建筑供配電負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償

建筑供配電負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償?shù)谝豁?yè)，共108頁(yè)。本章學(xué)習(xí)內(nèi)容12345672第二頁(yè)，共108頁(yè)。第一節(jié)3第三頁(yè)，共108頁(yè)。作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)；用來計(jì)算電壓損失和功率損耗；作為電能消耗量和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)；一、二級(jí)負(fù)荷的計(jì)算用來確定備用電源或應(yīng)急電源的容量；季節(jié)性負(fù)荷的確定用以從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)選擇變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。1.負(fù)荷計(jì)算的意義額定負(fù)荷=計(jì)算負(fù)荷？假想的持續(xù)性負(fù)荷，熱效應(yīng)與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷最大熱效應(yīng)相等4第四頁(yè)，共108頁(yè)。2.負(fù)荷曲線反映電力負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的曲線；直觀地反映了用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。半小時(shí)平均負(fù)荷P30？？5第五頁(yè)，共108頁(yè)。穩(wěn)定溫升與計(jì)算負(fù)荷由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約需(3～4)τ，τ為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。截面在16mm2及以上的導(dǎo)體，其τ≥10min，因此載流導(dǎo)體大約經(jīng)30min（半小時(shí)）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值。6第六頁(yè)，共108頁(yè)。2.負(fù)荷曲線7第七頁(yè)，共108頁(yè)。2.負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線每日最大P308第八頁(yè)，共108頁(yè)。2.負(fù)荷曲線年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制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

上述年負(fù)荷曲線（圖c），由夏日負(fù)荷曲線（圖a）和冬日負(fù)荷曲線（圖b）來繪制。北方，取夏日165天，冬日200天；南方，取夏日200天，冬日165天。9第九頁(yè)，共108頁(yè)。3.負(fù)荷曲線中的幾個(gè)物理量年最大負(fù)荷負(fù)荷曲線上的最高點(diǎn)，指全年中最大工作班內(nèi)（最少出現(xiàn)2～3次）半小時(shí)平均功率的最大值，并用符號(hào)Pmax、Qmax和Smax分別表示年有功、無功和視在功率最大值。最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷（如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,Tmax=Wa/PmaxTmax的大小表明負(fù)荷耗能是否均勻，Tmax越大，則負(fù)荷越平穩(wěn)。10第十頁(yè)，共108頁(yè)。3.負(fù)荷曲線中的幾個(gè)物理量平均負(fù)荷電力用戶一段時(shí)間內(nèi)消費(fèi)功率的平均值Pav、Qav、Sav年平均有功負(fù)荷：Pav=Wa/8760負(fù)荷系數(shù)也稱負(fù)荷率、負(fù)荷曲線填充系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，它表征了負(fù)荷變動(dòng)的程度。負(fù)荷系數(shù)越接近于1，則負(fù)荷曲線越平坦，負(fù)荷波動(dòng)越小11第十一頁(yè)，共108頁(yè)。3.負(fù)荷曲線中的幾個(gè)物理量需要系數(shù)查閱表2-2~表2-7利用系數(shù)負(fù)荷曲線上最大有功負(fù)荷設(shè)備組的額定負(fù)荷“需要系數(shù)法”求解計(jì)算負(fù)荷查閱表2-7~表2-8“利用系數(shù)法”求解計(jì)算負(fù)荷平均有功負(fù)荷設(shè)備組功率因數(shù)角12第十二頁(yè)，共108頁(yè)。4.負(fù)荷計(jì)算的主要內(nèi)容13第十三頁(yè)，共108頁(yè)。第二節(jié)14第十四頁(yè)，共108頁(yè)。？15第十五頁(yè)，共108頁(yè)。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用暫載率ε表征其工作特征，取一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與工作周期的百分比值暫載率εT-----工作周期t-----工作周期內(nèi)的工作時(shí)間t0-----工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間16第十六頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)17第十七頁(yè)，共108頁(yè)。根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，負(fù)荷計(jì)算方法選取原則：

需要系數(shù)法:

用于初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段的負(fù)荷計(jì)算；單位指標(biāo)法:

用于方案設(shè)計(jì)階段進(jìn)行電力負(fù)荷估算。對(duì)于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。18第十八頁(yè)，共108頁(yè)。N―單位數(shù)量（m2、戶、床）KP―單位有功負(fù)荷密度（W/m2

、W/戶、W/床）KS―單位視在負(fù)荷密度（VA/m2

、VA/戶、VA/床)住宅樓賓館寫字樓商業(yè)樓2.5~4KVA/戶70~100VA/m290~110VA/m2100~130VA/m2第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法2.單位指標(biāo)法確定計(jì)算負(fù)荷查閱p28：表2-919第十九頁(yè)，共108頁(yè)。國(guó)內(nèi)外部分旅館變壓器的裝機(jī)容量和用電指標(biāo)20第二十頁(yè)，共108頁(yè)。(kW)2.需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷PC——有功計(jì)算負(fù)荷/kWPe——設(shè)備額定容量/kWKX——需要系數(shù)……？21第二十一頁(yè)，共108頁(yè)。K：同時(shí)使用系數(shù)，為在最大負(fù)荷工作班某組工作著的用電設(shè)備容量與接于線路中全部用電設(shè)備總額定容量之比；KL：負(fù)荷系數(shù)，用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，此系數(shù)表示工作著的用電設(shè)備實(shí)際所需功率與其額定容量之比ηwl：線路供電效率；η：用電設(shè)備組在實(shí)際運(yùn)行功率時(shí)的平均效率。

需要系數(shù)KX22第二十二頁(yè)，共108頁(yè)。實(shí)際上，上述系數(shù)對(duì)于成組用電設(shè)備是很難確定的，如一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)或車間來說，生產(chǎn)性質(zhì)，工藝特點(diǎn)，加工條件，技術(shù)管理和勞動(dòng)組織以及工人操作水平等因素，都對(duì)KX有影響。所以KX只能靠測(cè)量統(tǒng)計(jì)確定,見相關(guān)手冊(cè)。上述各種因素可供設(shè)計(jì)人員在變動(dòng)的系數(shù)范圍內(nèi)選用時(shí)參考。

需要系數(shù)KX設(shè)備臺(tái)數(shù)多時(shí)，KX取較小值；設(shè)備臺(tái)數(shù)少時(shí)，KX取較大值。23第二十三頁(yè)，共108頁(yè)。建筑類別KX建筑類別KX一般旅館、招待所0.7～0.8一般辦公樓0.7～0.8高級(jí)旅館、招待所0.6～0.7高級(jí)辦公樓0.6～0.7旅游賓館0.35～0.45科研樓0.8～0.9電影院、文化館0.7～0.8發(fā)展與交流中心0.6～0.7劇場(chǎng)0.6～0.7教學(xué)樓0.8～0.9禮堂0.5～0.7圖書館0.6～0.7體育練習(xí)館0.7～0.8托兒所、幼兒園0.8～0.9體育館0.65～0.75小型商業(yè)、服務(wù)業(yè)用房0.85～0.9展覽廳0.5～0.7綜合商業(yè)、服務(wù)樓0.75～0.85門診樓0.6～0.7食堂、餐廳0.8～0.9一般病房樓0.65～0.75高級(jí)餐廳0.7～0.8高級(jí)病房樓0.5～0.6火車站0.75～0.78鍋爐房0.9～1博物館0.82～0.92民用建筑照明負(fù)荷需要系數(shù)KX

24第二十四頁(yè)，共108頁(yè)。戶數(shù)需要系數(shù)KX多層住宅高層住宅全電氣化住宅1～100.8～10.8～10.93～110～200.7～0.80.75~0.850.93～0.9121～1000.54～0.60.55～0.630.45～0.85100～2000.46～0.540.45～0.550.32～0.38>2000.42～0.460.43～0.450.30～0.32《重慶地區(qū)住宅電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法查閱p17-表2-2~表2-725第二十五頁(yè)，共108頁(yè)。(kW)2.需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷……？PC——有功計(jì)算負(fù)荷/kWPe——設(shè)備額定容量/kWKX——需要系數(shù)26第二十六頁(yè)，共108頁(yè)。(1)用電設(shè)備額定容量的計(jì)算在每臺(tái)用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡(jiǎn)單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。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(shè)備額定容量”、“設(shè)備容量”或“設(shè)備負(fù)荷”，用Pe表示。

計(jì)算設(shè)備額定容量中的幾個(gè)注意點(diǎn)第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法27第二十七頁(yè)，共108頁(yè)。銘牌實(shí)際運(yùn)行如何換算？按同一周期內(nèi)等效發(fā)熱條件進(jìn)行換算，

發(fā)熱量計(jì)算公式為I2Rt，在設(shè)備產(chǎn)生相同熱量的條件下在同一電壓下同一周期T的負(fù)荷持續(xù)率所以28第二十八頁(yè)，共108頁(yè)。長(zhǎng)期工作制、短期工作制：設(shè)備容量Pe=其銘牌功率PN。斷續(xù)周期工作制：起重機(jī)、電梯用電動(dòng)機(jī)統(tǒng)一換算到暫載率εe=25%電焊機(jī)統(tǒng)一換算到暫載率εe=100%29第二十九頁(yè)，共108頁(yè)。(2)照明設(shè)備的設(shè)備容量①白熾燈、碘鎢燈：設(shè)備容量就等于燈泡上標(biāo)注的額定功率；②熒光燈、高壓水銀熒光燈、金屬鹵化物燈：還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法30第三十頁(yè)，共108頁(yè)。(3)不對(duì)稱單相負(fù)荷的設(shè)備容量

當(dāng)有多臺(tái)單相用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負(fù)載不對(duì)稱情況。單相負(fù)荷容量的最大差值<三相總負(fù)荷的10%時(shí)，可按三相對(duì)稱分配考慮。單相負(fù)荷容量的最大差值>三相總負(fù)荷的10%時(shí)，則供配電設(shè)備容量Pe應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷的原則進(jìn)行換算。注意區(qū)分相負(fù)荷與線負(fù)荷，并進(jìn)行換算。換算方法詳見附錄2第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法31第三十一頁(yè)，共108頁(yè)。(4)備用設(shè)備的容量不列入設(shè)備總?cè)萘?/p>

無論是小區(qū)或高層建筑，都有相當(dāng)一部分的備用設(shè)備，如小區(qū)的備用通風(fēng)機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)，高層建筑中的備用生活水泵、空調(diào)制冷設(shè)備等，這些備用設(shè)備的容量在計(jì)算時(shí)不能列在設(shè)備總?cè)萘恐小Ｏ浪?、專用消防電梯以及在消防狀態(tài)下才使用的送風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)等，及在非正常狀態(tài)下使用的用電設(shè)備與非火災(zāi)等正常情況下對(duì)比后取較大者列入計(jì)算負(fù)荷；當(dāng)夏季有制冷的空調(diào)系統(tǒng)，而冬季則利用鍋爐采暖時(shí)，由于后者用電設(shè)備容量小于前者，因此鍋爐的用電設(shè)備容量也不計(jì)入總用電設(shè)備容量。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法32第三十二頁(yè)，共108頁(yè)。(kW)(kVar)或(kVA)計(jì)算電流2.需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷A有功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷——設(shè)備額定容量/kW——用電設(shè)備功率因數(shù)角——額定電壓/kV慎用！33第三十三頁(yè)，共108頁(yè)。例題2-1已知小型冷加工機(jī)床車間0.38kV系統(tǒng)，擁有設(shè)備如下：（1）機(jī)床35臺(tái)總計(jì)98.00KW：（Kx1=0.20cosφ1=0.50tgφ1=1.73）（2）通風(fēng)機(jī)4臺(tái)總計(jì)5.00KW：（Kx2=0.80cosφ2=0.80tgφ2=0.75）（3）電爐4臺(tái)總計(jì)10.00KW：（Kx3=0.80cosφ3=1.00tgφ3=0.00）（4）行車2臺(tái)總計(jì)5.60KW：（Kx4=0.80cosφ4=0.80tgφ4=0.75ε4=15%）（5）電焊機(jī)3臺(tái)總計(jì)17.50KVA：（Kx5=0.35cosφ5=0.60tgφ5=1.33ε5=65%）試求：每組負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷（Pc、Qc、Sc、Ic）？第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法34第三十四頁(yè)，共108頁(yè)。解：（1）機(jī)床組為連續(xù)工作制設(shè)備,故

（2）通風(fēng)機(jī)組為連續(xù)工作制設(shè)備,故

第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法機(jī)床35臺(tái)總計(jì)98.00KW；Kx1=0.20cosφ1=0.50tgφ1=1.73通風(fēng)機(jī)4臺(tái)總計(jì)5.00KW；Kx2=0.80cosφ2=0.80tgφ2=0.7535第三十五頁(yè)，共108頁(yè)。（3）電爐組為連續(xù)工作制設(shè)備,故

（4）行車組的設(shè)備功率為統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε=25%時(shí)的有功功率：第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法電爐4臺(tái)總計(jì)10.00KW；Kx3=0.80cosφ3=1.00，tgφ3=0.00行車2臺(tái)總計(jì)5.60KW；Kx4=0.80cosφ4=0.80tgφ4=0.75ε4=15%36第三十六頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法（5）電焊機(jī)組的設(shè)備功率為統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε=100%時(shí)的有功功率：電焊機(jī)3臺(tái)總計(jì)17.50KVA；Kx5=0.35cosφ5=0.60tgφ5=1.33ε5=65%

電焊機(jī)組機(jī)床組通風(fēng)機(jī)組電爐組行車組配電干線總計(jì)算負(fù)荷？37第三十七頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法配電干線上或變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，但各個(gè)用電設(shè)備組的最大負(fù)荷并非同時(shí)出現(xiàn)。在求計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（或叫同期系數(shù)）K∑，具體計(jì)算如下：有功功率無功功率視在功率計(jì)算電流多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷K∑p、K∑q-----有功功率、無功功率同時(shí)系數(shù)，分別取0.8～1.0和0.93～1.0。38第三十八頁(yè)，共108頁(yè)。電焊機(jī)組機(jī)床組通風(fēng)機(jī)組電爐組行車組配電干線第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法例題2-2：已知條件同例題2-1。當(dāng)有功功率同時(shí)系數(shù)K∑p=0.9；無功功率同時(shí)系數(shù)K∑q=0.95時(shí)。試求：車間總的計(jì)算負(fù)荷（Pc、Qc、Sc、Ic）解：通過上題的計(jì)算，已求出(1)機(jī)床組：Pc1=19.60KWQc1=33.91Kvar(2)通風(fēng)機(jī)組：Pc2=4.00KWQc2=3.00Kvar(3)電爐組:Pc3=8.00KWQc3=0.00Kvar(4)行車組:Pc4=3.47KWQc4=2.60Kvar(5)電焊機(jī)組：Pc5=2.96KWQc5=3.94Kvar用于配電干線以及變電所電力變壓器容量的選擇39第三十九頁(yè)，共108頁(yè)。序號(hào)用電設(shè)

備名稱設(shè)備容量（kW）計(jì)算系數(shù)

計(jì)算負(fù)荷

臺(tái)數(shù)總?cè)萘繒狠d率KXcosφtanφP（kW）Q（kvar）S（kVA）I（kA）1機(jī)床組3598

0.20.51.7319.6033.9139.1759.582通風(fēng)機(jī)組45

0.80.80.754.003.005.007.63電爐組410

0.810.008.000.008.0012.174行車25.60.150.80.80.753.472.604.346.65電焊機(jī)317.5kVA0.650.350.61.332.963.944.937.5

同時(shí)系數(shù)

0.900.95

小計(jì)

34.2341.2353.5981.52為了使結(jié)果一目了然，便于審核，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中常用第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算書40第四十頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法例題2-3：七層住宅中的一個(gè)單元，一梯二戶，每戶容量按6kW計(jì)，每相供電負(fù)荷分配如下：L1供一、二、三層；L2供四、五層；L3供六、七層，照明系統(tǒng)圖見2-4。求此單元的計(jì)算負(fù)荷？41第四十一頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法解：本單元的設(shè)備總?cè)萘浚?/p>

Pe=層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=7×2×6kW=84kW每相容量：PeL1=供電層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=3×2×6kW=36kW

PeL2=供電層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=2×2×6kW=24kW

PeL3=供電層數(shù)×每層戶數(shù)×每戶容量=2×2×6kW=24kW最大相與最小相負(fù)荷之差：最大相與最小相負(fù)荷之差與總負(fù)荷之比：不對(duì)稱單相負(fù)荷的設(shè)備容量如何計(jì)算？42第四十二頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法故本單元的設(shè)備等效總?cè)萘浚翰楸?-6可知：KX=0.8，cosφ=0.9，tgφ=0.48有功功率

無功功率視在功率計(jì)算電流若有負(fù)荷接于線電壓呢？43第四十三頁(yè)，共108頁(yè)。補(bǔ)充例題1如圖所示220/380V三相四線制線路上，接有220V單相電熱干燥箱4臺(tái)，其中2臺(tái)10kW接于A相，1臺(tái)30kW接于B相，1臺(tái)20kW接于C相。此外接有380V單相對(duì)焊機(jī)4臺(tái)，其中2臺(tái)14kW（ε=100％）接于AB相間，1臺(tái)20kW（ε=100％）接于BC間，1臺(tái)30kW（ε=60％）接于CA相間。試求此線路的計(jì)算負(fù)荷。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法44第四十四頁(yè)，共108頁(yè)。解：

(1)電熱干燥箱的各相計(jì)算負(fù)荷查表得因此只需計(jì)算其有功計(jì)算負(fù)荷：A相B相C相第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法45第四十五頁(yè)，共108頁(yè)。(2)對(duì)焊機(jī)的各相計(jì)算負(fù)荷先將接于CA相間的30kW（ε=60%）換算至ε=100%的容量，即查表得再查得

時(shí)的功率換算系數(shù)第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法2臺(tái)14kW（ε=100％）接于AB相間，1臺(tái)20kW（ε=100％）接于BC間，1臺(tái)30kW（ε=60％）接于CA相間46第四十六頁(yè)，共108頁(yè)。因此各相的有功和無功設(shè)備容量為

A相B相

C相第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法47第四十七頁(yè)，共108頁(yè)。各相的有功和無功計(jì)算負(fù)荷為A相B相C相第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法48第四十八頁(yè)，共108頁(yè)。(3)各相總的有功和無功計(jì)算負(fù)荷A相B相C相第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法49第四十九頁(yè)，共108頁(yè)。(4)總的等效三相計(jì)算負(fù)荷因B相的有功計(jì)算負(fù)荷最大，故取B相計(jì)算其等效三相計(jì)算負(fù)荷，由此可得以上計(jì)算也可列成單相負(fù)荷計(jì)算表，從略。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法50第五十頁(yè)，共108頁(yè)。意義：尖峰電流是持續(xù)時(shí)間為1~2秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流。為了選擇熔斷器和自動(dòng)開關(guān)、整定繼電保護(hù)裝置，以及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)，必須計(jì)算尖峰電流。單臺(tái)電動(dòng)機(jī)尖峰電流的計(jì)算K：?jiǎn)?dòng)電流倍數(shù)，設(shè)備啟動(dòng)電流與其額定電流的比值鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)：6~7：2~3尖峰電流的計(jì)算第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法51第五十一頁(yè)，共108頁(yè)。

多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電回路尖峰電流的計(jì)算第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法(KIN)max:尖峰電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流

：其余電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電流Istmax：尖峰電流最大的那臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；：其余的n-1臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流之和；Kt：

n-1臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同時(shí)系數(shù)，一般取0.7～1.0。52第五十二頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)組尖峰電流的計(jì)算所有參與自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流之和n——參與自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；Ijfi——第i臺(tái)自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；53第五十三頁(yè)，共108頁(yè)。第三節(jié)負(fù)荷計(jì)算的方法例2-4：有一0.38kV的配電支線，給電動(dòng)機(jī)供電，已知，K1=5，IrM1=4A，K2=4，IrM2=4A，K3=3，IrM3=10A，K4=2.8，IrM4=5A。求該配電線路的尖峰電流。假設(shè)同時(shí)系數(shù)Kt為1.0，電動(dòng)機(jī)非自啟動(dòng)。解：由已知條件，第3臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流最大，故配電線路尖峰電流應(yīng)為54第五十四頁(yè)，共108頁(yè)。第四節(jié)55第五十五頁(yè)，共108頁(yè)。第四節(jié)建筑用電負(fù)荷特征北京大型公共建筑能耗比例商場(chǎng)政府辦公樓空調(diào)系統(tǒng)26％照明27％電梯8％電腦29％開水器10％賓館寫字樓56第五十六頁(yè)，共108頁(yè)。電力負(fù)荷在高層建筑中的分布位置用電負(fù)荷遍布整個(gè)大樓的各層；地下層（或大樓底部）是用電負(fù)荷集中的地方（空調(diào)設(shè)備、生活水泵、消防泵、噴淋泵）頂層（或頂部）也是用電負(fù)荷集中區(qū)（電梯機(jī)房、風(fēng)機(jī)、加壓泵）超高層建筑的中部位置（分區(qū)電梯機(jī)房、中間泵站、分區(qū)空調(diào)設(shè)備的布置多在大樓的中部）。第四節(jié)建筑用電負(fù)荷特征57第五十七頁(yè)，共108頁(yè)。豎向配電干線圖58第五十八頁(yè)，共108頁(yè)。第四節(jié)建筑用電負(fù)荷特征59第五十九頁(yè)，共108頁(yè)。第四節(jié)建筑用電負(fù)荷特征60第六十頁(yè)，共108頁(yè)。第四節(jié)建筑用電負(fù)荷特征61第六十一頁(yè)，共108頁(yè)。第五節(jié)62第六十二頁(yè)，共108頁(yè)。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償根本原因：供配電系統(tǒng)中無功功率的存在。1.功率因數(shù)低的原因

變壓器和電動(dòng)機(jī)

利用電磁感應(yīng)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；

線路

存在有一定的電抗，也會(huì)需要無功功率；

氣體放電燈

鎮(zhèn)流器是電感性負(fù)荷，也需要無功功率

……63第六十三頁(yè)，共108頁(yè)。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償2.提高功率因數(shù)的意義使電力系統(tǒng)的設(shè)備容量得到充分利用減少有功損耗減少電壓損失可減少有色金屬消耗量64第六十四頁(yè)，共108頁(yè)?？捎上辔槐恚üβ室驍?shù)表）直接測(cè)出，或由功率表、電壓表和電流表的讀數(shù)通過下式求得（間接測(cè)量）：運(yùn)行過程中某一瞬間的功率因數(shù)值第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償3.功率因數(shù)的計(jì)算1)瞬時(shí)功率因數(shù)65第六十五頁(yè)，共108頁(yè)。2）

均權(quán)（平均）功率因數(shù)

某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)，功率因數(shù)的平均值。WP——某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kW·h）；有功電度表測(cè)量WQ——某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kvar·h）；無功電度表測(cè)量

我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)來調(diào)整。上式可以計(jì)算已投入運(yùn)行的用電單位的功率因數(shù)。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償66第六十六頁(yè)，共108頁(yè)。0.90為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表減收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)減少％實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加％實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加％0.900.000.890.50.757.50.910.150.881.00.748.00.920.300.871.50.738.50.930.450.862.00.729.00.940.600.852.50.719.50.95~1.000.750.843.00.7010.00.833.50.6911.00.824.00.6812.00.814.50.6713.00.805.00.6614.00.795.50.6515.00.786.0功率因數(shù)自0.64及以下，每降低0.01電費(fèi)增加2％0.776.50.767.067第六十七頁(yè)，共108頁(yè)。對(duì)于正在進(jìn)行設(shè)計(jì)的工業(yè)企業(yè)則采用下述的計(jì)算方法：3）

總平均功率因數(shù)PC----全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；QC----全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；α----有功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.7~0.75；β----無功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.76~0.82。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償68第六十八頁(yè)，共108頁(yè)。指在最大負(fù)荷（即計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的功率因數(shù)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上?！睙o功補(bǔ)償?shù)谖骞?jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償4)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)69第六十九頁(yè)，共108頁(yè)。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償4.無功補(bǔ)償措施70第七十頁(yè)，共108頁(yè)。5.并聯(lián)電容器的補(bǔ)償原理CuiRLi1提高了整個(gè)電路的功率因數(shù)但原負(fù)載cosφ1未變第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償71第七十一頁(yè)，共108頁(yè)。呈電容性。呈電感性

功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)绞裁闯潭?？理論上可以補(bǔ)償成以下三種情況:呈電阻性第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償72第七十二頁(yè)，共108頁(yè)。結(jié)論：在角相同的情況下，補(bǔ)償成容性要求使用的電容容量更大，經(jīng)濟(jì)上不合算，所以一般工作在欠補(bǔ)償狀態(tài)。感性（較?。┤菪裕ㄝ^大）C

較大功率因數(shù)補(bǔ)償成感性好，還是容性好？

一般情況下很難做到完全補(bǔ)償（即：）過補(bǔ)償欠補(bǔ)償φ第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償73第七十三頁(yè)，共108頁(yè)。補(bǔ)償容量可以用功率三角形確定：可見并聯(lián)C前后：有功功率P不變；無功功率Q減少，視在功率減少。如圖：QCQPQLj1S1jS第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償74第七十四頁(yè)，共108頁(yè)。QC----補(bǔ)償容量（kVar）PC----總計(jì)算負(fù)荷（kW）

----無功補(bǔ)償后的功率因數(shù)（要求達(dá)到0.90以上）

1----無功補(bǔ)償前的負(fù)荷功率因數(shù)QC=

PC(tg1－tg）（kVar)第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償6.補(bǔ)償電容的容量計(jì)算補(bǔ)償率查閱p32表2-10《補(bǔ)償率》75第七十五頁(yè)，共108頁(yè)。在確定總補(bǔ)償容量Qc之后，就可根據(jù)所選并聯(lián)電容器單只容量Qc1決定并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)：

n=Qc/Qc1

三相電容器，通常在其內(nèi)部接成三角形只有當(dāng)電容器的額定電壓低于運(yùn)行電壓時(shí)，才接成星形。取相近偏大的整數(shù);若為單相電容器,則應(yīng)取3的整數(shù)倍相同的電容器，接成三角形接線，因電容器上所加電壓為線電壓，所補(bǔ)償?shù)臒o功容量則是星形接線的三倍。若是補(bǔ)償容量相同，采用三角形接線比星形接線可節(jié)約電容值三分二。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償？76第七十六頁(yè)，共108頁(yè)。7.電容器的補(bǔ)償方式1、個(gè)別補(bǔ)償：直接安裝在用電設(shè)備附近。

特點(diǎn)：補(bǔ)償效果好，能減少配電線路上的電能損耗。但這種補(bǔ)償方式總的投資較大，電容器組利用率較低。3、分組（分散）補(bǔ)償：分散安裝在各配電干線或動(dòng)力配電箱旁。

特點(diǎn)：在1和2之間。2、集中補(bǔ)償：集中安裝在變配電所的高壓或低壓側(cè)。

特點(diǎn)：初投資較少，便于集中管理，滿足用電單位總功率因數(shù)的要求。但無法減少配電線路上的電能損耗。

第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償77第七十七頁(yè)，共108頁(yè)。8.并聯(lián)電容器組的投切方式1．手動(dòng)投切(1)補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o功功率的電容器組。(2)常年穩(wěn)定的無功功率。(3)配電所內(nèi)的高壓電容器組。2．自動(dòng)投切(1)避免過補(bǔ)償，裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償在經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)；(2)避免在輕載時(shí)電壓過高，造成某些用電設(shè)備損壞(例如白熾燈燒毀或縮短使用壽命)等損失，而裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償在經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)。(3)必須滿足在所有負(fù)荷情況下都能改善電壓變動(dòng)率，只有裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置才能達(dá)到要求時(shí)。第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償78第七十八頁(yè)，共108頁(yè)。補(bǔ)充例題

某工廠的計(jì)算負(fù)荷為2400kW，功率因數(shù)為0.67。根據(jù)規(guī)定應(yīng)將功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補(bǔ)償），如果采用BWF-10.5-40-1型并聯(lián)電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？并計(jì)算補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)。解：tan1=tan(arccos0.67)=1.108 tan2=tan(arccos0.9)=0.484

Qc=Pc（tan1-tan2）

=2400×(1.108-0.484)=1497.6(kVar)

n=Qc/Qc1=1497.6/40≈38(個(gè))，每相裝設(shè)13個(gè)。此時(shí)的實(shí)際補(bǔ)償容量為Qc=39×40=1560(kvar)，所以補(bǔ)償后實(shí)際平均功率因數(shù)為第五節(jié)建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償額定電壓額定容量1：?jiǎn)蜗?：三相表2-1179第七十九頁(yè)，共108頁(yè)。第六節(jié)80第八十頁(yè)，共108頁(yè)。課后閱讀例2-681第八十一頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)82第八十二頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗有功功率損耗空載損耗（鐵損）+短路損耗（銅損）△PT——變壓器的有功功率損耗（kW）；△P0

——變壓器的空載有功功率損耗（kW），可在產(chǎn)品手冊(cè)查出；△Pk

——變壓器在滿載有功功率損耗（kW），可在產(chǎn)品手冊(cè)查出；SC——計(jì)算負(fù)荷的視在容量（kVA）；SN——變壓器的額定容量（kVA）。1.變壓器的功率損耗83第八十三頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗

2)無功功率損耗空載無功損耗+負(fù)載下無功損耗△QT

——變壓器無功功率損耗（kVar）△Q0——變壓器空載無功功率損失（kVar）△Qk

——變壓器滿載無功功率損失(kVar)I0%——變壓器空載電流占額定電流百分?jǐn)?shù)，可在產(chǎn)品手冊(cè)查出；△uk%——變壓器阻抗電壓占額定電壓百分?jǐn)?shù)，可在產(chǎn)品手冊(cè)查出。β

——變壓器負(fù)荷率84第八十四頁(yè)，共108頁(yè)。在負(fù)荷計(jì)算中，當(dāng)變壓器負(fù)荷率β不大于85%時(shí)，其功率損耗可以概略計(jì)算如下：第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗85第八十五頁(yè)，共108頁(yè)。S9系列油浸式銅線電力變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)（續(xù)）5.51.2190003500Yd116.311,10.5,102500S9-2500/10(6)負(fù)載空載二次一次阻抗電壓（%）空載電流（%）損耗/W聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)額定電壓/kV額定容量/kVA型號(hào)5.51.0230004100Yd116.311,10.5,10

60.8250003500Dyn1160.8250003500Yyn00.411,10.5,10,6.3,63150S9-3150/10(6)61.2180003000Yd116.311,10.5,1060.8180003000Dyn1160.8180003000Yyn00.411,10.5,10,6.3,62000S9-2000/10(6)5.51.3145002400Yd116.311,10.5,1062.5140002400Dyn114.50.6145002400Yyn00.411,10.5,10,6.3,61600S9-1600/10(6)5.51.3120001950Yd116.311,10.5,1052.5110002000Dyn114.50.6120001950Yyn00.411,10.5,10,6.3,61250S9-1250/10(6)5.51.492001700Yd116.311,10.5,1051.792001700Dyn110.411,10.5,10,6.3,61000S9-1000/10(6)Yyn01700103001.74.586第八十六頁(yè)，共108頁(yè)。故變壓器有功損耗得：變壓器的無功損耗得：第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗例2-7:某S9-1000/10型（Yyn0）電力變壓器額定容量為1000kVA，一次電壓為10kV，二次電壓0.4kV，低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷662kW，無功計(jì)算負(fù)荷為450kVar。求變壓器的有功損耗和無功損耗。解：查資料得S9型變壓器規(guī)格：87第八十七頁(yè)，共108頁(yè)。三相供電線路的有功功率損耗△PL：無功功率損耗△QL：L——線路每相計(jì)算長(zhǎng)度(km)；r0、x0——線路單位長(zhǎng)度的交流電阻和電抗，查表2-12~2-14第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗2.供電線路的功率損耗線間幾何均距？88第八十八頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗

“線間幾何均距”是指三相線路間距離的幾何平均值。線距：線間幾何均距b)水平等距排列c)等邊三角形排列a)一般情況89第八十九頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗例2-8有10kV送電線路，線路長(zhǎng)30km，采用LJ-70型鋁鉸線，導(dǎo)線幾何均距為1.25m，輸送的計(jì)算功率為1000kVA，試求該線路的有功和無功功率損耗。解：查表2-13，可得LJ-70型鋁鉸線電阻r0=0.46Ω/km，當(dāng)aav=1.25m時(shí)，x0=0.358Ω/km，所以90第九十頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗

最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)τ——當(dāng)線路和變壓器中以最大負(fù)荷電流IC流過τ小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于實(shí)際變化電流時(shí)的電能損耗。與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)τ

max和負(fù)荷功率因數(shù)cosφ有關(guān)，見圖2-5。3.供配電系統(tǒng)年電能損耗線路年電能損耗線路年電能損耗最大負(fù)荷情況下三相線路中有功功率損耗91第九十一頁(yè)，共108頁(yè)。變壓器年電能損耗第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗變壓器全年實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)變壓器滿載有功功率損耗(kW)最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)變壓器空載有功功率損耗(kW)92第九十二頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗線損率計(jì)算變壓器全年損失電量(kWh)線路全年損失電量(kWh)供電系統(tǒng)全年總供電量(kWh)供電系統(tǒng)線損率4.線損率和年電能需要量計(jì)算93第九十三頁(yè)，共108頁(yè)。補(bǔ)充例題：某建筑供配電系統(tǒng)如圖所示，變壓器低壓母線上引出3條配電支線，r0=0.9Ω/km，x0=0.8Ω/km。負(fù)荷SC1：PC1=100kW，cosφ1=0.95；負(fù)荷SC2：PC2=80kW，cosφ2=0.9；所有負(fù)荷的Tmax=6000h，有功和無功同時(shí)系數(shù)取0.9。試求變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷S∑、該系統(tǒng)的年電能損耗、線損率。假設(shè)變壓器全年工作。解：支線1的功率損耗94第九十四頁(yè)，共108頁(yè)。支線2的功率損耗變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷95第九十五頁(yè)，共108頁(yè)。查變壓器S9-2000/10的資料可得：故變壓器有功損耗：變壓器的無功損耗：變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷96第九十六頁(yè)，共108頁(yè)。最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)：τ1=4500h，τ2=4600h線路年電能損失：變壓器低壓側(cè)功率因數(shù)：變壓器的最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)τT=4550h變壓器年電能損失：97第九十七頁(yè)，共108頁(yè)。該配電系統(tǒng)的年電能損失為：系統(tǒng)年電能需求：線損率為98第九十八頁(yè)，共108頁(yè)。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗年電能需要量計(jì)算PC，QC——企業(yè)的計(jì)算有功功率（kW）、計(jì)算無功功率(kVar)；Tn——年實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù),

一班制為1860h，二班制為3720h，三班制為5580h；αav，βav——年平均有功、無功負(fù)荷系數(shù)。99第九十九頁(yè)，共108頁(yè)。補(bǔ)充例題：

假設(shè)某商場(chǎng)有功計(jì)算負(fù)荷為657kW，無功計(jì)算負(fù)荷為305kVar，實(shí)際年運(yùn)行時(shí)間為4000h，試計(jì)算其年電能消耗量。第七節(jié)供配電系統(tǒng)中的能量損耗解：取負(fù)荷系數(shù)

可得年有功耗電量為年無功耗