供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、模塊七模塊七供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一 電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì) 知識目標(biāo)知識目標(biāo)掌握電氣主接線的讀取方法，學(xué)會根據(jù)原始資料對變配電所進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)的方法。 能力目標(biāo)能力目標(biāo)了解供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程，初步掌握工程設(shè)計(jì)的方法，能夠根據(jù)原始資料擬定合理的電氣主接線方案，能夠繪制方案草圖。2學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì) 一、一、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識二、二、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)施供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)施3一、一、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識41. 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本

2、原則（1）嚴(yán)格遵循規(guī)范、規(guī)程。 （2）供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，結(jié)合負(fù)荷的性質(zhì)、用電容量、地區(qū)供電條件等情況，合理地確定設(shè)計(jì)方案，從而滿足供電的要求。（3）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮工程的特點(diǎn)、規(guī)模以及發(fā)展規(guī)劃，并以近期建設(shè)為主，近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展相結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。（4）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要選用效率高、能耗低、性能先進(jìn)的新型產(chǎn)品，從而節(jié)約能源學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì)52.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1）變配電所的設(shè)計(jì) 變配電所的設(shè)計(jì)包括變配電所所址的選取，負(fù)荷計(jì)算，無功功率補(bǔ)償，變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線方案的選擇、短

3、路電流計(jì)算、開關(guān)設(shè)備的選擇、二次回路方案的確定、繼電保護(hù)的選擇、電氣設(shè)備的接地與防雷設(shè)計(jì)等。學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì)6學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一 2）供配電線路的設(shè)計(jì) 工廠范圍的供配電線路設(shè)計(jì)內(nèi)容包括供配電線路電壓等級的確定、線路路徑、線路結(jié)構(gòu)型式的確定、電力負(fù)荷的計(jì)算、導(dǎo)線及電纜型號和截面的選擇，配電設(shè)備的選擇、架空線路電桿位置的確定、架空線路其他配件的選擇、電纜線的敷設(shè)方式、電纜線配件的選擇、防雷接地裝置的設(shè)計(jì)及計(jì)算等。 車間供配電線路的設(shè)計(jì)包括車間供配電線路布線方案的確定、負(fù)荷的計(jì)算、線路導(dǎo)線的選擇、配電設(shè)備的選擇、保護(hù)設(shè)備的選擇、線路敷設(shè)方式等。電氣主接線的設(shè)計(jì)電

4、氣主接線的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一7 3.工廠電氣照明的設(shè)計(jì)工廠電氣照明的設(shè)計(jì) 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括室外照明設(shè)計(jì)、各車間照明設(shè)計(jì)、工廠內(nèi)各建筑物的照明設(shè)計(jì)、變配電所內(nèi)的照明設(shè)計(jì)等。 4.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及要求供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及要求 1）擴(kuò)大初步設(shè)計(jì) 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定工廠的用電容量，選擇供配電系統(tǒng)的方案以及主要設(shè)備，編制主要設(shè)備材料清單、工程預(yù)算，還需報(bào)上級主管部門審批。 2）施工設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì)是在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)后，為了滿足安裝施工要求進(jìn)行的技術(shù)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)繪制安裝施工圖。 電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單

5、元一85.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)向當(dāng)?shù)毓╇姴块T收集以下資料。（1）工廠的可供電源容量以及備用電源容量。（2）供電電源的電壓等級、供電方式、供電電源的回路數(shù)、導(dǎo)線和電纜的型號、長度、進(jìn)入工廠的方位。（3）工廠供電的電力系統(tǒng)在最大和最小運(yùn)行方式下的短路數(shù)據(jù)或供電電源線路首端的斷路器斷流容量。（4）供電電源首端的繼電保護(hù)方式以及動作電流、動作時(shí)限的整定值，向工廠供電的電力系統(tǒng)對工廠進(jìn)線端繼電保護(hù)方式以及動作時(shí)限配合的要求。（5）供電部門對工廠電能計(jì)量方式及動作時(shí)限配合的要求。（6）對工廠功率因數(shù)的要求。（7）電源線路工廠外部設(shè)計(jì)和施工的工廠

6、應(yīng)負(fù)擔(dān)的投資費(fèi)用等。學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一9二、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)施二、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)施電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì) 供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)包括原始基礎(chǔ)資料、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程等。1.原始基礎(chǔ)資料原始基礎(chǔ)資料 1）規(guī)模 2）供電電源 3）工廠的負(fù)荷情況 4）變電所選址 5）電價(jià)制度學(xué)習(xí)單元一學(xué)習(xí)單元一10電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì) 2.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) （1）編寫設(shè)計(jì)說明書 （2）繪制設(shè)計(jì)圖紙 設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)包括變電所主接線圖1張，變電所平面布置圖1張和主變壓器繼電保護(hù)原理圖1張。 3.設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)過程（1）分析原始資料，初步擬訂多個技術(shù)可行的方案。（2）選擇主變壓器：臺數(shù)、運(yùn)行

7、方式、容量、型式、參數(shù)。（3）擬訂高壓側(cè)、低壓側(cè)的基本接線形式。（4）通過技術(shù)比較，選出23個較優(yōu)的方案。（5）通過經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。問題與思考問題與思考 1.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容有哪些？2.工廠電氣照明的設(shè)計(jì)包括哪些部分？學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元二二 12電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算 知識目標(biāo)知識目標(biāo) 掌握確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的兩種計(jì)算方法，掌握用電設(shè)備的工作制以及負(fù)荷曲線。 能力目標(biāo)能力目標(biāo) 掌握工廠計(jì)算負(fù)荷的確定方法，了解無功補(bǔ)償?shù)拇胧?，掌握照明?fù)荷的計(jì)算方法。 三、單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定三、單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定一、電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線一、電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二

8、電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算二、電力負(fù)荷的計(jì)算二、電力負(fù)荷的計(jì)算四、工廠電氣照明負(fù)荷的確定四、工廠電氣照明負(fù)荷的確定六、工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償六、工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償五、五、全廠計(jì)算負(fù)荷的確定全廠計(jì)算負(fù)荷的確定學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二14電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算一、電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線一、電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線1.電力負(fù)荷的工作制及用電設(shè)備的容量電力負(fù)荷的工作制及用電設(shè)備的容量 “電力負(fù)荷電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小?；蛴秒妴挝?，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電

9、流的大小。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二15工廠常用的用電設(shè)備按工作制可分為以下3類。 1）長期連續(xù)工作制設(shè)備這類用電設(shè)備的特點(diǎn)是能長期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過8 h，其負(fù)荷基本均勻穩(wěn)定，如水泵、通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、電熱設(shè)備、電鍍設(shè)備、照明設(shè)備、發(fā)電機(jī)組等。 2）短時(shí)工作制設(shè)備 這類用電設(shè)備的特點(diǎn)是工作時(shí)間很短，而停歇時(shí)間相對較長，如水閘用電動機(jī)、機(jī)床上的某些輔助電動機(jī)等。 電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二16 3）反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備 這類用電設(shè)備的特點(diǎn)是工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此反復(fù)，但工作周期一般不超過10 min，如起重機(jī)電動機(jī)和電焊變壓器等。 通常用“暫載率”(

10、又稱“負(fù)荷持續(xù)率” )來描述此類設(shè)備的工作特征。暫載率是指一個周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用暫載率是指一個周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用表示表示，即電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算%100%1000tttTt(7-1) 式中，T為工作周期；t為工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；t0為工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算 同一設(shè)備在不同的暫載率下工作時(shí)，其輸出功率是不同的。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，必須首先轉(zhuǎn)換到一個統(tǒng)一的下。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定工作制下的“額定功率”稱為設(shè)備容量。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算對起重電動機(jī)應(yīng)統(tǒng)一換算到=25%，換算公

11、式為NN25NNe2PPP 式中，PN 為換算前設(shè)備銘牌額定功率；Pe 為換算后的設(shè)備容量；N為設(shè)備銘牌暫載率；25為值為25%的暫載率。（7-2）對電焊機(jī)設(shè)備，應(yīng)統(tǒng)一換算到=100%，換算公式為 eNNNNNcosPPS式中，SN為設(shè)備銘牌額定容量；cos N為設(shè)備銘牌功率因數(shù)。 （7-3）18【例7-1】 某小批量生產(chǎn)車間380 V線路上接有金屬切削機(jī)床12臺（其中12 kW的4臺，10.5 kW的6臺，5 kW的2臺），車間有380 V電焊機(jī)3臺（每臺容量20 kVA，N=65%，cosN=0.5），車間有吊車1臺（7.5 kW，N=25%），試計(jì)算此車間的設(shè)備容量。 解：（1）金屬切削

12、機(jī)床的設(shè)備容量。 金屬切削機(jī)床屬于長期連續(xù)工作制設(shè)備，所以12臺金屬切削機(jī)床的總?cè)萘繛椋?Pe1=Pei=（412+610.5+25）kW=79 kW （2）電焊機(jī)的設(shè)備容量。 電焊機(jī)屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到=100%，所以3臺電焊機(jī)的設(shè)備容量為：學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算kW2 .245 . 065. 0203cos3NNN2eSP1919（3）吊車的設(shè)備容量。 吊車屬于反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，它的設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算到=25%，所以1臺吊車的容量為：（4）車間的設(shè)備總?cè)萘繛椋簁W5 . 7N25NN3ePPPkW7 .1105 . 72 .2479e

13、P學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算20學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算2.負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線1）負(fù)荷曲線的類型及繪制 負(fù)荷曲線是表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變動情況的曲線，反映了電力用戶用電的特點(diǎn)和規(guī)律。 負(fù)荷曲線按負(fù)荷對象分為工廠的、車間的或某臺設(shè)備的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷的功率性質(zhì)分為有功、無功負(fù)荷曲線；按表示的時(shí)間分為年的、月的、日的、工作班的負(fù)荷曲線；按繪制方式分為折線形負(fù)荷曲線、階梯形負(fù)荷曲線 。 21學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算圖圖7-1 日有功負(fù)荷曲線日有功負(fù)荷曲線（a）折線形負(fù)荷曲線）折線形負(fù)荷曲線 （b）階梯形負(fù)荷曲線）階梯形負(fù)荷曲線 年持續(xù)

14、負(fù)荷曲線是根據(jù)一年中具有代表性的夏季日負(fù)荷曲線（見圖7-2(a)）和冬季日負(fù)荷曲線（見圖7-2(b)）繪制的。通常用年持續(xù)負(fù)荷曲線來表示年負(fù)荷曲線，如圖7-2(c)所示。圖7-2(c)中，P1在年負(fù)荷曲線上所占的時(shí)間為T1=200t1+165t2。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算圖7-2 年負(fù)荷曲線及繪制方法 （a）夏季日負(fù)荷曲線 （b）冬季日負(fù)荷曲線 （c）年負(fù)荷曲線(a)(b)(c)232）與負(fù)荷曲線相關(guān)的參數(shù)（1）年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)。 年最大負(fù)荷Pmax是指全年中負(fù)荷最大的工作班30min平均功率的最大值。年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax是指負(fù)荷以最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行

15、一段時(shí)間，消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年消耗的電能Wa，這段時(shí)間稱為年最大負(fù)荷利用小時(shí)，即 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算maxamaxPWT（7-4）24學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算圖7-3 年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)圖7-4 年平均負(fù)荷學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算25（2）平均負(fù)荷、年平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)。 平均負(fù)荷Pav是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值，即學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算tWPtav（7-5） 式中，Wt為t時(shí)間內(nèi)消耗的電能（kWh）；t為實(shí)際用電時(shí)間（h）。8760aavWP （7-

16、6）年平均負(fù)荷是全年工廠負(fù)荷消耗的總功率除以全年總小時(shí)數(shù)。 負(fù)荷系數(shù)又稱為負(fù)荷率，用KL表示，年平均負(fù)荷Pav與年最大負(fù)荷Pmax的比值，即maxavLPPK （7-7） 供配電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際負(fù)荷并不等于所有用電設(shè)備額定功率之和。這是因?yàn)橛秒娫O(shè)備不可能全部同時(shí)運(yùn)行，每臺設(shè)備也不可能全部滿負(fù)荷運(yùn)行，各種用電設(shè)備的功率因數(shù)也不可能完全相同。因此，供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，必須找出這些用電設(shè)備的等效負(fù)荷。 全年中負(fù)荷最大工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。通常用P30、Q30、S30、I30分別表示負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷、無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷、計(jì)算電流。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)

17、單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算二、電力負(fù)荷的計(jì)算二、電力負(fù)荷的計(jì)算1.計(jì)算負(fù)荷的概念計(jì)算負(fù)荷的概念 2.按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 一個車間有很多臺用電設(shè)備，它們的負(fù)荷曲線也都不相同。 在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其工作特點(diǎn)進(jìn)行分組，每一組用電設(shè)備總的設(shè)備容量Pe是該組內(nèi)各設(shè)備的設(shè)備容量的總和。同一用電設(shè)備組內(nèi)包含有多臺同類型設(shè)備，這些設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身有功率損耗，配電線路也有功率損耗。因此在確定設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷時(shí)應(yīng)考慮一個系數(shù)，即按需要系數(shù)法確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的基本公式為 P30=KdPe (7-8)學(xué)習(xí)單元二學(xué)

18、習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算eiePP (7-9)式中，Kd為需要系數(shù)；Pe為設(shè)備容量，是用電設(shè)備組所有設(shè)備容量之和；Pei為每組用電設(shè)備的設(shè)備容量。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算 1）單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 對單臺用電設(shè)備宜取Kd=1，因此，對單臺電動機(jī)，其計(jì)算負(fù)荷公式為: P30=PN/N （7-10） 式中，PN為電動機(jī)的額定功率（kW）；N為電動機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。 對單臺電熱設(shè)備、電爐變壓器、白熾燈等設(shè)備來說，計(jì)算負(fù)荷等于其額定容量，即 P30=PN （7-11）對單臺反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，計(jì)算負(fù)荷也等于其設(shè)備容量。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力

19、負(fù)荷的計(jì)算 2）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷可以直接采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。有功計(jì)算負(fù)荷為 （7-12）無功計(jì)算負(fù)荷為 （7-13）視在計(jì)算負(fù)荷為 （7-14）計(jì)算電流為 （7-15）ed30PKPtan3030PQ23023030QPS 常用設(shè)備的需要系數(shù)、二項(xiàng)式系數(shù)以及功率因數(shù)見附表3。N30303USI學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算3）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 如果進(jìn)行計(jì)算的負(fù)荷有多種，則可將用電設(shè)備按性質(zhì)分成若干不同組，分別對每組選用合適的需要系數(shù)，計(jì)算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求出總的計(jì)算負(fù)荷。 在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不

20、會同時(shí)出現(xiàn)的因素，計(jì)入一個同時(shí)系數(shù)K，該系數(shù)取值見表7-1。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算應(yīng)用范圍K確定車間變電所低壓線路最大負(fù)荷 冷加工車間熱加工車間動力站 確定配電所母線的最大負(fù)荷 負(fù)荷小于5 000 kW計(jì)算負(fù)荷小于5 00010 000 kW計(jì)算負(fù)荷大于10 000 kW 0.91.00.850.8表7-1 同時(shí)系數(shù)K的取值學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算求多組用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，所用的公式如下?？偟挠泄τ?jì)算負(fù)荷為 （7-12）i3030PKP i3030QKQ23023030QPSN30303USI總的無功計(jì)

21、算負(fù)荷為 總的視在計(jì)算負(fù)荷為 總的計(jì)算電流為 （7-13）（7-14） （7-15）學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算kW8 .15792 . 0e1d) 1 (30PKPvark3 .2773. 18 .15tan) 1 (30) 1 (30PQkVA5 .313 .278 .1522) 1 (30SA9 .4738. 035 .31)1(30I【例7-2】 某小批量生產(chǎn)車間380 V線路上接有金屬切削機(jī)床共12臺（其中12 kW的4臺，10.5 kW的6臺，5 kW的2臺），車間有380 V電焊機(jī)3臺（每臺容量20 kVA，N=65%，cos N=0.5），車間有吊車1臺（7

22、.5 kW，N=25%），試用需要系數(shù)法計(jì)算此車間的計(jì)算負(fù)荷。 解：（1）金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為Kd=0.2，cos =0.5，tan =1.73，根據(jù)式（7-12）式（7-15）有學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（2）電焊機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為Kd=0.35，cos=0.5，tan=1.73，根據(jù)式（7-12）式（7-15）有kW5 . 82 .2435. 0e2d)2(30PKPvark7 .1473. 15 . 8tan)2(30)2(30PQkVA0 .177 .145 . 822)2(30SA8 .2538

23、. 030 .17)2(30I學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（3）吊車組的計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取需要系數(shù)和功率因數(shù)為Kd=0.15，cos=0.5，tan=1.73，根據(jù)式（7-12）式（7-15）有kW1 . 15 . 715. 0e3d)3(30PKPvark9 . 173. 11 . 1tan)3(30)3(30PQkVA2 . 29 . 11 . 122)3(30SA3 . 338. 032 . 2)2(30I學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（4）全車間的總計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取同時(shí)系數(shù)K=0.8，所以全車間的計(jì)算負(fù)荷為kW3 .20) 1 . 15

24、. 88 .15(8 . 0ei30PKPvark1 .35)9 . 17 .143 .27(8 . 030eiQKQkVA5 .401 .353 .202230SA5 .6138. 035 .4030I 3.按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷按二項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 在計(jì)算設(shè)備臺數(shù)較少 ，而且各臺設(shè)備容量相差懸殊的車間干線和配電箱的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法。基本公式為XecPbPP30（7-16） 式中 b 、c二項(xiàng)式系數(shù)，根據(jù)設(shè)備名稱、類型、臺數(shù)查附表3選??； 用電設(shè)備組的平均負(fù)荷，其中 為用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚?指用電設(shè)備中x臺容量最大的設(shè)備容量之和。 指用電設(shè)備中x臺容量最大的設(shè)備投入

25、運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷。 的計(jì)算公式與前述需要系數(shù)法相同。ebPePxPxcP303030ISQ，學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算用用二二項(xiàng)項(xiàng)式式法法求求解解計(jì)計(jì)算算負(fù)負(fù)荷荷的的幾幾個個問問題：題：（1）對12臺用電設(shè)備可認(rèn)為 ，即（2）用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷的求取直接應(yīng)用式（7-16），其余的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)法相同。（3）采用二項(xiàng)式系數(shù)法確定多組用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，要考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。在各組用電設(shè)備中取其中一組最大的附加負(fù)荷 ，再加上各組平均負(fù)荷 ，求出設(shè)備組的總計(jì)算負(fù)荷。 ePP300 1cb，max)(xcPebP總的有功計(jì)算負(fù)荷為： （7

26、-17）總的無功計(jì)算負(fù)荷為： （7-18）式中： 各組中最大的一組附加負(fù)荷； 最大附加負(fù)荷 的設(shè)備組的 。求出 、 后，可根據(jù)公式（7-14）、（7-15）得出 和 。 max30)()(xiecPbPPmaxmax30tan)()tan(xiecPbPQmax)(xcPmaxtanmax)(xcPtan30P30Q30S30I學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算【例7-3】 某小批量生產(chǎn)車間380 V線路上接有金屬切削機(jī)床共12臺（其中12 kW的4臺，10.5 kW的6臺，5 kW的2臺），接有通風(fēng)機(jī)3臺（1.2 kW），車間有吊車3臺（23.2 kW的1臺，29.5 kW的2

27、臺，N=25%），試用二項(xiàng)式系數(shù)法計(jì)算此車間的計(jì)算負(fù)荷。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算解：先求各組的bPe和cPx。（1）求金屬切削機(jī)床組的計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取二項(xiàng)式系數(shù)為 b=0.14，c=0.4，x=5，cos=0.5，tan=1.73，則 (bPe)1=0.1479=11.1 kW (cPx)1=0.4(124+10.51)=23.4 kW（2）通風(fēng)機(jī)組的計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取二項(xiàng)式系數(shù)為b=0.65， c=0.25，x=2，cos =0.8，tan =0.75，則 (bPe)2=0.653.6=2.3 kW (cPx)2=0.252.4=0.6 kW學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)

28、單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（3）求吊車組的計(jì)算負(fù)荷。查附表3，取二項(xiàng)式系數(shù)為b=0.06，c=0.2，x=3，(因n2x， 故取x=n/2，按“四舍五入”的規(guī)則取整數(shù)，則x= 2)，cos=0.5，tan=1.73，則 (bPe)3=0.06(23.21+29.52)=4.9 kW (cPx)3=0.2529.52=14.8 kW 以上各組設(shè)備中，附加負(fù)荷以(cPx)1為最大，因此總計(jì)算負(fù)荷為Wk7 .414 .239 . 43 . 21 .11)(maxxie30）（）（cPbPPkvar9 .6973. 14 .2373. 19 . 475. 03 . 273. 11 .11tan

29、)(tan11ie30）（）（xcPbPQkVA4 .819 .697 .412230SA7 .12338. 034 .8130I單相設(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能地均衡分配，使三相負(fù)荷盡可能地平衡p如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康娜绻嗑€路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%15%時(shí)：時(shí)：不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。p如果三相線路中單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備容量如果三相線路中單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備容量15%15%時(shí)：時(shí)：應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的

30、計(jì)算三、三、 單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 單相設(shè)備組的等效三相設(shè)備容量單相設(shè)備組的等效三相設(shè)備容量3ee mPP最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量3eePP單相設(shè)備容量單相設(shè)備容量按流過電流相等按流過電流相等的原則進(jìn)行等效的原則進(jìn)行等效學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算1 1電光源及常用燈具電光源及常用燈具 熱輻射光源:利用物體加熱時(shí)發(fā)光的原理所做成的光源，如白熾燈，鹵鎢燈。氣體放電光源:利用氣體放電發(fā)光的原理所做成的光源，如熒光燈、熒光高壓汞燈。四、工廠電氣照明負(fù)荷的確定四、工廠電氣照明負(fù)荷的確定學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算

31、電力負(fù)荷的計(jì)算（1 1）白熾燈）白熾燈 靠鎢絲通過電流產(chǎn)生高溫，從而引起熱輻射發(fā)光。 圖7-5 白熾燈的結(jié)構(gòu)1-玻殼 2-燈絲 3-支架 4-電極 5-芯柱 6-杜美絲 7-引入線 8-抽氣管 9-燈頭 10-封端膠泥 11-焊錫接觸端學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（2 2）鹵鎢燈）鹵鎢燈 發(fā)光原理與白熾燈相同，但在白熾燈泡中充入了微量的鹵化物（如碘化物和溴化物），利用鎢循環(huán)來提高發(fā)光效率。 圖7-6 鹵鎢燈的結(jié)構(gòu)1-石英玻璃泡 2-金屬支架 3-燈絲 4-散熱罩 5-電極學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（3）熒光燈）熒光燈 利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光

32、放電，發(fā)出少許可見光和大量的紫外線，這些紫外線再激勵燈管內(nèi)壁的熒光粉，產(chǎn)生大量的可見光。圖7-7 熒光燈的結(jié)構(gòu)1燈頭；2燈腳；3玻璃芯柱；4燈絲；5玻管；6汞（少量）學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（4 4）高壓汞燈）高壓汞燈 是熒光燈的改進(jìn)產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞蒸氣放電光源，發(fā)光原理與熒光燈相同。 圖7-8 高壓汞燈的結(jié)構(gòu)1-主電極1 2-主電極2 3-支架 4-內(nèi)層石英玻殼 5-外層石英玻殼 6-觸發(fā)極 7-限流電阻 8-燈頭 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（5 5）高壓鈉燈）高壓鈉燈 它利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷

33、的計(jì)算圖7-9 高壓鈉燈的結(jié)構(gòu)1-主電極 2-陶瓷放電管3-外玻殼 4-消氣劑 5-燈頭 （6 6）金屬鹵化物燈）金屬鹵化物燈 在高壓汞燈內(nèi)添加某些金屬鹵化物，靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應(yīng)的金屬蒸氣，金屬原子在電弧激發(fā)而輻射該金屬的特征光譜線。 圖7-10 金屬鹵化物燈的結(jié)構(gòu)1-主電極 2-放電管 3-保溫罩 4-石英玻管 5-消氣劑 6-觸發(fā)極 7-限流電阻學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算（7）管形氙燈）管形氙燈 高壓氙氣放電時(shí)能產(chǎn)生很強(qiáng)的白光，接近連續(xù)光譜，和太陽光十分相似，燈的功率大（可達(dá)100kW），亮度高，俗稱“人造小太陽”。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)

34、荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算2工廠常用燈具的選擇和布置工廠常用燈具的選擇和布置 1 1）照明光源的選擇要求：）照明光源的選擇要求： 優(yōu)先選用光效高、壽命長、節(jié)約能源的光源為原則，結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)及工藝要求，綜合考慮。 照明光源宜采用熒光燈、白熾燈、高壓氣體放電燈等。 當(dāng)懸掛高度在4m及以下時(shí)，宜采用熒光燈。 當(dāng)懸掛高度在4m以上時(shí)，宜采用高壓氣體放電燈，當(dāng)不宜采用氣體放電燈時(shí)也可采用白熾燈。 局部照明場所，防止電磁波干擾的場所，因光源的頻閃影響視覺效果的場所，經(jīng)常開關(guān)燈的場所，照度不高、且照明時(shí)間較短的場所宜采用白熾燈。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算2）照明燈具的布置方案與要求）照明

35、燈具的布置方案與要求 1 1）均勻布置）均勻布置圖7-11 燈具均勻布置的型式a)正方形或矩形布置 b)菱形布置學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算2）選擇布置）選擇布置圖圖7-12 室內(nèi)照明燈具的布置方案室內(nèi)照明燈具的布置方案a)均勻布置均勻布置 b)選擇布置選擇布置學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算3.照明設(shè)備容量的確定照明設(shè)備容量的確定（1）無鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備(白熾燈、碘鎢燈)，其設(shè)備容量為燈頭的額定功率，即 NePP （7-19） （2）有鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備，其設(shè)備容量一般略高于燈頭的額定功率，即 NePP1 . 1（7-20） （3）照明設(shè)備的額定容量還可以按

36、建筑物的單位面積容量法計(jì)算，即 1000APN（7-21） 式中:為建筑物單位面積的照明容量，單位為W/m2；A為建筑物面積，單位為m2。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算 單相設(shè)備總?cè)萘砍^三相設(shè)備容量的15%，將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量。 換算方法換算方法：選擇其中最大的一相單相設(shè)備容量乘三倍，作為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加，應(yīng)用需要系數(shù)法計(jì)算其計(jì)算負(fù)荷。 4. 照明計(jì)算負(fù)荷的確定照明計(jì)算負(fù)荷的確定學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算照明負(fù)荷一般采用需要系數(shù)法計(jì)算。即 edPKP30（7-22） 式中: P30為計(jì)算負(fù)荷，單位為W；Kd為需

37、要系數(shù)；Pe為總安裝容量，單位為W，包括鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器等附件消耗的功率。照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)值按表7-2選取。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算表表7-3 照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)照明設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù) 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算三相線路計(jì)算電流為 cos33030NUPI（7-23） 單相線路計(jì)算電流為 cos33030UPI（7-24） 上兩式中，UN、U為額定線電壓、相電壓，單位為V；P30、P30為三相、單相計(jì)算負(fù)荷，單位為W；cos為光源的功率因數(shù)。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算1. 逐級逐級推算推算法法

38、 由用電設(shè)備組開始，逐級向電源方向推算的方法，在經(jīng)過變壓器和較長的線路時(shí)，應(yīng)加上變壓器和線路的損耗。有功功率損耗：有功功率損耗： （7-25）無功功率損耗：無功功率損耗： （7-26）30015. 0SPT30065. 0SQT五、五、全廠計(jì)算負(fù)荷的確定全廠計(jì)算負(fù)荷的確定學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算P305= K5 P306iP304=P305+PwL2P303= K3 P304iP302=P303+PT+PwL1P301= K1 P302i 圖圖7-13 逐級推算法示意圖逐級推算法示意圖 2需要系數(shù)法需要系數(shù)法 在已知全廠用電設(shè)備總?cè)萘康臈l件下，乘以一個工廠的需要系數(shù)即可

39、求得全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即 edPKP30 （7-27） 式中 全廠的需要系數(shù)值，查表7-4選取。 dK全廠的無功計(jì)算負(fù)荷Q30、視在計(jì)算負(fù)荷S30和計(jì)算電流I30可分別如前述方法計(jì)算。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算表表7-4 全廠負(fù)荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)全廠負(fù)荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)工廠類別工廠類別 需要系數(shù)需要系數(shù) 功率因數(shù)功率因數(shù) 汽輪機(jī)制造廠汽輪機(jī)制造廠0.38 0.88 鍋爐制造廠鍋爐制造廠 0.27 0.73 柴油機(jī)制造廠柴油機(jī)制造廠 0.32 0.74 重型機(jī)床制造廠重型機(jī)床制造廠 0.32 0.71 儀器儀表制造廠儀器儀表制造廠 0.37 0.81 電機(jī)制造廠電

40、機(jī)制造廠 0.33 0.81 石油機(jī)械制造廠石油機(jī)械制造廠 0.45 0.78 電線電纜制造廠電線電纜制造廠0.35 0.73 電器開關(guān)制造廠電器開關(guān)制造廠 0.35 0.75 橡膠廠橡膠廠 0.5 0.72 通用機(jī)械廠通用機(jī)械廠0.4 0.72 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算3. 按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷按年產(chǎn)量和年產(chǎn)值估算全廠的計(jì)算負(fù)荷將工廠的年產(chǎn)量A乘以單位產(chǎn)品耗電量a，或工廠的年產(chǎn)值B乘以單位產(chǎn)值耗電量b， 就可以得到工廠全年耗電量，即 Wa=Aa=Bb (7-28)再將工廠全年耗電量除以年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax， 就可以求出全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即 (7-

41、29)而Q30、S30、I30的計(jì)算，與上述需要系數(shù)法相同。maxa30TWP學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算六、六、工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償1 . 工廠的工廠的功率因數(shù)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值 UIP3cosP 功率表測出的三相有功功率功率表測出的三相有功功率讀數(shù)；讀數(shù)；U電壓表測出的線電壓讀數(shù)；電壓表測出的線電壓讀數(shù)；I 電流表測出的線電流讀數(shù)。電流表測出的線電流讀數(shù)。 指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)指某

42、一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值功率因數(shù)的平均值 指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù) 22cosqPPWWWWP有功電度表讀數(shù)；有功電度表讀數(shù)；Wq無功電度表讀數(shù)。無功電度表讀數(shù)。 3030cosSP P30工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算2. 無功功率補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償 高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其他用戶功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。 人工補(bǔ)償無功功率人工補(bǔ)償無功功率提高自然

43、功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算圖圖7-14 無功功率補(bǔ)償原理圖無功功率補(bǔ)償原理圖 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 （1 1）補(bǔ)償容量的計(jì)算）補(bǔ)償容量的計(jì)算 (2) (2) 補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算 )tantan2130（PQC（7-30） cCqQn 確定電容器的個數(shù)確定電容器的個數(shù) (7-31) CQQQ30/30補(bǔ)償后總的無功計(jì)算補(bǔ)償后總的無功計(jì)算負(fù)荷為負(fù)荷為 (7-32) 2302302/30230/30)(CQQPQPS補(bǔ)償后

44、的視在計(jì)算補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為負(fù)荷為 (7-33) 學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算加裝無功補(bǔ)償裝置后，將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且還可以降低供電系統(tǒng)的造價(jià)。學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算計(jì)算電流為(7-34) 在變電所低壓側(cè)裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，可使變電所總變壓器的容量選得小一些。這不僅可降低變電所的初步投資，而且可減少工廠的電費(fèi)開支。 提高功率因數(shù)不僅對整個電力系統(tǒng)大有好處，而且對工廠本身也有一定的經(jīng)濟(jì)效益。N30303USI學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算【例例7-2】 某小型工廠變電所，其變壓

45、器低壓母線的有功計(jì)算負(fù)荷為某小型工廠變電所，其變壓器低壓母線的有功計(jì)算負(fù)荷為420 kW，無功計(jì)算負(fù)荷為，無功計(jì)算負(fù)荷為350 kvar。為了使工廠的功率因數(shù)不低于。為了使工廠的功率因數(shù)不低于0.9，若在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量？若在變電所低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量？補(bǔ)償前后所選變壓器的容量有何變化？補(bǔ)償前后所選變壓器的容量有何變化？解：解： (1) 計(jì)算補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)。計(jì)算補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)。變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)為變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)為 未考慮無功補(bǔ)償時(shí)

46、，變壓器的容量應(yīng)選擇未考慮無功補(bǔ)償時(shí)，變壓器的容量應(yīng)選擇630 kVA。AkV72.54635042022)2(30S77. 072.546420cos)2(學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算(2) 計(jì)算無功補(bǔ)償容量。計(jì)算無功補(bǔ)償容量。變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)較低，考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠(yuǎn)變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)較低，考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)的大于有功功率損耗，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)略高于功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，才能滿足要求?，F(xiàn)取補(bǔ)償后。，才能滿足要求?，F(xiàn)取補(bǔ)償后。由式由

47、式(7-30)可得低壓側(cè)無功補(bǔ)償容量為可得低壓側(cè)無功補(bǔ)償容量為QC=420(tanarccos0.77tanarccos0.93) =182.61 kvar 取取 QC=185 kvar93. 0cos)2(學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算(3) 計(jì)算補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)。計(jì)算補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)。補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功補(bǔ)償后變壓器的容量可選為無功補(bǔ)償后變壓器的容量可選為500 kVA。變壓器損耗為變壓器損耗為kW420)2(30)2(30PPvark 165185350C)2(30)2(30QQQAkV 25.45116542022)

48、2(30SkW77.625.451015.0015.0)2(30TSPkvar08.2725.45106. 006. 0)2(30TSQ學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為滿足要求。滿足要求。由此可見，補(bǔ)償后變壓器的容量減少了，同時(shí)不僅減少了投資，也減少了由此可見，補(bǔ)償后變壓器的容量減少了，同時(shí)不僅減少了投資，也減少了電費(fèi)的支出，提高了功率因數(shù)。電費(fèi)的支出，提高了功率因數(shù)。kW77.42677.6420)1(30Pkvar08.19208.27165)1 (30QAkV46808.19277

49、.42622)1(30S9 .091.046877.426cos)1(30)1(30SP學(xué)習(xí)單元二學(xué)習(xí)單元二電力負(fù)荷的計(jì)算電力負(fù)荷的計(jì)算1.工廠常用的用電設(shè)備按工作制可分為哪幾類？2.電力負(fù)荷的常用計(jì)算方法有哪些種？它們的適用 范圍是什么？問題與思考問題與思考學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 知識目標(biāo)知識目標(biāo) 了解短路故障的原因、危害及其種類。能力目標(biāo)能力目標(biāo) 掌握短路電流的計(jì)算方法。學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 一、短路故障的原因、危害及種類一、短路故障的原因、危害及種類二、短路電流的計(jì)算二、短路電流的計(jì)算78學(xué)

50、習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 一、短路故障的原因、危害及種類一、短路故障的原因、危害及種類1.短路故障的原因短路故障的原因 短路故障是指運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。 短路故障產(chǎn)生的原因 ： （1）電氣設(shè)備絕緣損壞。 （2）運(yùn)行人員的誤操作。 （3）飛禽跨接不同電位的裸導(dǎo)體之間或自然災(zāi)害。 79學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 2.短路故障的危害短路故障的危害（1）短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，將使導(dǎo)體或電氣設(shè)備產(chǎn)生大量熱量， 導(dǎo)體溫度急劇升高，從而破壞設(shè)備絕緣，甚至可能把電氣設(shè)

51、備燒毀。（2）短路電流將在導(dǎo)體和電氣設(shè)備中產(chǎn)生巨大的電動力，使導(dǎo)體 或電氣設(shè)備發(fā)生機(jī)械損壞。（3）短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重降低，電氣設(shè)備正常工作受到破壞。 80學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 2.短路故障的危害短路故障的危害（4）短路會造成大范圍停電，而且越靠近電源，停電范圍越大， 給國民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失，給人民生活帶來不便。（5）嚴(yán)重的短路將使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞，使并聯(lián)運(yùn) 行的發(fā)電機(jī)組失去同步，進(jìn)而造成電力系統(tǒng)解裂，甚至“崩 潰”，這是短路故障最嚴(yán)重的后果。（6）單相短路產(chǎn)生的不平衡電流，在周圍空間將產(chǎn)生不平衡的交 變磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)

52、備及其他弱電控制系統(tǒng) 產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，影響其正常工作。 81學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 3.短路故障的種類短路故障的種類82學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算的常用方法有三種：有名值法有名值法、標(biāo)幺值法標(biāo)幺值法和短路容量法短路容量法。 當(dāng)供配電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，需先對各電氣設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用有名值表示，稱為有名值法； 如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用相對值表示，稱為有標(biāo)幺值法； 如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)

53、用短路容量表示，稱為短路容量法。二、短路電流的計(jì)算二、短路電流的計(jì)算1.短路計(jì)算方法簡介短路計(jì)算方法簡介83學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 2.短路電流的計(jì)算概述短路電流的計(jì)算概述圖7-14 短路計(jì)算電路示意圖進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先應(yīng)繪出計(jì)算電路圖，如圖7-14所示。84 學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算需要考慮的各元件的額定參數(shù)表示在圖上，并將各元件依次編號，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 要按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖

54、，如圖7-15所示。圖7-15 短路等效電路圖85學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 圖7-16 短路計(jì)算電路示意圖 計(jì)算等效電路中各等效電路各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，僅需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值。 2.短路電流的計(jì)算概述短路電流的計(jì)算概述進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先應(yīng)繪出計(jì)算電路圖，如圖7-16所示。86學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 有名值法又稱歐姆法，在無限大容量系統(tǒng)中，三相短路電流周期分量的有效值可按式（7-38）進(jìn)行計(jì)算。3.采用有名值法進(jìn)行短路計(jì)算采用有名值法進(jìn)

55、行短路計(jì)算22CC(3)k3|3XRUZUI 式中，UC為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；Z為短路回路的總阻抗；R為短路回路的總電阻；X為短路回路的總電抗。（7-38）87學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 若不計(jì)電阻時(shí)，則三相短路電流周期分量的有效值為C(3)k3ZUI(7-39)(3)kC(3)k3IUS三相短路容量為(7-40) 供電系統(tǒng)的元件阻抗主要包括電力系統(tǒng)（電源）、電力變壓器和電力線路的阻抗。 88學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 有名值法又稱歐姆法，在無限大容量系統(tǒng)中，三相短路電流周期分量的有效值可按式（7-38）

56、進(jìn)行計(jì)算。3.采用有名值法進(jìn)行短路計(jì)算采用有名值法進(jìn)行短路計(jì)算22CC(3)k3|3XRUZUI 式中，UC為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；Z為短路回路的總阻抗；R為短路回路的總電阻；X為短路回路的總電抗。（7-38）89學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 1）電力系統(tǒng)的阻抗 式中，UC為高壓饋電線的短路計(jì)算電壓，可直接采用短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；SOC為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量 （7-39）OC2CSSUX 如果只有斷路器的開斷電流IOC的數(shù)據(jù)，則其斷流容量為NOCOC3UIS（7-40）式中，UN為斷路器的額定電壓。90學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)

57、算短路故障和短路電流的計(jì)算 2）電力變壓器的阻抗（1）變壓器的電阻RT。RT可由變壓器的短路損耗Pk近似地計(jì)算，即 (7-41) 式中，UC為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；SN為變壓器的額定容量；Pk為變壓器的短路損耗， 2NCkTSUPR91學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 3）電力線路的阻抗 （1）線路的電阻RWL。 RWL=R0L (7-42) 式中，R0為導(dǎo)線或電纜單位長度的電阻，可查閱有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本；L為線路長度。（2）線路的電抗XWL。 XWL=X0L (7-43) 式中，X0為導(dǎo)線或電纜的單位長度電抗，可查閱有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本；L為線路長度。92

58、學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 4.采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算 標(biāo)幺值法即相對單位值法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺值而得名。任一物理量的標(biāo)幺值，為該物理量的實(shí)際值A(chǔ)與所選定的標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)d的比值，即 (7-44)dAAA d93學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 5.兩相短路電流的計(jì)算兩相短路電流的計(jì)算 在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路時(shí)，如圖7-17所示，其短路電流可通過下式求得。 (7-45) 式中，UC為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓(線電壓)。|2C)2(k ZUI圖7-17 無限大容量系統(tǒng)中的

59、兩相短路 94學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元三三 短路故障和短路電流的計(jì)算短路故障和短路電流的計(jì)算 6.單相短路電流的計(jì)算單相短路電流的計(jì)算 在大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中發(fā)生單相短路時(shí)，根據(jù)對稱分量法可求得單相短路電流為|0)1(k ZUI式中，U為電源的相電壓； Z-0 為單相短路回路的阻抗模。 (7-46) 1.短路故障的原因有哪些？2.有哪幾種短路形式？它們各自的特點(diǎn)是什么？問題與思考問題與思考96學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)單元四四 電氣設(shè)備的接地與防雷設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的接地與防雷設(shè)計(jì) 知識目標(biāo)知識目標(biāo) 了解電氣設(shè)備的接地與防雷的基本知識，熟悉電氣安全規(guī)程。了解防雷保護(hù)裝置的原理構(gòu)成以及供配電系統(tǒng)的接地類型等知識

60、。 能力目標(biāo)能力目標(biāo) 掌握電氣接地裝置的安裝接線技術(shù)以及接地電阻的測量方法，掌握安裝操作規(guī)范。 學(xué)習(xí)單元四學(xué)習(xí)單元四電氣設(shè)備的接地與防雷設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的接地與防雷設(shè)計(jì) 一、電氣安全一、電氣安全二、保護(hù)接地二、保護(hù)接地三、防雷保護(hù)三、防雷保護(hù)98 電氣危害一方面體現(xiàn)在對系統(tǒng)自身方面的危害，如短路、過電壓及絕緣老化等；另一方面體現(xiàn)在對用電設(shè)備、環(huán)境和人身的危害，如觸電、電氣火災(zāi)、電壓異常升高造成用電設(shè)備損壞等，觸電和電氣火災(zāi)的危害最嚴(yán)重。 觸電是指電流流過人體時(shí)對人體產(chǎn)生的生理和病理傷害。觸電事故包括電擊和電傷兩種。 1.電氣危害的類型電氣危害的類型一、電氣安全一、電氣安全學(xué)習(xí)單元四學(xué)習(xí)單元四電氣設(shè)