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第二章建筑供电系统负荷计算

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建筑供电系统负荷计算 第二章 建筑供电系统负荷计算 供电系统负荷计算 建筑供配电系统负荷计算 第2章建筑供配电系统
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辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 第一节 需要系数法 第二节 二项式系数法 第三节 单位指标法 第四节 负荷计算方法的比较 第五节 单相用电设备组确定计算负荷的 方法 第六节 尖峰电流及其计算 第七节 城市供电规划中的电力负荷计算 第二章建筑供电系统负荷计算 1 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.1.1负荷计算 1、负荷计算的目的:是确定建筑物的平均最大 用电负荷(即求出计算负荷) n(1)选择合适的电气设备 n(2)选择合适的导线截面 n(3)选择电力变压器额定容量 第一节 需要系数法 2 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2、用电设备的计算负荷 (1)电力负荷曲线 3 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 (2)用电设备的计算负荷 我们通常把建筑物负荷曲线中30min内最大平均功率称为计算 负荷,即消耗电能最多的半小时的平均功率 。它表示了建筑物用 电设备的最大负荷,用PC、QC、SC表示。因我们可依此作为按 发热条件选择电气设备的依据,故称为计算负荷。 有功计算负荷 PC (P30) 无功计算负荷 QC(Q30) 计算容量(视在功率计算负荷) SC 计算电流 IC 222 4 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 计算负荷:是指一组用电负载实际运行时,在线 路中形成的或负载自身消耗的最大平均功率。 3、负荷计算:是指对某一线路中的实际用电负荷的运 行规律进行分析,进而求出该线路计算负荷的过程。 4、负荷计算的内容:确定计算负荷、确定尖峰电流、 确定一级负荷、二级负荷的容量、季节性负荷容量等。 5、负荷计算常用的方法:常用的方法有需要系数法、 二项式法和单位指标法等。在建筑供配电系统的负荷 计算中常用的是需要系数法。 5 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.1.2 需要系数法 需要系数法:是把用电设备的总容量乘以需 要系数和同时系数,直接求出计算负荷的方 法。 适用范围: 1、用于工程初步设计及施工图设计,对变电 所母线、干线进行负荷计算 2、用电设备台数多,各台设备容量差异不大 时供电线路的负荷计算。 6 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 需要系数:是综合性系数,指用电设备组投入运 行时,从供电网络实际取用的功率与用电设备组 的设备功率之比。靠测量确定。工民建的电力负荷的分类 单相用电设备 三相用电设备 1、从供电角度 2、从供电系统所 在位置角度 负荷计算 的形式 一组用电设备 多组用电设备 7 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.1.3 工民建的电力负荷的分类 名称供电电方 式 具体用电设电设 备备 工作特点 单单相负负荷( 照明负负荷)— —相负负荷 照明支路 照明工具、 单单相插座等 UN=220V,均 匀分布于A、B 、C、三相 三相负负荷( 动动力负负荷) ——三相对对称 负负荷 动动力支 路 电电梯、水泵泵 、工业业生产产 中的各种设设 备备等 UN=380V且都 是三相对对称负负 荷 线间负荷: 工业中UN=380V的单相负荷,接于两 相之间,可用照明支路及动力支路电。 。 8 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 各种负荷的供电系统图 图2-1各种负荷的供电系统图 9 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.1.4 需要系数法确定计算负荷的通用公式 10 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 用电设备的工作制 1)长期工作制。 例如通风机、水泵、电动发电机、空气压 缩机。 2)短时工作制。 例如车床上的进给电动机等。 3)反复短时工作制。 例如起重电动机。 2.1.5 设备功率的确定 11 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 1、长期工作制和短时工作的设备 设备容量等于铭牌标明的“额定容量” ,设 备功率Pe与设备额定功率PN相等。 Pe =PN 对于照明:白炽灯的设备容量是指灯泡上 标出的额定容量;荧光灯及高压汞灯必须 考虑其镇流器的损耗,一般荧光灯的设备 容量为灯管额定容量的1.1~1.2倍,高压汞 灯为灯泡额定容量的1.1倍。 12 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2、断续工作制或反复短时工作的设备 这类设备如吊车电动机、焊接变压器等,它们的 设备功率是将其铭牌上标称下某一负荷持续率时 的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下 的额定功率。 反复短时工作制的设备用暂载率(或负荷持续率) 来表示其工作特性,计算公式如下: ε=t/T*100%=t/(t+t0)*100% 式中 ε——暂载率; t——工作周期内的工作时间;T——工作周期; t0——工作周期内的间歇时间。 13 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 1)反复短时工作制的设备容量是指把额定功率统一 换算到某一负荷持续率下。 电动机设备容量换算到25%的暂载率下; 电动机换算公式如下: 14 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2)电焊机的设备功率是指将额定功率换 算到100%负荷持续率下; ε不等于100%时电焊机换算公式如下: 15 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 3、整流器的设备功率是指额定的输入功率; 4、电热设备的设备功率是指电能的输入功率 ; 5、成组用电设备消防设备的设备功率,不包 括备用设备的设备功率; 6、当消防设备的用电的计算有关功率大于火 灾时必然切除的设备计算有关功率,应按未切 断的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低 压总负荷的设备功率; 7、单台电动机设备功率指电网供应的电功率 。 16 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 [例2.1] 某车间有一吊车,铭牌上所标的数 据如下:额定容量22KW。额定负荷持续率为 15%,确定其设备功率。 [例2.2] 某车间有一电焊机,铭牌上所标的 数据如下:额定容量22KW,额定功率因数为 0.6,额定负荷持续率为60%,确定其设备功 率。 17 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.1.6 动力支路负荷计算 1、动力支路负荷计算公式动力支路负荷计算公式 18 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 1、分组原则:用电设备的性质相同、功 率因数相同、需要系数相同的分一组; 2、有功、无功同时系数的概念和数值是 不同的,通常同一组用电设备组无功同时 系数的值(0.8~1.0)大于有功同时系数( 0.8~0.97) 。 2、注意事项 19 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.1.7 低压母线上的负荷计算 1、低压母线上的负荷低压母线上的负荷计算公式计算公式 20 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 [例2.3] 有一小型建筑机械厂,在380V的供 电线路上接有金属切削床,机床的动力是三相 交流电动机。电动机的台数和功率值如下: 7.5KW 4台、2.8KW5台、3KW15台、 1.5KW16台 。确定该线路上的计算负荷。 21 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 [例2.4] 某380V的供电线路上接有如下设备 。确定该线路上的计算负荷。 编号用电设备名 称 数量铭牌上额定 功率 备注 1冷加工机床40合计:98KW 2电加热设备36KW 3吊车组110.5KWε=25% 4电焊机122KVAε=60%。 COSΦ=0.6 5电焊机28.85KVAε=100% COSΦ=0.6 22 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 1、适用范围 适用于用电设备少、各台用电设备的容量相差较大时的 低压干线的计算负荷。 2、基本方法 用电设备的 负荷计算 第二节 二项式系数法 用电设备组的平均最大负荷 考虑数台大容量用电设备对计算 负荷的影响而加入的附加功率值 23 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.2.1 单相用电设备确定计算负荷的公式 24 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.2.2 多组用电设备确定计算负荷的公式 2.2.3 四台及以下的用电设备确定计算负荷的公式 25 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 第三节 单位指标法 1 1、单位指标法、负荷密度法都是用来估算建筑总用、单位指标法、负荷密度法都是用来估算建筑总用 电负荷的常用方法,它是对现有建筑工程进行统计电负荷的常用方法,它是对现有建筑工程进行统计 分析,得出每平方米建筑面积或单位产品的计算负分析,得出每平方米建筑面积或单位产品的计算负 荷,该计算负荷叫做单位指标或负荷密度。荷,该计算负荷叫做单位指标或负荷密度。 总计算负荷总计算负荷≈ ≈建筑的负荷密度建筑的负荷密度× ×总总面积面积 2、单位指标法 的计算公式: 26 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 第四节 负荷计算方法比较 1、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。 2、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。 3、单位指标法只用作供配电系统的前期负荷 估算。 27 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 第五节 单相用电设备组确定计算负荷的方法 2.5.1 单相用电设备组确定计算负荷的原则 1、对于平衡不了的单相用电设备,若其设备容量 小于三相设备容量的15%,则可不作处理,直接 当作三相设备; 2、单相设备容量大于三相设备容量的15%,应将 单相设备容量折算成等效的三相设备容量。 2.5.2单相用电设备组确定计算负荷的目的:为了选 择合适的供配电系统电气设备和线路。 为保证系统参数三相平衡,系统电气设备必须做 到三相一致。当有单相用电设备时,应以容量最 大相为确定系统电气设备参数的依据。 28 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.5.2 单相用电设备功率换算成等效三相功率 的方法 换算的根据:换算前后对供电系统的热效应是相同的 一、单相用电设备接于相间的等效三相设备功率 二、单相用电设备接于线电压单相用电设备接于线电压 1 1、系统中只有单台、系统中只有单台单相单相用电用电 设备时设备时的等效三相设备功率的等效三相设备功率:: 29 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2、系统中接有多台单相用电设备时的等效三 相设备功率 三、单相用电设备一部分接于线间一部分接于相间时 的等效三相设备功率: 将接于线间的设备功率换算成等效的接于相间的设 备功率(等效功率),在按设备分组的原则进行分组, 将同组内的各个单相上的单相设备和等效单相设备功 率统计相加。比较各相设备功率的大小,选择最大相 设备功率的3倍作为等效三相设备功率。 30 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 进行将接于线间设备功率换算成接于相间设 备功率的方法有两种: 1、换算系数法; 31 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2、估算法。 换算系数法计算结果准确,过程较复杂。 估算法方法简单,适用于对精度要求不高的供电系 统或单相设备功率不是很大的供电系统, 如果接于 线间的用电设备性质相同即cosΦ和Kd相同,估算的 结果是最准确的。 32 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 2.5.3 单相用电设备功率换算成等效三相功率 及三相负荷计算进行时应注意的问题 1 1、正确理解等效三相负荷是以等效的发热条件为原则、正确理解等效三相负荷是以等效的发热条件为原则 的;的; 2 2、对于断续周期工作的用电设备,要折算到统一的负、对于断续周期工作的用电设备,要折算到统一的负 荷持续率下进行等效换算;荷持续率下进行等效换算; 3 3、等效换算的方法要根据线路的实际连接情况确定:、等效换算的方法要根据线路的实际连接情况确定: ((1 1)、性质相同)、性质相同单相用电设备接于相间或线间,将线单相用电设备接于相间或线间,将线 间设备功率换算成相间设备功率,取最大的单相设备功间设备功率换算成相间设备功率,取最大的单相设备功 率的率的3 3倍为三相等效设备功率。倍为三相等效设备功率。 33 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 (2)、性质相同单相用电设备接于相间或线间;将 线间设备功率换算成相间设备功率,计算比较各相 有功、无功计算负荷的最大值。取最大的单相的有 功计算负荷和无功计算负荷的3倍为三相有功计算负 荷和无功计算负荷。 (3)、线路上既有三相用电设备又有单相用电设备 时,(此时设备性质不同即功率因数和需要系数不 同),三相等效设备功率用下式确定。 34 辽宁商贸职业学院建筑电气教研室 例2-10 接线图 35
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