第二章 負荷計算

1、第二章第二章 負荷計算負荷計算n 負荷的分級與計算負荷的分級與計算n 供電質量及供電電壓供電質量及供電電壓n 功率因素和無功補償功率因素和無功補償 n 本章學習內容本章學習內容1 負荷的重要性分級與計算作為按發(fā)熱條件選擇電氣設備的依據；作為按發(fā)熱條件選擇電氣設備的依據；用來計算電壓損失和功率損耗；用來計算電壓損失和功率損耗；作為電能消耗量和無功補償的計算依據；作為電能消耗量和無功補償的計算依據；一、二級負荷的計算用來確定備用電源或應急電一、二級負荷的計算用來確定備用電源或應急電源的容量；源的容量；季節(jié)性負荷的確定用以從經濟運行條件出發(fā)選擇季節(jié)性負荷的確定用以從經濟運行條件出發(fā)選擇變壓器的臺數和

2、容量。變壓器的臺數和容量。1.1 1.1 負荷計算的作用與意義負荷計算的作用與意義電氣設備中通過的功率或電流，而不是指它們的阻抗。電氣設備中通過的功率或電流，而不是指它們的阻抗。當線路中的電壓當線路中的電壓U U一定時，線路輸送的功率與電流成正比，一定時，線路輸送的功率與電流成正比，線路中的負荷線路中的負荷-導線通過的電流值。導線通過的電流值。1.2 1.2 負荷大小的衡量標準負荷大小的衡量標準旅游賓館：由于配套服務設施比較齊全，一般電力負荷比旅游賓館：由于配套服務設施比較齊全，一般電力負荷比較大，照明負荷較??；較大，照明負荷較小；辦公、綜合樓建筑：照明負荷較大，一般電力負荷較小；辦公、綜合樓

3、建筑：照明負荷較大，一般電力負荷較小；高層住宅建筑：一般電力負荷較小，照明負荷也不大，但高層住宅建筑：一般電力負荷較小，照明負荷也不大，但由于一般不采用中央空調系統，空調負荷比重顯著增加。由于一般不采用中央空調系統，空調負荷比重顯著增加。1.3 1.3 高層建筑的電力負荷分布特點高層建筑的電力負荷分布特點照明（包括電熱）：占照明（包括電熱）：占30%左右左右空調：占空調：占40%左右左右一般電力（電梯、生活水泵、消防泵、噴淋泵、鍋一般電力（電梯、生活水泵、消防泵、噴淋泵、鍋爐房設備。爐房設備。 ）：占）：占30%左右左右1.4 1.4 電力負荷在高層建筑中的分布位置電力負荷在高層建筑中的分布位

4、置用電負荷遍布整個大樓的各層；用電負荷遍布整個大樓的各層；地下層（或大樓底部）是用電負荷集中的地方（空調地下層（或大樓底部）是用電負荷集中的地方（空調設備、生活水泵、消防泵、噴淋泵）設備、生活水泵、消防泵、噴淋泵）頂層（或頂部）也是用電負荷集中區(qū)（電梯機房、風頂層（或頂部）也是用電負荷集中區(qū)（電梯機房、風機、加壓泵）機、加壓泵）超高層建筑的中部位置（分區(qū)電梯機房、中間泵站、超高層建筑的中部位置（分區(qū)電梯機房、中間泵站、分區(qū)空調設備的布置多在大樓的中部）。分區(qū)空調設備的布置多在大樓的中部）。1.5 負荷的分級負荷的分級 民用建筑電氣設計規(guī)范民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ/T 16-2008JGJ/

5、T 16-2008）的劃分標準）的劃分標準(1)一級負荷：一級負荷： 中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經濟損失者；中斷供電將造成重大經濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。舉例舉例：特等建筑，重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓：特等建筑，重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館國事活動的大量人員集中的公共場所、實時處理計算機及館國事活動的大量人員集中的公共場所、實時處理計算機及計算機網絡、中斷供電后將發(fā)生爆炸、以及嚴重中毒等。計算機網絡、中斷供電后將

6、發(fā)生爆炸、以及嚴重中毒等。(2)二級負荷：二級負荷： 中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大經濟損失者；中斷供電將造成較大經濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。(3)三級負荷：不屬于一級和二級的電力負荷。三級負荷：不屬于一級和二級的電力負荷。序序號號建筑物名稱建筑物名稱用電負荷名稱用電負荷名稱負荷等級負荷等級二二級級一一級級特別重特別重要負荷要負荷1 1高層普通住宅、高高層普通住宅、高層宿舍層宿舍客梯、生活泵、主要通道照明客梯、生活泵、主要通道照明2 2部、省級辦公樓、部、省級辦公樓、全空調涉外辦公樓，全空調涉外

7、辦公樓，超高層辦公樓（綜超高層辦公樓（綜合樓），使館和大合樓），使館和大使官邸使官邸主要辦公室、會議室、總值班室、檔案室及主要主要辦公室、會議室、總值班室、檔案室及主要通道的照明、客梯通道的照明、客梯（）機要室、電報房、電子計算機系統的電源機要室、電報房、電子計算機系統的電源3 3國賓館、大會堂、國賓館、大會堂、國際會議中心國際會議中心地方廳、總值班室及主要通道照明、廚房地方廳、總值班室及主要通道照明、廚房主會場、接見廳、宴會廳、電梯、電聲、錄象、主會場、接見廳、宴會廳、電梯、電聲、錄象、電子計算機系統的電源電子計算機系統的電源4 4四、五星級飯店四、五星級飯店地下污水泵電源；地下污水泵電源；

8、經營管理及設備管理用電子計算機系統電源；宴經營管理及設備管理用電子計算機系統電源；宴會廳電聲、新聞攝影、錄象電源；會廳電聲、新聞攝影、錄象電源；宴會廳、餐廳、娛樂廳、高級客房、康樂設施、宴會廳、餐廳、娛樂廳、高級客房、康樂設施、廚房及主要通道的照明；水泵、廚房的部分電力廚房及主要通道的照明；水泵、廚房的部分電力及部分客梯；一般客房照明及其余客梯及部分客梯；一般客房照明及其余客梯民用建筑常用重要電力負荷分級表民用建筑常用重要電力負荷分級表( (部分部分) )5 5科研院科研院所、高所、高等學校等學校重要實驗室，如生物制品、培養(yǎng)劑等重要實驗室，如生物制品、培養(yǎng)劑等高層教學樓、科研辦公樓的電梯、主要

9、通道的照明高層教學樓、科研辦公樓的電梯、主要通道的照明1313縣（區(qū)）縣（區(qū)）級及以級及以上醫(yī)院上醫(yī)院急診部、監(jiān)護病房、手術部、分娩室、嬰兒室、血液病房急診部、監(jiān)護病房、手術部、分娩室、嬰兒室、血液病房的凈化室、血液透析室、病理切片分析、磁共振、的凈化室、血液透析室、病理切片分析、磁共振、CTCT掃描掃描室、區(qū)域中心血庫、高壓氧艙、加速器機房和治療室、配室、區(qū)域中心血庫、高壓氧艙、加速器機房和治療室、配血室的電力照明；培養(yǎng)箱恒溫箱的電源血室的電力照明；培養(yǎng)箱恒溫箱的電源X X光機、電子顯微鏡電源；客梯電源；高層病房樓、肢體傷光機、電子顯微鏡電源；客梯電源；高層病房樓、肢體傷殘康復病房的照明殘康

10、復病房的照明1414銀行證銀行證券交易券交易中心中心主要業(yè)務用電子計算機系統電源；防盜信號電源主要業(yè)務用電子計算機系統電源；防盜信號電源較大面積的營業(yè)廳應急照明較大面積的營業(yè)廳應急照明營業(yè)廳、門廳照明高層用客梯營業(yè)廳、門廳照明高層用客梯序序號號建筑物建筑物名稱名稱用電負荷名稱用電負荷名稱負荷等級負荷等級二二級級一一級級特別重特別重要負荷要負荷1.6 供電要求供電要求(1)一級負荷的供電要求：一級負荷的供電要求：應由應由兩個獨立電源兩個獨立電源供電源應供電源應不致同時受到損壞不致同時受到損壞。負荷容量較大或有高壓電氣設備時：負荷容量較大或有高壓電氣設備時：應采用兩路高應采用兩路高壓電源供電；壓電

11、源供電；負荷容量不大時：負荷容量不大時：應優(yōu)先采用從電力系統或鄰近單應優(yōu)先采用從電力系統或鄰近單位取得第二低壓電源，亦可采用應急發(fā)電機組；位取得第二低壓電源，亦可采用應急發(fā)電機組；僅為照明或電話站負荷時：僅為照明或電話站負荷時：宜采用蓄電池組作為備宜采用蓄電池組作為備用電源；用電源；特別重要負荷：特別重要負荷：除上述兩個電源外，還必須增設應除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。急電源。嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。 應急電源種類：應急電源種類：發(fā)電機組；發(fā)電機組；專門饋電線路；專門饋電線路；蓄電池、不間斷電源裝置。蓄電池、不間斷電源裝置。 應急電源的選擇（根據

12、允許的中斷時間）：應急電源的選擇（根據允許的中斷時間）：不間斷電源裝置：不間斷電源裝置：適用于允許中斷供電時間為毫秒適用于允許中斷供電時間為毫秒級的供電。級的供電。專門饋電線路（自動投入）：專門饋電線路（自動投入）：適用于允許中斷供電適用于允許中斷供電時間為時間為1.5s1.5s以上的供電。以上的供電。柴油發(fā)電機組：柴油發(fā)電機組：適用于允許中斷供電時間為適用于允許中斷供電時間為15s15s以上以上的供電。的供電。 (2)二級負荷的供電要求：二級負荷的供電要求：當電力變壓器故障或線路常見故障時：當電力變壓器故障或線路常見故障時：不中斷供電不中斷供電( (或中斷后能迅速恢復或中斷后能迅速恢復) )

13、兩回路供電。兩回路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時：在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時：可由一個回路可由一個回路10(6)kv10(6)kv及以上專用架空線供電。及以上專用架空線供電。(3)三級負荷的供電要求：三級負荷的供電要求：無特殊要求。無特殊要求。1.7 負荷工作制的劃分負荷工作制的劃分(1) (1) 長期工作制長期工作制連續(xù)運行工作制連續(xù)運行工作制(2) (2) 短時工作制短時工作制(3) (3) 斷續(xù)工作制斷續(xù)工作制重復短時工作制重復短時工作制(1) 長期工作制長期工作制 在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運行，設備任何部分溫升均不在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運行，設備任何部分溫升均不超過最高允許值，

14、負荷比較穩(wěn)定。如電爐、空調、電加熱設超過最高允許值，負荷比較穩(wěn)定。如電爐、空調、電加熱設備、照明燈具等，均屬連續(xù)運行工作制的用電設備。備、照明燈具等，均屬連續(xù)運行工作制的用電設備。(2) 短時工作制短時工作制 用電設備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內，用用電設備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內，用電設備的溫升尚未達到該負荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停電設備的溫升尚未達到該負荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時間內其溫度又降低為周圍介質的溫度，這是短時工作的歇時間內其溫度又降低為周圍介質的溫度，這是短時工作的特點。高層建筑中，這類設備的數量不多，如啟動水閘的電特點。高層建筑中，這類設備的數

15、量不多，如啟動水閘的電動機。動機。(3) 斷續(xù)工作制斷續(xù)工作制 用電設備以斷續(xù)方式反復進行工作，其工作時間（用電設備以斷續(xù)方式反復進行工作，其工作時間（t t）與停歇時間（與停歇時間（t t0 0）相互交替。工作時間內設備溫度升高，）相互交替。工作時間內設備溫度升高，停歇時間溫度又下降，若干周期后，達到一個穩(wěn)定的停歇時間溫度又下降，若干周期后，達到一個穩(wěn)定的波動狀態(tài)。如電焊機、電梯等。波動狀態(tài)。如電焊機、電梯等。 斷續(xù)周期工作制的設備，通常用斷續(xù)周期工作制的設備，通常用暫載率暫載率JC表征其工表征其工作特征，取一個工作周期內的工作時間與工作周期的作特征，取一個工作周期內的工作時間與工作周期的百

16、分比值，即為百分比值，即為JC ，即：，即：t，t0工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期T T。0100%ttJCTtt計算方法：計算方法：需要系數法需要系數法 利用系數法利用系數法單位指標法單位指標法 二項式法二項式法形狀系數法形狀系數法 附加系數附加系數 單位指標法單位指標法與與需要系數法需要系數法因比較簡便因而廣泛使用。因比較簡便因而廣泛使用。1.8 1.8 負荷計算負荷計算1000PKNC P KW設備組有功功率計算負荷（）設備組有功功率計算負荷（）1000SKNC S KVA設設備備組組視視在在功功率率計計算算負負荷荷（）N單位數量（單位數量（

17、 m2 、戶、床）、戶、床）KP單位負荷密度（單位負荷密度（ W/m2 、W/戶、戶、W/床）床） KS單位負荷密度（單位負荷密度（ VA/m2 、 VA /戶、戶、 VA /床床) 常用于規(guī)劃設計和初步設計常用于規(guī)劃設計和初步設計住宅樓住宅樓賓館賓館寫字樓寫字樓商業(yè)樓商業(yè)樓2.58KW/2.58KW/戶戶70100VA/ m70100VA/ m2 29011090110VA/ mVA/ m2 2100130VA/ m100130VA/ m2 2國內部分旅館變壓器的裝機容量和用電指標國內部分旅館變壓器的裝機容量和用電指標2 2、 需要系數法需要系數法常用于施工圖設計階段常用于施工圖設計階段n定

18、義需要系數定義需要系數KC n需要系數考慮了以下的主要因素：需要系數考慮了以下的主要因素：K ：同時使用系數，為在最大負荷工作班某組工作著的用：同時使用系數，為在最大負荷工作班某組工作著的用電設備容量與接于線路中全部用電設備總額定容量之比；電設備容量與接于線路中全部用電設備總額定容量之比；KL：負荷系數，用電設備不一定滿負荷運行，此系數表示：負荷系數，用電設備不一定滿負荷運行，此系數表示工作著的用電設備實際所需功率與其額定容量之比工作著的用電設備實際所需功率與其額定容量之比wl：線路供電效率；：線路供電效率；：用電設備組在實際運行功率時的平均效率。：用電設備組在實際運行功率時的平均效率。LCw

19、lK KK 實際上，上述系數對于成組用電設備是很難實際上，上述系數對于成組用電設備是很難確定的，如一個生產企業(yè)或車間來說，生產性質確定的，如一個生產企業(yè)或車間來說，生產性質,工藝特點，加工條件，技術管理和勞動組織以及工藝特點，加工條件，技術管理和勞動組織以及工人操作水平等因素，都對工人操作水平等因素，都對KC有影響。所以有影響。所以KC只能靠測量統計確定只能靠測量統計確定,見相關手冊。見相關手冊。 上述各種因素可供設計人員在變動的系數范上述各種因素可供設計人員在變動的系數范圍內選用時參考。圍內選用時參考。 建筑類別建筑類別KC建筑類別建筑類別KC一般旅館、招待所一般旅館、招待所0.70.8一般

20、辦公樓一般辦公樓0.70.8高級旅館、招待所高級旅館、招待所0.60.7高級辦公樓高級辦公樓0.60.7旅游賓館旅游賓館0.350.45科研樓科研樓0.80.9電影院、文化館電影院、文化館0.70.8發(fā)展與交流中心發(fā)展與交流中心0.60.7劇場劇場0.60.7教學樓教學樓0.80.9禮堂禮堂0.50.7圖書館圖書館0.60.7體育練習館體育練習館0.70.8托兒所、幼兒園托兒所、幼兒園0.80.9體育館體育館0.650.75小型商業(yè)、服務業(yè)用房小型商業(yè)、服務業(yè)用房0.850.9展覽廳展覽廳0.50.7綜合商業(yè)、服務樓綜合商業(yè)、服務樓0.750.85門診樓門診樓0.60.7食堂、餐廳食堂、餐廳0

21、.80.9一般病房樓一般病房樓0.650.75高級餐廳高級餐廳0.70.8高級病房樓高級病房樓0.50.6火車站火車站0.750.78鍋爐房鍋爐房0.91博物館博物館0.820.92需要系數需要系數-考慮建筑內各用電負荷同時使用概率而確定的負荷計算系數考慮建筑內各用電負荷同時使用概率而確定的負荷計算系數民用建筑照明負荷需要系數民用建筑照明負荷需要系數KC 戶數戶數需要系數需要系數KC多層住宅多層住宅高層住宅高層住宅全電氣化住宅全電氣化住宅1100.810.810.9311050.850.930.91211000.540.60.550.630.450.851002000.4

22、60.540.450.550.320.382000.420.460.430.450.300.32重慶地區(qū)住宅電氣設計標準重慶地區(qū)住宅電氣設計標準 綜合用電負荷綜合用電負荷(kW)戶型戶型多層住宅多層住宅高層住宅高層住宅全電氣化住宅全電氣化住宅二室戶二室戶343.54.578三、四室戶三、四室戶454.55.589CCePKP(kW)tanCCQP(kVar)22CCCSPQ或或cosCCPS(kVA)計算電流計算電流n 用電設備的計算負荷用電設備的計算負荷（第一章有介紹，基本公式。）（第一章有介紹，基本公式。）33cosCCCllSPIUUA有功計算負荷有功計算負荷無功計算負荷無功計算負荷視在

23、計算負荷視在計算負荷ePlU：設備額定容量：設備額定容量/kW：用電設備功率因素角：用電設備功率因素角：線電壓：線電壓/kV(1) (1) 用電設備額定容量的計算用電設備額定容量的計算 在每臺用電設備的銘牌上都有在每臺用電設備的銘牌上都有“額定功率額定功率”PN，但由于各用，但由于各用電設備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額電設備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功換算為同一工作制下的額定功率率，然后才能相加。經過換算至統一規(guī)定的工作制下的，然后才能相加。經過換算至統一規(guī)定的工作制下的“額額定功

24、率定功率”稱為稱為“設備額定容量設備額定容量”或或“設備負荷設備負荷”，用，用Pe表示。表示。 n 計算計算設備額定容量設備額定容量中的幾個注意點中的幾個注意點同一設備在不同暫載率時，設備負荷是不同的。為了同一設備在不同暫載率時，設備負荷是不同的。為了用一個統一的標準衡量設備負荷，應將設備的額定功用一個統一的標準衡量設備負荷，應將設備的額定功率由對應的額定暫載率率由對應的額定暫載率JCN N換算到一個統一規(guī)定的暫載換算到一個統一規(guī)定的暫載率率JCe e下，以此作為設備負荷的基準。折算公式：下，以此作為設備負荷的基準。折算公式：NeNeJCPPJC式中式中JCN 、JCe設備的額定暫載率和規(guī)定暫

25、載率設備的額定暫載率和規(guī)定暫載率 PN 、 Pe 設備的額定功率和折算后的設備負荷設備的額定功率和折算后的設備負荷民用建筑電氣設計規(guī)范民用建筑電氣設計規(guī)范規(guī)定：對于不同工作制的規(guī)定：對于不同工作制的用電設備的額定功率應換算為統一用電設備的額定功率應換算為統一( (暫載率下暫載率下) )的設備的設備功率。功率。(2) (2) 照明設備的設備容量照明設備的設備容量白熾燈、碘鎢燈設備容量就等于燈泡上標注的額定功率白熾燈、碘鎢燈設備容量就等于燈泡上標注的額定功率（kWkW）；）；熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈管功率的熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈管功率的20%20%），其設備容量應

26、為燈管額定功率的），其設備容量應為燈管額定功率的1.21.2倍（倍（kWkW）；）；高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的功率的10%10%），其設備容量應為燈泡額定功率的），其設備容量應為燈泡額定功率的1.11.1倍倍（kWkW）；）；金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的失（約為燈泡功率的10%10%），故其設備容量應為燈泡額定），故其設備容量應為燈泡額定功率的功率的1.11.1倍（倍（kWkW）。）。 (3) (3) 不對稱單相負荷的設備容量

27、不對稱單相負荷的設備容量 當有多臺單相用電設備時，應將它們均勻地分接到當有多臺單相用電設備時，應將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負載不對稱情況。設計規(guī)程規(guī)三相上，力求減少三相負載不對稱情況。設計規(guī)程規(guī)定，在計算范圍內，定，在計算范圍內，單相負荷的總容量單相負荷的總容量 計算范圍內的三相對稱負荷總容計算范圍內的三相對稱負荷總容量的量的15%時，則供配電設備容量時，則供配電設備容量Pe應按三倍最大相負應按三倍最大相負荷的原則進行換算。荷的原則進行換算。注意區(qū)分相負荷與線負荷，并進行換算。注意區(qū)分相負荷與線負荷，并進行換算。(4) (4) 備用設備的容量不列入設備總容量備用設備的容量不列入設備

28、總容量 無論是小區(qū)或高層建筑，都有相當一部分的備用設備，無論是小區(qū)或高層建筑，都有相當一部分的備用設備，如小區(qū)的備用通風機、水泵、鼓風機、空壓機，高層建筑如小區(qū)的備用通風機、水泵、鼓風機、空壓機，高層建筑中的備用生活水泵、空調制冷設備等，這些備用設備的容中的備用生活水泵、空調制冷設備等，這些備用設備的容量在計算時不能列在設備總容量之中。量在計算時不能列在設備總容量之中。 消防水泵、專用消防電梯以及在消防狀態(tài)下才使用的消防水泵、專用消防電梯以及在消防狀態(tài)下才使用的送風機、排煙機等，及在非正常狀態(tài)下使用的用電設備都送風機、排煙機等，及在非正常狀態(tài)下使用的用電設備都不列入總設備容量之內；當夏季有制冷

29、的空調系統，而冬不列入總設備容量之內；當夏季有制冷的空調系統，而冬季則利用鍋爐采暖時，由于后者用電設備容量小于前者，季則利用鍋爐采暖時，由于后者用電設備容量小于前者，因此鍋爐的用電設備容量也不計入總用電設備容量。因此鍋爐的用電設備容量也不計入總用電設備容量。 供配電系統總計算負荷的確定供配電系統總計算負荷的確定（重點內容）（重點內容）供配電系統計算負荷逐級計算示意圖供配電系統計算負荷逐級計算示意圖A、低壓配電干線上的負荷計算、低壓配電干線上的負荷計算（1）有功計算負荷：）有功計算負荷：Pc1=KcPe （同類設備組）（同類設備組） Kc用電設備組的需要系數（見相關手冊）；用電設備組的需要系數（

30、見相關手冊）；Pe用電設備組的設備額定容量之和用電設備組的設備額定容量之和（2）無功計算負荷：）無功計算負荷：Qc1=Pc1tan tan 值見相關手冊值見相關手冊 。（3）視在計算負荷：）視在計算負荷：計算目的：用于選擇各配電干線截面積及保護控制該線路的開關計算目的：用于選擇各配電干線截面積及保護控制該線路的開關設備。設備。 21211cccQPS注意：若為不同類設備組，上面的公式應有所變化注意：若為不同類設備組，上面的公式應有所變化B B、確定終端變電所低壓母線上的計算負荷、確定終端變電所低壓母線上的計算負荷（1）總有功計算負荷：）總有功計算負荷：Pc2pPc1（2）總無功計算負荷：）總無

31、功計算負荷：Qc2qQc1（3）總視在計算負荷：）總視在計算負荷：Pc2、Qc2、Sc2終端變電所低壓母線上的有功、無功及視在計算負荷；終端變電所低壓母線上的有功、無功及視在計算負荷；Pc1、Qc1 各低壓配電干線上的有功、無功計算負荷的總和各低壓配電干線上的有功、無功計算負荷的總和p 、Kq 有功功率、無功功率的同時系數。有功功率、無功功率的同時系數。注意：當變電所的低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組，注意：當變電所的低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組，其容量為其容量為Qc2, 則當計算則當計算Qc2時，要減去無功補償容量，即時，要減去無功補償容量，即 Qc2 qQc2Qc2 計算目

32、的：計算目的：用于變電所電力變壓器容量的選擇。用于變電所電力變壓器容量的選擇。22222cccQPSC、計算目的：計算目的：D、E、意義意義： 尖峰電流是持續(xù)時間為尖峰電流是持續(xù)時間為1-21-2秒的短時最大負荷電流秒的短時最大負荷電流. .為了選擇熔斷器和自動開關、整定繼電保護裝置，以及檢為了選擇熔斷器和自動開關、整定繼電保護裝置，以及檢驗電動機自啟動，必須計算尖峰電流。驗電動機自啟動，必須計算尖峰電流。（1 1）單臺用電設備尖峰電流的計算）單臺用電設備尖峰電流的計算NIstjfIKIIstK啟動電流倍數，設備啟動電流與其額定電流的比值啟動電流倍數，設備啟動電流與其額定電流的比值鼠籠式異步電

33、動機鼠籠式異步電動機繞線式異步電動機繞線式異步電動機交流電焊變壓器交流電焊變壓器IstKIstKIstK：67：23：3max11,stniiNtjfIIKI 供多臺電動機的配電線路上的尖峰電流，一般以啟動電供多臺電動機的配電線路上的尖峰電流，一般以啟動電流與額定電流之差最大的一臺電動機的啟動電流與其余電動流與額定電流之差最大的一臺電動機的啟動電流與其余電動機正常運行電流之和，作為該線路的尖峰電流，公式如下：機正常運行電流之和，作為該線路的尖峰電流，公式如下：Istmax：啟動電流與額定電流之差最大的那臺電動機的啟動電流；：啟動電流與額定電流之差最大的那臺電動機的啟動電流； ：其余的：其余的n

34、-1臺電動機額定電流之和；臺電動機額定電流之和；Kt： n-1臺電動機的同時系數，一般取臺電動機的同時系數，一般取0.7 1.0。11,niiNI1）單相）單相設備容量設備容量在負荷計算中的處理：在負荷計算中的處理：單相設備接在三相線路中，應盡可能地均衡分配，使三相負荷盡可能地平衡p如果三相線路中單相設備的總容量不超過三相設備總容量的15%時： 不論單相設備如何分配，單相設備可與三相設備綜合按三相負荷平衡計算。p如果三相線路中單相設備容量超過三相設備容量15%時：應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量相加。1.9 單相負荷計算2）單相設備組的等效三相設備容量）單相設備組的等效

35、三相設備容量p（1）單相設備接于相電壓時： p（2）單相設備接于同一線電壓時：3ee mPP最大負荷相所接的單相設備容量3eePP單相設備容量按流過電流相等的原則進行等效 2.3.4 單相負荷計算2）單相設備組的等效三相設備容量）單相設備組的等效三相設備容量p（3）有的接于線電壓，有的接于相電壓時： A相 PeA= pAB-A PAB + pCA-A PCA QeA= qAB-A PAB+ qCA-A PCAB相 PeB= pBC-B PBC+ pAB-B PAB QeB = qBC-B PBC+ qAB-B PABC相 PeC= pCA-C PCA+ pBC-C PBC QeC= qCA-C

36、 PCA+ qBC-C PBC 將線電壓單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量： 分別計算各相的設備容量eP有功、無功換算系數，表2-43）等效三相計算負荷）等效三相計算負荷p（1）單相設備接于相電壓 p（2）單相設備接于線電壓cdePKPp（3）有的接于線電壓，有的接于相電壓 3ccmPP計算接于相電壓的設備組的計算負荷；計算接于線電壓的設備組換算到相電壓上的計算負荷；計算各相總的計算負荷；計算總的三相計算負荷。例例1 1： 在220/380V三相四線制線路上，接有220V220V單相電熱干燥單相電熱干燥箱四臺箱四臺，其中2臺10kw接于A相，1臺30kW接于B相，一臺20kW接于C相。此外

37、接有380V380V單相對焊機單相對焊機4 4臺臺，其中2臺14kW（=100%）接于AB相，1臺20kW（=100%）接于BC相，1臺30kW(=60%)接于CA相。試求此線路的計算負荷。解解 （1）電熱干燥箱的各相負荷計算查表得Kd=0.7，cos=1，tan=0A相 PcA（1）=KdPeA=0.7210kW=14kWB相 PcB（1）=KdPeB=0.7130kW=21kWC相 PcC（1）=KdPeC=0.7120kW=14kW例例1 1：如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V220V單相電單相電熱于燥箱四臺熱于燥箱四臺，其中2臺10kw接于A相，1臺30kW接于B相

38、，一臺20kW接于C相。此外接有380V單相對焊機4臺，其中2 2臺臺14kW14kW（=100%=100%）接于）接于ABAB相相，1 1臺臺20kW20kW（=100%=100%）接于）接于BCBC相相，1 1臺臺30kW(30kW(=60%)=60%)接于接于CACA相相。試求此線路的計算負荷。 解解 （2）對焊機的各相計算負荷 先將接于CA相的30kw(=60%)換算至=100%時的容量，可得 PCA=30kw =23kw6 . 0因此換算到各單相的有功和無功設備容量為：A相 PeA=0.8214 + 0.223 =27kw QeA=0.22214+ 0.823 =24.6kvarB相

39、 PeB=0.820 + 0.2214=21.6kw QeB=0.2220 + 0.8214=26.8kvarC相 PeC=0.823 + 0.220 =22.4kw QeC=0.2223 +0.820 =21.1kvar 再由表查得cos =0.7時的功率換算系數分別為0.8、0.2、0.22、0.8。 解解 （3）各相總的有功和無功計算負荷例例1 1：如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V220V單相電單相電熱于燥箱四臺熱于燥箱四臺，其中2臺10kw接于A相，1臺30kW接于B相，一臺20kW接于C相。此外接有380V單相對焊機4臺，其中2 2臺臺14kW14kW（=100

40、%=100%）接于）接于ABAB相相，1 1臺臺20kW20kW（=100%=100%）接于）接于BCBC相相，1 1臺臺30kW(30kW(=60%)=60%)接于接于CACA相相。試求此線路的計算負荷。(4) 總的等效三相計算負荷A相 PcA=PcA(1)+PcA(2)=14KW+9.45KW=23.5KW QcA=QcA(1)+QcA(2)=0+8.61kvar=8.61kvarB相 PcB=PcB(1)+PcB(2)=21kw+7.5kw=28.6kw QcB=QcB(1)+Qc.B(2)=0+9.38kvar=9.38kvarC相 PcC=PcC(1)+PcC(2)=14kw+7.8

41、4kw=21.8kw QcC=QcC(1)+QcC(2)=0+7.39kvar=7.39kvar由以上計算可知，B相的有功計算負荷最大，故取B相計算等效三相計算負荷，因此可得： Pc=3PcB=328.6kw=85.8kw Qc=3QcB=39.38kvar=28.1kvar若考慮同時系數，還需乘以同時系數例例2 ：某高層綜合樓：某高層綜合樓13層商場（空調）每層層商場（空調）每層 1500m2 ：P1P3（ KC=0.7，90W/m2)13層商場（照明）每層層商場（照明）每層 1500m2 ：P8（ KC=0.7， 30W/m2)415層住宅層住宅 每層每層8戶：戶： P4P7（ KC=0.

42、6， 5.5kW/戶戶)負一層車庫及設備用房（照明）負一層車庫及設備用房（照明）1100m2 （ KC=1， 10W/m2)樓道照明樓道照明 10KW ：（：（ KC=1)電電 梯梯 2*15KW：P10生活水泵生活水泵 2*22KW （一備一用）（一備一用） ：P11消防中心消防中心 10KW：P12（ KC=1)消火栓泵消火栓泵 2*30KW（一備一用）（一備一用）噴淋水泵噴淋水泵 2*55KW（一備一用）（一備一用）無功補償后的功率因數：無功補償后的功率因數：0.95變壓器的最佳負荷率：變壓器的最佳負荷率：0.7P9電電源源PJ一層一層空調空調P1二層二層空調空調P2三層三層空調空調P3

43、4-6層層住宅住宅P47-9層層住宅住宅P510-12住宅住宅P613-15住宅住宅P7車庫車庫樓道樓道P9電電梯梯P10泵泵房房P11消防消防中心中心P121-3層層照明照明P8電容電容補償補償計算負荷：計算負荷：P1(P2、P3) =1500m2 0.09KW/m2 0.7=94.5KW負荷密度負荷密度 需要系數需要系數面積面積P8 =3 1500m2 0.03KW/m2 0.7=94.5KWP4(P5.P6 .P7)=24戶戶 5.5KW/戶戶 0.6=79.2KWP9 =1100m2 0.01KW/m2 +10=21KWP10 =2 15KW=30KW 泵房負荷泵房負荷 P11 =22

44、KW 0.5=11KW消防泵房負荷消防泵房負荷 P11 = 55+30=85KW （不計入總負荷）（不計入總負荷）消防控制中心：消防控制中心：P12 =10KWP913層商場（空調）每層層商場（空調）每層 1500m2 ：P1P3（ KC=0.7，90W/m2)13層商場（照明）每層層商場（照明）每層 1500m2 ：P8（ KC=0.7， 30W/m2)415層住宅層住宅 每層每層8戶：戶： P4P7（ KC=0.6， 5.5kW/戶戶)負一層車庫及設備用房（照明）負一層車庫及設備用房（照明）1100m2 （ KC=1， 10W/m2)樓道照明樓道照明 10KW ：（：（ KC=1)電電 梯

45、梯 2*15KW：P10生活水泵生活水泵 2*22KW （一備一用）（一備一用） ：P11消防中心消防中心 10KW：P12（ KC=1)消火栓泵消火栓泵 2*30KW（一備一用）（一備一用）噴淋水泵噴淋水泵 2*55KW（一備一用）（一備一用）解：解：一、負荷分組一、負荷分組二、計算負荷二、計算負荷電電源源PJ一一層層動動力力P1二二層層動動力力P2三三層層動動力力P34-6層層照照明明P47-9層層照照明明P510-12照照明明P613-15照照明明P7車車庫庫樓樓道道P9電電梯梯P10泵泵房房P11消消防防中中心心P121-3層層照照明明P8電電容容補補償償776.8 94.5 94.5

46、 94.5 79.2 79.2 79.2 79.2 94.5 21 30 11 10三、總計算負荷三、總計算負荷PJ = 0.9 （4 94.5+4 79.2+21+30+11+10） =776.8KW四、變壓器容量四、變壓器容量S= = =1170(KVA)P C COS 776.80.7 *0.95變壓器的最變壓器的最佳負荷率佳負荷率無功補償后無功補償后的功率因數的功率因數“供電質量指標供電質量指標”：評價供電質量優(yōu)劣的標準參數。評價供電質量優(yōu)劣的標準參數。(1) 電壓偏移電壓偏移 “電壓偏移電壓偏移”: :指用電設備的實際端電壓偏離其額指用電設備的實際端電壓偏離其額定電壓的百分數。定電壓

47、的百分數。 U UN N用電設備的額定電壓用電設備的額定電壓(kV)(kV)； U U用電設備的實際端電壓用電設備的實際端電壓(kV)(kV)。產生電壓偏移的產生電壓偏移的主要原因主要原因：系統滯后的無功負荷和線：系統滯后的無功負荷和線路損耗所引起的系統電壓損失。路損耗所引起的系統電壓損失。2.1 2.1 供電的質量供電的質量2 供電質量及供電電壓電壓偏移允許值的確定：電壓偏移允許值的確定： 一般電動機一般電動機5 5，特殊情況下，特殊情況下-10-101515； 電梯電動機電梯電動機7 7； 照明在一般工作場所為照明在一般工作場所為5 5，在視覺要求較高的屋，在視覺要求較高的屋內場所為內場所

48、為-2.5-2.55 5，對于遠離變電所的小面積工，對于遠離變電所的小面積工作場所，難以滿足要求時，可為作場所，難以滿足要求時，可為-5-51010； 應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為-10-105 5； 其他用電設備，當無特殊要求時為其他用電設備，當無特殊要求時為5 5； 醫(yī)用醫(yī)用x x射線診斷機射線診斷機-10-101010。 （2）電壓波動）電壓波動 “電壓波動電壓波動”：指電壓在短時間內的快速變動情況，通常指電壓在短時間內的快速變動情況，通常以電壓幅度波動值和電壓波動頻率來衡量。以電壓幅度波動值和電壓波動頻率來衡量。電壓波動的主要原因：電壓波動的主要原因：用

49、戶負荷的劇烈變化。例如電焊機、用戶負荷的劇烈變化。例如電焊機、碎石用的電動機等。碎石用的電動機等。電壓波動后果：電壓波動后果：直接影響系統中的其他電氣設備的運行。直接影響系統中的其他電氣設備的運行。電壓波動幅度值：電壓波動幅度值： U UMaxMax用電設備端電壓的最大波動值用電設備端電壓的最大波動值(kV)(kV)；U UMinMin用電設備端電壓的最小波動值用電設備端電壓的最小波動值(kV)(kV)。（3）頻率偏差）頻率偏差 “頻率偏差頻率偏差”：指供電實際頻率與電網標準頻率的差值。指供電實際頻率與電網標準頻率的差值。我國的標準頻率為我國的標準頻率為50Hz50Hz，又叫，又叫“工頻工頻“

50、。不良影響：不良影響：電網頻率降低，用戶電動機的轉速將降低，電網頻率降低，用戶電動機的轉速將降低，將影響產品的質量。對電力系統運行的穩(wěn)定性也造成很將影響產品的質量。對電力系統運行的穩(wěn)定性也造成很大的影響。大的影響。頻率偏差要求：頻率偏差要求：一般不超過一般不超過0.25Hz0.25Hz，當電網容量大于，當電網容量大于3000MW3000MW時，頻率偏差不超過時，頻率偏差不超過0.2Hz0.2Hz。調整頻率的辦法：調整頻率的辦法：增大或減小發(fā)電機的有功功率。增大或減小發(fā)電機的有功功率。（4）供電可靠性）供電可靠性 “供電可靠性指標供電可靠性指標”：根據用電負荷的等級要求根據用電負荷的等級要求制定

51、的，衡量供電可靠性的指標，用全年平均制定的，衡量供電可靠性的指標，用全年平均供電時間占全年時間百分數表示。供電時間占全年時間百分數表示。例如，全年時間例如，全年時間87608760小時，用戶全年停電時間為小時，用戶全年停電時間為87.687.6小時，供電可靠性為小時，供電可靠性為9999。（5 5） 諧波含量諧波含量 “ “總諧波畸變率總諧波畸變率”：周期性交流量中的諧波含量的方均根周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比值與其基波分量的方均根值之比( (用百分數表示用百分數表示) ) 式中式中 U1基波電壓方均根值；基波電壓方均根值； UH諧波電壓含量的方均根值。諧波電壓

52、含量的方均根值。 產生原因：產生原因：由于大容量電力整流、換流設備以及電子設備由于大容量電力整流、換流設備以及電子設備的應用而引起的電壓、電流波形畸變。的應用而引起的電壓、電流波形畸變。 諧波的危害：諧波的危害：樓宇中的終端電氣設備與電子設備及樓宇智樓宇中的終端電氣設備與電子設備及樓宇智能化系統用電環(huán)境惡化，并給配電系統以外的設備帶來危害。能化系統用電環(huán)境惡化，并給配電系統以外的設備帶來危害。%1001UUTHDHu(1) 選擇電壓的一般原則選擇電壓的一般原則 配電電壓選擇的考慮因素：配電電壓選擇的考慮因素：地區(qū)供電電源的電壓、用地區(qū)供電電源的電壓、用電設備的總容量、用電設備的特征、供電距離、

53、供電設備的總容量、用電設備的特征、供電距離、供電線路的回路數量、用電單位的遠景規(guī)劃、當地公電線路的回路數量、用電單位的遠景規(guī)劃、當地公共電網現狀、它的發(fā)展規(guī)劃及經濟合理性。共電網現狀、它的發(fā)展規(guī)劃及經濟合理性。供電方式供電方式: :高壓方式供電高壓方式供電-用電設備容量在用電設備容量在250kw250kw或需要變壓器或需要變壓器容量在容量在160kVA160kVA以上者；以上者；低壓方式供電低壓方式供電-用電設備容量在用電設備容量在250kw250kw或需要變壓器或需要變壓器容量在容量在160kVA160kVA以下者，特殊情況下也可以高壓方式以下者，特殊情況下也可以高壓方式供電。供電。2.2

54、2.2 供電電壓的確定供電電壓的確定(2) 電力線路合理輸送功率和輸送距離電力線路合理輸送功率和輸送距離 電壓愈高則電流愈小，導線截面和線路中的電壓愈高則電流愈小，導線截面和線路中的功率損耗愈小。功率損耗愈小。電壓愈高線路的絕緣要求愈高，變壓器和開電壓愈高線路的絕緣要求愈高，變壓器和開關設備的價格愈高。關設備的價格愈高。選擇電壓等級要權衡經濟效益。選擇電壓等級要權衡經濟效益。 (3) (3) 額定電壓額定電壓額定電壓：額定電壓：是用電設備、發(fā)電機和變壓器正常工作時具是用電設備、發(fā)電機和變壓器正常工作時具有最好技術經濟指標的電壓。有最好技術經濟指標的電壓。額定電壓的確定：額定電壓的確定：電網的額

55、定電壓：電網的額定電壓：線路首末兩端電壓的平均值應等線路首末兩端電壓的平均值應等于電網額定電壓，作為其它電力設備額定電壓的依于電網額定電壓，作為其它電力設備額定電壓的依據；據；用電設備的額定電壓：用電設備的額定電壓：用電設備額定電壓等于電網用電設備額定電壓等于電網額定電壓；額定電壓；發(fā)電機的額定電壓：發(fā)電機的額定電壓：發(fā)電機的額定電壓規(guī)定比同級發(fā)電機的額定電壓規(guī)定比同級電網電壓高電網電壓高5 5。因為電網在傳輸功率時有電壓損失；。因為電網在傳輸功率時有電壓損失；電力變壓器一次繞組的額定電壓：電力變壓器一次繞組的額定電壓：當變壓器直接與當變壓器直接與發(fā)電機相連時，其一次繞組的額定電壓與發(fā)電機的發(fā)

56、電機相連時，其一次繞組的額定電壓與發(fā)電機的額定電壓相同，即高出同級電網額定電壓額定電壓相同，即高出同級電網額定電壓5 5；當變；當變壓器直接與電網相連時，其一次繞組的額定電壓與壓器直接與電網相連時，其一次繞組的額定電壓與同級電網的額定電壓相同。同級電網的額定電壓相同。電力變壓器二次繞組的額定電壓：電力變壓器二次繞組的額定電壓：是二次繞組的空是二次繞組的空載電壓。變壓器自身電壓降和線路中的電壓損失，載電壓。變壓器自身電壓降和線路中的電壓損失，變壓器的二次繞組的額定電壓應比同級電網額定電變壓器的二次繞組的額定電壓應比同級電網額定電壓高壓高1010；（若變壓器靠近用戶，線路的電壓損失；（若變壓器靠近

57、用戶，線路的電壓損失可以忽略不計，可以是可以忽略不計，可以是5 5) )3 功率因素和無功補償3.1 3.1 功率因數提高的意義功率因數提高的意義2.2.功率因數低的影響功率因數低的影響 （1 1）使電力系統內的電氣設備容量不能得到充分利用；）使電力系統內的電氣設備容量不能得到充分利用； （2 2）增加電力網中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗）增加電力網中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗 ；（3 3）影響供電質量）影響供電質量。3.3.提高功率因數的意義提高功率因數的意義 提高功率因數，可以充分利用系統內各發(fā)電變電設備的容量，增提高功率因數，可以充分利用系統內各發(fā)電變電設備的容量，增加其輸

58、電能力，減少供電線路導線的截面，節(jié)約有色金屬，減少電加其輸電能力，減少供電線路導線的截面，節(jié)約有色金屬，減少電力網中的功率損耗和電能損耗，并降低線路中的電壓損失，達到節(jié)力網中的功率損耗和電能損耗，并降低線路中的電壓損失，達到節(jié)約電能和提高供電質量的目的。約電能和提高供電質量的目的。 1.1.功率因數低的原因功率因數低的原因 功率因數低的根本原因是由于供配電系統中有無功功率的存在。功率因數低的根本原因是由于供配電系統中有無功功率的存在。變壓器和電動機利用電磁感應原理工作，其繞組有電感存在，需要變壓器和電動機利用電磁感應原理工作，其繞組有電感存在，需要線路供給大量的無功功率；而線路本身存在有一定的

59、電抗，也會需線路供給大量的無功功率；而線路本身存在有一定的電抗，也會需要無功功率；氣體放電燈鎮(zhèn)流器是電感性負荷，也需要無功功率。要無功功率；氣體放電燈鎮(zhèn)流器是電感性負荷，也需要無功功率。0.900.90為標準值的功率因數調整電費表為標準值的功率因數調整電費表減收電費減收電費增收電費增收電費實際功率實際功率因數因數月電費減月電費減少少實際功實際功率因數率因數月電費月電費增加增加實際功率實際功率因數因數月電費月電費增加增加0.900.000.890.50.757.50.910.150.881.00.748.00.920.300.871.50.738.50.930.450.862.00.729.00

60、.940.600.852.50.719.50.951.000.750.843.00.7010.00.833.50.6911.00.824.00.6812.00.814.50.6713.00.805.00.6614.00.795.50.6515.00.786.0功率因數自功率因數自0.64及及以下，每降低以下，每降低0.01電費增加電費增加20.776.50.767.03.2 3.2 功率因數的計算功率因數的計算1 1、均權（平均）功率因數、均權（平均）功率因數222111cosPQQPPWWWWW 平均功率因數指某一規(guī)定時間內，功率因數的平均值。其平均功率因數指某一規(guī)定時間內，功率因數的平均值