷線：接閃的金屬線，又稱架空地線。（截面不應小于35m2的鍍鋅鋼絞線）4.避雷網(wǎng)：接閃的金屬網(wǎng)、金屬帶稱為避雷網(wǎng)、避雷帶。（圓鋼直徑不應小于Φ8mm；扁鋼截面不應小于48m2，厚度不應小于4mm）三、高層建筑防雷擊的措施（一）接閃器1.種類：以避雷帶為主，有時結合避雷針和避雷網(wǎng)。接閃器引下線接地極

2.避雷帶材料規(guī)范：（1）圓鋼直徑不應小于8mm。（2）扁鋼截面不應小于48m2，厚度不應小于4mm。一般做法：用直徑為25mm的厚壁鋼管或直徑為16mm的圓鋼，外刷銀粉。3.布置沿女兒墻及電梯或水池頂部四周布設，不同平面要進行兩處以上的連接。（注：屋面所有金屬構建構件都要與避雷裝置相焊接。）

4.防側擊雷從30m（一類〕/45m（二類〕/60m（三類〕、起每隔不大于6m（兩層）沿建筑物四周設水平避雷帶（均壓帶）并與引下線相連。30m（一類〕/45m（二類〕/60m（三類〕及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。

（二）引下線為安全起見一般宜采用兩根直徑不小于Φ16mm的主鋼筋作為引下線。（優(yōu)先考慮利用柱內(nèi)鋼筋，當柱內(nèi)鋼筋直徑為16mm及以上時，應利用其中兩根綁扎或焊接作為一組引下線；當柱內(nèi)鋼筋直徑為10mm及以下時，應利用其中四根綁扎或焊接作為一組引下線。）（三）接地裝置專用沖擊電阻≤5Ω；綜合接地電阻應≤1Ω。