【文章內(nèi)容簡介】 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^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)荷平衡來計(jì)算，如果單相設(shè)備總?cè)萘砍^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：單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線路上。 69 供配電系統(tǒng)的 功率損耗與電能損耗 電流流過電力線路和變壓器時(shí)，勢必要引起功率和電能損耗。在進(jìn)行用戶或全廠負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入這部分損耗。 一、 供電線路的功率損耗 線路具有電阻和電抗，所以其功率損耗包括有功和無功兩部分 。 在實(shí)際工作中，常根據(jù)計(jì)算負(fù)荷來求線路的功率損耗，即最大功率損耗，故三相線路的有功功率損耗△ PWL和無功功率損耗△ 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線路的計(jì)算電流（ A） ； RWL線路每相的電阻（ Ω ）， RWL=R0L， R0為線路單位長度的電阻（ Ω /km）， l線路的計(jì)算長度（ km）。 式中， I30線路的計(jì)算電流（ A）； XWL線路每相的電抗（ Ω）， XWL =X0L， X0為線路單位長度的電抗（ Ω/km） 。 一般對(duì)架空線路，其值為 ，對(duì)電纜線路，其值為 ， L為線路的計(jì)算長度（ 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 變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成： (2) 無功功率損耗 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．供電線路年電能損耗的計(jì)算 77 τ的含義是： 當(dāng)線路或變壓器中以最大計(jì)算電流 I30流過 τ 小時(shí)后所產(chǎn)生的電能損耗，恰與全年流過實(shí)際變化的電流時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗相等。稱為年最大負(fù)荷損耗時(shí)間 ?？梢姡?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 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 工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量 一、 工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 確定用戶的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線和一、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)備開始，朝電源方向逐級(jí)計(jì)算，最后求出用戶總的計(jì)算負(fù)荷的方法稱為逐級(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)、考慮分支線路的導(dǎo)線損耗，計(jì)算出線路始端計(jì)算負(fù)荷； （往往分支線路的長度比較短，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)、考慮配電干線的導(dǎo)線損耗，計(jì)算出干線始端的計(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：用于選擇分支線導(dǎo)線及其上的開關(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及其上的開關(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 確定車間配電干線或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷 22303 0 3 0S P Q??30303 NSIU?K∑ －－ 同時(shí)系數(shù) 對(duì)于車間干線： K∑P =~ K∑Q =~ 對(duì)于低壓母線： K∑P =~ K∑Q =~ P303＝Ｋ ∑ PΣP 302 Q303＝Ｋ ∑QΣQ302 計(jì)算目的：用于選擇車間配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備，或者用于低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。 87 P30４ 、 Q30４ 、 S30４ －車間變電所中變壓器高壓側(cè)的有功、無功及視在計(jì)算負(fù)荷； ΔPT、 ΔQT－變壓器的有功損耗與無功損耗 （ kW、 kvar） 。 計(jì)算目的：用于選擇車間變電所高壓配電線及其上的開關(guān)設(shè)備 在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車間變壓器尚未選出，無法根據(jù)變壓器的有功損耗與無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. 確定全車間變電所中高壓母線上的計(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：用于車間變電所高壓母線的選擇。 89 6. 確定總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷 P306= P305 +ΔP WL≈P 305 Q306 = Q305 +ΔQ WL ≈Q 305 S306≈S 305 ΔP WL 、 ΔQ WL —高壓線路功率損耗，由于一般工廠范圍不大，線路功率損耗小，故可忽略不計(jì)。 計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所出線及其上的開關(guān)設(shè)備。 90 7. 確定總降壓變電所低壓側(cè)母線的計(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二次母線側(cè)采用高壓電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，則在計(jì)算總無功功率 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以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。 91 8．確定全廠總計(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：全廠總計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值可作為向供電部門申請(qǐng)全廠用電的依據(jù)，并作為原始資料進(jìn)行高壓供電線路的電氣計(jì)算，選擇高壓進(jìn)線