負(fù)荷分級(jí)及其計(jì)算建筑供配電與照明(存儲(chǔ)版)
【正文】 。功率因數(shù)的瞬時(shí)值稱為瞬時(shí)功率因數(shù)，瞬時(shí)功率因數(shù)由功率因數(shù)表直接讀出，也可以用瞬間測(cè)取的有功功率表、電流表、電壓表的讀數(shù)計(jì)算得到。但自然功率因數(shù)的提高往往有限，一般還需采用人工補(bǔ)償裝置來提高功率因數(shù)。 （ 3） 全廠計(jì)算負(fù)荷的確定 在討論了工廠供電系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步討論全廠計(jì)算負(fù)荷。 第四步，確定車間 (或小型工廠 )變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷情況及計(jì)算負(fù)荷的確定如表 （見 P35）所示。A／ m2，求此餐廳的負(fù)荷量。 【 解 】 由式 ()得 P30=KN/1000 =(300 45)/1000 =（ kW） 。A) I30(1)′=S30(1)′/(√3U1N)= 10=(A) 工廠功率因數(shù)為 cosφ(1)′=P30(1)′/S30(1)′=+ = 圖 供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)電力負(fù)荷的計(jì)算 圖 供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)電力負(fù)荷的計(jì)算 圖 供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)電力負(fù)荷的計(jì)算 圖 功率因數(shù)的提高原理圖 負(fù)荷密度法是將已知的不同類型負(fù)荷在單位面積上的需求量乘以建筑面積或使用面積得到的負(fù)荷量。 某廠變電所的雙回路 10 kV電纜線路給六個(gè)車間及全廠照明供電。 第二步，確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 (圖中 D點(diǎn) )。A) 變壓器損耗 : ΔPT≈(2)′= 1507=(kW) ΔQT≈(2)′= 1507=(kvar) 高壓側(cè) :S30(1)′=√[(P30(2)′+ΔPT)2+(Q30(2)′+ΔQT)] =√[(1402+)2+(554+)2]=(kV如何提高功率因數(shù)幾乎是每一個(gè)工廠都面臨的問題。 功率因數(shù)過低對(duì)供電系統(tǒng)是很不利的，它使供電設(shè)備 (如變壓器、輸電線路等 )電能損耗增加，供電電網(wǎng)的電壓損失加大，同時(shí)也降低了供電設(shè)備的供電能力。其中 ΔP0與負(fù)荷大小無關(guān) ,ΔPK與負(fù)荷電流 (或功率 )的平方成正比。下面分別討論線路和變壓器功率損耗的計(jì)算方法。 【 解 】 取 K∑=，則 I30=K∑∑IN= (+5++)=(A) 由表 ， 4M的 (IstIN)==(A)為最大，所以 Ipk=I30+(IstIN)max=+()=(A) （ 1） 每套住宅的負(fù)荷計(jì)算 根據(jù) 《 住宅設(shè)計(jì)規(guī)范 》 (GB 50096— 1999)的規(guī)定，住宅的電氣負(fù)荷不是按照燈具、插座等電氣設(shè)備的功率進(jìn)行計(jì)算，而是按照每套住宅的類型和類別進(jìn)行計(jì)算。 （ 3） 在同一線電壓上的單相設(shè)備，等效三相設(shè)備容量為該單相設(shè)備容量的 √3倍。 【 解 】 顯然 ,各組用電設(shè)備工作性質(zhì)相同，需要系數(shù)相同，因此先求出各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。如均為機(jī)床的電動(dòng)機(jī)，或均為通風(fēng)機(jī)， 見圖 中 D點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷。 金屬鹵化物燈考慮鎮(zhèn)流器的功耗，其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的 。 用需要系數(shù)法 計(jì)算負(fù)荷 由前述可知，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)首先確定設(shè)備容量 Pe。 α=Pav/Pmax, β=Qav/Qmax 一般工廠 α=～ ， β=～ 。 年最大負(fù)荷利用小時(shí) Tmax是指假如工廠負(fù)荷以年最大負(fù)荷 Pmax持續(xù)運(yùn)行了 Tmax，則該工廠負(fù)荷消耗的電能恰好等于其全年實(shí)際消耗的電能 Wa，即 圖 虛線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積。 負(fù)荷曲線可以表示某一臺(tái)設(shè)備的負(fù)荷變動(dòng)的情況，也可以表示一個(gè)單位的負(fù)荷變動(dòng)的情況。最常見的設(shè)備為電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)。 （ 2） 符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為 二級(jí)負(fù)荷 ： ① 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。 在一級(jí)負(fù)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(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 （ 3） 斷續(xù)周期工作制 此類用電設(shè)備工作時(shí)間短，停歇時(shí)間也短，以斷續(xù)方式反復(fù)交替進(jìn)行工作，其周期一般不超過 10 min。 日負(fù)荷曲線 表示了一晝夜 (24 h)內(nèi)負(fù)荷變動(dòng)的情況，而 年負(fù)荷曲線 表示了一年(8760 h)中負(fù)荷變動(dòng)的情況。通常用 Pmax、Qmax和 Smax分別表示年有功、無功和視在最大功率，因此，年最大負(fù)荷也就是半小時(shí)最大負(fù)荷 P30。負(fù)荷系數(shù)又分為有功負(fù)荷系數(shù) α和無功負(fù)荷系數(shù) β。再將工藝性質(zhì)相同的并有相近需要系數(shù)的用電設(shè)備合并成組，考慮到需要系數(shù)，算出每一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，最后匯總各級(jí)計(jì)算負(fù)荷得到總的計(jì)算負(fù)荷。 高壓鈉燈考慮鎮(zhèn)流器的功耗，其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的 。A) I30=P30/(UNcosφ)=( )=(A) (2) 單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 單組用電設(shè)備組是指用電設(shè)備性質(zhì)相同的一組設(shè)備，即 Kd相同。 試用需要系數(shù)法求各用電設(shè)備組和低壓干線 (C點(diǎn) )的計(jì)算負(fù)荷。 （ 2） 對(duì)接在相電壓上的單相用電設(shè)備，應(yīng)盡量使各單相負(fù)荷均勻分配在三相上，然后將安裝在最大負(fù)荷相上的單相設(shè)備容量乘以 3，即為等效三相設(shè)備容量。 (1) 單臺(tái)設(shè)備尖峰電流的計(jì)算 對(duì)于只接單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或電焊機(jī)的支線，其尖峰電流就是其啟動(dòng)電流，即 Ipk=Ist=KstIN (2) 多臺(tái)設(shè)備尖峰電流的計(jì)算 對(duì)接有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的配電線路，其尖峰電流可按下式確定： Ipk=I30+(IstIN)max 【 例 】 有一條 380 V的線路，供電給 4臺(tái)電動(dòng)機(jī)，負(fù)荷資料如表 ，試計(jì)算該線路上的尖峰電流。在前述的內(nèi)容中，已經(jīng)用需要系數(shù)法確定了低壓干線或車間低壓母線的計(jì)算負(fù)荷，但要確定全廠的計(jì)算負(fù)荷，還要考慮線路和變壓器的功率損耗。 由式 ()可知，該線路的有功功率損耗和無功功率損耗分別為 ΔPWL=3I230RWL 103 =3 S230/(√3UN)2RWL 103 =3 49172（ 3 35） 2 12 103= (kW) ΔQWL=3I230XWL 103=3 S230（ √3UN） 2XWL 103
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