建筑供配电系统安装讲解

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1、书名：建筑供配电系统安装 ISBN： 978-7-111-21776-3 作者：刘昌明 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 建筑供配电系统安装 主编 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 单元2 负荷计算与短路电流 课题1 负 荷 计 算 课题2 短 路 电 流 课题3 短路电流的力效应和热效应 要 点 回 顾 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 2.1.1 负荷曲线 负荷曲线按纵坐标所表示的功率可分为有功负荷曲线和无功负荷曲 线。 1.日负荷曲线 (1)日负荷曲线的绘制 1)根据某一监测点24h内各个时刻

2、的功率表中显示的数据，逐点绘制 而成的平滑曲线，如图2-1所示，这样得到的负荷曲线最为准确。 2)工程上为了表达和计算简单起见，往往将负荷曲线用等效的阶梯 形曲线来代替，与精确的负荷曲线之间会有一定的误差，但这种误 差是可以允许的。 (2)日负荷曲线的特征参数 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 图2-1 有功日负荷的平滑曲线 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 图2-2 有功日负荷的阶梯形曲线 1)日电能耗量Wd(kWh) 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 2)最大功率Pmax(kW)：表示负荷

3、曲线上功率最大的一点的功率值。 3)平均功率Pav(kW)：表示日负荷曲线上日电能耗量与时间(24h)的比 值，即 4)有功负荷系数：= 通常=0.70.75。 5)无功负荷系数：= 通常=0.760.82。 2.年负荷曲线 (1)年负荷曲线的绘制 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 1)运行年负荷曲线，即根据每天最大负荷变动情况，按一年365d逐 天绘制，绘制方法与日负荷曲线相同。 2)电力负荷全年持续曲线，它的绘制方法是不分日月的时间界限， 而是以全年8760h为直角坐标系的横轴，以负荷为纵轴按大小依次排 列绘成。 图2-3 电力负荷全年持续曲线 a)典型冬

4、季日负荷曲线 b)典型夏季日负荷曲线 c)电力负荷全年持续曲线 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 (2)年负荷曲线的特征参数 1)年电能耗量Wa(kWh)： 2)最大负荷Pmax(kW)：年负荷曲线上出现的最大的负荷值，即典型 日负荷曲线上的最大负荷。 3)年平均负荷Pav(kW)：全年消耗电能与全年时间8760h的比值，即 4)年最大负荷利用小时数Tmax(h)：用户以年最大负荷Pmax持续运行 Tmax小时即可消耗掉全年实际消耗的电能时，则Tmax称为年最大负荷 利用小时数，即 2.1.2 计算负荷的概念 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1

5、 负 荷 计 算 计算负荷(Pc)是一个假想的持续负荷，其热效应与同时间内实际变动 负荷所产生的热效应相等。 2.1.3 负荷的工作制 1.连续运行工作制(长期工作制) 2.短时运行工作制(短时工作制) 3.断续运行工作制(反复短时工作制) (1)当负荷持续率为1=100%时， (2)当负荷持续率为2=100%时， 建筑供配电系统安装 高职高专 ppt 课件 课题1 负 荷 计 算 2.1.4 负荷计算的方法 对于一个尚未建立和运行的供配电系统，其负荷曲线是未知的，我 们无法直接得到计算负荷Pc，而要根据已有的同类型用户的用电规 律来进行计算。 1.需要系数法 (1)需要系数Kd的确定 课题1

6、 负 荷 计 算 1)并非供电范围内的所有用电设备都会同时投入使用，以同时系数 K表示。 2)并非投入使用的所有电气设备任何时候都会满载运行，以负荷系 数KL表示。 3)电气设备额定功率与输入功率不一定相等，以电气设备的平均效 率e表示。 课题1 负 荷 计 算 4)考虑直接向电气设备配电的配电线路上的功率损耗后，电气设备 输入功率与系统向设备提供的功率不一定相同，以线路的平均效率 wl表示。 (2)负荷计算的需要系数法 在计算某供电范围内的计算负荷时，先 根据负荷类别进行分组，然后按照下列步骤进行计算。 1)设备功率：每组中只有一台(套)电气设备时，应将设备实际向供配 电系统吸取的电功率作为

7、计算负荷，又常把单台设备的计算负荷称 作设备功率，以PN表示。 连续工作制负荷有 课题1 负 荷 计 算 断续运行工作制电动机类负荷：应将其额定功率换算成负荷持续 率为25时的等效功率，以便于计算，即 断续运行工作制电焊机类负荷：应将其额定功率换算成负荷持续 率为100时的等效功率，以便于计算，即 成组用电设备的设备功率是指除备用设备以外的所有单个用电设 备额定输入功率的总和。 照明设备的设备功率应考虑辅助其正常工作的镇流器等元件上的 功率损耗。 2)单组设备计算负荷：当分组后同一组中设备台数多于3台时，计算 负荷应考虑其需要系数，以第j组为例，即 课题1 负 荷 计 算 3)多组设备的计算负

8、荷：当供电范围内有多个性质不同的电气设备 组时，先将每一组都按上述1)2)所述步骤计算后，再考虑各个设 备组的计算负荷在各自的负荷曲线上不可能同时出现，以一个同时 系数来表达这种不同时率，因此其计算负荷为 课题1 负 荷 计 算 解：(1)分组计算 大堂、走道、餐厅、多功能厅等处荧光灯照明设备(Kd1=0.7， cos1=0.9，tan1=0.48) 大堂、走道、餐厅、多功能厅等处白炽灯照明设备(Kd2=0.7， cos2=1，tan2=0) 客房白炽灯照明设备(Kd3=0.4，cos3=1，tan3=0) 课题1 负 荷 计 算 冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔设备(Kd4=0.7， c

9、os4=0.8，tan4=0.75) 送、排风机(Kd5=0.65，cos1=0.8，tan1=0.75) 电梯(Kd6=1，cos6=0.5，tan6=1.73) 厨房设备(Kd7=0.4，cos7=0.75，tan7=0.88) 洗衣设备(Kd8=0.35，cos1=0.7，tan1=1.02) (2)计算“总计算负荷” 2.二项式法 课题1 负 荷 计 算 1)单组用电设备组中设备台数不少于3台时的计算负荷为 2)多组用电设备组的计算负荷为 课题1 负 荷 计 算 3.利用系数法 (1)利用系数 (2)附加系数 课题1 负 荷 计 算 (3)负荷计算的利用系数法 用利用系数法进行负荷计算

10、时的步骤与 需要系数法相同，使用利用系数时的计算公式如下。 1)单组用电设备组中设备台数不少于3台时的计算负荷： 先由利用系数求平均负荷为 课题1 负 荷 计 算 再由附加系数求计算负荷。附加系数由设备等效台数neq和利用系 数Kx得到： 2)多组用电设备组的计算负荷：当供电范围内有多个性质不同的用 电设备组时，设备等效台数neq为所有设备的等效台数；利用系数Kx 以各设备组的加权利用系数Kxav替换。 课题1 负 荷 计 算 4.利用各种用电指标的负荷计算方法 (1)负荷密度法 课题1 负 荷 计 算 表2-1 常见的工业与民用电能用户的负荷密度指标 课题1 负 荷 计 算 表2-1 常见的

11、工业与民用电能用户的负荷密度指标 不含电弧炉。 有中央空调。 课题1 负 荷 计 算 (2)单位指标法 (3)住宅用电量指标法 表2-2 中国大陆和香港以及美国的住宅用电量标准比较 课题1 负 荷 计 算 表2-2 中国大陆和香港以及美国的住宅用电量标准比较 课题1 负 荷 计 算 表2-3 住宅用电负荷标准 表2-3 住宅用电负荷标准 表2-4 住宅用电同时系数推荐值 课题1 负 荷 计 算 表2-4 住宅用电同时系数推荐值 课题1 负 荷 计 算 表2-5 规划供电指标推荐值 表2-5 规划供电指标推荐值 2.1.5 各种负荷计算方法的特点及适用范围 (1)指标法中除了住宅用电量指标法外的

12、其他方法，一般只用作供配 电系统的前期负荷估算。 (2)需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设 备数量较多，且容量相差不大的情况。 课题1 负 荷 计 算 (3)二项式法考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用 电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确 的结果。 (4)利用系数法是通过平均负荷来求计算负荷，这种方法的理论依据 是概率论与数理统计，因此是一种较为准确的计算方法。 2.1.6 单相用电设备的负荷计算 单相用电设备主要是低压设备，有的接于相电压上，有的接于线电 压上。 1.单相用电设备接于相电压时的三相等效负荷 2.单相用电设备接于线电压时

13、的三相等效负荷 课题1 负 荷 计 算 (1)计算三相等效负荷的一般方法 先将接于线电压的单相负荷等效 为接于相电压的单相负荷，再用上述求接于相电压的单相负荷的等 效方法计算等效三相负荷。 (2)计算三相等效负荷的简化方法 课题1 负 荷 计 算 图2-4 按发热等效原理将线间负荷分解成相间负荷 2.1.7 供配电系统的功率损耗和电能损耗 课题1 负 荷 计 算 供配电系统的电气设备和线路上存在着阻抗，当有电流通过时，则 会产生相应的损耗。 1.年最大负荷损耗小时数 图2-5 与 、cos的关系曲线 课题1 负 荷 计 算 2.线路的功率损耗和电能损耗 (1)线路的功率损耗 (2)线路上的年有

14、功电能损耗 3.变压器的功率损耗和电能损耗 (1)变压器的功率损耗 (2)变压器的年有功电能损耗 由于变压器损耗中空载损耗是只要变 压器投入系统运行就会产生，因此该部分造成的有功电能损耗应该 是空载有功损耗与变压器全年投入运行的时间的乘积；变压器损耗 中负载损耗是在计算负荷情况下计算出的最大负载损耗，同样利用 年最大损耗小时数的概念，这部分功率产生的有功电能损耗与年最 大损耗小时数有关。 2.1.8 功率因数计算与无功功率补偿 课题1 负 荷 计 算 在工业与民用用电设备中，有大量设备的工作需要通过向系统吸收 感性的无功功率来建立交变的磁场，这使系统输送的电能容量中无 功功率的成分增加。 1.

15、功率因数小对供配电系统的影响 (1)使变配电设备的容量增加 (2)使供配电系统的损耗增加 从供配电系统功率损耗计算式中不难 看出，通过系统的电流增加，系统的功率损耗也会增加。 (3)使电压损失增加 线路电流越大，电压损失也就越大。 (4)使发电机效率降低 系统中负荷对无功功率需求量增大时，发电 机必须增加无功功率去平衡，这样就降低了发电机的效率。 2.提高功率因数的措施 (1)提高自然功率因数的方法 课题1 负 荷 计 算 1)合理选择电动机的型号和规格。 2)合理选择变压器的型号和规格，避免因长期轻载运行而造成的功 率因数降低。 (2)采用人工补偿方法提高功率因数的方法 人工补偿方法主要有两

16、 种，一是采用同步电动机补偿，一是采用并联电容器补偿。 1)在供配电系统中一般只有在能使负荷使用要求得以满足的情况下 ，才采用同步电动机替代异步电动机工作，且同步电动机兼作无功 补偿设备，此时无功补偿的调节可以作到平滑的自动调节；专为无 功补偿而设的同步电动机称为同步调相机，由于投资和损耗较大， 又不便于维护、检修，供配电系统中很少采用这种补偿方式。 课题1 负 荷 计 算 2)采用并联电容器补偿是目前供配电系统中普遍采用的一种无功补 偿方法，也叫移相电容器静止无功补偿。 3.功率因数的计算 (1)瞬时功率因数 (2)平均功率因数 它是指系统在平均功率情况下运行时反映出来的 功率因数值cosav。 4.静止无功补偿装置容量的计算 (1)固定补偿时补偿容量计算 由于电力部门考察用户功率因数是使 用的平均功率因数，固定补偿容量就应达到补偿后平均功率因数 cos2满足要求的条件。 课题1 负 荷 计 算 (2)自动补偿时补偿容量计算 由于自动