【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 項(xiàng)式系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，若設(shè)備總臺(tái)數(shù) n少于附錄表中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺(tái)數(shù) x的 2倍（ n 2x ），需修正 x，建議取 x=n /2（四舍五入取整）。 65 多組用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 30 m a x( ) ( )ne i xiP b P c P???30 m a x m a x( t a n ) ( ) t a nne i xiQ b P c P?????tanφmax 為最大的附加負(fù)荷 (cPx)max的設(shè)備組的平均 功率因數(shù)角 φ的正切值 66 67 68 四、單相負(fù)荷計(jì)算 工廠(chǎng)里除了三相設(shè)備外，還有電焊機(jī)、電燈等單相設(shè)備。 如果單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?15%，則單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡來(lái)計(jì)算，如果單相設(shè)備總?cè)萘砍^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?15%，則應(yīng)將單相設(shè)備換算為等效的三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。 單相用電設(shè)備僅接于相電壓 等效三相負(fù)荷 取最大相負(fù)荷的三倍 Peq=3 Pm 基本原則：?jiǎn)蜗嘤秒娫O(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線(xiàn)路上。 69 供配電系統(tǒng)的 功率損耗與電能損耗 電流流過(guò)電力線(xiàn)路和變壓器時(shí)，勢(shì)必要引起功率和電能損耗。在進(jìn)行用戶(hù)或全廠(chǎng)負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入這部分損耗。 一、 供電線(xiàn)路的功率損耗 線(xiàn)路具有電阻和電抗，所以其功率損耗包括有功和無(wú)功兩部分 。 在實(shí)際工作中，常根據(jù)計(jì)算負(fù)荷來(lái)求線(xiàn)路的功率損耗，即最大功率損耗，故三相線(xiàn)路的有功功率損耗△ PWL和無(wú)功功率損耗△ QWL可分別按下式計(jì)算： 70 23303 1 0 ,W L W LP I R k W?? ? ?23303 1 0 , v a rW L W LQ I X k?? ? ?式中， I30線(xiàn)路的計(jì)算電流（ A） ； RWL線(xiàn)路每相的電阻（ Ω ）， RWL=R0L， R0為線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電阻（ Ω /km）， l線(xiàn)路的計(jì)算長(zhǎng)度（ km）。 式中， I30線(xiàn)路的計(jì)算電流（ A）； XWL線(xiàn)路每相的電抗（ Ω）， XWL =X0L， X0為線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電抗（ Ω/km） 。 一般對(duì)架空線(xiàn)路，其值為 ，對(duì)電纜線(xiàn)路，其值為 ， L為線(xiàn)路的計(jì)算長(zhǎng)度（ km）。 71 二、 變壓器的功率損耗 變壓器同樣具有電阻和電抗，所以其功率損耗也包括有功功率損耗 △ PT和無(wú)功功率損耗 △ QT兩部分。 (1) 有功功率損耗 變壓器的有功功率損耗又由兩部分組成： ① 鐵損 △ PFe 鐵損是變壓器主磁通在鐵芯中產(chǎn)生的有功損耗。變壓器空載時(shí)的損耗為空載損耗，由鐵損和一次繞組中的有功損耗產(chǎn)生，因空載電流 I0很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功功率損耗也很小，可忽略不計(jì)，故空載損耗 △ P0可認(rèn)為就是鐵損，所以鐵損又稱(chēng)為空載損耗。 變壓器主磁通只與外加電壓有關(guān)，當(dāng)外加電壓和頻率恒定時(shí)，鐵損與負(fù)荷無(wú)關(guān)，是定值。 72 ② 銅損 △ PCu 銅損是變壓器負(fù)荷電流在一次、二次繞組的電阻中產(chǎn)生的有功損耗，其值與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比。變壓器負(fù)載試驗(yàn)（舊稱(chēng)短路試驗(yàn)）時(shí)，一次側(cè)施加的電壓 Uk很小，鐵心中的主磁通很小，在鐵芯中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計(jì)，故變壓器的負(fù)載損耗 △ Pk可認(rèn)為就是額定電流下的銅損△ PCu。 因此變壓器的有功功率損耗為 230T F e C uNSP P PS????????Δ Δ Δ2300 KNSPPS????????Δ Δ式中 S30——變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷， kVA； SNT——變壓器額定容量， kVA； △ P0——變壓器空載有功損耗， kW； △ Pk——變壓器有功短路損耗， kW。 73 變壓器的無(wú)功功率損耗也由兩部分組成： (2) 無(wú)功功率損耗 ① △ Q0，是變壓器空載時(shí)，由產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流所造成的。和繞組電壓有關(guān)，與負(fù)荷無(wú)關(guān)。其值與勵(lì)磁電流（或近似與空載電流）成正比，即 NTSIQ1 0 0%00 ??式中， I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值。 74 NTkN SUQ1 0 0%?? ②△ QN，是變壓器負(fù)荷電流在一次、二次繞組電抗上所產(chǎn)生的無(wú)功功率損耗，其值也與電流的平方成正比。因變壓器繞組的電抗遠(yuǎn)大于電阻，故可認(rèn)為其在額定電流時(shí)的值與短路電壓（即阻抗電壓）成正比，即 式中， Uk%為變壓器的短路電壓百分值。 因此，變壓器的無(wú)功功率損耗為 ： 223 0 0 3 00%%1 0 0 1 0 0kT N N TN T N TS I U SQ Q Q SSS??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???75 以上各式中， △ P0、 △ Pk、 I0%和 Uk%均可由變壓器產(chǎn)品目錄和附錄表中查得。 在負(fù)荷計(jì)算中，變壓器功率損耗也可按近似方法計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)公式： 300 . 0 1 5TPS?Δ300 . 0 6TQS?Δ76 式中 △ PWL ——按計(jì)算負(fù)荷求得的線(xiàn)路最大功率損耗； τ ——年最大負(fù)荷損耗時(shí)間（小時(shí)數(shù)）。 387 60 87 602. 22002238760302203010c os10c osWLa W LNNWLRW P dt P dtUP PdtUPP??????? ? ? ????? ?????????28760030P dtP?????????三、 供電系統(tǒng)的電能損耗 1．供電線(xiàn)路年電能損耗的計(jì)算 77 τ的含義是： 當(dāng)線(xiàn)路或變壓器中以最大計(jì)算電流 I30流過(guò) τ 小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，恰與全年流過(guò)實(shí)際變化的電流時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗相等。稱(chēng)為年最大負(fù)荷損耗時(shí)間 ?？梢?jiàn)， τ 是一個(gè)假想時(shí)間，他與年最大負(fù)荷利用小時(shí) Tmax和負(fù)荷功率因數(shù)有一定關(guān)系。如圖 25所示即為不同功率因數(shù)下的 τ 與 Tmax的關(guān)系。 圖 25 τTmax關(guān)系曲線(xiàn) 79 2 2 2 28 7 6 0 8 7 6 03 0 3 02 0030a T k k kN T N T N TSSSSW P d t P d t PS S S S ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 包括兩部分： 變壓器空載不變的功率損耗 (鐵損 ) 所引起的年電能損耗與接電時(shí)間 Ton（近似取 8760h）有關(guān)，即： △ WaT1=△ P0Ton 隨負(fù)荷而變化的有載功率損耗 (銅損 )所引起的年電能損耗為： 80 230.0a T o n kNTSW P T PS???? ? ? ? ? ????變壓器總的年電能損耗為 ： 2.0 8760a T kW P P ??? ? ? ? ? ? ? ?30NTSS? ?變壓器負(fù)荷率 81 工廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量 一、 工廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷的確定 確定用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線(xiàn)和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是與電力部門(mén)簽訂用電協(xié)議的基本依據(jù)。 確定等效三相設(shè)備容量用戶(hù)計(jì)算負(fù)荷的方法很多，可根據(jù)不同的情況和要求采用不同的方法。在制定計(jì)劃、初步設(shè)計(jì)特別是方案估算時(shí)可用較粗略的方法，如估算法。在供電設(shè)計(jì)中進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)則應(yīng)進(jìn)行較詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算，如逐級(jí)計(jì)算法。 (一 )逐級(jí)計(jì)算法： 從用電設(shè)備開(kāi)始，朝電源方向逐級(jí)計(jì)算，最后求出用戶(hù)總的計(jì)算負(fù)荷的方法稱(chēng)為逐級(jí)計(jì)算法。 82 (1)、首先按負(fù)荷的性質(zhì)劃分用電設(shè)備組； (2)、根據(jù)各組負(fù)荷的需要系數(shù)計(jì)算單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷； (3)、考慮分支線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)損耗，計(jì)算出線(xiàn)路始端計(jì)算負(fù)荷； （往往分支線(xiàn)路的長(zhǎng)度比較短，所以這一步可忽略） (4)、考慮同時(shí)系數(shù)，計(jì)算多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷； (5)、考慮配電干線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)損耗，計(jì)算出干線(xiàn)始端的計(jì)算負(fù)荷； (6)、考慮同時(shí)系數(shù)，計(jì)算低壓母線(xiàn)上的計(jì)算負(fù)荷； (7)、考慮變壓器的損耗，計(jì)算出變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷； (8)、考慮變壓器高壓側(cè)輸電線(xiàn)路的損耗，計(jì)算出變配電系統(tǒng)總的計(jì)算負(fù)荷。 在各級(jí)負(fù)荷計(jì)算中，可用需要系數(shù)法或二項(xiàng)式法來(lái)計(jì)算，常用的是需要系數(shù)法。 計(jì)算步驟 ： 83 84 1．單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 （ 1） 有功計(jì)算負(fù)荷 ： 考慮到單臺(tái)用電設(shè)備總會(huì)有滿(mǎn)載運(yùn)行的時(shí)候，其計(jì)算負(fù)荷 P301為： ePP??式中： Pe—換算到統(tǒng)一暫載率下 電動(dòng)機(jī)的額定容量； η—用電設(shè)備在額定負(fù)載 下的效率。 （ 2） 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 ： Q301=P301tan? 式中 ?—用電設(shè)備功率因數(shù)角。 計(jì)算目的：用于選擇分支線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備。 85 =KdPe =? 223 0 . 2 3 0 . 2 3 0 . 2S P Q??計(jì)算目的： 用于選擇各組配電干線(xiàn)及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備 。 ? ?3 0 . 2 3 0 . 2 3 NI S U?2. 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 86 確定車(chē)間配電干線(xiàn)或車(chē)間變電所低壓母線(xiàn)上的計(jì)算負(fù)荷 22303 0 3 0S P Q??30303 NSIU?K∑ －－ 同時(shí)系數(shù) 對(duì)于車(chē)間干線(xiàn)： K∑P =~ K∑Q =~ 對(duì)于低壓母線(xiàn)： K∑P =~ K∑Q =~ P303＝Ｋ ∑ PΣP 302 Q303＝Ｋ ∑QΣQ302 計(jì)算目的：用于選擇車(chē)間配電干線(xiàn)及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備，或者用于低壓母線(xiàn)的選擇及車(chē)間變電所電力變壓器容量的選擇。 87 P30４ 、 Q30４ 、 S30４ －車(chē)間變電所中變壓器高壓側(cè)的有功、無(wú)功及視在計(jì)算負(fù)荷； ΔPT、 ΔQT－變壓器的有功損耗與無(wú)功損耗 （ kW、 kvar） 。 計(jì)算目的：用于選擇車(chē)間變電所高壓配電線(xiàn)及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備 在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車(chē)間變壓器尚未選出，無(wú)法根據(jù)變壓器的有功損耗與無(wú)功損耗的理論公式進(jìn)行計(jì)算，因此一般按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算： 4. 確定車(chē)間變電所變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 P304＝ P303+ΔPT Q304＝ Q303+ΔQT ΔP T≈ 303 （ kW） ΔQ T≈ 303 （ kvar） 88 5. 確定全車(chē)間變電所中高壓母線(xiàn)上的計(jì)算負(fù)荷 P305＝ ΣP304 Q305＝ ΣQ304 223 0 5 3 0 5 3 0 5S P Q? ? ??? 計(jì)算目的：用于車(chē)間變電所高壓母線(xiàn)的選擇。 89 6. 確定總降壓變電所出線(xiàn)上的計(jì)算負(fù)荷 P306= P305 +ΔP WL≈P 305 Q306 = Q305 +ΔQ WL ≈Q 305 S306≈S 305 ΔP WL 、 ΔQ WL —高壓線(xiàn)路功率損耗，由于一般工廠(chǎng)范圍不大，線(xiàn)路功率損耗小，故可忽略不計(jì)。 計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所出線(xiàn)及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備。 90 7. 確定總降壓變電所低壓側(cè)母線(xiàn)的計(jì)算負(fù)荷 P307＝Ｋ ΣΣP30６ Q307＝Ｋ ΣΣQ30６ 223 0 7 3 0 7 3 0 7S P Q? ? ???注意：如果在總降壓變電所６ ~10kV二次母線(xiàn)側(cè)采用高壓電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，則在計(jì)算總無(wú)功功率 Q307時(shí)，應(yīng)減去補(bǔ)償設(shè)備的容量 Qc7 ，即 Q307＝Ｋ ΣΣQ30６ Qc7 計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所低壓母線(xiàn)以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。 91 8．確定全廠(chǎng)總計(jì)算負(fù)荷 P308＝ P307+ΔPT Q308＝ Q307+ΔQT 223 0 8 3 0 8 3 0 8S P Q? ? ???計(jì)算目的：全廠(chǎng)總計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值可作為向供電部門(mén)申請(qǐng)全廠(chǎng)用電的依據(jù)，并作為原始資料進(jìn)行高壓供電線(xiàn)路的電氣計(jì)算，選擇高壓進(jìn)線(xiàn)