【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不大 時(shí) ,需要系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果往往偏小 ,故不適用于低壓配電河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 線路的計(jì)算 ,而適用于計(jì)算變 ,配電所的負(fù)荷 . 需要系數(shù)法 的計(jì)算公式如下： 式（ 21） Qc=PctanΦ。 式（ 22） 式（ 23） 式（ 24） 式中∑ PN—總設(shè)備功率，單位為 KW。 Kd –需要 系數(shù)； Pc –計(jì)算有功功率，單位為 KW。 Qc 計(jì)算無(wú)功功率，單位為 KW。 Sc 計(jì)算視在功率，單位為 KW。 tanΦ –電氣設(shè)備功率因數(shù)角的正切值； Ur 電氣設(shè)備額定電壓，單位為 KV。 Ic –計(jì)算電流，單位為 A. ② 二項(xiàng)式系數(shù) 法 二項(xiàng)式法也比較簡(jiǎn)便 ,它考慮了數(shù)臺(tái)大功率設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率 ,但計(jì)算結(jié)果往往偏大 ,一般用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算 . 由于二項(xiàng)式法不僅考慮了用電設(shè)備組最大負(fù)荷時(shí)的平均功率 ,而且考 慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)對(duì)總計(jì)算負(fù)荷的額外影響 ,所以二項(xiàng)式法比較適于確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 較大的低壓干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷 .但是二項(xiàng)式計(jì)算系數(shù) b,c和 x的值 ,缺乏充分的理論根據(jù) ,而且這些系數(shù) ,也只適于機(jī)械加工工業(yè) ,其他行業(yè)的這方面數(shù)據(jù)缺乏 ,從而使其應(yīng)用受到一定局限 。 二項(xiàng)式系數(shù) 法 的計(jì)算公式如下： 1）單組用電設(shè)備組中設(shè)備臺(tái)數(shù)≧ 3臺(tái)時(shí)的計(jì)算負(fù)荷為： 式（ 25） 2） 多組 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為： 式（ 26） 式（ 27） 式中 j用電設(shè)備組序號(hào)， j=1， 2，?， m。 各組中的該部分最大值。 ③ 利用系數(shù)法 用利用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)的步驟與 需要系數(shù)法相同，使用 利用系數(shù)法時(shí)的計(jì)算公式如下： 1）單組用電設(shè)備組中設(shè)備臺(tái)數(shù)≧ 3臺(tái)時(shí)的計(jì)算負(fù)荷為： ： 式（ 28） 式中 Kx 利用系數(shù) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 。附加系數(shù)由設(shè)備等效臺(tái)數(shù)和利用系數(shù) Kx 得到： 式（ 29） Qc=PctanΦ 式（ 210） 式（ 211） 式（ 212） 式中 K 附加系數(shù)。 2)多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為：當(dāng)供電范圍內(nèi)有多個(gè)不同的用電設(shè)備組時(shí)，設(shè)備等效臺(tái)數(shù) neq 為所有設(shè)備的等效臺(tái)數(shù)；利用系數(shù)Kx 以各設(shè)備組的加權(quán)利用系數(shù) Kxav替換，同樣使用附錄查得 Kad。有功功率計(jì)算公式變?yōu)椋? 式（ 213） 加權(quán)利用系數(shù) Kxav 式（ 214） 式中 各組設(shè)備平均功率之和（ KW） 。 各組設(shè)備額定功率之和（ KW）； 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 ④ 利用各種用電指標(biāo)的負(fù)荷計(jì)算方法 當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)及容量尚未確定，但需作初步的負(fù)荷計(jì)算時(shí)，如：供配電系統(tǒng)處于規(guī)劃階段時(shí)，具體設(shè)備臺(tái)數(shù)尚未明確；處于初步設(shè)計(jì)階段時(shí)，部分主要的、大容量的用電設(shè)備已經(jīng)清楚，但某些分散的、小容量用電設(shè)備并未確定。這時(shí) ，均需借助用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。常見(jiàn)的方法有：負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法和住宅用電量指標(biāo)法。 1）負(fù)荷密度法 負(fù)荷密度法的計(jì)算公式如下： Pc=ρA 式（ 215） 式中 Pc—計(jì)算負(fù)荷，單位為 KW； A—計(jì)算范圍的使用面積，單位 為㎡； Ρ—負(fù)荷密度指標(biāo)，單位為 KW／㎡ 2）單位指標(biāo)法 單位指標(biāo)法 的計(jì)算公式如下： Pc=aN 式（ 216） 式中 a—單位用電指標(biāo)，單位為 KW∕ 人、 KW∕ 床、 KW∕ 產(chǎn)品等； N—單位數(shù)量，單位為人數(shù)、床數(shù)、產(chǎn)品數(shù)量等。 3）住宅用電量指標(biāo) 法住宅用電量指標(biāo)法的計(jì)算公式如下： Pc=K∑β N 式（ 217） 式中 β—住宅用電指標(biāo)，單位 KW∕ 戶； N—供電范圍內(nèi)的住宅戶數(shù)； K∑ 住宅用電同時(shí)系數(shù)。 本工程為二類高層建筑，應(yīng)急照明設(shè)備用電、消防控制室、消防電梯為一級(jí)負(fù)荷，采用兩路專用回路供電。普通客梯 、生活水泵、樓梯照明等用電設(shè)備為二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩路電源供電，樓梯照明燈采河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 用 聲控并且使用 電子延時(shí)開(kāi)關(guān)控制，火災(zāi)時(shí)強(qiáng)制點(diǎn)亮。其他的一般電力、照明用電屬于三級(jí)負(fù)荷。 變壓器 T1 的負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算一般采用需要系數(shù)法。 用電設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)（一般可取 K∑=），便可直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。需要系數(shù)值是在一定的范圍內(nèi)按統(tǒng)計(jì)方法來(lái)確定的，它的準(zhǔn)確性對(duì)負(fù)荷計(jì)算有重要的意義，可從許多文獻(xiàn)中查表得到。但是，需要系數(shù)表中給出的只能是推薦值，這 就要求設(shè)計(jì)者根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和具體情況從中選取一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)闹?。一般?lái)說(shuō)，當(dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備臺(tái)數(shù)多時(shí)選取較小值，否則選取較大值；設(shè)備使用率高時(shí)選取較大值，否則選取較小值。 因商業(yè)用電給出了負(fù)荷密度， 一層為高級(jí)商業(yè)設(shè)施，負(fù)荷密度ρ=130W/m2，二、三層為一般商業(yè)設(shè)施，負(fù)荷密度ρ =85W/m2，故應(yīng)根據(jù)負(fù)荷密度法求出計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷密度法的計(jì)算公式如下： Pc=ΡA 一層 商業(yè)用電 的計(jì)算負(fù)荷為： Pc1= 50000247。 27=≈ 241KW 二 層 商業(yè)用電 的計(jì)算負(fù)荷為： Pc2= 50000247。 27 2=≈ 315KW 一、 二 層 商業(yè)用電 的計(jì)算負(fù)荷為 Pc= Pc1+ Pc2=556KW 其它負(fù)荷計(jì)算用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算負(fù)荷如下表： 表 21 設(shè)備組編號(hào) 設(shè)備名稱 設(shè)備容量PN/kW 需要系數(shù)kd cosФ tanФ Pc/kw Qc/kvar Sc/kVA Ic/A 1 13F 560 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 商業(yè)用電 556 334 634 993 2 屋頂泛光照明 20 1 20 15 25 38 3 地下室照明 4 3 2 4 5 4 生活水泵 25 1 25 19 31 47 5 客梯、消防電梯 82 1 82 142 164 249 6 消防控制室 20 1 20 15 25 38 7 變電所照明 4 3 2 4 5 8 住宅樓梯10 7 2 7 11 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 照明 總計(jì) 725 716 541 有功同時(shí)系數(shù) 無(wú)功同時(shí)系數(shù) 總負(fù)荷計(jì)算 644 514 824 1252 注： 13F商業(yè)用電用的是 負(fù)荷密度法進(jìn)行的負(fù)荷計(jì)算。 變壓器 T2 負(fù)荷計(jì)算 變壓器 T2 的負(fù)荷計(jì)算用的是需要系數(shù)法。計(jì)算結(jié)果如表 22： 表 22 設(shè)備組編號(hào) 設(shè)備名稱 設(shè)備容PN/kW 需要系數(shù)Kd cosФ tanФ Pc/kw Qc/kvar Sc/kVA Ic/A 1 411層住512 205 127 241 366 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 宅用電 2 1219 層住宅用電 512 205 127 241 366 3 2026 層住宅用電 448 179 111 211 320 4 生活水泵 25 1 25 21 33 50 5 客梯 42 1 82 70 108 164 消防電梯 40 總計(jì) 1579 696 456 有功同時(shí)系數(shù) 無(wú)功同時(shí)系數(shù) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 總負(fù)荷計(jì)算 626 433 762 1157 電氣元件的選擇 主要電器元件及其功能 ① 、斷路器 是一種開(kāi)關(guān)電器，能切除或投入正常負(fù)荷，并能切斷故障回路。故障回路中故障電流通常很大，切斷故障回路需專門(mén)具有強(qiáng)滅弧能力的滅弧裝置，所以斷路器主觸頭設(shè)于滅弧裝置內(nèi)，無(wú)法觀察其通斷狀態(tài)，即斷開(kāi)時(shí)無(wú)可見(jiàn)斷點(diǎn)?？紤]使用安全，除小容量低壓斷路器外，一般斷路器均不能單獨(dú)使用，必須與能產(chǎn)生可見(jiàn)斷點(diǎn)的隔離電器配合使用。 ② 、負(fù)荷開(kāi)關(guān) 也是一種開(kāi)關(guān)電器，能切除或投入正常負(fù)荷，具有一定的滅弧能力，斷開(kāi)時(shí)有明顯可見(jiàn)斷點(diǎn)。 ③ 、隔離開(kāi)關(guān) 是 一種隔離電器，只能切除或投入空載或很小的負(fù)荷，斷開(kāi)時(shí)有明顯可見(jiàn)的斷點(diǎn)。往往與 斷路器配合使用。 ④ 、熔斷器 是 一種保護(hù)電器，專門(mén)用于切斷過(guò)負(fù)荷較大的回路。當(dāng)熔斷器熔體上通過(guò)的電流超過(guò)一定值后，熔體發(fā)熱熔斷，切斷電路。 ⑤ 、電流互感器 是一種電流變換電器，隔離高電壓，通常將大電流變成小電流，以取得測(cè)量和保護(hù)用電流信號(hào)。 ⑥ 、電壓互感器 是一種電壓變換電器，隔離高電壓，通常將高電壓變成低電壓，以取得測(cè)量和保護(hù)用電壓信號(hào)。 ⑦ 、避雷器 防過(guò)電壓侵入。避雷器設(shè)于被保護(hù)設(shè)備的前端，當(dāng)有過(guò)電壓侵入時(shí)，將避雷器擊穿，對(duì)地放電，以起到保護(hù)后面的電氣設(shè)備的作用。 ⑧ 、移相電容器 作無(wú)功功率補(bǔ) 償。供配電系統(tǒng)大多都是感性負(fù)荷，從系統(tǒng)汲取感性無(wú)功，致使系統(tǒng)中感性無(wú)功成分增加，功率因數(shù)下降；電容器向系統(tǒng)汲取容性無(wú)功，使系統(tǒng)容性無(wú)功成分增加，以河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 抵消部分感性無(wú)功，提高功率因數(shù)。 在確定開(kāi)關(guān)元件時(shí)，要考慮到既能投、切入正常負(fù)荷，又能在回路故障時(shí)切斷故障回路，因此通常采用“斷路器 +隔離開(kāi)關(guān)”或“負(fù)荷開(kāi)關(guān) +熔斷器”的開(kāi)關(guān)組合方式來(lái)完成上述功能。當(dāng)斷路器的回路側(cè)無(wú)電流倒送可能時(shí)，則可省去斷路器負(fù)荷側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)。在進(jìn)行回路投入和退出操作時(shí)，開(kāi)關(guān)電器必須遵循的操作順序是： 接通回路時(shí)，先閉合隔離開(kāi)關(guān)，后閉合斷路器。 斷開(kāi)回路時(shí)，先斷開(kāi)斷路器，后斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。 電器的選擇 ① 、 變壓器的選擇 1)變壓器的選取原則 當(dāng)變壓器所有大量一、二級(jí)負(fù)荷時(shí)，易裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但變電所如能另外取得足夠容量的備用電源時(shí)，亦可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 當(dāng)季節(jié)性負(fù)荷變化較大，宜于采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 三級(jí)負(fù)荷變電所一般只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，但集中負(fù)荷較大時(shí)，裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 根據(jù)負(fù)荷發(fā)展遠(yuǎn)景 ，可以當(dāng)前裝設(shè)一臺(tái)變壓器，但變電所按以后裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器來(lái)設(shè)計(jì)。 2)變壓器的選取 變壓器的選取應(yīng)先計(jì)算變壓器的視在功率，根據(jù)視在功率確定變壓器的額定容量。本設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)的簡(jiǎn)略的電氣連接方式如圖1。 圖 1 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 低壓供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24