【文章內(nèi)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(diào)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(chǎn)設(shè)備局部破壞， 或生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復，工廠內(nèi)部運行停頓，出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn)，因而在經(jīng)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(shù)學院畢業(yè)設(shè)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(guān)設(shè)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(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范中，負荷計算的內(nèi)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(shè)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(shè)備、電力線路運行時電能損耗增加，并產(chǎn)生過熱、絕緣加速老化等現(xiàn)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(shù)法和二項式系數(shù)法。 （ 1） A:需要系數(shù)法： 在所需計算范圍內(nèi)（如一條干線、一條母線、一臺變壓器），將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分為若干組，對每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)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(shù)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(shè)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(shè)備、多組用電設(shè)備的負荷計算。但無論是那種形式，用需要系數(shù)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(shè)備組 的容量 Pe=?Pn Pn設(shè)備的額定容量 K∑ －設(shè)備組的同時系數(shù) KL －設(shè)備組的負荷系數(shù) ηe－設(shè)備組的平均效率 ηwl－配電線路的平均效率 tanφ －對應用 電設(shè)備組用電設(shè)備組有功計算負荷 P30= K∑ KL Pe/(η eη wl) 需要系數(shù) Kd= P30/ Pe Kd = K∑ KL/(η eη wl) 揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 6 P30= Kd Pe cosφ 的正切值 cosφ －用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) UN －用電設(shè)備組的額定電壓 以 上 參 數(shù) 由 用 電 設(shè) 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(shù) K∑ P=~ 無功負荷的同時系數(shù) 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(shù)法：計算結(jié)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(shù)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(shù)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(shè)備的容量。機械工業(yè)需要系數(shù)見 表 22： 表 22 機械工業(yè)需要系數(shù)表 用電設(shè)備組名稱 Kd COSΦ tanΦ 一般工作制的小批生產(chǎn) 金屬冷加工機床 ~ 大批生產(chǎn)金屬冷加工機床 ~ 小批生產(chǎn)金屬熱加工機床 ~ ~ ~ 大批生產(chǎn)金屬熱加工機床 生產(chǎn)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?shù)冗B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(shù)學院畢業(yè)設(shè)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(shè)備容量的確定 由于各用電設(shè)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(jīng)過換算至統(tǒng)一 規(guī)定工作制下 的 “額定功率”稱為設(shè)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(shè)備，包括一般 風機、水泵、空壓機、電熱 設(shè)備 、照明設(shè)備、電鍍設(shè)備、運輸機 等， 在計算其設(shè)備容量時，可直接取 其銘牌上的 額定容量 （ 額定功率 ） ，不用經(jīng)過轉(zhuǎn)換。 Pe = PN 式中 Pe—— 設(shè)備 功率 ， 單位 KW ； PN —— 用電設(shè)備銘牌上的額定功率， 單位 KW 。 2． 對于反復短時工作 制設(shè)備的設(shè)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(shù)學院畢業(yè)設(shè)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(nèi)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(nèi)的工作時間 ； t0—— 工作周期內(nèi)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(shè)備銘牌額定功率； Pe— — 換算后設(shè)備容量； ε N— — 設(shè)備銘牌暫載率； ε 25 — — 值為 25%的暫載率（計算中用 ） . （ 2） 電焊機設(shè)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(shè)備銘牌額定 容量 ； cosφ N— — 設(shè)備銘牌功率因數(shù)。 （ 3） 電爐變壓器組。設(shè)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(shù)。 揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 9 設(shè)備的功率因素 建筑供 電系統(tǒng)中的變配電設(shè)備及建筑物內(nèi)的用電設(shè)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(shù)較低，工作時需要較大的無功功率，在線路中生產(chǎn)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(shè)計建筑供電系統(tǒng)時，要根據(jù)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(shù)。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(shù)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(shù)，供電部門還對大宗用電單位實行按戶月平均功率因數(shù)調(diào)整電費的辦法。調(diào)整功率因數(shù)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(shù)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(nèi)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(shù)據(jù)，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(zhuǎn)換設(shè)備（如動力、照明設(shè)備）向外輸出的能量與時間的比值，即單位時間內(nèi)能源或設(shè)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(chǎn)生了無功功率，降低了發(fā)電機和電網(wǎng)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(shè)備和線路的損耗 增加； 揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)備的能量轉(zhuǎn)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(shù) =有功功率 /視在功率即 cosφ=P/S,功率因數(shù)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(shù)。據(jù)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(shè)備中，因此，提高自然功率因數(shù)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(lián)同步調(diào)相機。同步調(diào)相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調(diào)節(jié)同步調(diào)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(shù)。同步調(diào)相機輸出無功功率為無極調(diào)節(jié)方式，調(diào) 節(jié)的范圍較大，并且在端電壓下降 10%以內(nèi)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(diào)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(lián)適當?shù)撵o電電容器。我們知道，電感性負載并聯(lián)適當?shù)碾娙萜骺梢蕴岣吖β室驍?shù)，所以在建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯(lián)適當?shù)撵o電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并聯(lián)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、有功損耗小（小于 %），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(nèi)式和戶外式，按相數(shù)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(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 11 （柜）臺數(shù)的確定 需電容器臺數(shù)： N=QC/[ Qnc(UW/UNC)2] 每相所需電容器臺數(shù)： 取其相等或稍大的偶數(shù)，因為變電所采 n =N/3 用單母線分段式結(jié)線。 和聯(lián)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(lián)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