建筑供配电ppt教程2

荷系数KL;再者，用电设备在运行时线路还有功
耗，因此引入网络供电效率ηWL。
于是,在最大负荷期间电网供给的有功计算负荷 为：
P30 =
显然
KLK
WL
Pe =K d Pe
Kd =
KLK
WL
表2.2（见P23）列出了各种用电设备组的 需要系数值，供参考。
3.计负荷的确定
（1） 单台设备的计算负荷
具体换算如下：
对吊车电动机:
N Pe = PN =2 N PN 25
对电焊机:
N Pe = SN cos =2 N SN cos 100
(3) 照明设备的设备容量
白炽灯、卤钨灯设备容量就是灯泡上标出的
额定功率。
荧光灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应为 灯泡额定功率的1.2～1.3倍。 高压汞灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应 为灯泡额定功率的1.1倍；自镇式高压汞灯设备容 量与灯泡额定功率相等。
是指其平均有功负荷Pav和它的额定容量PN之比，
它表征了该设备或设备组的容量是否被充分利用，
即 KL=Pav/PN
图2.3 年最大负荷和年最大负荷利用小时
图2.4 年平均负荷
2.3 电力负荷的计算 2.3.1 计算负荷的概念
在工厂供电系统设计过程中必须找出这些用 电设备的等效负荷。所谓等效，是指这些用电设
与最大负荷之比，它表征了负荷曲线不平坦的程
度，也就是负荷变动的程度。负荷系数又分为有
功负荷系数α和无功负荷系数 β。 α=Pav/Pmax, β=Qav/Qmax 一般工厂α=0.7～0.75，β=0.76～0.8。负荷系 数越接近1，表明负荷变动越缓慢；反之，则表
明负荷变动越激烈。
对单个用电设备或用电设备组，负荷系数则
最大负荷利用小时为
Tmax=WaPmax
Tmax的大小表明了工厂消耗电能是否均匀。
最大负荷利用小时越大，则负荷越平稳。Tmax一 般与工厂类型及生产班制有较大的关系，例如， 一班制工厂Tmax=1800～2500 h,两班制工厂 Tmax=3500～4500 h,三班制工厂Tmax=5000～7000
（2） 符合下列情况之一时，应为二级负荷：
① 中断供电将在政治、经济上造成较大损失， 例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过 程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减 产等。
② 中断供电将影响重要用电单位的正常工作， 例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电 力负荷受到影响以及大型影剧院、大型商场等人 员集中的重要的公共场所出现秩序混乱。
备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷
产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷 产生的最高温升相等。按照等效负荷，从满足发 热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率 或负荷电流称为“计算负荷”。
在设计计算中，通常将“半小时最大负荷”
作为计算负荷，用Pc(Qc、Sc或Ic)表示。
计算负荷、年最大负荷、30 min平均最大负
荷三者之间的关系为 Pc=P30=Pmax Qc=Q30=Qmax Sc=S30=Smax
2.3.2 用需要系数法计算负荷
按需要系数法进行负荷计算的基本过程是：
先确定计算范围(如某低压干线上的所有设备)，
然后将不同工作制下的用电设备的额定功率PN换
算到同一工作制下，经换算后的额定功率也称为 设备容量Pe。再将工艺性质相同的并有相近需要 系数的用电设备合并成组，考虑到需要系数，算 出每一组用电设备的计算负荷，最后汇总各级计
其计算负荷为 P30=Pe/η=25.2/0.93=27.1(kW) Q30=P30tanφ=27.1×1.17=31.7(kvar) S30=P30/cosφ=27.1/0.65=41.7 (kV·A)
I30=P30/(UNcosφ)=27.1/(0.22×0.65)=189.5(A)
(2) 单组用电设备的计算负荷 单组用电设备组是指用电设备性质相同的一组设备，
③ 中断供电将影响有重大政治、经济意义的
用电单位的正常工作，例如重要交通枢纽、重要
通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于
国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位 中的重要电力负荷受到影响。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆 炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不
允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
h。
2.平均负荷和负荷系数
平均负荷Pav是指电力负荷在一段时间内消耗 功率的平均值。 Pav=Wt/t 平均负荷也可以通过负荷曲线来求，如图2.4 所示，年负荷曲线与两坐标轴所包围的曲线面积 (即全年消耗的电能)恰好等于虚线与两坐标轴所 包围的面积。因此年平均负荷 Pav=Wt/8760
负荷系数KL，又称为负荷率，是指平均负荷
（2） 短时工作制
此类用电设备工作的时间短而停歇时间很长，
导体还未达到其稳定温升就开始冷却，在停歇时
间内足以将温度降至通电前的温度，如机床上的 某些辅助电机、水闸用电动机等。
（3） 断续周期工作制
此类用电设备工作时间短，停歇时间也短， 以断续方式反复交替进行工作，其周期一般不超 过10 min。最常见的设备为电焊机和吊车电动机。 通常用暂载率(又称负荷持续率)来描述其工作性 质。 暂载率是一个周期内工作时间占工作周期的 百分比，用ε表示。 ε=t/T×100%=t/(t+t0)×100%
即Kd相同。如均为机床的电动机，或均为通风机，见图2.5
中D点的计算负荷。由式(2.9)可求出其有功计算负荷P30， 然后再求出其他计算负荷Q30、S30、I30，其计算公式为
P30 =K d Pe Q30 =P30 tan S30 = P +Q
2 30 2 30
S30 P30 I30 = = 3U N 3 3U N cos
【例2.3】已知某化工厂机修车间采用380 V供电，低压干 线上接有冷加工机床26台，其中11 kW 1台，4.5 kW 8台， 2.8 kW 10台，1.7 kW 7台，试求该机床组的计算负荷。 【解】该设备组的总容量为
Pe∑=11×1+4.5×8+2.8×10+1.7×7=86.9 (kW) 查表2.2 Kd=0.16～0.2(取0.2),tanφ=1.73,cosφ=0.5，则 Q30=17.38×1.73=30.06(kvar) S30=17.38／0.5=34.76(kV· A)
高压钠灯考虑镇流器的功耗，其设备容量应
为灯泡额定功率的1.1倍。
金属卤化物灯考虑镇流器的功耗，其设备容
量应为灯泡额定功率的1.1倍。
2.需要系数Kd的含义
考察车间的一组用电设备，设该组负荷共有
n台电动机，其设备容量的总和为Pe∑，由于Pe∑是
指设备的最大输出容量，它与输入容量存在一个 效率η；考虑到这些电动机不可能同时运行，因 此引入一个同时系数K∑；又因为那些电动机即使 运行,也不太可能都满负荷出力，因此引入一个负
当只有一台用电设备时，不能直接按表2.2取
需要系数，这是因为影响需要系数的几个因素除 用电设备本身的效率η外均可能为1，此时的需要 系数只包含了效率η，因此由式(2.9)可得到 P30=Pe/η，由P30、Q30、S30、I30之间的关系得到如
下公式：
P30 =Pe / =PN / Q 30 =P30 tan P30 S30 = cos P30 I30 = 3U N cos
（3） 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
2.1.2 民用建筑中常用重要电力负荷的分级
民用建筑中常用重要电力负荷的分级如表2.1
所示（见P16）。
2.1.3 用电设备的工作制
用电设备种类很多，它们的用途和工作的特
点也不相同，按其工作制不同可划分为三类。
（1） 长期工作制
此类用电设备连续工作的时间比较长(至少在 半小时以上)，超过其稳定温升的时间，如各类泵、 通风机、压缩机、机械化运输设备、电阻炉、照 明设备等。
算负荷得到总的计算负荷。
1.设备容量的确定
由前述可知，进行负荷计算时，应首先确定设
备容量Pe。确定各种用电设备容量Pe的方法如下：
（1） 长期工作制、短期工作制的设备容量Pe 等于其铭牌功率PN。 （2） 断续周期工作制，如起重机用的电动机 有功功率PN应该统一换算到暂载率εN=25%时的有 功功率。对于电焊机，则应统一换算到暂载率 εN=100%时的有功功率。
有功计算负荷 P30=0.2×86.9=17.38(kW)
无功计算负荷 视在计算负荷
计算电流
I30=34.76/(3×0.38)=52.8(A)
(3) 低压干线的计算负荷图2.5供配电系统中各点电力
负荷的计算 低压干线是给多组不同工作制的用电设备供电的， 如通风机组、机床组、水泵组等，因此，其计算负荷也 就是图2.5中C点的计算负荷。应先分别计算出D层面每组 (例如机床组、通风机组等)的计算负荷，然后将每组有功 计算负荷、无功计算负荷分别相加，得到C点的总的有功 计算负荷P30和无功计算负荷Q30，最后确定视在计算负荷
【例2.1】某车间有一台吊车，其额定功率PN为29.7 kW
(εN=45％)，η=0.8，cosφ=0.5，其设备容量为多少? 【解】Pe=√(εN/ε25)*PN=2√εN*PN=2×29.7×0.45=39.8(kW)
【例2.2】某220 V单相电焊变压器，其额定容量为SN=50 kV· A，εN=60％，cosφ=0.65，η=0.93，试求该电焊变压器 的计算负荷。 【解】Pe=√(εN/ε100) *SNcosφ =√(0.6/1)×50×0.65=25.2(kW)
S30和计算电流I30，即
P30 =K 1 P30(i)
i=1 n
n
Q30 =K 1 Q30(i)
i=1
S30 = P +Q I30 = S30 3U N