【文章內容簡介】 采用自備柴油發(fā)電機組供電，實行雙回路末端切換供電方案，保證供電可靠性。 負荷計算 負荷計算方法 介紹 負荷計算一共有三種方法： 需要系數(shù)法、二項式法、單位指標法。 [4] ① 、 需要系數(shù)法 需要系數(shù)法是根據(jù)用電設備功率來推測計算負荷的一種負荷計算方法。首先對已經(jīng)運行的系統(tǒng)進行調查分析，找出各組設備功率與計算負荷的關系并提出相應的參數(shù)，經(jīng)研究得出用電設備組的計算功率與同組設備功率總和之比是一個值得關注的參數(shù)，稱為需要系數(shù) ，即為 Kd。公式為 ?? ??ni iNPPcKd 1/(Kd 為用電設備組需要系數(shù)； Pc 為用電設備組計算負荷； PN? i為用電設備組單臺設備功率； n 為設備臺數(shù) )。 重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 供配電系統(tǒng)設計 5 需要系數(shù)法計算步驟： 1)、 設備分組。 2)、 計算設備功率 PN。 3)、 單個設備組計算負荷：當設備臺數(shù) n≤3 時，不需要考慮需要系數(shù)，需要系數(shù)取 1，直接設備功率相加；當設備臺數(shù) n＞ 3 時，按以下公式計算： ?? ??ni iNPKdPc 1 () ?tan??PcQc () 22 QcPcSc ?? () NUScIc 3/? () 其中， Pc、 Qc、 Sc 為用電設備組計算負荷（ kW、 kvar、 kVA）； i NP ? 為用電設備組第 i 臺設備功率； ?tan 為用電設備組功率因數(shù)角正切值； UN 為系統(tǒng)標稱電壓（ kV）； n 為設備臺數(shù)。 4)、 多個設備組的計算負荷 當供電范圍內有若干個性質不同的用電設備組時，按以上步驟分別計算每一組的計算負荷，相加之后再乘以同時系數(shù) 。 ② 、 二項式法 二項式法是對需要系數(shù)法的一種補充，針對的正式設備臺數(shù)少、功率相差又大的用電設備組負荷計算。這種方法將 計算負荷看錯由兩部分組成，一部分是所有用電設備的均值負荷，另一部分專門考慮大功率誰不的影響。 ③ 、單位指標法 單位指標法有兩種應用途徑，一是先估算出設備安裝功率，再用需要系數(shù)法等方法求出計算負荷；二是直接用計算負荷的單位指標求出計算負荷。單位指標法的計算公式如下： NPN ???? () ? 為單位指標； N 為單位數(shù)量； ??NP 為設備安裝總功率。 但是，應用單位指標法的時候，要注意取的值得信任的單位指標，否則負荷計算就不能準確進行。 電氣主結線圖繪制 ① 、主結線的含義 [4] 從負荷的角度看，變配電所是一個處于電源地位的供電設施，但這個電源本重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 供配電系統(tǒng)設計 6 身并不能產(chǎn)生電能，而是接受電力系統(tǒng)的電能，并轉換給負荷。因此，變配電所承擔了接受電能與供給電能的雙重任務。針對不同的電源與負荷情況，以及對系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性、運行靈活性等的不同要求，變配電所應具有與之相適應的電氣結構，這就是變配電所電氣主結 線問題的由來。 簡單地說，反應變配電所受、饋電方式的一次結線，就是變配電所的電氣主結線。 ② 、根據(jù)負荷分級以及建筑物的實際情況，繪制出主結線圖如 附錄 A 圖 A1所示。 負荷計算示例 ① 、本工程的負荷計算為住宅的負荷計算，根據(jù)《全國民用建筑工程設計技術措施》 [5]指出，采用負荷用電指標法時，分一下三種情況： 基本型 (1A)： 4kW 或 50W／ m2 提高租 (2A)： 6kW 或 75W／ m2 先進型 (3A)： 8kW 或 100W／ m2 本工程給定用電指標時，一共分為三種情況，二室戶給定功率 4kW，三室戶給定功率 5kW， 18 層躍層每戶統(tǒng)一給定功率 6kW。 ② 、 在給定指標情況下，選擇其中 A 住宅 110 層住宅負荷計算來說明具體負荷計算情況 。 根據(jù)上述內容中提到的負荷用電指標給定方法，計算得到 A 住宅110 層住宅回路應給定總的安裝功率為 242kW，一共 52 戶，根據(jù)《建筑電氣常用數(shù)據(jù)手冊》可以查處需要系數(shù)為 ，由下列計算公式： ?? ??ni iNN PKdP 1 () ?tan?? NN PQ () 22 NNN QPS ?? () ?co s3/ NNjs UPI ? () 其中， NP 為有功功率， NQ 為無功功率， NS 為視在功率， NU 為標稱電壓， jsI 為計算電流， Kd 為需要系數(shù)。 根據(jù)上述公式計算得出 NP =121kW， NQ =， jsI =。以下住宅部分同此計算，計算結果見 下表： 重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 供配電系統(tǒng)設計 7 表 住宅部分負荷計算 回路 編號 安裝 功率Pe(kW) 需要 系數(shù) Kd 功率 因數(shù) cosΦ 計算 負荷Pc(kW ) 無功 功率Q(var) 計算 電流 Ic(A) 斷路器開斷整定（ A） 導體截面積（ mm2） A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 以上為純住宅負荷計算的計算數(shù)據(jù)，另外，住宅中除了純住宅的計算數(shù)據(jù)外，還需要計算公共部分的負荷計算，計算方法和 相同，下面為住宅公共部分負荷計算計算數(shù)據(jù)： 表 住宅公共部分負荷計算 回路 編號 安裝 功率Pe(kW) 需要 系數(shù) Kd 功率 因數(shù) cosΦ 計算 負荷 Pc(kW) 無功 功率Q(var) 計算 電流 Ic(A) 斷路器開斷整定（ A） 導體截面積（ mm2） A普通電梯 20 B 普通電梯 20 C 普通電梯 20 D 普通電梯 20 普通風機 A走道及前室照明 8 B 走道及前室照明 8 重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 供配電系統(tǒng)設計 8 回路 編號 安裝 功率Pe(kW) 需要 系數(shù) Kd 功率 因數(shù) cosΦ 計算 負荷 Pc(kW) 無功 功率Q(var) 計算 電流 Ic(A) 斷路器開斷整定（ A） 導體截面積（ mm2） C 走道及前室照明 8 D 走道及前室照明 8 生活水泵 ③ 、消防負荷的負荷 計算時，本設計消防負荷有以下設備，消防風機、消防水泵、噴淋水泵。消防負荷不計入負荷計算內，但是消防回路每個回路之內必須進行負荷計算， 其 計算電流， 用于選擇 開關電器型號 規(guī)格 以及電纜截面。具體數(shù)據(jù)結果見下表： 表 住宅消防部分負荷計算 回路 編號 安裝 功率Pe(kW) 需要 系數(shù) Kd 功率 因數(shù) cosΦ 計算 負荷 Pc(kW) 無功 功率 Q(var) 計算 電流 Ic(A) 斷路器開斷整定（ A） 導體截面積（ mm2） A消防電梯 B 消防電梯 C 消防電梯 D 消防電梯 消防風機、生活排水泵 設備房預留 進行消防負荷的負荷計算時，由于消防負荷采用 的是雙回路供電，所以普通供電回路與柴油發(fā)電機應急回路都需要進行負荷計算。 無功功率補償 ① 、無功功率補償?shù)哪康? 無功功率是在電源與負荷之間來回交換的電功率，它是由電感性和電容性阻抗產(chǎn)生的。供配電系統(tǒng)中的用電設備以電感性居多，因此在大多數(shù)情況下，總是重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 供配電系統(tǒng)設計 9 需要電源提供感性無功功率。 按電磁感應原理工作的設備需要建立電磁場才能正常工作，感性無功功率的作用正是用于建立這個電磁場，因此無功功率不是無用的功率，對很多設備來說，沒有無功功率就不能正常工作。盡管無功功率不在負荷 中消耗 ，但它在負荷與電源直接交換時必然 會通過電網(wǎng)，會造成網(wǎng)損增加、電壓損失 加大 、電網(wǎng)設備和線纜利用率降低等不良后果。減少電網(wǎng)中的無功功率，對供配電系統(tǒng)具有多方面的重要意義。 減少電網(wǎng)中的無功功率首先應著眼于提高自然功率因數(shù)，即提高設備本身的功率因數(shù)，這包括合理選用電動機、變壓器以達到較佳工況、合理選擇變配電所位置以減少線路長度、合理調度運行等措施。在采取以上措施后，若仍不能滿足功率因數(shù)要求，則應進行人工補償。 ② 、本設計無功功率補償示例 由于住宅回路的負荷屬于同類負荷，在算到上一級負荷的時候，需要把所有的安裝功率總和起來，取出新的需要系數(shù)，再來 求取計算電流，計算無功補償容量。在進行無功功率補償?shù)臅r候補償?shù)缴弦患壍墓β室驍?shù) cosφ=。以 1TD 變壓器的補償計算為例，按下列公式： 39。39。NNQ Q Q?? () 補償前無功功率為 1tanNNQP ??? ， 補償后的無功功率為 39。39。tanNNQP ??? ， 則計算得出 QN=，補償后無功功率為， QN?=。由公式 可得出無功功率 補償容量 Q?=。由于在電容補償柜中，電容補償一般是按組投切，為 30var 的倍數(shù)，所以 1TD 變壓器的補償容量為 150var。 變壓器容量確定 根據(jù)上述的負荷分級，確定 A、 B 住宅公用一個變壓器， C、 D 住宅公用一個變壓器。變壓器容量確定用以下公式： 22N N NS P Q?? () ? ?/ * ? () 由上述兩個公式可以 求出變壓器安裝容量基本接近于 500kVA，所遇取兩個住宅的變壓器容量都為 500kVA。 主結線圖中的特殊情況說明 ① 、 兩個變壓器的主結線圖的一點說明 ，兩個變壓器下面所帶的均為三級負荷，中間有一個聯(lián)絡開關，如若其中一臺變壓器出現(xiàn)故障的時候，在不超過另外一臺變壓器負荷容量的情況下，可以帶另一回路下的部分負荷。但是如果在兩臺重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 供配電系統(tǒng)設計 10 變壓器同時運行時，應當實行電氣互鎖，避免故障的時候，短路電流過大，增加開關設備的要求 此情況將在短路電流校驗和開關電器選擇的時候作出具體說明。 ② 、變壓器的連接組別的選擇情況 。 連 接組別的選擇涉及到多方面因素，不平衡負荷問題、諧波問題以及電擊防護問題，三個方面都可以說明連接組別選擇的時候應當選擇 Dyn11。那么以下介紹其中一種情況 —不平衡負荷問題。 有中性線的 380/220V 低壓配電系統(tǒng)三相負荷不平衡時，有不平衡電流從中性線流過，這個電流性質為零序電流，大小為零序電流的三倍。零序電流通過變壓器低壓各項繞組，會通過鐵心在高壓繞組中感應零序電動勢。對 Yyn0 連接組變壓器，因高壓 Y 接繞組中不可能有零序電流，因此低壓繞組的零序電流成為勵磁電流，使高壓繞組中有比較大的零序電流，造成高壓繞組中性 點位移，三相電壓不平衡，并使鐵心發(fā)熱家中，損耗增加；而對于 Dyn11 連接組變壓器，高壓繞組接成三角形，零序磁通形成去磁效應，使鐵心零序磁通變小，高壓側中性點位移減輕，零序磁通產(chǎn)生的鐵損耗也大幅降低。因此，若中性線電流超過額定線電流的 10%，則不宜選用 Yyn0 連接組變壓器，而對 Dyn11 連接組變壓器，中性線電流