建筑供配電與照明技術(shù) 課件 第二章 供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算

任課教師：劉義艷建筑供配電與照明技術(shù)任課教師：劉義艷第2章供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算供配電系統(tǒng)的負(fù)荷分級(jí)與供電要求2.1負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷2.2求計(jì)算負(fù)荷的基本方法2.3單相負(fù)荷計(jì)算2.4尖峰電流計(jì)算2.5無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ê陀?jì)算2.6變壓器及其選擇2.7供配電系統(tǒng)的損耗2.8負(fù)荷計(jì)算示例2.92.1供配電系統(tǒng)的負(fù)荷分級(jí)與供電要求2.1.1負(fù)荷分級(jí)GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度確定。1．一級(jí)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)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷。中斷供電將造成人身傷亡中斷供電將影響重要用電單位的正常工作，或造成人員密集的公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成重大損失或重大影響輸入標(biāo)題2.1.1負(fù)荷分級(jí)2．二級(jí)負(fù)荷（1）中斷供電將造成較大影響或損失；（2）中斷供電將影響較重要用電單位的正常工作或造成人員密集的公共

場(chǎng)所秩序混亂。3．三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)和二級(jí)的用電負(fù)荷。輸入標(biāo)題2.1.2電力負(fù)荷對(duì)供電的要求1．一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求

一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙重電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除雙重電源外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源供電。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，應(yīng)急電源供電回路應(yīng)自成系統(tǒng)，且不得將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電回路。

常用的應(yīng)急電源有不受正常電源影響的獨(dú)立的發(fā)電機(jī)組、專(zhuān)門(mén)饋電線路、蓄電池和干電池等。輸入標(biāo)題2.1.2電力負(fù)荷對(duì)供電的要求（a）電源來(lái)自不同發(fā)電廠（b）電源來(lái)自不同的區(qū)域變電站（c）電源一個(gè)來(lái)自區(qū)域變電站另一個(gè)來(lái)自自備發(fā)電機(jī)組圖2-1供配電系統(tǒng)的獨(dú)立電源輸入標(biāo)題2.1.2電力負(fù)荷對(duì)供電的要求2．二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求

按二級(jí)負(fù)荷的供電要求，一般宜由兩回線路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)，只有在負(fù)荷較小或地區(qū)供電困難時(shí)，允許采用一回10kV及以上專(zhuān)用的架空線路或電纜供電。采用架空線路時(shí)，可采用一個(gè)回路；采用電纜線路時(shí)，應(yīng)采用雙回路電纜組成的線路供電，并要求沒(méi)跟電纜應(yīng)能滿(mǎn)足全部二級(jí)負(fù)荷的供電。3．三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求

三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源無(wú)特殊的要求。建筑配電設(shè)計(jì)一般要求容量小于60A的分散住宅用戶(hù)可采用單相供電，但應(yīng)盡量使供電干線上的負(fù)荷三相平衡。輸入標(biāo)題2.1.2電力負(fù)荷對(duì)供電的要求4.應(yīng)急電源《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，在一級(jí)負(fù)荷分類(lèi)中還提出了特別重要的負(fù)荷的概念，例如：一類(lèi)建筑中的消防負(fù)荷、信息與通信中心的用電負(fù)荷、大型商務(wù)中心、大型比賽場(chǎng)館的用電負(fù)荷等不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)劃分為特別重要的負(fù)荷。對(duì)這些負(fù)荷，其供電的可靠性和連續(xù)性要求高，即便按一級(jí)負(fù)荷的供電要求，由電網(wǎng)提供兩回路獨(dú)立電源也不一定能滿(mǎn)足要求，因?yàn)閬?lái)自電網(wǎng)的兩個(gè)并列的電源仍然可能因?yàn)殡娋W(wǎng)故障而同時(shí)中斷供電。因此，按規(guī)范規(guī)定，對(duì)一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷要由與電網(wǎng)不并列運(yùn)行的、獨(dú)立的應(yīng)急電源供電。輸入標(biāo)題2.1.2電力負(fù)荷對(duì)供電的要求

對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，不僅要具備應(yīng)急電源，還要考慮正常電源故障后切換到應(yīng)急電源的時(shí)間要求，通常將由正常供電電源斷電到應(yīng)急電源投入運(yùn)行到的時(shí)間稱(chēng)切換時(shí)間。對(duì)允許中斷供電時(shí)間為30s以上的負(fù)荷，可選擇快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組；對(duì)允許中斷供電時(shí)間為1.5s以上的應(yīng)急電源可選擇帶有自投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專(zhuān)用饋電線路；對(duì)允許中斷供電時(shí)間為毫秒（ms）級(jí)的負(fù)荷，應(yīng)選擇不間斷供電電源，例如可選擇蓄電池靜止型不間斷供電電源（UPS、EBS等）、蓄電池機(jī)械儲(chǔ)能電機(jī)型不間斷供電電源或柴油機(jī)不間斷供電電源等。輸入標(biāo)題2.1.2電力負(fù)荷對(duì)供電的要求

在選擇應(yīng)急電源時(shí)，還要考率應(yīng)急電源的容量，應(yīng)急電源的容量當(dāng)然要滿(mǎn)足特別重要負(fù)荷的供電要求，但應(yīng)急狀態(tài)又不是正常工作狀態(tài)，并不需要按長(zhǎng)期工作要求來(lái)選擇工作容量；因此，選擇應(yīng)急電源不僅要考慮負(fù)荷的大小，還要考慮應(yīng)急電源的供電時(shí)間。

例如，對(duì)負(fù)荷容量不大、可以采用直流供電、不允許中斷供電的信息設(shè)備，可選擇蓄電池靜止型不間斷供電電源；對(duì)有沖擊電流、負(fù)荷較大、允許中斷供電時(shí)間在毫秒（ms）級(jí)的特別重要的負(fù)荷，可選擇蓄電池機(jī)械儲(chǔ)能電機(jī)型不間斷供電電源或柴油機(jī)不間斷供電電源；對(duì)包含較大的動(dòng)力負(fù)荷、允許中斷供電的時(shí)間為15s以上特別重要的負(fù)荷，可選擇快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組或帶有自投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專(zhuān)用饋電線路為應(yīng)急電源。輸入標(biāo)題2.2負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷確定供配電系統(tǒng)及其每一個(gè)配電回路的負(fù)荷大小稱(chēng)為負(fù)荷計(jì)算。為了選擇電氣設(shè)備、導(dǎo)線和電纜進(jìn)行變壓器損耗、線路能量損耗、電壓損失和年用電量的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的目的輸入標(biāo)題2.2負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容：尖峰電流是計(jì)算線路的電壓損失、電壓波動(dòng)和選擇熔斷器以及確定保護(hù)裝置整定值的重要依據(jù)計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線、電纜、電氣設(shè)備的依據(jù)季節(jié)性負(fù)荷計(jì)算用于確定變壓器臺(tái)數(shù)，容量以及計(jì)算變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的依據(jù)一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷計(jì)算用于確定變壓器臺(tái)數(shù)、備用電源和應(yīng)急電源輸入標(biāo)題2.2負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷

負(fù)荷曲線是電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形。負(fù)荷曲線可直觀地反映出電能用戶(hù)的用電特點(diǎn)和規(guī)律，即最大負(fù)荷Pmax、平均負(fù)荷Pav和負(fù)荷波動(dòng)程度。01020304有功負(fù)荷曲線代表電能用戶(hù)24小時(shí)內(nèi)用電負(fù)荷變化的情況。通常，為了使用方便，負(fù)荷曲線繪制成階梯形。如圖2-1a、b所示。無(wú)功負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線代表電能用戶(hù)全年用電負(fù)荷變化情況輸入標(biāo)題2.2負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷1.日負(fù)荷曲線

日負(fù)荷曲線表示負(fù)荷在一晝夜間（0~24h）的變化情況，圖2-3是一班制工廠的日有功負(fù)荷曲線。（a）折線形負(fù)荷曲線（b）梯形負(fù)荷曲線圖2-3一班制工廠的日有功負(fù)荷曲線輸入標(biāo)題2.2.1用電設(shè)備的運(yùn)行工作制與設(shè)備負(fù)荷2.年負(fù)荷曲線

年負(fù)荷曲線，通常繪制成負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，按負(fù)荷大小依次排列，如圖2-4（c）所示，全年按8760h計(jì)算。（a）夏日負(fù)荷曲線（b）冬日負(fù)荷曲線（c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線圖2-4年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制輸入標(biāo)題2.2.1用電設(shè)備的運(yùn)行工作制與設(shè)備負(fù)荷1.連續(xù)運(yùn)行工作制

連續(xù)運(yùn)行工作制設(shè)備指工作時(shí)間長(zhǎng)、連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備。大多數(shù)設(shè)備屬于此類(lèi)工作制，如照明設(shè)備、暖通空調(diào)設(shè)備等。一般將連續(xù)運(yùn)行工作制作為統(tǒng)一規(guī)定的運(yùn)行工作制。對(duì)連續(xù)運(yùn)行工作制的設(shè)備，其額定功率即是設(shè)備負(fù)荷，即：“設(shè)備負(fù)荷=額定功率”。2.短時(shí)運(yùn)行工作制

短時(shí)運(yùn)行工作制設(shè)備指工作時(shí)間短，間歇時(shí)間長(zhǎng)的設(shè)備。例如啟動(dòng)水閘的電動(dòng)機(jī)等，運(yùn)行時(shí)間短，停止時(shí)間長(zhǎng)，屬于短時(shí)運(yùn)行工作制設(shè)備。這類(lèi)設(shè)備數(shù)量少、消耗功率少。

短時(shí)運(yùn)行工作制的設(shè)備，對(duì)配電設(shè)備和線路“熱”效應(yīng)影響小，求設(shè)備負(fù)荷時(shí)，一般不作考慮，即“短時(shí)運(yùn)行工作制設(shè)備的額定功率

不計(jì)入設(shè)備負(fù)荷”。輸入標(biāo)題2.2.1用電設(shè)備的運(yùn)行工作制與設(shè)備負(fù)荷3.斷續(xù)周期運(yùn)行工作制

斷續(xù)周期運(yùn)行工作制設(shè)備指有規(guī)律的周期性（通常一個(gè)周期在10分鐘左右）頻繁啟動(dòng)和停止的設(shè)備。例如吊車(chē)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等設(shè)備，以斷續(xù)方式運(yùn)行，最終可達(dá)到穩(wěn)定的溫升。

圖2-5暫載率周期示意圖

對(duì)于斷續(xù)周期運(yùn)行工作制的用電設(shè)備，引入暫載率（或接電率）來(lái)描述運(yùn)行特征，暫載率定義為：用電設(shè)備工作時(shí)間與整個(gè)工作周期之比的百分值，即式中—整個(gè)工作周期；—工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；--工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。輸入標(biāo)題2.2.1用電設(shè)備的運(yùn)行工作制與設(shè)備負(fù)荷4.照明設(shè)備的設(shè)備負(fù)荷

對(duì)照明設(shè)備，在確定設(shè)備負(fù)荷時(shí)，除按連續(xù)運(yùn)行工作制考慮外，還要考慮設(shè)備附加組件的功率損耗。例如熒光燈及高壓水銀燈等要考慮鎮(zhèn)流器的功率損耗，損耗系數(shù)見(jiàn)表2-1所示。光源種類(lèi)損耗系數(shù)光源種類(lèi)損耗系數(shù)熒光燈0.2金屬鹵化物燈0.14~0.22熒光高壓汞燈0.07~0.3涂熒光物質(zhì)的金屬鹵化物燈0.14自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈

低壓鈉燈0.2~0.8高壓鈉燈0.12~0.2

表2-1氣體放電光源鎮(zhèn)流器的功率損耗系數(shù)輸入標(biāo)題2.2.1用電設(shè)備的運(yùn)行工作制與設(shè)備負(fù)荷設(shè)備工作制或性質(zhì)設(shè)備負(fù)荷和設(shè)備額定功率的關(guān)系連續(xù)運(yùn)行工作制設(shè)備負(fù)荷=額定功率短時(shí)運(yùn)行工作制設(shè)備的額定功率不計(jì)入設(shè)備負(fù)荷斷續(xù)周期運(yùn)行工作制折算到統(tǒng)一規(guī)定的暫載率照明設(shè)備考慮設(shè)備附加組件的功率損耗備用設(shè)備設(shè)備的額定功率不計(jì)入設(shè)備負(fù)荷非正常狀態(tài)下使用的設(shè)備設(shè)備的額定功率不計(jì)入總設(shè)備負(fù)荷表2-2不同設(shè)備工作制的設(shè)備負(fù)荷和設(shè)備額定功率的關(guān)系輸入標(biāo)題2.2.2計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷計(jì)算的幾個(gè)基本概念:1．最大負(fù)荷

在負(fù)荷曲線中用Pmax表示的負(fù)荷就稱(chēng)為最大負(fù)荷。如下圖所示。分為日最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷。2.6年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)

輸入標(biāo)題2.2.2計(jì)算負(fù)荷2．計(jì)算負(fù)荷

用“PC”（QC，SC或IC）表示，負(fù)荷曲線的時(shí)間間隔為半小時(shí)，則曲線上的最大負(fù)荷就是計(jì)算負(fù)荷，通常又用P30，Q30，S30或I30分別表示有功、無(wú)功、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。

“計(jì)算負(fù)荷”是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一個(gè)“假想負(fù)荷”。其物理意義是：這個(gè)不變的“計(jì)算負(fù)荷”持續(xù)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。即：

PC=P30=Pmax

QC=Q30=Qmax

SC=S30=Smax

IC=I30=Imax輸入標(biāo)題2.2.2計(jì)算負(fù)荷

3.最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)

用“Tmax”表示，是一個(gè)“假想時(shí)間”，見(jiàn)年負(fù)荷曲線圖。其物理意義是指電能用戶(hù)按年最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行Tmax小時(shí)所消耗的電能恰好等于全年實(shí)際消耗的電能。其表達(dá)式為：式中：Tmax

——最大負(fù)荷年利用小時(shí)（h）；

Wp

——全年消耗的有功電（kWh）。4.平均負(fù)荷用Pav、Qav和Sav表示，平均負(fù)荷是指電能用戶(hù)在一段時(shí)間內(nèi)消耗功率的平均值。輸入標(biāo)題2.2.2計(jì)算負(fù)荷5.負(fù)荷系數(shù)

用和分別表示有功負(fù)荷系數(shù)和無(wú)功負(fù)荷系數(shù)，負(fù)荷系數(shù)又稱(chēng)負(fù)荷率，它表明負(fù)荷波動(dòng)程度的一個(gè)參數(shù)，其值越大負(fù)荷曲線越平坦，負(fù)荷波動(dòng)越小。其關(guān)系式為：陰影部分表示全年實(shí)際消耗的電能wp，則：Pav=wp/8760一般企業(yè)負(fù)荷系數(shù)年平均值為：α=0.7~0.75β=0.76~0.82輸入標(biāo)題2.2.2計(jì)算負(fù)荷6.平均功率因數(shù)按負(fù)荷率的概念，根據(jù)供配電系統(tǒng)一年消耗的平均有功負(fù)荷和年平均無(wú)功負(fù)荷可以得出對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)，一般稱(chēng)為平均功率因數(shù)，在已知計(jì)算負(fù)荷和負(fù)荷率（通常按統(tǒng)計(jì)規(guī)律制成相應(yīng)表格）時(shí)，平均功率因數(shù)為：對(duì)于已運(yùn)行的供配電系統(tǒng)，可以根據(jù)電能表得出系統(tǒng)的有功電能消耗量和無(wú)功電能消耗量,用對(duì)應(yīng)的電能消耗量表示的平均功率因數(shù)為：輸入標(biāo)題2.3求計(jì)算負(fù)荷的基本方法

用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，其方法簡(jiǎn)便適用，為工業(yè)企業(yè)及民用建筑供配電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算的主要方法。1.需要系數(shù)需要系數(shù)定義為：用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)所需的有功功率與其設(shè)備容量之比。（Kd

≤1）

或用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備換算后的額定容量之和，即

。輸入標(biāo)題2.3求計(jì)算負(fù)荷的基本方法而設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中，諸多因素影響，就獲得了需要系數(shù)的公式：式中：KL

——用電設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)，工作著的用電設(shè)備實(shí)際所需

的功率與這些用電設(shè)備總?cè)萘恐龋?/p>

KΣ——用電設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)，工作著的用電設(shè)備容量與該組

用電設(shè)備總?cè)萘恐龋?/p>

ηe——用電設(shè)備組的平均效率，即用電設(shè)備組輸出與輸入功率之比；

ηWL——供電線路的平均效率，即供電線路末端與線路首端功率之比。因此，由上面分析可知，需要系數(shù)Kd是一個(gè)綜合指標(biāo)，其值一般小于1。輸入標(biāo)題2.3求計(jì)算負(fù)荷的基本方法2．確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷

設(shè)備容量確定之后，將用電設(shè)備進(jìn)行分組，即將工藝性質(zhì)相同，需要系數(shù)相近的用電設(shè)備劃為一組，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，其計(jì)算公式為：式中：

——該用電設(shè)備組的有功、無(wú)功、視在計(jì)算負(fù)荷（kW）、（kvar）、（kVA）；

——該用電設(shè)備組的設(shè)備容量總和（kW），不包括備用設(shè)備容量；

——該用電設(shè)備組的需要系數(shù)；設(shè)備臺(tái)數(shù)小于等于3臺(tái)時(shí)，Kd取1；

——該用電設(shè)備組的計(jì)算電流（A）；

——與運(yùn)行功率因數(shù)角相對(duì)應(yīng)的正切值；

——該用電設(shè)備組的額定電壓（kV）。2.3求計(jì)算負(fù)荷的基本方法3．確定多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷引入一個(gè)系數(shù)稱(chēng)同期系數(shù)（又稱(chēng)同時(shí)系數(shù)），的取值為0.8~1之間，其計(jì)算公式為：式中：PC2、QC2、SC2——配電干線或車(chē)間變電所低壓母線上的有功、無(wú)功、視在計(jì)算負(fù)荷（kW）、（kvar）、（kVA）；

ΣPC1、ΣQC1

——分別為各用電設(shè)備組的有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷的總和；

KΣ

——同時(shí)系數(shù)；

IC2

——配電干線或車(chē)間變電所低壓母線上的計(jì)算電流（A）；

UN

——配電干線或車(chē)間變電所低壓母線上的額定電壓（kV）。

如果需要進(jìn)行低壓補(bǔ)償，低壓干線或母線上的總的無(wú)功負(fù)荷QC2

應(yīng)為：2.3求計(jì)算負(fù)荷的基本方法4．確定車(chē)間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

式中：PC3、QC3、SC3

——車(chē)間變電所高壓側(cè)有功、無(wú)功、視在計(jì)算負(fù)荷

PC2、QC2

——車(chē)間變電所低壓側(cè)有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷；IC3

——車(chē)間變電所高壓側(cè)母線上計(jì)算電流（A）；UN

——車(chē)間變電所高壓側(cè)額定電壓（kV）；ΔPT、ΔQT——變壓器的有功、無(wú)功損耗。（kW、kvar）.2.3求計(jì)算負(fù)荷的基本方法在負(fù)荷估算中，變壓器的損耗可近似計(jì)算，對(duì)于低損耗變壓器通常為：式中：SC2——車(chē)間變電所低壓母線上的視在計(jì)算負(fù)荷（kVA）。5．確定總降壓變電所的計(jì)算負(fù)荷

其方法同車(chē)間變電所的高、低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷的確定方法。這里出現(xiàn)的KΣ與低壓母線上的KΣ連乘建議不小于0.8。因?yàn)橛呄螂娫炊素?fù)荷愈平穩(wěn)，回路又少，所以對(duì)應(yīng)的KΣ愈大。2.3.2按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷

需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算比較簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，但是對(duì)于企業(yè)中用電設(shè)備數(shù)量少，容量相差懸殊的配電線路進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，應(yīng)用需要系數(shù)法計(jì)算出的結(jié)果往往偏小，與實(shí)際相差較大，因此，在這種情況下，采用二項(xiàng)式法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算比較接近實(shí)際，其指導(dǎo)思想是考慮大容量負(fù)荷的影響，因此計(jì)算負(fù)荷由平均最大負(fù)荷和幾臺(tái)大容量用電設(shè)備的附加負(fù)荷組成。這種方法一般比需要系數(shù)法計(jì)算結(jié)果大，相關(guān)資料又少，因此二項(xiàng)式法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的局限性很大。2.3.2按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷1.相同工作制的單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷式中：PC、QC、SC、IC——該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷

Pe

——該用電設(shè)備組的設(shè)備容量總和（kW）；

Px

——該用電設(shè)備組中x臺(tái)容量最大用電設(shè)備的設(shè)備容量之和

X——該用電設(shè)備組取用大容量用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)；

b、c——二項(xiàng)式系數(shù)，由長(zhǎng)期實(shí)踐統(tǒng)計(jì)得出的；

UN

——額定電壓（kV）；

bPe

——該用電設(shè)備組的平均負(fù)荷；

cPx

——X臺(tái)容量最大用電設(shè)備的附加負(fù)荷（考慮容量最大用電

負(fù)荷使計(jì)算負(fù)荷大于平均負(fù)荷的影響）

當(dāng)用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)n等于最大容量用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)X，且n=X≤3時(shí)，一般將用電設(shè)備的設(shè)備容量總和作為最大計(jì)算負(fù)荷。2.3.2按二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷2.不同工作制的多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷式中：PC

、QC、SC、IC——

多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷總和

（kW）、（kVar）、（kVA）、（A）；∑bPe——各用電設(shè)備組平均負(fù)荷b·Pe的總和；（cPx）m——各用電設(shè)備組附加負(fù)荷c·Px中最大值；tanφx——與（cPx）m相對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角的正切值；tanφ——與各用電設(shè)備組對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角的正切值；

如果每組中的用電設(shè)備數(shù)量小于最大容量用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)X，則采用小于X的兩組或更多組中最大的用電設(shè)備附加負(fù)荷的總和，作為總的附加負(fù)荷。2.3.3計(jì)算負(fù)荷的常用估算方法

1.單位指標(biāo)法單位指標(biāo)法計(jì)算有功功率PC的公式為：式中：——單位用電指標(biāo)，如W/戶(hù)、W/人、W/床；

N——單位數(shù)量，如戶(hù)數(shù)、人數(shù)、床位數(shù)。2.負(fù)荷密度法

當(dāng)已知車(chē)間生產(chǎn)面積或某建筑物面積負(fù)荷密度ρ時(shí)，則可估算其計(jì)算負(fù)荷：

式中：ρ——負(fù)荷密度（kW/m2）；

A——某生產(chǎn)車(chē)間或某建筑面積（m2）。2.4單相負(fù)荷的負(fù)荷計(jì)算在配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量使單相設(shè)備均衡地分配在三相線路上。盡量減少三相不平衡狀態(tài)。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)三相對(duì)稱(chēng)負(fù)荷總?cè)萘康?5%時(shí)，全部按三相對(duì)稱(chēng)負(fù)荷計(jì)算，當(dāng)超過(guò)15%時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加，等效三相負(fù)荷計(jì)算方法如下：1.單相用電設(shè)備接于相電壓

等效三相負(fù)荷取最大一相負(fù)荷的三倍，即

Peq=3Pm

式中：Peq——等效三相負(fù)荷容量

Pm——最大負(fù)荷相的設(shè)備容量（kW）2.4單相負(fù)荷的負(fù)荷計(jì)算2.單相用電設(shè)備僅接于線電壓①當(dāng)只有單臺(tái)設(shè)備或設(shè)備只接在一個(gè)線電壓上時(shí)，等效三相負(fù)荷為：

式中：Pe——線間負(fù)荷容量（kW）②當(dāng)有多臺(tái)設(shè)備時(shí)，等效三相負(fù)荷當(dāng)Pab≥Pbc≥Pca，則：

式中：Pab、Pbc、Pca——分別接于ab、bc、ca線間負(fù)荷容量（kW）2.4單相負(fù)荷的負(fù)荷計(jì)算3.既有線間負(fù)荷，又有相間負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將線間負(fù)荷換算成相負(fù)荷，然后各相負(fù)荷分別相加，取最大相負(fù)荷的3倍做為等效三相負(fù)荷。

換算方法如下：各相負(fù)荷換算2.4單相負(fù)荷的負(fù)荷計(jì)算等效三相負(fù)荷式中：Pab、Pbc、Pca——分別接于ab、bc、ca線間負(fù)荷（kW）；Pa、Pb、Pc、Qa、Qb、Qc——換算為a、b、c相的有功負(fù)荷（kW）和無(wú)功負(fù)荷（kvar）p（ab）a、p（ab）b、p（bc）b、p（bc）c、p（ca）c、p（ca）a及q（ab）a、q（ab）b、q（bc）b、q（bc）c、q（ca）c、q（ca）a——功率換算系數(shù)；Pm——最大相負(fù)荷（kW）；Peq——等效三相負(fù)荷（kW）。2.5尖峰電流的計(jì)算

用電設(shè)備持續(xù)1~2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，稱(chēng)尖峰電流。確定尖峰電流的目的是為了計(jì)算線路的電壓波動(dòng)、選擇斷路器、熔斷器和保護(hù)裝置電流整定值，以及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)能否自起動(dòng)的依據(jù)。1.單臺(tái)設(shè)備的尖峰電流單臺(tái)設(shè)備的尖峰電流主要是由感性負(fù)載在起動(dòng)瞬間產(chǎn)生的電流。即式中——用電設(shè)備的尖峰電流(A)；——用電設(shè)備的啟動(dòng)電流(A)；

——用電設(shè)備額定電流(A)；

——用電設(shè)備的啟動(dòng)電流倍數(shù)（可查產(chǎn)品樣本或銘牌，對(duì)籠型電動(dòng)機(jī)一般為5～7，對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)一般為2～3，直流電動(dòng)機(jī)一般為1.5～2，對(duì)電焊變壓器一般為3或稍大）。2.5尖峰電流的計(jì)算2.多臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流一般只考慮啟動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，多臺(tái)用電設(shè)備的線路上的尖峰電流按下式計(jì)算：

式中——為啟動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流(A)；

——除啟動(dòng)電流最大的那臺(tái)電動(dòng)機(jī)之外，其他用電設(shè)備的計(jì)算電流(A)。3.自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)組式中——對(duì)應(yīng)于第臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)倍數(shù)和額定電流(A)；

——同時(shí)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)。2.6無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ê陀?jì)算無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x

在企業(yè)和民用建筑中的用電設(shè)備大多數(shù)是感性的。如：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、日光燈等，這些設(shè)備在工作中向電網(wǎng)吸收大量無(wú)功功率，而這部分功率又不是實(shí)際做功的功率，因此電網(wǎng)向負(fù)載提供有功功率的同時(shí)，又要提供無(wú)功功率，由公式可知，無(wú)功功率Q的增加，可使視在功率S增加。因此，無(wú)功功率增加可導(dǎo)致：供電系統(tǒng)的設(shè)備容量和投資增加，如S愈大，變壓器容量愈大。當(dāng)電源電壓一定時(shí)，由公式可知，S增加，勢(shì)必導(dǎo)致線路的電流I增加，使輸電線路導(dǎo)線截面增加。線路電流的增加，使得線路的電壓損失Ir增加，線路及設(shè)備的有功損耗I2r增加。0201032.6無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ê陀?jì)算

無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

由于上述原因，無(wú)功功率的增加，不僅能源浪費(fèi)，又使設(shè)備投資增加，為了減少向電網(wǎng)索取的無(wú)功功率，由公式可知，提高功率因數(shù)cosΦ，即可減少系統(tǒng)容量S。

提高功率因數(shù)的方法主要分兩方面：采用提高自然功率因數(shù)的方法采用人工補(bǔ)償?shù)姆椒?，提高功率因?shù)這種方法不需要增加設(shè)備，如合理選擇感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器容量采用人工補(bǔ)償?shù)姆椒?，需要增加新設(shè)備，這種方法通常有（1）采用靜電電容器；（2）采用同步調(diào)相機(jī)。2.6無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ê陀?jì)算補(bǔ)償容量的計(jì)算方法

采用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方法如下：

式中：

Qcc——補(bǔ)償容量（kVar）；

Pc——有功計(jì)算負(fù)荷（kW）；

tanΦ1——補(bǔ)償前計(jì)算負(fù)荷對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)的正切值；

tanΦ2——補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)的正切值；取cosΦ2不小于0.9值

Δｑc——補(bǔ)償率（kVar/kW）。裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，在確定補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)前面的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無(wú)功補(bǔ)償容量。即補(bǔ)償后的總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：式中：——補(bǔ)償后的計(jì)算無(wú)功功率；——補(bǔ)償前的計(jì)算無(wú)功功率。2.6無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ê陀?jì)算并聯(lián)電容器選擇并聯(lián)電容器的型號(hào)由文字和數(shù)字兩部分組成，表示和含義如下：圖2-10電容器的型號(hào)例如：BFM11-50-1W型為單相戶(hù)外型，液體介質(zhì)為二芳基乙烷、固體介質(zhì)為薄膜的并聯(lián)電容器，額定電壓為11kV，容量為50kvar。2.6無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ê陀?jì)算補(bǔ)償電容器臺(tái)數(shù)的確定補(bǔ)償容量是靠多臺(tái)電容器拼搭出來(lái)的，計(jì)算公式為：式中：——所需用的電容器個(gè)數(shù)；——所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量，單位為kvar；——單臺(tái)電容器容量，單位為kvar。對(duì)三相電容器，必須是整數(shù)；對(duì)單相電容器，不僅必須是整數(shù)，還必須是3的倍數(shù)，因?yàn)檠a(bǔ)償是針對(duì)三相系統(tǒng)的。所以有時(shí)實(shí)際補(bǔ)償量會(huì)大于計(jì)算補(bǔ)償量，這時(shí)應(yīng)對(duì)補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)重新校核。2.7變壓器及其選擇對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，為改善電壓質(zhì)量采用有載調(diào)壓電力變壓器。對(duì)消防要求較高場(chǎng)所，宜采用干式電力變壓器。工廠供電系統(tǒng)沒(méi)有特殊要求的和民用建筑獨(dú)立變電所，采用三相油浸自冷電力變壓器。近年來(lái)，箱式變壓器在城市中的小區(qū)和車(chē)間也不斷采用，與高、低壓配電柜并列安裝組成箱變。對(duì)于工作環(huán)境惡劣，要求有防塵、防火、防爆要求的，應(yīng)采用密閉式、防火、防爆電力變壓器。選取一般原則：地區(qū)供電條件負(fù)荷性質(zhì)用電容量運(yùn)行方式2.7變壓器及其選擇當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，可設(shè)專(zhuān)用變壓器:設(shè)立專(zhuān)用變壓器0102030405出于功能需要的某些特殊設(shè)備，可設(shè)專(zhuān)用變壓器。電力和照明采用共用變壓器將嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及光源壽命時(shí)，可設(shè)照明專(zhuān)用變壓器。在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)高阻抗接地，電氣裝置外露可導(dǎo)電部分就地接地的低壓系統(tǒng)中(IT系統(tǒng))，照明系統(tǒng)應(yīng)設(shè)專(zhuān)用變壓器。季節(jié)性負(fù)荷容量較大或沖擊性負(fù)荷嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí)，設(shè)專(zhuān)用變壓器。單相負(fù)荷容量較大，由于不平衡負(fù)荷引起中性導(dǎo)體電流超過(guò)變壓器低壓繞組額定電流的25％時(shí)，或只有單相負(fù)荷其容量不是很大時(shí)，可設(shè)置單相變壓器。2.7變壓器及其選擇變壓器容量的確定：（1）在民用建筑中，低壓為0.4kV單臺(tái)變壓器容量不宜大于1250kVA。因?yàn)槿萘刻螅╇姺秶桶霃教?，電能損耗大。對(duì)于戶(hù)外預(yù)裝式變電所，單臺(tái)變壓器容量不宜大于800kVA。單臺(tái)變壓器容量確定：式中：SNC——單臺(tái)變壓器容量（kVA）；

ST——計(jì)算負(fù)荷的視在功率（kVA）；

β——變壓器的最佳負(fù)荷率（一般取70%~80%為宜）從長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度考慮，配電變壓器的長(zhǎng)期工作負(fù)荷率不宜大于85%。（2）如果是具有兩臺(tái)及以上變壓器的變電所，要求其中任一臺(tái)變壓器斷開(kāi)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)足一、二級(jí)負(fù)荷用電。在同一變電所內(nèi)，變壓器的容量等級(jí)不宜過(guò)多。2.7變壓器及其選擇（3）變壓器允許過(guò)負(fù)荷倍數(shù)和時(shí)間變壓器允許事故過(guò)負(fù)荷倍數(shù)和時(shí)間，應(yīng)按制造廠的規(guī)定執(zhí)行，如制造廠無(wú)規(guī)定時(shí)，對(duì)油浸及干式變壓器可參照下表規(guī)定執(zhí)行。

油浸變壓器允許事故過(guò)負(fù)荷倍數(shù)和時(shí)間過(guò)負(fù)荷倍數(shù)1.301.451.601.752.00允許持續(xù)時(shí)間（min）12080452010

干式變壓器允許事故過(guò)負(fù)荷倍數(shù)和時(shí)間過(guò)負(fù)荷倍數(shù)1.201.301.401.501.60允許持續(xù)時(shí)間（min）6045321852.7變壓器及其選擇變壓器連接組別的選擇：（1）變壓器繞組連接方式類(lèi)別及連接方式高

、中壓低壓?jiǎn)蜗郔i三相星型Yy三相三角形Dd有中性線時(shí)YN、ZNyn、zn不同繞組間電壓相位差，即相位移為30°的倍數(shù)，故有0、1、2，……，11共12個(gè)組別。高低壓間相位差用時(shí)鐘法標(biāo)注。D,yn11表示：高壓角接，低壓星接有中線，低壓側(cè)線電壓滯后高壓側(cè)對(duì)應(yīng)線電壓330°。2.7變壓器及其選擇（2）變壓器連接組別的選擇D,yn11連接組別具有以下三種情況之一者應(yīng)選用D,yn11聯(lián)結(jié)方式：·三相不平衡負(fù)荷超過(guò)變壓器每相額定功率15％以上；·需要限制三次諧波含量。·需要提高單相短路電流值，確保低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo(hù)裝置動(dòng)作靈敏度；

在民用建筑供電系統(tǒng)中，因單相負(fù)荷較多，而且存在較多的諧波源，所以配電變壓器宜選用D,yn11接線組別的變壓器。Y,yn0連接組別

當(dāng)三相負(fù)荷基本平衡，或不平衡負(fù)荷不超過(guò)變壓器每相額定功率15％；且供電系統(tǒng)中諧波干擾不嚴(yán)重時(shí)選擇Y,yn0連接方式。2.7變壓器及其選擇變壓器并列運(yùn)行的條件：

變壓器并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使各臺(tái)變壓器二次側(cè)不出現(xiàn)環(huán)流，并使各變壓器承擔(dān)的負(fù)載按變壓器的額定容量成正比分配，因此要滿(mǎn)足這兩點(diǎn)，變壓器必須符合下列條件：1）變比應(yīng)相等，最大誤差不超過(guò)0.5%。2）連接組標(biāo)號(hào)必須一致。3）短路電壓應(yīng)相等，最大誤差不超過(guò)。4）變壓器容量比不應(yīng)超過(guò)1/3。5）連接相序必須相同。2.8供配電系統(tǒng)的損耗

供配電系統(tǒng)的損耗主要是線路損耗和變壓器損耗，電流流過(guò)供配電系統(tǒng)的線路時(shí)產(chǎn)生的損耗稱(chēng)為線路損耗，在供配電系統(tǒng)中的電力變壓器產(chǎn)生的損耗稱(chēng)為變壓器損耗。2.8.1供配電系統(tǒng)的線路損耗

供配電系統(tǒng)的線路損耗指交流電流在高壓傳輸線路的電阻和電抗中產(chǎn)生的損耗，線路損耗按交流電路的阻抗特性，分為有功損耗和無(wú)功損耗。式中—相計(jì)算電流，A；、—每相線路電阻和線路阻抗。2.8.1供配電系統(tǒng)的線路損耗

工程應(yīng)用中常采用線路單位長(zhǎng)度電阻、線路單位長(zhǎng)度電抗和每相線路計(jì)算長(zhǎng)度線路電阻和線路電抗，即：

線路單位長(zhǎng)度電阻和線路單位長(zhǎng)度電抗與導(dǎo)線規(guī)格、線路的布置方式、導(dǎo)線的工作溫度等因素有關(guān)，一般可通過(guò)查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得出線路的單位長(zhǎng)度電阻和線路單位長(zhǎng)度電抗。

供配電系統(tǒng)中減小線路損耗的方法主要有減小線路電阻和減小線路電流兩種方式，減小線路電阻可采用選擇較大截面的導(dǎo)線、選用導(dǎo)電率高的導(dǎo)線等措施；減小線路電流可采用通過(guò)提高傳輸線路功率因數(shù)、提高傳輸線路電壓等級(jí)等措施。2.8.2變壓器損耗

變壓器的繞組存在電阻和電抗，繞組中有電流通過(guò)時(shí)便會(huì)產(chǎn)生損耗；變壓器的鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下也會(huì)產(chǎn)生損耗，因此變壓器損耗包括繞組中的損耗和鐵芯中的損耗。變壓器的損耗按其特性也包括有功損耗和無(wú)功損耗。

按電力變壓器的制造要求，每一臺(tái)電力變壓器在產(chǎn)品出廠時(shí)要進(jìn)行“空載試驗(yàn)”和“短路試驗(yàn)”，“空載試驗(yàn)”可得到變壓器在額定電壓下的空載損耗和額定電壓下的空載電流百分比%；“短路試驗(yàn)”可得到變壓器在額定電流下的短路電壓百分比和額定電流下的功率損耗（短路損耗）。變壓器產(chǎn)品手冊(cè)要提供以上4個(gè)參數(shù)，依據(jù)該4個(gè)參數(shù)可以求出變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗以及變壓器的阻抗參數(shù)。2.8.2變壓器損耗1.變壓器的有功損耗

變壓器的有功損耗包含兩部分：一部分是變壓器的鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的有功損耗，通常稱(chēng)為“鐵損”。“鐵損”主要取決于變壓器外加電壓和頻率，外加電壓和頻率不變時(shí)，“鐵損”基本不變，因此變壓器的“鐵損”可以認(rèn)為與負(fù)載變化無(wú)關(guān)，故“鐵損”也稱(chēng)為不變損耗。變壓器有功損耗的第二部分是變壓器在負(fù)載時(shí)，由負(fù)載電流在其一、二次側(cè)繞組的電阻中產(chǎn)生的損耗，通常稱(chēng)為“銅損”，“銅損”與負(fù)載變化有關(guān)，故“銅損”也稱(chēng)為可變損耗。2.8.2變壓器損耗

對(duì)于實(shí)際的供配電系統(tǒng)，變壓器運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷是按“計(jì)算負(fù)荷”選擇的，通常變壓器的計(jì)算負(fù)荷并不等于其額定負(fù)荷，變壓器的短路損耗

是對(duì)應(yīng)于額定電流（負(fù)荷）下的功率損耗，而變壓器的“銅損”是對(duì)應(yīng)于計(jì)算負(fù)荷下的損耗，二者并不相同，考慮到“銅損”與電流的平方成正比，利用這一關(guān)系,可以將短路損耗乘以比例因子，即可得到計(jì)算負(fù)荷下的“銅損”。于是考慮變壓器的短路損耗的換算關(guān)系，變壓器在計(jì)算負(fù)荷下的有功損耗可以根據(jù)“空載試驗(yàn)”和“短路試驗(yàn)”的結(jié)果，采用下式計(jì)算：式中

、—變壓器的空載損耗和短路損耗；、—變壓器的計(jì)算負(fù)荷和額定容量。2.8.2變壓器損耗2.變壓器的無(wú)功損耗

變壓器的無(wú)功損耗也包含兩部分：一部分是變壓器空載時(shí)由勵(lì)磁電流造成的“空載無(wú)功損耗”，在變壓器外加電壓和頻率不變時(shí)，無(wú)功損耗基本不變，因此變壓器的空載無(wú)功損耗可以認(rèn)為與負(fù)載變化無(wú)關(guān)；變壓器的無(wú)功損耗的第二部分是變壓器在負(fù)載時(shí)由負(fù)載電流在其一、二次側(cè)繞組的電抗中產(chǎn)生的“負(fù)載無(wú)功損耗”，該部分無(wú)功損耗與負(fù)載變化有關(guān)，與負(fù)載電流的平方成正比。

電力變壓器“空載試驗(yàn)”時(shí)，變壓器繞組的電流主要用于產(chǎn)生主磁通，故可看作勵(lì)磁電流，“空載試驗(yàn)”時(shí)測(cè)出的無(wú)功損耗可看坐變壓器的“空載無(wú)功損耗”；對(duì)應(yīng)地，電力變壓器“短路試驗(yàn)”時(shí)，使短路繞組達(dá)到額定電流時(shí)的外加電壓較低，可以認(rèn)為勵(lì)磁電流很小，此時(shí)測(cè)出的無(wú)功損耗便可看作變壓器在額定負(fù)荷下的“負(fù)載無(wú)功損耗”。于是，類(lèi)似于變壓器的有功損耗的分析，變壓器的無(wú)功損耗可用下式計(jì)算:2.8.2變壓器損耗

為利用變壓器“空載試驗(yàn)”和“短路試驗(yàn)”得出的另外兩個(gè)參數(shù)：額定電壓下的空載電流百分比%和額定電流下的短路電壓百分比，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的推導(dǎo)，可以得出變壓器的“空載無(wú)功損耗”和“負(fù)載無(wú)功損耗”與變壓器的“空載電流百分比%”和“短路電壓百分比

”之間具有如下關(guān)系：于是，下式可表示為：

上式是計(jì)算變壓器損耗的基本公式，根據(jù)變壓器產(chǎn)品手冊(cè)中的基本參數(shù)，便可求得變壓器在計(jì)算負(fù)荷下的損耗。2.9負(fù)荷計(jì)算示例

確定用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。確定用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷的方法很多，應(yīng)根據(jù)不同的情況和要求采用不同的方法。在制訂計(jì)劃、初步設(shè)計(jì)，特別是方案比較時(shí)可用較粗略的方法。在技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算。逐級(jí)計(jì)算法是常采用的方法，根據(jù)用戶(hù)的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備開(kāi)始，朝電流方向逐級(jí)計(jì)算，最后求出用戶(hù)總的計(jì)算負(fù)荷。主要的原則和步驟如下：1.將用電設(shè)備分類(lèi)，采用需要系數(shù)法確定各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷；2.根據(jù)用戶(hù)的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備朝電源方向逐級(jí)計(jì)算負(fù)荷；3.在配電點(diǎn)處考慮同時(shí)系數(shù)；4.在變壓器安裝處計(jì)算變壓器損耗；5.線路損耗計(jì)算，用戶(hù)的電力線路較短時(shí)，可不計(jì)電力線路損耗；6.在并聯(lián)電容器安裝處計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量。2.9負(fù)荷計(jì)算示例例2-9某企業(yè)35/10kV的總降壓變電所，分別給1#～4#10kv車(chē)間變電所及3臺(tái)10kV空氣壓縮機(jī)高壓電動(dòng)機(jī)，如圖2-14所示。其中，1#變電所負(fù)荷有：機(jī)加工車(chē)間有冷加工機(jī)床功率共342kW、通風(fēng)機(jī)18kW、電焊機(jī)81kW（60%）、吊車(chē)87.5kW（40%）、照明5.4kW（熒光燈、電子鎮(zhèn)流器），辦公大樓照明（熒光燈、電子鎮(zhèn)流器）12.6kW、空調(diào)126kW，科研設(shè)計(jì)大樓照明（熒光燈、電子鎮(zhèn)流器）21.6kW、空調(diào)180kW，室外照明（高壓鈉燈，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器）10kW，2#～4#車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷分別為：，；

，，；。高壓電動(dòng)機(jī)每臺(tái)容量為355kW。試計(jì)算該用戶(hù)總計(jì)算負(fù)荷（忽略線損）。解：用逐級(jí)計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。首先用需要系數(shù)法計(jì)算1#車(chē)間變電所各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷,然后考慮用電設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)計(jì)算1#車(chē)間變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，再考慮變壓器損耗計(jì)算出高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷；同樣計(jì)算2#~4#車(chē)間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及空氣壓縮機(jī)高壓電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷；再考慮總降壓變電所二次側(cè)出線的同時(shí)系數(shù)和變壓器損耗后即得企業(yè)計(jì)算負(fù)荷。2.9負(fù)荷計(jì)算示例圖2-14例2-9供電系統(tǒng)圖2.9負(fù)荷計(jì)算示例以1#10kV車(chē)間變電所計(jì)算負(fù)荷為例具體計(jì)算如下:（1）計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷①冷加工機(jī)床查表2-3，大批生產(chǎn)冷加工機(jī)床，，，則②通風(fēng)機(jī)查表2-3，通風(fēng)機(jī)，，，則③吊車(chē)吊車(chē)要求統(tǒng)一換算到=25%時(shí)的額定功率，即2.9負(fù)荷計(jì)算示例查表2-3，吊車(chē)，，則④電焊機(jī)電焊機(jī)要求統(tǒng)一換算到=100%時(shí)的功率，即查表2-3，電焊機(jī)，，則

⑤車(chē)間照明熒光燈要考慮鎮(zhèn)流器的功率損失，電子鎮(zhèn)流器，即2.9負(fù)荷計(jì)算示例查附表B-4，車(chē)間，查附表B-5，熒光燈，則

⑥辦公大樓照明熒光燈要考慮鎮(zhèn)流器的功率損失，電子鎮(zhèn)流器，即

查附表B-4，辦公樓，查附表B-5，熒光燈，，則⑦辦公大樓空調(diào)查表2-4，空調(diào)，，，則2.9負(fù)荷計(jì)算示例⑧科研設(shè)計(jì)大樓照明熒光燈要考慮鎮(zhèn)流器的功率損失，電子鎮(zhèn)流器，即

查附表B-4，科研設(shè)計(jì)樓，查附表B-5，熒光燈，，則⑨科研設(shè)計(jì)大樓空調(diào)查表2-4，空調(diào)，，，則

⑩室外照明高壓鈉燈要考慮鎮(zhèn)流器的功率損失，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，即查表附表B-6，室外照明，查附表B-5，高壓鈉燈，，則2.9負(fù)荷計(jì)算示例（2）計(jì)算1#車(chē)間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷取同時(shí)系數(shù)，則2.9負(fù)荷計(jì)算示例（3）計(jì)算變壓器的功率損耗

（4）計(jì)算車(chē)間變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷

具體計(jì)算數(shù)據(jù)和結(jié)果見(jiàn)負(fù)荷計(jì)算表2-13。由表2-13可見(jiàn)，各車(chē)間變電所和總降壓變電所的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷都較大，功率因數(shù)較低。如分別在各車(chē)間變電所和總降壓變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可提高功率因數(shù)，減小各車(chē)間變電所和總降壓變電所的計(jì)算視在功率，從而減小相應(yīng)變壓器的容量。計(jì)算內(nèi)容設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備容量(kW)

(kW)

(kvar)

(kVA)

(A)1#車(chē)間變電所計(jì)算負(fù)荷各設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷冷加工機(jī)床3420.200.51.7385.5148.1

通風(fēng)機(jī)180.80.80.7514.410.8

吊車(chē)（40%）87.50.250.51.7327.747.9

電焊機(jī)（60%）810.350.61.3321.9629.2

車(chē)間照明5.40.90.980.25.351.07

辦公樓照明12.60.80.980.211.092.22

辦公樓空調(diào)1260.80.80.75100.875.6

科研設(shè)計(jì)樓照明21.60.90.980.221.384.28

科研設(shè)計(jì)樓空調(diào)1800.80.80.75144108

室外照明101.00.51.731119

變壓器1T低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

421432.8603.8

變壓器1T損耗

9.0636.23

變壓器1T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

430468635.636.7表2-13例2-8負(fù)荷計(jì)算表2#車(chē)間變電所變壓器2T低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

720520906.04

變壓器2T損耗

13.654.5

變壓器2T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

733.6604.4950.554.93#車(chē)間變電所變壓器3T低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

650446788.3

變壓器3T損耗

11.847.3

變壓器3T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

661.8493.3825.447.74#車(chē)間變電所變壓器4T低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷

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