緒論+負(fù)荷計(jì)算

劉美菊電氣教研室（丁1-302）

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話：24690962/p>

建筑供配電

課時(shí)：(72+8)學(xué)時(shí)學(xué)分：5考核方式：平時(shí)+實(shí)驗(yàn)+考試要求：出勤+記筆記+作業(yè)后續(xù)內(nèi)容：實(shí)習(xí)+課設(shè)+畢業(yè)設(shè)計(jì)課程安排及要求1.專業(yè)課與基礎(chǔ)課的區(qū)別2.課程性質(zhì)（與控制類課程不同）3.工廠供電和建筑供配電區(qū)別4.建筑供配電和電力系統(tǒng)幾個(gè)區(qū)別緒論(1)負(fù)荷計(jì)算(2)變電所(3)配電網(wǎng)絡(luò)(4)短路電流計(jì)算(5)電氣設(shè)備選擇(6)主要內(nèi)容繼電保護(hù)(7)自動(dòng)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)(8)過電壓及接地(9)無功功率補(bǔ)償(10)臨時(shí)用電(11)照明（自動(dòng)化）第一章緒論第一節(jié)建筑供配電系統(tǒng)認(rèn)識(shí)電能電能：清潔、便于輸送和分配、易于轉(zhuǎn)換為其它的能源、便于控制、管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。電能是目前國民經(jīng)濟(jì)各部門和社會(huì)生活的主要能源和動(dòng)力一、供電發(fā)展概況（教材外知識(shí)）⑴19世紀(jì)90年代前：工業(yè)生產(chǎn)基本上靠蒸汽機(jī)、水力機(jī)或風(fēng)力機(jī)作為動(dòng)力基礎(chǔ)；⑵19世紀(jì)90年代：電力、電器制造和電力工業(yè)開始興起；⑶19世紀(jì)末：生產(chǎn)機(jī)械開始改用電力拖動(dòng)，但電能無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送，電能靠自備小型發(fā)電機(jī)就地產(chǎn)生和供應(yīng)；⑷20世紀(jì)初：變壓器技術(shù)得到突破，電能遠(yuǎn)距離輸送的理論和技術(shù)得到解決，大型發(fā)電廠建立在燃料或水源豐富的地區(qū)；⑸20世紀(jì)30年代：大型電網(wǎng)形成，高壓輸電、低壓配電理論和技術(shù)得到推廣和應(yīng)用；⑹目前：電網(wǎng)規(guī)模越來越大，輸電電壓等級(jí)越來越高，供電可靠性、供電質(zhì)量越來越好，朝著無油化、無觸點(diǎn)和遠(yuǎn)距離控制的方向由發(fā)電廠電能產(chǎn)生；發(fā)電廠距離城市和工礦企業(yè)可能很遠(yuǎn)，于是產(chǎn)生電能輸送問題；到達(dá)城市和工礦企業(yè)后，由于用戶或車間分布廣泛，又有電能分配問題；最后是用戶設(shè)備的電能使用問題。二、電力系統(tǒng)的基本概念

1.電力系統(tǒng)2.明確兩個(gè)概念變電所（站）：由受電裝置、變壓器和配電裝置組成。(接受電能、變換電壓和分配電能）配電所（開閉所）：只有受電和配電裝置，無變壓器。（接受電能和分配電能）~~220~500KV3.15~15.75KV升壓變電站升壓變電站220~500KV地區(qū)降壓變電站35~110KV大型建筑變電站樓宇變電站3，6，10KV配電站水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠3.電力系統(tǒng)示意圖①大型、特大型建筑：設(shè)總降壓站和樓宇小變電站（35~110KV進(jìn)線）②中型建筑：設(shè)高壓配電站和樓宇小變電站（6~10KV進(jìn)線）（我校屬于此類）③小型建筑：只設(shè)樓宇小變電站（6~10KV進(jìn)線）④100KW以下建筑：不設(shè)變電站，只設(shè)一個(gè)低壓配電室三、建筑供配電系統(tǒng)安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。

可靠：應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。

優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)電壓和頻率等供電質(zhì)量的要求。經(jīng)濟(jì)：供配電應(yīng)盡量做到投資省，年運(yùn)行費(fèi)低，盡可能減少有色金屬消耗量和電能損耗，提高電能利用率。四、對(duì)供配電系統(tǒng)的基本要求第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓

1.電力系統(tǒng)有標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)

電氣設(shè)備、發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備都有各個(gè)等級(jí)的額定電壓。2.劃分依據(jù)

國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的合理性，電機(jī)、電器制造技術(shù)水平，參考國外標(biāo)準(zhǔn)。3.為什么發(fā)電機(jī)、變壓器一、二次側(cè)額定電壓與電網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓不一致？

因?yàn)榫€路上會(huì)產(chǎn)生電壓損失，為了補(bǔ)償該損失，使用電設(shè)備獲得額定電壓。（1）發(fā)電機(jī)額定電壓高出電網(wǎng)5%（2）第三節(jié)建筑供配電的負(fù)荷定級(jí)及其對(duì)供電的要求1.一級(jí)負(fù)荷

中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者;當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負(fù)荷，稱為特別重要的負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。特別重要的負(fù)荷要增設(shè)應(yīng)急電源（發(fā)電機(jī)、干電池或蓄電池等）（獨(dú)立電源：來自不同電網(wǎng)的電源，一個(gè)因故障停電另一個(gè)不受影響）2.二級(jí)負(fù)荷（多數(shù)工業(yè)單位屬于此級(jí)）中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負(fù)荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái)。（兩回線路盡可能取自不同變壓器）

3.三級(jí)負(fù)荷

不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。對(duì)一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報(bào)廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬三級(jí)負(fù)荷。

三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源沒有特殊要求，一般由單回電力線路供電。第四節(jié)建筑供配電設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序和要求（自學(xué)）1.設(shè)計(jì)內(nèi)容

六個(gè)方面，后面詳講2.設(shè)計(jì)程序

方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段3.設(shè)計(jì)要求后面詳講第一章作業(yè)：1.電力系統(tǒng)的基本組成2.對(duì)供配電系統(tǒng)的基本要求3.發(fā)電機(jī)、變壓器二次電壓與線路額定定的關(guān)系4.負(fù)荷等級(jí)劃分及各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求第三節(jié)負(fù)荷曲線及計(jì)算負(fù)荷一、負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線：電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形。（反映了用戶的用電特點(diǎn)和規(guī)律）。1.日負(fù)荷曲線：負(fù)荷在一晝夜（0~24h）內(nèi)變化的變化曲線。制作：每半小時(shí)記錄一次電表讀數(shù)，計(jì)算平均功率，做負(fù)荷曲線。2.年負(fù)荷曲線：根據(jù)典型夏日和冬日負(fù)荷曲線，按負(fù)荷大小依次繪制。

1.年最大負(fù)荷Pm和年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)Tm（1）年最大負(fù)荷Pm

一年里,最高日負(fù)荷曲線中，30分鐘內(nèi)的平均功率最大值，也被稱為30分鐘最大負(fù)荷P30（2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tm

若負(fù)荷以年最大負(fù)荷Pm持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，所消耗的電能恰好等于該負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能，這段時(shí)間就是年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，表示為Tm。二、與負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的幾個(gè)物理量

2.平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù)（1）平均負(fù)荷Pav指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。（2）負(fù)荷系數(shù)平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值。3.需用系數(shù)Kd（從電網(wǎng)實(shí)際取用的功率與設(shè)備組設(shè)備功率之比）最大負(fù)荷與設(shè)備容量總和的比值。4.利用系數(shù)Ku平均負(fù)荷與設(shè)備容量總和的比值。例2-1：某汽車制造廠全廠計(jì)算負(fù)荷，求該廠全年有功及無功電量需要量是多少？解：查表2-2得有功的Tm=4960(h),可得全年有功電能需要量Wp為：全年查表2-2得無功的Tm=5240(h),有功電能需要量Wq為：

例2-2:某工廠最大工作班的負(fù)荷曲線如圖2-4所示，全廠設(shè)備額定功率為60KW，是求該廠有功計(jì)算負(fù)荷，負(fù)荷系數(shù)，需用系數(shù)和利用系數(shù)各是多少？（22頁）需用系數(shù)法1.單臺(tái)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷(G)2.用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算(F)3.低壓干線(E)4.低壓母線(D)5.高壓輸線C、高壓母線B和高壓進(jìn)線AABCDEMGF三、二項(xiàng)式法1.同一工作制單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷2.不同工作制的多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷設(shè)有不同類型的m個(gè)用電設(shè)備組四、民用建筑負(fù)荷計(jì)算（自學(xué)）（28頁~34頁）五、單相負(fù)荷計(jì)算單相負(fù)荷：電爐、電燈等為使三相電路導(dǎo)線截面和供電設(shè)備選擇經(jīng)濟(jì)合理，單相用電散步設(shè)備盡可能均勻地分配在三相電路上。負(fù)荷計(jì)算表2—2室內(nèi)各設(shè)備的額定功率及需用系數(shù)表回路用電設(shè)備功率（W）需用系數(shù)Kdcosφ衛(wèi)生間回路熱水器20000.651.0廚房回路油煙機(jī)1000.51.0洗衣機(jī)3000.550.8微波爐15000.71.0一般插座1000.60.7空調(diào)回路空調(diào)10000.750.8一般插座回路電視2000.50.7電冰箱2000.50.7電腦及其附件4000.550.8一般插座1000.60.7插座分四個(gè)回路：廚房回路，這個(gè)回路設(shè)置了四個(gè)插座，分別供油煙機(jī)（100W）、微波爐（1500W）、電飯煲（1000W）和一般炊具（300W）使用?？照{(diào)回路，這個(gè)回路設(shè)置了兩個(gè)插座，這兩個(gè)插座選用1000W的功率，分別安置在主臥室和客廳。衛(wèi)生間回路，這個(gè)回路設(shè)置了三個(gè)插座，分別供電熱水器（2000W）、洗衣機(jī)（300W）和排氣扇（30W）使用。還有就上一般插座（100W）回路，這個(gè)回路大多是一般設(shè)備的插座，需要注意的是，設(shè)計(jì)中在書房安裝了電腦插座，在主臥室和客廳安裝了電視插座，在餐廳安裝了電冰箱插座。廚房回路：Pc=100×0.5+1500×0.7+1000×0.85+300×0.75=2175W

Ic=Pc/（Uc*cosφ）=2175/(220×0.8)=12.4A空調(diào)回路：Pc=2×0.75×1000=1500W

Ic=Pc/（Uc*cosφ）=1500/(220×0.8)=9.1A衛(wèi)生間回路：Pc=2000×0.65+300×0.55+30×0.6=1483W

Ic=Pc/（Uc*cosφ）=1483/165=9A一般插座回路：Pc=3×100×0.6+400×0.55+100×0.6+2×100×0.6+200×0.5+200×0.5+3×100×0.6+200×0.5+2×100×0.6=1180WIc=Pc/（Uc*cosφ）=1180/165=7.2A照明回路Pc=346.5W，Ic=2.1A所以此用戶用電的總有功功率Pc=2175+1500+1483+1180+346.5=6648.5W

Ic=12.4+9.1+9+7.2+2.1=39.8A根據(jù)計(jì)算結(jié)果，給用戶設(shè)置一個(gè)8Kw的戶配電箱，導(dǎo)線選用BV-500-（3×0.6）-G32-WC型號(hào)。

1、某工廠的機(jī)加車間，設(shè)備的額定電壓為380V，主要設(shè)備為機(jī)床電動(dòng)機(jī)，30Kw1臺(tái)，20Kw3臺(tái)，10Kw4臺(tái)，5Kw8臺(tái)，3Kw5臺(tái)，請(qǐng)用需用系數(shù)法和二項(xiàng)式法求Pc，Qc，Sc，Ic。（Kd=0.16b＝0.14c＝0.4x＝5cosφ＝0.5）2.已知某車間裝有冷加工機(jī)床用電動(dòng)機(jī)18臺(tái)，共70KW（Kd1=0.2，cosφ1＝0.5，tgφ1＝1.73）；又裝有通風(fēng)機(jī)用電動(dòng)機(jī)4.5KW兩臺(tái)(Kd2=0.8，cosφ2＝0.8，tgφ2＝0.75)；還有電阻干燥箱一臺(tái),3KW(Kd3=0.7)；各種用電設(shè)備的同期系數(shù)KΣ=0.8，所有電動(dòng)機(jī)均為長期工作制，設(shè)備的額定電壓為380V，請(qǐng)用需用系數(shù)法求Pc，Qc，Sc，Ic。3.某生產(chǎn)車間冷加工機(jī)床組，設(shè)備的額定電壓為380V，電動(dòng)機(jī)有22Kw2臺(tái)，16Kw2臺(tái)，10Kw4臺(tái)，6Kw8臺(tái)，3Kw5臺(tái)，請(qǐng)用需用系數(shù)法和二項(xiàng)式法求Pc，Qc，Sc，Ic。（Kd=0.16b＝0.14c＝0.4x＝5cosφ＝0.5）4、某變壓器額定容量1000KVA，一次電壓為10Kv，二次電壓為0.4Kv，低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為600Kw，無功功率計(jì)算負(fù)荷為330Kvar。ΔPO.T

＝2Kw，ΔPCU.N

.T

＝13.7Kw，IO.T%＝2.8，Δuk%＝5，求高壓側(cè)有功和無功計(jì)算負(fù)荷。第二章總結(jié)

1.負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容包括：計(jì)算負(fù)荷、尖峰負(fù)荷和平均負(fù)荷。2.用電設(shè)備按工作制分類：連續(xù)運(yùn)行工作制、短時(shí)工作制和反復(fù)短時(shí)工作制。3.負(fù)荷計(jì)算的步驟：從負(fù)荷(末)端開始，逐級(jí)計(jì)算到電源(首)端。4.需用系數(shù)：指的是用電設(shè)備組的最大有功負(fù)荷與設(shè)備容量之比。5.計(jì)算負(fù)荷的物理意義：按這個(gè)