【文章內容簡介】 醫(yī)療衛(wèi)生 50 65 80 2 用戶供電系統(tǒng)（ 216） 續(xù)表 科教 45 65 80 文物古跡 20 30 40 其他 10 20 30 宗教活動、社會福利 工業(yè) 企業(yè) 一類工業(yè) 30 40 50 ~ 高科技企業(yè) 二類工業(yè) 40 50 60 ~ 一般工業(yè)企業(yè) 三類工業(yè) 50 60 70 ~ 中型與重型工業(yè)企業(yè) 倉儲 普通倉儲 5 8 10 危險品倉儲 5 8 12 堆場 2 道路 廣場 道路 廣場 停車場 2 用戶供電系統(tǒng)（ 217） ? ?? ????????????iiviviiivPPKPP?t .???????avzeavzeQKPKPPcc3）形狀系數(shù)法 用形狀系數(shù)法估算計算負荷的具體步驟如下： (1)將用電設備分組，求出各用電設備組的總安裝容量； (2)查出各用電設備組的利用系數(shù)及對應的功率因數(shù)，計算平均負荷： (3)根據(jù)負荷的平穩(wěn)程度，適當選擇形狀系數(shù) Kz的值（一般情況下可取 Kz=），按下式估計計算負荷： (214) (213) 2 用戶供電系統(tǒng)（ 218） 負荷計算 根據(jù)工藝和建筑設計等部門提供的用電設備及其安裝容量確定計算負荷的工作稱為負荷計算。負荷計算的理論依據(jù)是相似性原理，即性質相同、功能相近的用電設備組、生產車間或電力用戶，其負荷曲線應相似，其負荷曲線的特征參數(shù)值（負荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)、最大有功負荷利用時數(shù)等）應相近。 根據(jù)負荷曲線的不同的特征參數(shù)，人們總結提煉出了多種負荷計算方法，譬如需要系數(shù)法、附加系數(shù)法、二項式法等。其中，需要系數(shù)法以其計算簡單、適用面廣、需要系數(shù)數(shù)據(jù)齊全等特點，在用戶供電系統(tǒng)設計中應用廣泛，尤其適用于變（配）電所的負荷計算。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 219） 以工業(yè)企業(yè)用戶為例來說明需要系數(shù)法在負荷計算中的應用。 1)單臺用電設備的計算負荷 考慮到設備可能在額定工況下運行，單臺用電設備的計算負荷就取設備的安裝容量。 ??????????????Ncc2c2ccccNc3t anUSIQPSPQPP? (215) 式中 PN—— 用電設備的安裝容量 (kW)； tan?—— 用電設備銘牌給出的功率因數(shù)角的正切值； UN—— 設備的額定電壓 (kV)； Pc—— 有功計算負荷 (kW)； Qc—— 無功計算負荷 (kvar)； Sc—— 視在計算負荷 (kVA)； Ic—— 計算電流 (A)。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 220） 對于某些設備，考慮到設備的運行效率或輔助設備的功率，設備銘牌功率并不一定是設備的額定電功率。譬如，考慮到熒光燈鎮(zhèn)流器的功耗，熒光燈的電功率是燈管額定功率的 ；考慮到電動機的運行效率，單臺電動機的計算負荷 ： MMNMcPP?.. ? (216) 式中 ?M—— 電動機在額定功率下的效率。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 221） 2)用電設備組的計算負荷 當計算配電干線（譬如，第 j條）上的計算負荷時，首先將用電設備分組，求出各組用電設備的總安裝容量 ， 然后查表得到 各組用電設備的需要系數(shù) cos?i和功率因數(shù)正切值 tan?i，則 ? ?? ??????????????????2c . j2c . jc . j. . j. . jt a nQPSPPKPPiiiiii? 需要系數(shù)與用電設備組中設備的負荷率、設備的平均效率、設備的同時利用系數(shù)以及供電線路的效率等因素有關。此外，操作工人的熟練程度、材料的供應、工具的質量等隨機因素也對 Kd有影響。設計時，設計人員應綜合考慮上述各種因素，在給出的需要系數(shù)的變化范圍內適當選擇。 (217) 2 用戶供電系統(tǒng)（ 222） 表 23 工業(yè)用電設備的需要系數(shù) Kd值 用電設備名稱 Kd cos? tan? 金屬冷加工機床 金屬熱加工機床 液壓機 木工機械 生產用通風機 衛(wèi)生用通風機 冷凍機組 壓縮機 拉單晶爐 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 需要系數(shù)法適用于用電設備臺數(shù)較多、設備容量差別不大的場合，當用電設備組的設備臺數(shù)較少時，需要系數(shù)法的計算結果往往偏小。對于設備臺數(shù)為 3臺及以下的用電設備組，其計算負荷應取各設備功率之和； 4臺用電設備的計算負荷宜取設備功率之和乘以 。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 223） ????????????????????2c2ccQPSQKQPKP???????cTcT)~()~(SQSP3)車間或全廠的計算負荷 車間或全廠的負荷計算以車間內用電設備組或配電干線的計算負荷為基礎，從負荷端逐級向電源端計算，而且需要在各級配電點乘以同期系數(shù) K?，即 求出變壓器低壓側總計算負荷后，變壓器高壓側的計算負荷等于低壓側計算負荷與變壓器功率損耗之和。在初步設計時，變壓器的功率損耗可按下式近似估算 : (219) (218) 2 用戶供電系統(tǒng)（ 224） 表 24為同期系數(shù)的參考值。取值一般為 ～ ，但各級同期系數(shù)的連乘積不宜小于 0． 8，由于愈趨向電源端，負荷愈平穩(wěn)，所以對應的值 也愈大。 應 用 范 圍 K∑ 1. 確定車間變電所低壓母線的最大負荷時，所采用的負荷同期系數(shù)： 冷加工車間 熱加工車間 動力站 2. 確定配電所母線的最大負荷時，所采用的負荷同期系數(shù)： 計算負荷小于 5000kW 計算負荷為 (5000～ 10000)kW 計算負荷超過 10000kW ～ ～ ～ ～ 表 24 需要系數(shù)法的同期系數(shù)值 注：當由各車間直接計算全廠最大負荷時，應同時乘以表中兩種同期系數(shù)。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 225） 4）單相用電設備計算負荷的確定 當單相用電設備的總容量小于三相設備總容量的 15％時，不論單相設備如何分配，均可直接按三相平衡負荷計算；若單相用電設備的總容量大于三相用電設備總容量的 15％時，則需將其換算成三相等效負荷后，再參與負荷計算。單相用電設備換算為三相等效設備容量的方法如下： (1)單相設備接于相電壓時，將三相線路中單相用電設備容量最大的一相乘以 3作為三相等效設備容量。 (2)單相設備接于線電壓時，首先應將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量，然后再分相計算各相的設備容量，取最大負荷相的設備容量的 3倍來作為等效的三相負荷容量。接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量時，換算公式如下： 2 用戶供電系統(tǒng)（ 226） ???????????????????????????????????BCCBCCACCACBCCBCCACCACABBABBCBBCBABBABBCBBCBCAACAABABACAACAABAABAPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPA(220) 式中 PAB、 PBC、 PCA —— 接于 AB、 BC、 CA相間的有功負荷 (kW)； PA、 PB、 PC —— 換算為 A、 B、 C相的有功負荷 (kW)； QA、 QB、 QC —— 換算為 A、 B、 C相的無功負荷 (kvar)； pABA、 qABA、 … —— 換算系數(shù)，如表 25所示。 表 25 相間負荷換算為相負荷的功率換算系數(shù) 功率換算系數(shù) 負荷功率因數(shù) pABA、 pBCB、 pCAC pABB、 pBCC、 pCAA 0 qABA、 qBCB、 qCAC qABB、 qBCC、 qCAA 2 用戶供電系統(tǒng)（ 227） 功率因數(shù)及其提高 功率因數(shù)反映了用電負荷的性質。當功率因數(shù)為 1時，用電負荷為純電阻性負荷，負荷從電源只吸收有功功率；當功率因數(shù)小于 1時，用電負荷為阻感性或阻容性負荷，負荷不僅從電源吸收有功功率，還將吸收一定的無功功率。無功功率增大了負荷電流，進而導致設備容量增大、電網(wǎng)能耗增加等。因此，無功功率宜就近平衡或補償。 在電氣設計階段，應保證電力用戶的功率因數(shù)滿足供電部門的要求。根據(jù) 《 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 》 的規(guī)定，高壓供電用戶的功率因數(shù)應不小于 ，低壓供電用戶的功率因數(shù)應不小于 。當功率因數(shù)不滿足要求時，應采取適當?shù)奶岣叽胧? 2 用戶供電系統(tǒng)（ 228） 1）功率因數(shù) 按照無功補償前后劃分，功率因數(shù)分為自然功率因數(shù)和總功率因數(shù)，無補償時用電設備組的功率因數(shù)稱為自然功率因數(shù)，而補償后的功率因數(shù)稱為總功率因數(shù)。 按照功率因數(shù)的測算方法來分，有瞬時功率因數(shù)和平均功率因數(shù)。瞬時功率因數(shù)是某一工頻周期的功率因數(shù)，由功率因數(shù)表讀出，其原理是測量一個工頻周期中電流與電壓的相位差，或測量一個工頻周期中有功功率、無功功率與視在功率，并按下式計算而得： 22c o sQPPSP????(221) 2 用戶供電系統(tǒng)（ 229） 平均功率因數(shù)是指一段時間內（譬如一天或一個月等）功率因數(shù)的平均值。對于已經運行的負荷，平均功率因數(shù)是通過測定用戶在一段時間內的有功電能和無功電能由下式計算： (222) 222av2avavc o sVWWQPP?????式中 W—— 用電設備組在計量時段內的有功電能消耗量； V—— 用電設備組在計量時段內的無功電能消耗量。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 230） 2）功率因數(shù)的提高 電氣設計中，首先應該提高用戶的自然功率因數(shù)。 (1)無功補償方式 無功補償應本著就近平衡的原則，低壓設備的無功功率宜在低壓側補償，高壓設備的無功功率則應在高壓側補償，補償裝置應盡量靠近無功負荷。按照補償電容器的安裝位置，無功補償方式分為就地補償和集中補償，如圖 23所示。 圖 23 補償電容器的布置方式 2 用戶供電系統(tǒng)（ 231） 電容器 a為就地補償。它可以最大限度減少系統(tǒng)中流過的無功功率，使整個供電線路的功率及能量損耗、送電線路的導線截面、開關設備和變壓器容量都相應減少或降低，單從補償效果來看，這是最好的補償方式。但這種補償方式也有不足之處：①電容器利用率低，因為在用電設備切除的同時電容器也切除，否則產生無功功率的倒送；②易受到機械震動及其他環(huán)境條件的影響。 電容器 b為分組集中補償，和就地補償相比，所需的電容器總容量較少，即電容器的利用率較高，但其補償效果稍差。 電容器 c為低壓集中補償，電容器 d為高壓集中補償。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 232） (2)無功補償容量 在新建工廠的設計階段，無功功率補償前的自然平均功率因數(shù)可按下式確定： 2ccavav111c o s???????????PQSP??? (223) 式中 Pc—— 用電設備或用電設備組的有功計算負荷 (kW)； Qc—— 用電設備或用電設備組的無功計算負荷 (kvar)； ? —— 用電設備組的有功負荷系數(shù)； ? —— 用電設備組的無功負荷系數(shù)； 2 用戶供電系統(tǒng)（ 233） (224) )t a n(t a n 21cB ??? ?? PQ)t a n( t a n 21cB ?? ?? PQ2cBc211c o s???????? ???P?若采用固定補償裝置， 無功補償容量可按下式確定： 當采用分組自動投切的