【文章內容簡介】 繼續(xù)供電，那么這兩個電源的每一個都稱為獨立電源。 （ 3）所謂獨立電源點主要是強調幾個獨立電源來自不同的地點，并且當其任一獨立電源點因故障而停止供電時，不影響 其他電源點繼續(xù)供電。 （ 4）特別重要的一級負荷通常又叫做保安負荷。 (1) 二級負荷 如果突然斷電，將造成生產設備局部破壞， 或生產流程紊亂且難以恢復，工廠內部運行停頓，出現大量廢品或大量減產，因而在經濟上造成一定損失。 （ 2） 二級負荷 應由兩個回路供電，兩個回路應盡可能引自不同的變壓器或 母線段。 （ 1）所有 不屬于一級和二級負荷 的電能用戶均屬于三級負荷 。 （ 2）三級負荷對供電無特殊要求，允許長時間停電，可采用單回路供電。 計算負荷 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 “計算負荷”是指用統(tǒng)計計算求出的，用來選擇和校驗變壓器容量及開關設備、連接該負荷的電力線路的負荷值。 （ 1） 所謂負荷計算，是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析，從而求出該線路的計算負荷的過程。 （ 2） 在現行的設計規(guī)范中，負荷計算的內容不僅包括確定計算負荷，還包括確定尖峰電流和確定一極、二級負荷的容量以及季節(jié)性負荷的容量。 3. 負荷計算的目的 因為計算負荷確定過大，將使變壓器容量、電器設備和導線截面選擇過大，造成投資浪費；如果計算 負荷確定過小，則會引起所選變壓器容量不足或電氣設備、電力線路運行時電能損耗增加，并產生過熱、絕緣加速老化等現象，甚至發(fā)生事故。所以負荷計算的目的主要是確定“計算負荷”。 負荷計算的方法：需要系數法和二項式系數法。 （ 1） A:需要系數法： 在所需計算范圍內（如一條干線、一條母線、一臺變壓器），將用電設備按其設備性質不同分為若干組，對每一組選用合適的需要系數，算出每組用電設備的計算負荷，然后由各組計算負荷求總的計算負荷，這種方法稱為需要系數法。 該方法 比較簡單，使用廣泛，適用于變配電所的負 荷計算。 B: 如果從供電形式的角度來講：負荷計算可以分為單相和三相用電設備的負荷計算兩種形式。從供電系統(tǒng)中所在的位置角度來講：負荷計算可分為 單 組用電設備、多組用電設備的負荷計算。但無論是那種形式，用需要系數法確定計算負荷都有如表 21 的通用公式： 表 21 公式表 名稱 公式 備注 用電設備組 的容量 Pe=?Pn Pn設備的額定容量 K∑ －設備組的同時系數 KL －設備組的負荷系數 ηe－設備組的平均效率 ηwl－配電線路的平均效率 tanφ －對應用 電設備組用電設備組有功計算負荷 P30= K∑ KL Pe/(η eη wl) 需要系數 Kd= P30/ Pe Kd = K∑ KL/(η eη wl) 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 P30= Kd Pe cosφ 的正切值 cosφ －用電設備組的平均功率因數 UN －用電設備組的額定電壓 以 上 參 數 由 用 電 設 備組 計算 負 荷 直 接相 加 來 計算時取 。 無功計算負荷 Q30= P30 tanφ 視在計算負荷 S30= P30/cosφ 計算電流 I30= S30/( 3 UN) 有功負荷的同時系數 K∑ P=~ 無功負荷的同時系數 K∑ q=~ 總的有功計算負荷 P180。30= K∑ PΣ P30,I 總的無功計算負荷 Q180。30= K∑ qΣ Q30,i 總的視在計算負荷 30S = 230230 QP ? （ 2）二項式系數法：計算結果往往偏大，一般適用于低壓配電支干線和配電箱的負荷計算。 所謂負荷系 數是指實際計算負荷容量與額定負荷容量的比值，應用負荷系數是為了更真實地統(tǒng)計實際的直流負荷，進而更確切地計算設備的容量。機械工業(yè)需要系數見 表 22： 表 22 機械工業(yè)需要系數表 用電設備組名稱 Kd COSΦ tanΦ 一般工作制的小批生產 金屬冷加工機床 ~ 大批生產金屬冷加工機床 ~ 小批生產金屬熱加工機床 ~ ~ ~ 大批生產金屬熱加工機床 生產用通風機 ~ ~ ~ 衛(wèi)生用通風機 ~ 泵、空氣壓縮機 ~ 不連鎖運行的提升機、皮帶運 輸等連續(xù)運輸機械 ~ 帶連鎖的運輸機械 ε =25%的吊車及電動葫蘆 ~ 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 鑄鐵及鑄鋼車間起重機 ~ 軋鋼及銳錠車間起重機 ~ 鍋爐房、修理、金工、裝配 車間起重機 ~ 加熱器、干燥箱 ~1 0~ 高頻感應電爐 ~ 低頻感應電爐 電阻爐 電爐變壓器 自動弧焊變壓器 點焊機、縫焊機 ~ 對焊機、鉚釘加熱器 單頭焊接變壓器 多頭焊接變壓器 0. 5 點焊機 ~ 高頻電阻爐 ~ 自動裝料電阻爐 ~ 非自動裝料電阻爐 ~ 設備容量的確定 由于各用電設備的額定工作制不同， 所以 在確定計算負荷時，不可以將其額定功率直接相加，應將額定功率換算為統(tǒng)一 規(guī)定 工作制 下 的 “額定功率” 后 才能相加。經過換算至統(tǒng)一 規(guī)定工作制下 的 “額定功率”稱為設備容量，用 Pe 表示。 1． 對于一般長期連續(xù)運行工作制和短時工作制的用電設備，包括一般 風機、水泵、空壓機、電熱 設備 、照明設備、電鍍設備、運輸機 等， 在計算其設備容量時，可直接取 其銘牌上的 額定容量 （ 額定功率 ） ，不用經過轉換。 Pe = PN 式中 Pe—— 設備 功率 ， 單位 KW ； PN —— 用電設備銘牌上的額定功率， 單位 KW 。 2． 對于反復短時工作 制設備的設備容量是將某負荷持續(xù) 率 下 的 銘牌 額定功揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8 率 PN 換算到 統(tǒng)一 負荷持續(xù)率下的功率。 負荷持續(xù)率 （暫載率） ε 可用 一個工作周期內工作時間 占整個 周期的百分比值 來表示 ： ε =t /T 100% =t /(t +t0) 100% 式中 T —— 整個工 作周期； t—— 工作周期內的工作時間 ； t0—— 工作周期內的停歇時間。 起重機的標準暫載率有 15%、 25%、 40%、 60%四種。 電焊機的標準暫載率有 50%、 65%、 75%、 100%四種。 （ 1） 起重機（吊車電動機）。要求統(tǒng)一換算到 ε =25%時的額定功率，即： Pe = PN25Nεε = 2PNNε 式中 PN—— (換算前 )設備銘牌額定功率； Pe— — 換算后設備容量； ε N— — 設備銘牌暫載率； ε 25 — — 值為 25%的暫載率（計算中用 ） . （ 2） 電焊機設備。要求統(tǒng)一換算到 ε =100%時的額定功率，即： Pe = PNNε=SN cosφ NNε 式中 SN—— 設備銘牌額定 容量 ； cosφ N— — 設備銘牌功率因數。 （ 3） 電爐變壓器組。設備容量是指在額度功率下的有功功率，即： Pe = SN cosφ N 式中 SN—— 電爐變壓器額定容量； cosφ N— — 電爐變壓器功率因數。 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9 設備的功率因素 建筑供 電系統(tǒng)中的變配電設備及建筑物內的用電設備，如電力變壓器、電抗器、電動機、日光燈、電焊機、高頻爐等大部分都為電感性負載，其功率因數較低，工作時需要較大的無功功率，在線路中生產較大的無功電流，不利于供電系統(tǒng)的高效率運行，因此，在設計建筑供電系統(tǒng)時，要根據實際情況進行合理的無功補償，提高供電系統(tǒng)的功率因數。按照我國供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數在 以上，低壓供電的用戶必須在 以上。為了使用戶注意提高功率因數，供電部門還對大宗用電單位實行按戶月平均功率因數調整電費的辦法。調整功率因數標準一 般為 ，大于 時給以獎勵，低于 時便要增收電費甚至罰款，功率因數很低時供電部門要停止供電。 輸入功率 =輸入電流 *(乘 )輸入電壓 ， 也就決定是我們要用的電量 。 輸出功率 =輸入功率 （減） 無功 功率， 也 就是我們實際上 得 到的功率 。 輸入功率： 多為 音箱 內單元的承受功率（電功率），一般有 額定功率 (rms)。 最大承受功率 (program)和峰值功率（ peak)。其中額定功率是最準確的輸入功率數據，其他兩個名稱只是表明音箱瞬間負荷能力，沒有多少實際意義。 輸出功率 ： 是各類能源或能源 轉換設備（如動力、照明設備）向外輸出的能量與時間的比值，即單位時間內能源或設備向外界提供的能量。其單位一般為瓦特、千瓦，在電力系統(tǒng)中也常用伏安、千伏安來表示。 無功功率 ： 是由電抗器 (電感或電容 )在交流電路中，由于其兩端的電壓與流過的電流有 90 度角的相位差，所以不能做功，也不消耗有功功率，但它參與了與電源的能量交換，這就產生了無功功率，降低了發(fā)電機和電網的供電效率。 無功功率過高 的影響 ： (1)無功功率會導致電流增大和視在功率增加，導致系統(tǒng)容量下降； (2)無功功率增加，會使總電流增加，從而使設備和線路的損耗 增加； 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 (3)使線路的壓降增大，沖擊性無功負載還會使電壓劇烈波動。在交流電路中，由于有感性或容性儲能設備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時間到達；因此，表面看電壓有多大、電流有多大，實際并沒有做那么大的功，有電源與儲能設備的能量轉換；視在功率 =有功功率 +無功功率。電力變壓器就用視在功率表示容量，單位為伏安 (VA)。意思是不管有功功率與無功功率是多少，只能輸出這么大的電壓與電流。功率因數 =有功功率 /視在功率即 cosφ=P/S,功率因數是在 0 ~ 1 之間， 它表 示負載電流做的有用功率的百分比。 (1) 通過適當措施提高自然功率因數。據統(tǒng)計，在建筑供電系統(tǒng)的總無功功率中，電動機和變壓器約占 80%左右，其余則消耗在輸電線路及其他感應設備中，因此，提高自然功率因數可以通過合理選擇感應電動機的容量、使用中減少感應電動機的空載運行、條件許可時盡量使用同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。 (2)并聯同步調相機。同步調相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調節(jié)同步調相機的勵磁電流可補償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數。同步調相機輸出無功功率為無極調節(jié)方式，調 節(jié)的范圍較大，并且在端電壓下降 10%以內時，無功輸出基本不變，當端電壓下降 10%以上時，可強行勵磁增加無功輸出。但是，同步調相機補償單位無功功率造價高。每輸出 1kvar的無功功率要損耗 % ~ 3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴建、運行維護復雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。 (3)并聯適當的靜電電容器。我們知道，電感性負載并聯適當的電容器可以提高功率因數，所以在建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯適當的靜電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數。并聯電容安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位 無功功率的造價低、有功損耗?。ㄐ∮?%），因此廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。無功補償使用專用的電力電容器，其規(guī)格品種很多，按安裝方式分為戶內式和戶外式，按相數分為單相和三相，按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等。 電容器無功容量的計算 Qc=Pi(tanφ ANT－ tanφ ac) 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 （柜）臺數的確定 需電容器臺數： N=QC/[ Qnc(UW/UNC)2] 每相所需電容器臺數： 取其相等或稍大的偶數，因為變電所采 n =N/3 用單母線分段式結線。 和聯接方式 1）電容器的補償方式 （ 1）單獨就地補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象。 （ 2）分散補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象。 （ 3）集中補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象： 6～ 10kV 大中型煤礦主要補償方式，如：平煤各礦 2）電容器的聯接方式 （ 1）三角形接法：優(yōu)缺點 （ 2）星形接法：優(yōu)缺點 △或 Y（雙 Y） 優(yōu)選△，因為容量為 Y 的 1/3 且電壓低，放電 1 分鐘，殘壓50V 以下。 1000V 以上的電