2019供配電工程課件培訓(xùn)

供配電工程第1章

概論

10月制作第1章

概論?

1.1?

1.2?

1.3?

1.4?

1.5?

1.6供配電系統(tǒng)的一般概念電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)中性點運行方式電能的質(zhì)量供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求本課程的特點及學(xué)習(xí)要求

1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念

★

工廠供電：工廠所需電能的供應(yīng)和分配?！?/p>

課程任務(wù)：掌握和了解中小型工廠供電系統(tǒng)的運行維護，

設(shè)計計算的基本理論和知識?！?/p>

對工廠供電系統(tǒng)基本要求：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)當(dāng)發(fā)生人身及設(shè)備事故。可靠：應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的地要求。優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求。經(jīng)濟：供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念?一、電力系統(tǒng)（electrical power system）由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。變配電系統(tǒng)：包括變電（降壓）、配電（包括短距離輸電）和用電三部分。一個完整的電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、變電所、輸電線路及電力用戶組成。圖1-7

電能2003年，全國總裝機容量39141萬kW

2004年底，全國發(fā)電裝機容量達到4.4億KW

，發(fā)電量為21870億千瓦小時，居世界第二位。

其中：火電，78％ 水電，21％ 核電，1％

全國電力裝機總?cè)萘窟_到50,800萬千瓦預(yù)計2006、2007及2008年分別將達到60,000萬千瓦、65,000萬千瓦及74,000萬千瓦預(yù)計2020年將會達到123,000萬千瓦,

其中水電佔29,000萬千瓦,

而其它如:核電及風(fēng)電將達到7,000萬千瓦預(yù)計到2050年，全國總裝機容量可達15

~18億kw,每年總發(fā)電量可達7

~8萬億kw·h

。

裝機容量(萬千瓦)年份總數(shù)火電水電其它(如:核電、風(fēng)電等)1996236541788655582101997254241924159732101998277292098865072341999298772234372972372000319322375479352432001338492531483012342002356572655586074952003391412897794906742004440703249010826754

全國每年電力裝機容量199619971998199920012002200320042000年份萬千瓦50000450004000035000300002500020000150001000050000其它(如:核電、風(fēng)電等)水電火電1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念1．發(fā)電廠（generating

plant）發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。按一次能源介質(zhì)劃分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站等，此外，還有小容量的太陽能發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等，正在研究的還有磁流體發(fā)電和氫能發(fā)電等?；鹆Πl(fā)電廠將煤、天然氣、石油的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。我國火力發(fā)電廠燃料以煤炭為主，隨著西氣東輸，將逐步擴大天然氣燃料的比例。

1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念水力發(fā)電廠將水的位能轉(zhuǎn)換成電能。其原理是水流驅(qū)動水輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。按提高水位的方法，電廠有堤壩式水電廠、引水式水電廠和混合式水電廠三類火力發(fā)電的原理：燃料在鍋爐中充分燃燒，將鍋爐中的水轉(zhuǎn)換為高溫高壓蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能。彩圖1-1

1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念核能發(fā)電廠利用原子核的核能生產(chǎn)電能。核燃料在原子反應(yīng)中堆裂變釋放核能，將水轉(zhuǎn)換成高溫高壓的蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能、其生產(chǎn)過程與火電廠基本相同。彩圖1-1電力建設(shè)方針：大力發(fā)展火電，積極發(fā)展水電，適當(dāng)發(fā)展核電。2．變電所（substation）變電所是變換電能電壓和接受分配電能的場所。如果僅用以接受電能和分配電能，則稱為配電所（站），僅用以把交流電能變換成直流電能，則稱為變流所。變電所

稱為升壓變電

6、10、15kv

升110、220、500kv降壓變電

110、220、500kv降6、10、kv3．電力網(wǎng)（electrical

power

network）電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，電力網(wǎng)。通常將220kV及以上的電力線路稱為輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為配電線路。配電線路又分為高壓配電線路（110kV）、中壓配電線路（6～35kV）和低壓配電線路（380/220V）。區(qū)域電網(wǎng)：供電電壓在220kV及以上（彩圖5

山東電網(wǎng)）地方電網(wǎng)：供電電壓小于等于110kV4．電能用戶凡取用電能的所有單位均稱為電能用戶

，其中工業(yè)企業(yè)用電量約占我國全年總發(fā)電量的64，是最大的電能用戶。

電力系統(tǒng)示意圖例

某一辦公樓各種能源比例：電力84%（照明插座42%，一般動力21%，空調(diào)機14%，冷凍機7%〕例

我國居民用電:1996年1130億kw·h 2000

年1690億kw·h 2700億kw·h 2010

年3920億kw·h

220～500kV220～500kV35～110kV區(qū)域變電站10kV終端變電站380/220V地區(qū)供配電系統(tǒng)圖1.1.1

電力系統(tǒng)示意圖工廠供配電系統(tǒng)M總降變電所6～10kV車間變電所380/220V35～110kV220～500kV火力發(fā)電廠～～樞紐變電所

升壓變電所升壓變電所 水力發(fā)電廠工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成?？偨祲鹤冸娝偨祲鹤冸娝撠?zé)將35～110kV的外部供電電壓變換為6～10kV的廠區(qū)高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動機供電。車間變電所車間變電所將6～10kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。配電線路配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。?

二、供配電系統(tǒng)

電能2電能典型的工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在1000kVA以下，稱為小型工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在1000kVA~10000kVA，稱為中型工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在10000kVA以上，稱為大型工廠供電系統(tǒng)1、具有高壓配電所的工廠供電系統(tǒng)（中型）圖1-1輸送過程：輸送過程：電源進線車間變電所高壓用電設(shè)備、具有總降變的工廠供電系統(tǒng)（大中型）圖1-36~10KV低壓用電設(shè)備220/380V6~10KV高壓配電所車間變電所高壓用電設(shè)備總降壓變電所

6~10KV低壓用電設(shè)備220/380V電源進線

35KV

及以上高壓配電所

3、高壓深入負荷中心的供電方式圖1-44、只有車間變電所的工廠供電系統(tǒng)（小型）圖1-5★ 配電所與變電所的區(qū)別★

工廠供電系統(tǒng)范圍：從電源進線進廠到高低壓用電設(shè)備進線端止的整個電路，包括廠內(nèi)的變配電所和高低壓配電線路。電源進線低壓用電設(shè)備220∕

380V車間變電所35KV電源進線低壓用電設(shè)備220∕

380V6~10KV

車間變電所

1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓

電氣設(shè)備的額定電壓：能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好經(jīng)濟效果的電壓。電力網(wǎng)的電壓等級是比較多的，不同的電壓等級有不同的作用。從輸電的角度看，電壓越高則輸送的距離就越遠，傳輸?shù)娜萘吭酱螅娔艿膿p耗就越小；但電壓越高，要求絕緣水平也越高，因而造價也越高。目前，我國電力網(wǎng)的電壓等級主要有0.22、.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、000kV等。1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓1、電網(wǎng)(電力線路)的額定電壓：額定電壓是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。2、用電設(shè)備的額定電壓：規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓的5％。用于補償線路上的電壓損失規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。

？？？3、發(fā)電機的額定電壓：

GMMM＋5％UN

—5％用電設(shè)備和發(fā)電機的額定電壓圖1-4 用電設(shè)備和發(fā)電機額定電壓說明

1.2

電力系統(tǒng)的額定電壓4、電力變壓器的額定電壓：GMT2T1UN+5% +10%+0%是線壓相

+5%電力變壓器的額定電壓(1)一次繞組的額定電壓：當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機相連時(如T1)，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓的5％。當(dāng)變壓器不與發(fā)電機相連，而是連接在線上(如T2)，則可看作路的用電設(shè)備，因此其一次繞組的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電同。1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓其中變5壓用器于的補一償次變繞壓組器：滿相載當(dāng)供于電是用電設(shè)備，所以規(guī)定變壓器時，一一次、繞二組次的繞額組定上電的壓電與壓受損電失設(shè)；備額定電壓相同。另外5

用于補償線路上的電壓損失，注因意此：適但用當(dāng)于變變壓壓器器一供次電繞距組離直接與發(fā)電機相連時，變壓較長器時一的次情繞況組。的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。當(dāng)變壓器供電距離較短時，

變壓器的二次繞組對于用電設(shè)可備以而不言考，慮相線當(dāng)路于上供的電電設(shè)壓備損。失，只需要補償滿載時變壓第一種情況若變壓器二次側(cè)器供繞電組線上路的較電長壓(如損為失較即大可的。高壓電網(wǎng))時，則二次側(cè)額定電壓，比用電設(shè)備額定電壓高10第二種情況變壓器二次側(cè)線路不太長(如為低壓電網(wǎng)或直接供電給高/低壓用電設(shè)備時額定電壓)時，二次側(cè)比用電設(shè)備額定電壓高5山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓線路的平均額定電壓線路的平均額定電壓（average

ratedvoltage）指線路始端最大電壓（變壓器空載電壓）和末端用電設(shè)備額定電壓的平均值。由于線路始端最大電壓比電網(wǎng)額定電壓高10，因而線路的平均額定電壓比電網(wǎng)額定電壓高5

。各級分別為：0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。U2N·T2=1.05UN·L3=1.05×6=6.3(kV)例1.2.1 已知圖1.2.1所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。10kV110kV6kVG T1 T2～L2L1L3M變壓器直接與電動機相連，

U2N·T1=1.1UN·L2=1.1×110=121(kV)供電距離較短，可以不考慮線路變上壓的器電T壓1的損變失比。為：10.5/121kV變壓器T2的額定電壓：U1N·T2=UN·L2=110（kV）變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機圖1.2.1

例1.2.直1圖

接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機的額定電壓發(fā)電機G的額定電壓：UN·G=1.05UN·L1=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1的額定電壓：

U1N·T1=UN.G=10.5（kV）變壓器T2的變比為：110/6.3kV

1.3 電力系統(tǒng)中性點運行方式電力系統(tǒng)的中性點是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機的中性點。小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點有三種運行方式：?

中性點直接接地?

中性點不接地?

中性點經(jīng)消弧線圈接地

的相容電一、 中性點不接地方式系統(tǒng)正常運行時，線電壓對稱，各相對地電壓對稱，等于各相電壓，中性點對地電壓為零，各相對地電容電流也對稱，其電流的相量和為零，相量圖如圖1-7b所示。圖1-7

正常運行時的中性點不接地電力系統(tǒng)a）電路圖 b）相量圖

一、 中性點不接地方式發(fā)生單相接地故障時：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障相電壓降為0，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的 3

倍

即線電壓線電壓不變，不影響三相用電設(shè)備的正常運行[但不允許長時間運行（一般不超過2小時），防止另外再有一相絕緣被擊穿，形成兩相接地短路。]圖1-14單相接地電流等于正常時單相對地電容電流的三倍。

0U

KCCCACBCI

EI

CAI

CBI

CBAOU

0U

AU

BUC

U

KAU

KBU

0CU

U

0ICB

CAI

CI

ECI

I

O（a）（b）圖1.3.2

中性點不接地系統(tǒng)的單相接地（a）電路圖；（b）向量圖

二、 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式當(dāng)電容Ic（或稱接地電容電流）大于一定數(shù)值，接地點將出現(xiàn)斷續(xù)電弧，引起過電壓危害系統(tǒng)絕緣，所以要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，線圈可提供一感性電流IL抵消Ic使接地電流減小，電弧就不會發(fā)生了。單相接地電容電流的計算（估算）350

CI

UN

(loh

35lcab)UN —系統(tǒng)額定電壓；loh

—架空線路長度（km）；lcab—電纜線路長度（km）二、 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式KCCCACBCI

EI

CAI

CBI

CBAOU

0U

AU

BUC

U

KAU

KBU

0U0

LI

CI

O（a） （b）圖1.3.3

中性點經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)的單相接地（a）電路圖；（b）向量圖LI

消弧線圈消弧線圈對電容電流的補償可以有三種方式：（1）全補償；（2）欠補償；（3）過補償。在電力系統(tǒng)中一般不采用完全補償?shù)姆绞?，而采用過補償運行方式Why?

消弧線圈對電容電流的補償有三種方式：

全補償IL=IC

；欠補償IL＜IC；過補償IL＞IC。實際上都采用過補償，以防止由全補償引起的電流諧振，損壞設(shè)備或欠補償由于部分線路斷開造成全補償。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時，各相對地電壓和對地電容電流的變化情況與中性點不接地系統(tǒng)相同。

三、 中性點直接接地方式當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，形成回路，短路電流很大，保護裝置動作，切除故障。圖1-16由于中性點直接接地，發(fā)生單相接地時，中性點對地電壓仍為零，非接地相對地電壓也不發(fā)生變化.結(jié)論：電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。對于110KV及以上的高壓電器很有經(jīng)濟意義。

直接接地特 點：供電可靠性低，比較經(jīng)濟；故障時：如發(fā)生接地故障，則構(gòu)成短路回路，接地相電流很大；適用范圍：110KV以上系統(tǒng)。小電流接地系統(tǒng)特 點：供電可靠性高，絕緣費用高；故障時：如發(fā)生接地故障，不必切除接地相，但非接地相對地電壓為相電壓適用范圍：60KV以下系統(tǒng)3

中性點的運行方式主要取決于單相接

地時電氣設(shè)備絕緣要求及對供電可靠性要求。我國應(yīng)用情況：3～63kV系統(tǒng)，一般采用中性點不接地運行方式當(dāng)3～10kV系統(tǒng)接地電流大于30A；20～63kV系統(tǒng)接地電流大于10A時，應(yīng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。110kV及以上系統(tǒng)和1kV以下低壓系統(tǒng)采用中性點直接接地運行方式。

四、 低壓配電系統(tǒng)的接地形式

我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，采用中性點直接接地的運行方式。工作接地：為保證電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的正常運行而進行的接地（N線）保護接地：低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分通過保護線（PE線）接地低壓配電系統(tǒng)，按其保護接地形式分為TN、TT、IT系統(tǒng)。注：T代表接地，第一個字母T代表電源中性點直接接地；第二個字母T代表電氣設(shè)備外殼各自直接接地；I表示電源中性點不接地。1、TN系統(tǒng)（圖1-17）

：外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共PE線接地TN－C系統(tǒng)：N、PE線合用，稱為保護中性線TN－S系統(tǒng)：N、PE線分開TN－C－S系統(tǒng)：前一部分N、PE線合用，后一部分N、PE線分開2、TT系統(tǒng)（圖1-19）：設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)PE線單獨接地。3、IT系統(tǒng)：中性點不接地或經(jīng)阻抗接地，設(shè)備外殼經(jīng)各自PE線接地。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系1.4

電能質(zhì)量電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、波形質(zhì)量和供電可靠性等。一、供電可靠性----根據(jù)用電負荷的性質(zhì)及中斷供電在政治上經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度提出的不中斷供電的要求供電可靠性是以對用戶停電的時間及次數(shù)來衡量。它常用供電可靠率Kre1表示，即實際供電時間與統(tǒng)計期全部時間的比值的百分?jǐn)?shù)表示：rel

snKT

Ty

100%Ty=Ts

-TtTt

tii

1Ty------為統(tǒng)計期實際供電時間之和（h）；Ts-------為統(tǒng)計期全部時間（h）；Tt-------為統(tǒng)計期內(nèi)停電時間之和（h）；Ti--------為統(tǒng)計期內(nèi)每次停電時間（h）。停電時間應(yīng)包括：事故停電、計劃檢修停電及臨時性停電時間。負荷分類：

電力負荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度劃分為三級1．一級負荷一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時間恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正常工作的負荷。特別重要的負荷：在一般負荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，稱為特別重要的負荷。供電要求：一級負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電。所謂獨立電源，就是當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。在一級負荷中的特別重要負荷，除上述二個獨立電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負荷的供電嚴(yán)禁將其它負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。應(yīng)急電源一般有：獨立于正常電源的發(fā)電機組；干電池；蓄電池；供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。

2．二級負荷

二級負荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；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。二級負荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺（兩臺變壓器不一定在同一變電所）。做到當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障或電力線路發(fā)生常見故障時，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。3．三級負荷三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(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)品報廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。三級負荷對供電電源沒有特殊要求，一般由單回電力線路供電。

級別— 級二 級三 級停電影響人身傷亡，重大設(shè)備損壞，政治、經(jīng)濟上重大損失政治、經(jīng)濟造成較大損失，設(shè)備局部損壞大量減產(chǎn)等不屬于一級、二級的負荷允許停電時間備用電源投入時間，特別重要負荷不允許停電允許短時停電幾分鐘停電影響不大對供電電源要求兩個獨立電源供電兩回路供電無特殊要求舉

例煉鋼廠的煉鋼爐、醫(yī)院、人民大會堂紡織廠，化工廠

電力負荷分類

小結(jié)1.4 電能質(zhì)量二、電壓----電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。1、 電壓偏差電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分?jǐn)?shù)表示：

100%UN

U

%

U

UN電壓偏差

ΔU%------電壓偏差百分?jǐn)?shù)；U --------實際電壓；UN -------額定電壓

供電電壓允許偏差，見表1-2要求供電電壓的電壓偏差不超過允許偏差。表1-2 供電電壓允許偏差線路額定電壓UN允許電壓偏差35KV及以上±5%10KV及以下±7%220V＋7%、－10%

電壓調(diào)整措施合理選擇變壓器的電壓比和電壓分接頭合理減少系統(tǒng)阻抗合理補償無功功率盡量使系統(tǒng)的三相負荷平衡變壓器采用有載調(diào)壓型2、

電壓波動和閃變電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1的即為電壓急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示

U

minUN

Umin

U

U

max

U

%

Umax

100%δU-----電壓波動；δU-----電壓波動百分?jǐn)?shù)；

Umax為電壓波動的最大值和最小值（kV）Umin為額定電壓（kV）電壓

波動的允許值見表1-3。表1-3 電壓波動允許值（GB12326-90）額定電壓（kV）電壓波動允許值（δU%）10及以下2.535~1102.0220及以上1.6電壓波動抑制措施對負荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为毠╇?。設(shè)法增大供電容量，減少系統(tǒng)阻抗。在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷。對大型電弧爐和變壓器的受電電壓，如有多種電壓選擇方案，宜選擇較高的電壓。對大型沖擊性負荷可采用電抗器或靜止型無功補償裝置(SVC)。

值等效為10Hz正弦電壓波動值的1min平均值——等效閃變

閃變:周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。通常用電壓調(diào)幅波中不同頻率的正弦波分量的均方根值δU10來表示，其允許值見表1-4。表1-4 δU10允許值（GB12326-90）應(yīng)用場合δU10允許值對照明要求較高的白熾燈負荷0.4（推薦值）一般性照明負荷0.6（推薦值）3.波形波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。在理想情況下，電壓波形為正弦波，但電力系統(tǒng)中有大量非線性負荷，使電壓波形發(fā)生畸變，除基波外，還有各項諧波。表1-5是我國規(guī)定的公用電網(wǎng)電壓波形畸變率。

諧波對電網(wǎng)的影響:諧波對旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器的主要危害是引起附加損耗和發(fā)熱增加,此外諧波還會引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器振動并發(fā)出噪聲,長時間的振動會造成金屬疲勞和機械損壞。諧波對線路的主要危害是引起附加損耗。諧波可引起系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振,使諧波放大。當(dāng)諧波引起系統(tǒng)諧振時,諧波電壓升高,諧波電流增大,引起繼電保護及安全自動裝置誤動,損壞系統(tǒng)設(shè)備(如電力電容器、電纜、電動機等),引發(fā)系統(tǒng)事故,威脅電力系統(tǒng)的安全運行。諧波可干擾通信設(shè)備,增加電力系統(tǒng)的功率損耗(如線損),使無功補償設(shè)備不能正常運行等,給系統(tǒng)和用戶帶來危害

電網(wǎng)額定電壓（kV）電壓總諧波畸變率（%）各項諧波電壓含有率（%）奇次偶次0.385.04.02.06104.03.21.635663.02.41.21102.01.60.8

表1-5 公用電網(wǎng)諧波電壓限值（相電壓）公用電網(wǎng)諧波電壓允許值電網(wǎng)額定電壓0.38kv總諧波畸變率5％電網(wǎng)額定電壓10kv總諧波畸變率4％

抑制的措施增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)。裝設(shè)交流濾波器。宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)組別的三相配電變壓器。裝設(shè)SVC.電壓質(zhì)量為電壓的偏差、波動和波形三方面。三、頻率----頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。我國采用的額定頻率為50HZ。在正常情況下，頻率的允許偏差，根據(jù)電網(wǎng)的裝機容量而定；事故情況下，頻率允許偏差更大。頻率的允許偏差見表1-6

表1-6 電力系統(tǒng)頻率的允許偏差運行情況允許頻率偏差正常運行300萬kW及以上300萬kW及以下±0.2±0.5非正常運行±1.0三、電壓高低的劃分從設(shè)計安裝角度：電壓＞1000V為高壓，電壓≤1000V為低壓四、工廠配電電壓的選擇

1.5

供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求一、建筑電氣設(shè)計的一般原則適用安全經(jīng)濟美觀山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系1.5

供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求二、

內(nèi)容輸電線路設(shè)計變配電所設(shè)計電氣照明設(shè)計電力設(shè)計防雷與接地設(shè)計電氣信號與自動控制設(shè)計山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系三程序與要求1.方案設(shè)計凡國家及省市重點工程項目，規(guī)模較大的高層建筑以及有特殊要求的大型民用建筑及工業(yè)建筑，必須提出方案設(shè)計。一般高層建筑也都應(yīng)提出方案設(shè)計。在方案設(shè)計階段，電氣設(shè)計和弱電設(shè)計文件主要是設(shè)計說明書及必要的簡圖。其深度應(yīng)滿足設(shè)計方案優(yōu)選和設(shè)計投標(biāo)的要求。1.5

供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求1.5

供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求

初步設(shè)計初步設(shè)計文件根據(jù)設(shè)計任務(wù)書進行編制，由設(shè)計說明書(包括設(shè)計總說明和專業(yè)的設(shè)計說明書)、設(shè)計圖紙、主要設(shè)備及材料表和工程概算書等四部分組成。施工圖設(shè)計施工圖設(shè)計應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計進行編制，內(nèi)容以圖紙為主，應(yīng)包括封面、圖紙目錄、設(shè)計說明(或首頁)、圖紙、工程概算等等。1.6 本課程的特點及學(xué)習(xí)要求本課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程的特點學(xué)習(xí)要求電氣主接線及供配電方式的設(shè)計負荷計算短路電流計算電氣設(shè)備的選擇與校驗電氣設(shè)備的原理圖1.6.1

課程內(nèi)容體系圖保護設(shè)置與整定二次回路及自動裝置電氣照明過電壓保護變電所的平面布置供配電系統(tǒng)自動化

小

結(jié)

本章介紹了電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念，講述了電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負荷，重點討論了電力系統(tǒng)中各種電力設(shè)備的額定電壓，電力系統(tǒng)中性點的運行方式。電力系統(tǒng)是指由發(fā)電廠、變電所、電力線路和用戶組成的整體。配供電系統(tǒng)由總降變電所、配電所、車間變電所或建筑物變電所、配電線路和用電設(shè)備所組成。額定電壓是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后制定的。發(fā)、變、供、用電設(shè)備的額定電壓不盡相同。用電設(shè)備的額定電壓等于電力線路的額定電壓；發(fā)電機的額定電壓較電力線路額定電壓高5%；變壓器一次繞組額定電壓等于發(fā)電機額定電壓（升壓變壓器）或電力線路額定電壓(降壓變壓器)，二次繞組額定電壓較電力線路額定電壓高10%或5%(視線路電壓等級或線路長度而定)。電力系統(tǒng)中性點的運行方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地三種，重點掌握中性點不接地電力系統(tǒng)。

供電的電能質(zhì)量指標(biāo)有電壓、頻率和供電可靠性三項。電力負荷按對供電可靠性的要求分為一級負荷、二級負荷、三級負荷三類，其供電要求也各不相同。電力負荷按工作制分為連續(xù)工作制、短時工作制和反復(fù)短時工作制三類。

彩圖2 汽輪發(fā)電機組

彩圖3 水輪發(fā)電機組

某火力發(fā)電廠

某火力發(fā)電廠廠房

3000kW火電機組

機組容量2X150MW

廣東粵電集團韶關(guān)發(fā)電廠

山東日照電廠

控制室

葛洲壩水電站4-廠房

三峽水電樞紐三峽工程具有防洪,發(fā)電,通航三大主要任務(wù),其中發(fā)電這一塊左右岸電廠設(shè)計裝機26臺,單機容量70萬千瓦,另外右岸地下電廠還設(shè)計有6臺單機70萬千瓦的機組,年發(fā)電量達847億千瓦時

三峽瀉洪

三峽夜景

三峽電廠中控室

核電1000MW汽輪機制

造

彩圖5 我國區(qū)域電網(wǎng)分布圖

第2章

電力負荷及其計算供配電技術(shù)第2章

負荷計算及無功補償負荷曲線與計算負荷用電設(shè)備額定容量的確定負荷計算的方法功率損耗與電能損耗工廠的計算負荷和年電能消耗量建筑用電負荷的計算方法功率因數(shù)與無功功率補償尖峰電流計算22.1 負荷曲線與計算負荷一、

負荷曲線負荷曲線（load

curve）是指用于表達電力負荷隨時間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間（一般以小時為單位）。31．負荷曲線的分類按負荷的功率性質(zhì)分：可分為有功負荷曲線和無功負荷曲線；按負荷對象不同，分用戶、車間或某類設(shè)備負荷曲線。按所表示的負荷變動的時間分：可分為日負荷、月負荷和年負荷曲線。42 日負荷曲線5日負荷曲線表示負荷在一晝夜間（0~24h）變化情況。如圖2-1。

日負荷曲線可用測量的方法繪制。繪制的方法是：以某個監(jiān)測點為參考點，在24h中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線，見圖2-1a。通過接在供電線路上的電度表，每隔一定的時間間隔（一般為半小時）將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點畫在坐標(biāo)上，把這些點連成階梯狀的是階梯形負荷曲線，圖2-1b所示。3 年負荷曲線6年負荷曲線反映負荷全年（8760h）變動情況。如圖2-2所示。年負荷曲線又分為年運行負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。年運行負荷曲線可根據(jù)全年日負荷曲線間接制成；年持續(xù)負荷曲線的繪制，要借助一年中有代表性的冬季日負荷曲線和夏季日負荷曲線。通常用年持續(xù)負荷曲線來表示年負荷曲線，繪制方法如圖2-2所示。其中夏季和冬季在全年中占的天數(shù)視地理位置和氣溫情況而定。一般在北方，近似認為冬季200天，夏季165天；在南方，近似認為冬季165天，夏季200天。圖2-2是南方某用戶的年負荷曲線，圖中P1在年負荷曲線上所占的時間計算為T1=200t1+165t2。注意：日負荷曲線是按時間的先后繪制，而年負荷曲線是按負荷的大小和累計時間繪制。分析負荷曲線可以了解負荷變動的規(guī)律，對供電設(shè)計人員來說，可從中獲得一些對設(shè)計有用的資料；對運行來說，可合理地、有計劃地安排用戶、車間、班次或大容量設(shè)備的用電時間，降低負荷高峰，填補負荷低谷，這種“削峰填谷”的辦法可使負荷曲線比較平坦，從而達到節(jié)電效果。7892．年最大負荷和年最大負荷利用小時數(shù)年最大負荷Pmax年最大負荷Pmax就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷P30。年最大負荷利用小時數(shù)Tmax年最大負荷利用小時數(shù)又稱為年最大負荷使用時間Tmax，它是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷Pmax

(或P30)持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。10下圖為某廠年有功負荷曲線，此曲線上最大負荷Pmax就是年最大負荷，Tmax為年最大負荷利用小時數(shù)。11Tmax是反映工廠負荷是否均勻的一個重要參數(shù)。該值越大12則負荷越平穩(wěn)。如果年最大負荷利用小時為8760h，說明負荷常年不變（實際不太可能）。Tmax與用戶的性質(zhì)和生產(chǎn)班制有關(guān)，例如一班制工廠，Tmax約為1800～3000h，兩班制工廠，Tmax約為3500～4800h,三班制工廠，Tmax約為5000～7000h，居民用戶Tmax約為1200～2800h。表2-2 某些企業(yè)的年最大負荷利用小時數(shù)工廠類別年最大負荷利用小時數(shù)（h）有功負荷無功負荷重型機械制造廠37704840機床廠43454750工具廠41404960滾珠軸承廠53006130起動運輸設(shè)備廠33003880汽車拖拉機廠49605240農(nóng)業(yè)機械制造廠53304220儀器制造廠30803180汽車修理廠43703200133.平均負荷Pav平均負荷Pav，就是電力負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間內(nèi)消耗的電能W除以時間t的值，即Pav=W/t年平均負荷為Pav=Wa/87601415負荷系數(shù)在最大工作班內(nèi)，平均負荷與最大負荷之比。Pm

PavQm16

Qav一般工廠年負荷系數(shù)年平均值為：α=0.7~0.75β

=0.76~0.82他表征該設(shè)備或設(shè)備組的容量是否被充分利用。負荷系數(shù)又稱負荷率或負荷填充系數(shù)，他表征負荷曲線不平坦的程度，負荷系數(shù)越接近1，負荷越平坦。所以用戶應(yīng)盡量提高負荷系數(shù)，從而充分發(fā)揮供電設(shè)備的供電能力、提高供電效率。有時也用α表示有功負荷系數(shù)，用β表示無功負荷系數(shù)。一般工廠α=0.7~0.75，β=0.76~0.82對于單個用電設(shè)備或用電設(shè)備組，負荷系數(shù)是指設(shè)備的輸出功率P和設(shè)備額定容量PN之比值，即L17NKP

P二、

計算負荷（30lculated

load）供電系統(tǒng)中各元件的依據(jù)，故非常重要。18計算負荷的定義：通過負荷的統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備的一個假想負荷。以這個不變的“假想負荷”持續(xù)運行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與實際運行的變動的負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，它是選擇計算負荷的物理意義：設(shè)有一電阻為R的導(dǎo)體，在一定時間內(nèi)通過一變動負荷，其最高溫升達到τ值，如果這根導(dǎo)體在相同的時間內(nèi)通過另一不變負荷其最高溫升也達到τ值，則這個不變負荷就是該變動負荷的計算負荷，即計算負荷和實際負荷最高溫升是等值的。計算負荷的數(shù)值與半小時最大負荷P30基本相等，通常將以半小時平均負荷為依據(jù)所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，所以用P30來表示有功計算負荷（KW），無功計算負荷表示為Q30

（Kvar），視在計算負荷表示為S30

（KVA），計算電流表示為I30

（A）。也有用Pc

(Qc、Sc、Ic)

表示的。19?

規(guī)定取“半小時平均負荷”的原因：一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)τ為10min以上，根據(jù)經(jīng)驗表明，中小截面導(dǎo)線達到穩(wěn)定溫升所需時間約為

3τ=3×10＝30（min），如果導(dǎo)線負載為短暫尖峰負荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達到最高值，只有持續(xù)時間在30min以上的負荷時，才有可能構(gòu)成導(dǎo)線的最高溫升。較大截面的導(dǎo)體發(fā)熱時間常數(shù)往往大于10min，30min還不能達到穩(wěn)定溫升。20def

I

30def

I

maxdef

Q30def

S30def

Qmaxdef

S

maxdef

P30def

PmaxPcQc

ScI

c22三、

負荷計算的意義和目的負荷計算主要是確定計算負荷，如前所述，若根據(jù)計算負荷選擇導(dǎo)體及電器，則在實際運行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會超過允許值。計算負荷是設(shè)計時作為選擇工廠供配電系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。23正確確定計算負荷意義重大，是供電設(shè)計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。計算負荷的確定是否合理，將直接影響到電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。計算負荷不能定得太大，否則選擇的電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會過大而造成投資和有色金屬的浪費；計算負荷也不能定得過小，否則選擇的電器設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會長期處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀。

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目錄2.2 用電設(shè)備額定容量的確定一、

用電設(shè)備的工作方式用電設(shè)備按其工作方式可分為三種：連續(xù)運行工作制（長期工作制）短時運行工作制（短暫工作制）斷續(xù)運行工作制（重復(fù)短暫工作制）24?

連續(xù)運行工作制（長期工作制）在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運行，設(shè)備任何部分溫升均不超過最高允許值，負荷比較穩(wěn)定。如通風(fēng)機水泵、空氣壓縮機、皮帶輸送機、破碎機、球磨機、攪拌機、電機車等機械的拖動電動機，以及電爐、電解設(shè)備、照明燈具等，均屬連續(xù)運行工作制的用電設(shè)備。25?

短時運行工作制（短暫工作制）用電設(shè)備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內(nèi)，用電設(shè)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(nèi)其溫度又降低為周圍介質(zhì)的溫度，這是短暫工作的特點。如機床上的某些輔助電動機（如橫梁升降、刀架快速移動裝置的拖動電動機）及水閘用電動機等設(shè)備。這類設(shè)備的數(shù)量不多。26?

斷續(xù)運行工作制（重復(fù)短暫工作制）用電設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進行工作，其工作時間（t）與停歇時間（t0）相互交替。工作時間內(nèi)設(shè)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)定的波動狀態(tài)。如電焊機和吊車電動機等。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，取一個工作周期內(nèi)的工作時間與工作周期的百分比值，即為ε

，即：式中

t，t0——工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期T。

100%27tT t

t0

t

二、

用電設(shè)備額定容量的計算在每臺用電設(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”，用Pe表示。28長期工作制和短時工作制的設(shè)備容量Pe=PN重復(fù)短暫工作制的設(shè)備容量①

吊車機組用電動機（包括電葫蘆、起重機、行車等）的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε=25%時的額定功率（kW），若其εN不等于25%時應(yīng)進行換算，公式為:n29N

N25%

2P

Pe

PN

②

電焊機及電焊變壓器的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε＝100%時的額定功率（kW）。若其銘牌暫載率εN不等于100%時，應(yīng)進行換算，公式為:Pe

PN

N

SN cos

N

N（3）電爐變壓器的設(shè)備容量電爐變壓器的設(shè)備容量是指在額定功率因數(shù)下的額定功率（kW），即：Pe=PN=SN·cos

Ｎ30（4）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（kW）: Pe=PN②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%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍:Pe=1.2PN③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10%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）: Pe=1.1PN④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10%），故其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）:Pe=1.1PN31（5）不對稱單相負荷的設(shè)備容量當(dāng)有多臺單相用電設(shè)備時，應(yīng)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(shè)計規(guī)程規(guī)定，在計算范圍內(nèi)，單相用電設(shè)備的總?cè)萘咳绮怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時，可按三相對稱分配考慮，如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時，則設(shè)備容量Pe

應(yīng)按三倍最大相負荷的原則進行換算。32?

設(shè)備接于相電壓或線電壓時，設(shè)備容量Pe的計算如下：單相設(shè)備接于相電壓時Pe＝3Pe·m

式中

Pe——等效三相設(shè)備容量；Pe·m

——最大負荷所接的單相設(shè)備容量。單相設(shè)備接于線電壓時式中

Pe·l

——接于同一線電壓的單相設(shè)備容量。Pe

333Pe

l

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目錄2.3 負荷計算的方法一、計算負荷的估算★在供配電工程設(shè)計中常用的負荷計算方法有：負荷密度法、單位指標(biāo)法、需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法等。1、負荷密度法(kW)P0

—單位面積的功率（負荷密度），W/m2S

—建筑面積，

m2P0的選取應(yīng)綜合考慮車間、建筑物的性質(zhì)、負荷的性質(zhì)（空調(diào)的形式、照明燈具的選擇）等多方面的因素。如教學(xué)樓的P0=11

~15100034P30

P0

S一、計算負荷的估算2、單位指標(biāo)法(kW)Pe

—單位用電指標(biāo)，W/戶、

W

/人，

W

/床N—

單位數(shù)量，如戶數(shù)、人數(shù)、床數(shù)如上海地區(qū)普通住宅的單位指標(biāo)為4~6kW/戶100035P30

Pe

N3. 單位產(chǎn)品耗電量法若已知某車間或企業(yè)的年產(chǎn)量m和每一產(chǎn)品的單位耗電量a（見表2-1），則企業(yè)全年電能Wa為：Wa=a·m估算法實為指標(biāo)法，在做設(shè)計任務(wù)書或初步設(shè)計階段，尤其當(dāng)需要進行方案比較時，按估算法計算比較方便。36表2-1 各種產(chǎn)品的單位耗電量單位產(chǎn)品耗電量（kW·h）143002.55000～80001500～25001～43產(chǎn)品名稱 單位電動機 kW鑄鐵件 T變壓器 kVA拖拉機 臺汽車 輛軸承 套并聯(lián)電容器

kvar電表 只737式中 K

——同時使用系數(shù)，為在最大負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——負荷系數(shù)，用電設(shè)備不一定滿負荷運行，此系數(shù)表示工作著的用電設(shè)備實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)備組在實際運行功率時的平均效率。

38wldK

K

KL二、計算負荷的確定方法----需要系數(shù)法?

需要系數(shù)需要系數(shù)考慮了以下的主要因素：實際上，上述系數(shù)對于成組用電設(shè)備是很難確定的，而且對一個生產(chǎn)企業(yè)或車間來說，生產(chǎn)性質(zhì),工藝特點，加工條件，技術(shù)管理和勞動組織以及工人操作水平等因素，都對Kd有影響。所以Kd只能靠測量統(tǒng)計確定,見附錄表3~5。上述各種因素可供設(shè)計人員在變動的系數(shù)范圍內(nèi)選用時參考。391．單臺用電設(shè)備的計算負荷PP30.1

Q301·=P301·

tan

（2）無功計算負荷：（1）

有功計算負荷：考慮到單臺用電設(shè)備總會有滿載運行的時候，其計算負荷P30·1

為計算目的：用于選擇分支線導(dǎo)線及其上的開關(guān)設(shè)備。式中：Pe—換算到統(tǒng)一暫載率下電動機的額定容量；η—用電設(shè)備在額定負載下的效率。式中

—用電設(shè)備功率因數(shù)角。402.

用電設(shè)備組的計算負荷（1）有功計算負荷：Kd—用電設(shè)備組的需要系數(shù)，見附錄表3；Pe—用電設(shè)備組的設(shè)備額定容量之和，但不包括備用設(shè)備容量。（2）無功計算負荷：tan

值見附錄表3。（3）視在計算負荷：（4）計算電流：P30=KdPeQ30=P30tan

3030P2S

Q2計算目的：用于選擇各組配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備。30

304130N3UI

S?當(dāng)Kd值有一定變動范圍時，取值要作具體分析。如臺數(shù)多時，一般取用較小值，臺數(shù)少時取用較大值；設(shè)備使用率高時，取用較大值，使用率低時取用較小值。當(dāng)一條線路內(nèi)的用電設(shè)備的臺數(shù)較?。╪<3臺）時，一般是將用電設(shè)備額定容量的總和作為計算負荷，或者采用較大的Kd值(0.85~1)。422、多組用電設(shè)備組計算負荷的確定P30=K∑p

∑P303030P2S

30

Q2S

30433UNI30

Q30=K∑q

∑Q30K∑

－－

同時系數(shù)對于車間干線：K∑P

=0.85~0.95K∑Q

=0.90~0.97對于低壓母線：∑PK =0.90~0.95K∑Q

=0.93~0.97例2-1

一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW；另接通風(fēng)機3臺共5kW；電葫蘆4個共6kW（FCN

=40%）試求計算負荷。解：冷加工電動機組： 查附錄表3

可得Kd=0.16~0.2

（

取0.2

）

，cos

=0.5，tan

=1.73，因此P30(1)=Kd∑Pe=0.2×50=10(kW)Q30(1)=P30(1)tan

=10×1.73=17.3

(kvar)S30(1)=P

30(1)/cos

=10/0.5=20(kVA)通風(fēng)機組：

查附錄表3

可得Kd=0.7~0.8

（

取0.8

），

cos

=0.8

，tan

=0.75，因此P30(2)=Kd∑Pe=0.8×5=4(kW)Q30(2)=P30(2)tan

=4×0.75=3

(kvar)S30(2)=P

30(2)/cos

=4/0.8=5(kVA)45電葫蘆：由于是單臺設(shè)備，可取Kd=1，查附錄表3可得cos

=0.5，tan

=1.73，因此P30(3)=Pe=3.79

=3.79(kW)Q30(3)=P30(3)tan

=3.79×1.73=

6.56(kvar)S30(3)=

P30(3)/cos

=3.79/0.5=7.58(kVA)取同時系數(shù)Ｋ∑為0.9，因此總計算負荷為P30(∑)＝Ｋ∑ΣP30=0.9×（10+4+3.79）=16.01(kW)Q30(∑)＝Ｋ∑ΣQ30=0.9×（17.3+3+6.56）=24.17(kW)P

246

Q

2

16.012

24.172

28.99(kVA)S

ca

(

)ca

(

)ca(

)

為了使人一目了然，便于審核，實際工程設(shè)

計中常采用計算表格形式，如下表所示。?。恕?0.9—24負荷總計3.79（ε=25%）3 電葫蘆 153通風(fēng)機組2501 機床組 20S30Q3030(kW)(kVar)(kVA)0.20.51.731017.3200.80.80.7543510.51.733.796.567.58———17.7926.86—P計算負荷tan

Kd cos

設(shè)備容量（kW）臺數(shù)用電設(shè)備組名稱序號— — 16.01 24.17 28.9返9

回目錄474849三、計算負荷的確定方法----二項式系數(shù)法1.

用電設(shè)備組的計算負荷（1）有功計算負荷------基本公式：P30=bPe+cPx式中，b

Pe為二項式的第一項，表示設(shè)備組的平均負荷，其中Pe是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚ㄍ瑯硬话▊溆迷O(shè)備容量）;cPx為二項式的第二項，表示設(shè)備組中x臺容量最大的設(shè)備投入運行時增加的附加負荷，其中Px是x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘?b,c為二項式系數(shù),見附錄表。50（2）無功計算負荷：tan

值見附錄表。（3）視在計算負荷：（4）計算電流：Q30=P30tan

3030P2S

30

Q2S

30I30

3UN注意事項：

按二項式系數(shù)法確定計算負荷時，若設(shè)備51總臺數(shù)n少于附錄表中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺數(shù)x的2倍（

n

<2x），需修正x，建議取x=n/2（四舍五入取整）。2、多組用電設(shè)備組計算負荷的確定52n(cPx

)max tan

maxQ30

(bPe tan

)iitanφmax

為最大的附加負荷(cPx)max的設(shè)備組的平均功率因數(shù)角φ的正切值5354四、單相負荷計算55如果單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負荷平衡來計算，如果單相設(shè)備總?cè)萘砍^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則應(yīng)將單相設(shè)備換算為等效的三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。單相用電設(shè)備僅接于相電壓等效三相負荷取最大相負荷的三倍Peq=3

Pm工廠里除了三相設(shè)備外，還有電焊機、電燈等單相設(shè)備?；驹瓌t：單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線路上。2.4 供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗電流流過電力線路和變壓器時，勢必要引起功率和電能損耗。在進行用戶或全廠負荷計算時，應(yīng)計入這部分損耗。一、

供電線路的功率損耗線路具有電阻和電抗，所以其功率損耗包括有功和無功兩部分。在實際工作中，常根據(jù)計算負荷來求線路的功率損耗，即最大功率損耗，故三相線路的有功功率損耗△PWL和無功功率損耗△QWL可分別按下式計算：56WL5730

WL

P

3I

2 R

10

3

, kW

Q

3I

2 X

10

3

, k

varWL 30 WL式中，I30----線路的計算電流（A）；RWL-----線路每相的電阻（Ω