建筑供配電的負(fù)荷計(jì)算

1、第二章第二章 建筑供配電的負(fù)荷計(jì)算建筑供配電的負(fù)荷計(jì)算 第一節(jié)第一節(jié) 計(jì)算負(fù)荷的意義和計(jì)算計(jì)算負(fù)荷的意義和計(jì)算目的目的 一、原始資料一、原始資料: 用電負(fù)荷的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)。用電負(fù)荷的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)。二、考慮因素二、考慮因素: 非同時(shí)運(yùn)行；運(yùn)行并非在額定狀態(tài)下。非同時(shí)運(yùn)行；運(yùn)行并非在額定狀態(tài)下。三、計(jì)算負(fù)荷三、計(jì)算負(fù)荷: 將原始資料將原始資料,結(jié)合考慮因素結(jié)合考慮因素,變成供配電變成供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的假想負(fù)荷。系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的假想負(fù)荷。四、意義和目的四、意義和目的:（一）求計(jì)算負(fù)荷（一）求計(jì)算負(fù)荷,也稱需用負(fù)荷也稱需用負(fù)荷 1.作為按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)各級(jí)電作為按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)各級(jí)

2、電壓供電網(wǎng)絡(luò)變壓器容量、導(dǎo)體和電氣設(shè)壓供電網(wǎng)絡(luò)變壓器容量、導(dǎo)體和電氣設(shè)備的依據(jù)。備的依據(jù)。2. 用來計(jì)算電壓損失和功率損耗。用來計(jì)算電壓損失和功率損耗。3.在工程上為方便計(jì)算，亦可作為能量消在工程上為方便計(jì)算，亦可作為能量消耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。（二）求尖峰電流（二）求尖峰電流 計(jì)算電壓波動(dòng)、選擇熔斷器等保護(hù)元計(jì)算電壓波動(dòng)、選擇熔斷器等保護(hù)元件。件。（三）求平均負(fù)荷（三）求平均負(fù)荷 計(jì)算供配電系統(tǒng)中電能需要量，電能計(jì)算供配電系統(tǒng)中電能需要量，電能損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。第二節(jié)第二節(jié) 用電設(shè)備的主要特征用電設(shè)備的主要特征一一 分類

3、：（按工作制分分類：（按工作制分 連續(xù)運(yùn)行工作制連續(xù)運(yùn)行工作制 短時(shí)運(yùn)行工作制短時(shí)運(yùn)行工作制 反復(fù)短時(shí)運(yùn)行工作制反復(fù)短時(shí)運(yùn)行工作制二二 設(shè)備容量設(shè)備容量 Pe 的確定的確定 連續(xù)運(yùn)行工作制用電設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行工作制用電設(shè)備的 Pe （kw)等等于其銘牌額定功率于其銘牌額定功率 PN (kw) 短時(shí)運(yùn)行工作制用電設(shè)備，求計(jì)算負(fù)荷短時(shí)運(yùn)行工作制用電設(shè)備，求計(jì)算負(fù)荷時(shí)一般不考慮。時(shí)一般不考慮。 反復(fù)短時(shí)運(yùn)行工作制用電設(shè)備反復(fù)短時(shí)運(yùn)行工作制用電設(shè)備,是將某一是將某一 暫載率下的銘牌額定功率統(tǒng)一換算到一暫載率下的銘牌額定功率統(tǒng)一換算到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)暫載率的功率。個(gè)標(biāo)準(zhǔn)暫載率的功率。第三節(jié)第三節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的基本概

4、念負(fù)荷計(jì)算的基本概念一一 負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線 表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)表示一組用電設(shè)備的功率隨時(shí)間變化關(guān)系的圖形。系的圖形。 可直觀地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)于可直觀地反映出用戶用電特點(diǎn)，對(duì)于同類型的用戶，其負(fù)荷曲線形狀大致相同類型的用戶，其負(fù)荷曲線形狀大致相同。同。1.按負(fù)荷性質(zhì)分按負(fù)荷性質(zhì)分 有功負(fù)荷曲線有功負(fù)荷曲線 無功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線2.按持續(xù)工作時(shí)間分按持續(xù)工作時(shí)間分(1)日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線(24h)(2)年負(fù)荷曲線（年負(fù)荷曲線（8760h 日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線（運(yùn)行年日最大負(fù)荷全年時(shí)間變化曲線（運(yùn)行年負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線 年持續(xù)負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線 二二 與負(fù)荷計(jì)算

5、相關(guān)的物理量與負(fù)荷計(jì)算相關(guān)的物理量 （一）年最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（一）年最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷 全年中最大工作班內(nèi)半小時(shí)平均功率的全年中最大工作班內(nèi)半小時(shí)平均功率的最大值。用最大值。用 Pm 、 Qm 、 Sm表示。表示。 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 一個(gè)假想時(shí)間，反映用戶以年最大負(fù)荷一個(gè)假想時(shí)間，反映用戶以年最大負(fù)荷 Pm持續(xù)運(yùn)行持續(xù)運(yùn)行 Tm h所消耗的能量恰好等于所消耗的能量恰好等于 全年實(shí)際消耗的能量全年實(shí)際消耗的能量。（二）平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)（二）平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) 平均負(fù)荷平均負(fù)荷 電力用戶在一段時(shí)間內(nèi)消耗功率的平電力用戶在一段時(shí)間

6、內(nèi)消耗功率的平均值。用均值。用 Pav 、 Qav 、 Sav 。 負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù) 在最大工作班內(nèi)，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷在最大工作班內(nèi)，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比。之比。mavQQmavPP 一般工廠年負(fù)荷系數(shù)年平均值為：一般工廠年負(fù)荷系數(shù)年平均值為： =0.70.75 =0.760.82（三）需要系數(shù)三）需要系數(shù) 是一個(gè)綜合系數(shù)，與設(shè)備組的同期系數(shù)、是一個(gè)綜合系數(shù)，與設(shè)備組的同期系數(shù)、設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)、線路及用電設(shè)備效率、設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)、線路及用電設(shè)備效率、以及很多隨機(jī)因素有關(guān)。其定義為：以及很多隨機(jī)因素有關(guān)。其定義為： emdPPK （四）利用系數(shù)（四）利用系數(shù)eavuPPK 三三 計(jì)算負(fù)荷

7、的定義計(jì)算負(fù)荷的定義 是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備時(shí)是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備時(shí)使用的一個(gè)假想負(fù)荷，通常規(guī)定取使用的一個(gè)假想負(fù)荷，通常規(guī)定取30分分鐘平均最大負(fù)荷鐘平均最大負(fù)荷 P30、 Q30和和 S30作為該作為該 用戶的用戶的“計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷”。 其物理意義：其物理意義： 計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行產(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)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)相等生的最大熱效應(yīng)相等。 因此因此： PC= P30= Pm QC= Q30= Qm SC= S30= Sm四、求計(jì)算負(fù)荷的方法四、求計(jì)算負(fù)荷的方法（一）（一） 需要系數(shù)法需要系數(shù)法 計(jì)算簡(jiǎn)

8、便，最為通用的一種方法。計(jì)算簡(jiǎn)便，最為通用的一種方法。1.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 edcPKPtgPQcc22cccQPSkwvarkkVANccUSI3 A2.多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 （ 配電干線和配電干線和 變電所低壓母線）變電所低壓母線） K 同期系數(shù)同期系數(shù)mieidicPKKP1mieiicPtgKQ1kwvark （二（二 ）按二項(xiàng)式法）按二項(xiàng)式法 當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別相當(dāng)大的低壓支線和干線的別相當(dāng)大的低壓支線和干線的 計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用。（略時(shí)，采用。（略（三（三 ） 估算方法估算方法

9、 單位產(chǎn)品耗量法、負(fù)荷密度法等單位指單位產(chǎn)品耗量法、負(fù)荷密度法等單位指標(biāo)法標(biāo)法。 第四節(jié)第四節(jié) 建筑用電負(fù)荷的計(jì)算建筑用電負(fù)荷的計(jì)算方法方法 一、計(jì)算方法一、計(jì)算方法 規(guī)范中規(guī)定在方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)階段可規(guī)范中規(guī)定在方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段宜采用需要系數(shù)法。對(duì)于住宅，設(shè)計(jì)階段宜采用需要系數(shù)法。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。在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。二、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)二、負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 按使用功能，由使用單位提供。按使用功能，由使用單位提供。 其他工種提供其他工種提供 按規(guī)范進(jìn)行計(jì)算按規(guī)范進(jìn)行計(jì)算 電氣設(shè)計(jì)人員自行搜集

10、電氣設(shè)計(jì)人員自行搜集 三、單位指標(biāo)法三、單位指標(biāo)法 民用建筑主要有照明、動(dòng)力及空調(diào)民用建筑主要有照明、動(dòng)力及空調(diào)負(fù)荷。負(fù)荷。例例 商業(yè)性高層建筑的用電負(fù)荷大致分布：商業(yè)性高層建筑的用電負(fù)荷大致分布： 空調(diào)設(shè)備空調(diào)設(shè)備4050%， 電氣照明電氣照明3035%， 動(dòng)力用電動(dòng)力用電2025%。（一）單位指標(biāo)法的計(jì)算公式如下（一）單位指標(biāo)法的計(jì)算公式如下: ScKN1000式中式中: Sc計(jì)算的在功率計(jì)算的在功率(kvA)； K單位指標(biāo)單位指標(biāo)(vAm2)； N建筑面積建筑面積(m2)。（二）住宅負(fù)荷的計(jì)算（二）住宅負(fù)荷的計(jì)算 每套住宅用電負(fù)荷，不再按燈具、插座每套住宅用電負(fù)荷，不再按燈具、插座等容量

11、逐一計(jì)算，而是按套型類別進(jìn)行等容量逐一計(jì)算，而是按套型類別進(jìn)行確定，根據(jù)我國(guó)住宅發(fā)展，每套住宅供確定，根據(jù)我國(guó)住宅發(fā)展，每套住宅供電容量標(biāo)準(zhǔn)，一般可在電容量標(biāo)準(zhǔn)，一般可在4一一12kw范圍選范圍選取。取。 高級(jí)公寓的每戶建筑面積在高級(jí)公寓的每戶建筑面積在l00200m2時(shí)用電標(biāo)準(zhǔn)可為時(shí)用電標(biāo)準(zhǔn)可為10一一15kw。四、需要系數(shù)法四、需要系數(shù)法（一）（一） 計(jì)算公式如下：計(jì)算公式如下： PcKdPe式中：式中： Pc計(jì)算有功功率計(jì)算有功功率(kw)； Kd 需要系數(shù)需要系數(shù)(三臺(tái)以下時(shí)三臺(tái)以下時(shí)Kd 1)； Pe用電設(shè)備組的設(shè)備容量用電設(shè)備組的設(shè)備容量(kw)。 （二）進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)先對(duì)用電

12、設(shè)備容（二）進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)先對(duì)用電設(shè)備容量進(jìn)行如下處理：量進(jìn)行如下處理： 照明負(fù)荷的用電設(shè)備容量應(yīng)根據(jù)所用光源照明負(fù)荷的用電設(shè)備容量應(yīng)根據(jù)所用光源的額定功率加上附屬設(shè)備的功率。如氣體的額定功率加上附屬設(shè)備的功率。如氣體放電燈、金屬鹵化物燈，為燈泡的額定功放電燈、金屬鹵化物燈，為燈泡的額定功率加上鎮(zhèn)流器的功耗。率加上鎮(zhèn)流器的功耗。 低壓鹵鎢燈為燈泡的額定功率加上變壓器低壓鹵鎢燈為燈泡的額定功率加上變壓器的功率。的功率。 用電設(shè)備組的設(shè)備容量不包括備用設(shè)備，用電設(shè)備組的設(shè)備容量不包括備用設(shè)備，消防用電設(shè)備容量不列入總設(shè)備容量。消防用電設(shè)備容量不列入總設(shè)備容量。 季節(jié)性用電設(shè)備季節(jié)性用電設(shè)備(如

13、制冷設(shè)備和采暖設(shè)備如制冷設(shè)備和采暖設(shè)備)應(yīng)擇其大者計(jì)入總設(shè)備容量。應(yīng)擇其大者計(jì)入總設(shè)備容量。 反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備功率應(yīng)換算反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備功率應(yīng)換算到負(fù)載持續(xù)率為到負(fù)載持續(xù)率為25的設(shè)備功率。的設(shè)備功率。 單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當(dāng)單單相負(fù)荷應(yīng)均衡的分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)負(fù)荷的總?cè)萘康目側(cè)萘康?5時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大于計(jì)算；如單相用電設(shè)備不對(duì)稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康娜嘤秒娫O(shè)備總?cè)萘康?5時(shí)，則設(shè)備時(shí)，則設(shè)備容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷計(jì)算。容量應(yīng)按三倍最大相負(fù)

14、荷計(jì)算。 用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表（三）總負(fù)荷計(jì)算（三）總負(fù)荷計(jì)算 對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行分組計(jì)算時(shí)，同類用電對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行分組計(jì)算時(shí)，同類用電設(shè)備的總?cè)萘繛樗銛?shù)相加。不同類用電設(shè)備的總?cè)萘繛樗銛?shù)相加。不同類用電設(shè)備的總?cè)萘繎?yīng)按有功功率和無功功率設(shè)備的總?cè)萘繎?yīng)按有功功率和無功功率負(fù)荷分別相加求得。負(fù)荷分別相加求得。 配電干線和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電配電干線和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)K，一般取為一般取為0.80.9。 當(dāng)不同類別的建筑當(dāng)不同類別的建筑(如辦公樓和宿舍樓如辦公樓和宿舍樓)共共用一臺(tái)

15、變壓器時(shí)，其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減用一臺(tái)變壓器時(shí)，其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減小。小。五五 單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷計(jì)算 單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線路上。（單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三線路上。（單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備的相設(shè)備的15否則：否則：（一）一） 單相用電設(shè)備僅接于相電壓?jiǎn)蜗嘤秒娫O(shè)備僅接于相電壓 等效三相負(fù)荷等效三相負(fù)荷 取最大相負(fù)荷的三倍取最大相負(fù)荷的三倍 Peq=3 Pm（二）單相用電設(shè)備僅接于線電壓（二）單相用電設(shè)備僅接于線電壓 如如 PabPbc Pca 當(dāng)當(dāng) Pbc 0.15 Pab時(shí)時(shí) Peq=1.5(Pab+ Pbc) 當(dāng)當(dāng) Pbc 0.15 P

16、ab時(shí)時(shí) abeqPP3（三）用電設(shè)備分別接于線電壓和相電壓（三）用電設(shè)備分別接于線電壓和相電壓 先將接于的線電壓的單相用電設(shè)備換算先將接于的線電壓的單相用電設(shè)備換算為接于相電壓的單相負(fù)荷。為接于相電壓的單相負(fù)荷。 再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其再將各負(fù)荷相加，選出最大相負(fù)荷取其3倍即為等效三相負(fù)荷倍即為等效三相負(fù)荷 。 第五節(jié)第五節(jié) 供配電系統(tǒng)的功率供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能需要量的計(jì)算損耗與電能需要量的計(jì)算一一 供電線路的功率損耗供電線路的功率損耗 式中式中 R 線路每相電阻線路每相電阻 X 線路每相電抗線路每相電抗 (kvar) 103(kw) 1033232XIQRIPclcl二二

17、 變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗式中式中 鐵心損耗鐵心損耗(鐵耗鐵耗)； 繞組損耗繞組損耗(銅耗銅耗)； 空載損耗；空載損耗； 短路損耗。短路損耗。202NckTNccuFeTSSPPPSSPPPCuFePPkPP020020020100%100% 100%100%UISSSUSISQSSQQQNNcNNTNcNT式中式中: 變壓器空載無功損耗變壓器空載無功損耗 變壓器在額定負(fù)荷下變壓器在額定負(fù)荷下,消耗在消耗在 一、二次繞組電抗上的無功一、二次繞組電抗上的無功 損耗。損耗。 變壓器空載電流占額定電變壓器空載電流占額定電 流的百分比。流的百分比。 變壓器短路電壓占額定電變壓器短路電壓占額定電

18、 壓的百分比。壓的百分比。 變壓器負(fù)荷率變壓器負(fù)荷率0QNQ%0I%0U 在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器的有功損耗和無功損耗可按下式近似計(jì)算無功損耗可按下式近似計(jì)算： (kvar) )10. 008. 0( (kw) 02. 0CTCTSQSP三三 供配電系統(tǒng)年電能損耗供配電系統(tǒng)年電能損耗假設(shè)假設(shè) ，線路電壓不變，則線路電壓不變，則 876087608760mcmmavavmmTPTPPhPTP1cosavavIP ccIP 在在 時(shí)時(shí)87603 87603222mcavlTRIRIW1cos87602mT 線路年平均損耗線路年平均損耗變壓器年平均損耗變壓器年平均損耗lclPRIW23208760kTPPW 最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)。最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)。 其物理意義為：當(dāng)線路和變壓器中以最其物理意義為：當(dāng)線路和變壓器中以最大負(fù)荷電流大負(fù)荷電流 流過流過 小時(shí)后所產(chǎn)生的小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，等于實(shí)際變化電流時(shí)的電能電能損耗，等于實(shí)際變化電流時(shí)的電能損耗，損耗， 與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 和和負(fù)荷功率因數(shù)負(fù)荷功率因數(shù) 有關(guān)。有關(guān)。 cImTcos第六節(jié)第六節(jié) 尖峰電流的計(jì)算尖峰電流的計(jì)算 尖峰電流是持續(xù)尖峰電流是持續(xù)12s的短時(shí)最大負(fù)荷的短時(shí)