第2章建筑供配电系统的负荷计算与无功功率补偿.ppt

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第第2章章建筑供配电系统的负荷计算与建筑供配电系统的负荷计算与无功功率补偿无功功率补偿2.1计算负荷的意义与主要内容计算负荷的意义与主要内容2.2用电设备的主要特征用电设备的主要特征（工作制工作制）2.3负荷计算的方法负荷计算的方法2.4建筑用电负荷的特征建筑用电负荷的特征2.5建筑供配电系统无功功率的补偿建筑供配电系统无功功率的补偿2.6典型建筑工程的负荷计算典型建筑工程的负荷计算2.7供配电系统中的能量损耗供配电系统中的能量损耗11/10/202211计算算负荷的概念及作用荷的概念及作用所所谓负荷荷计算算，就是，就是计算算用用电设备、配、配电线路、配路、配电装置、以及装置、以及发电机、机、变压器中的器中的电流流或或功率功率。

这些些按照一定方法按照一定方法计算出来的算出来的电流或功率称流或功率称为计算算电流流或或计算功率算功率，我，我们也把它称也把它称为计算算负荷荷。

计算算负荷又称荷又称需要需要负荷荷或或最大最大负荷荷，是，是一个假想一个假想的持的持续性性负荷荷，其，其热效效应与同一与同一时间内内实际变动负荷荷所所产生的最大生的最大热效效应相等。

相等。

2.1计算负荷的意义与主要内容计算负荷的意义与主要内容11/10/202221计算算负荷的概念及作用荷的概念及作用在进行建筑供配电设计时，电气设计人员可以根在进行建筑供配电设计时，电气设计人员可以根据据计算负荷计算负荷按照允许发热条件选择供配电系统的按照允许发热条件选择供配电系统的导线截面导线截面选择选择开关电器开关电器的型号的型号确定确定变压器变压器容量容量制订制订提高功率因数提高功率因数的措施的措施选择及整定选择及整定保护设备保护设备在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。

响，并应为将来的发展留有适当余量。

2.1计算负荷的意义与主要内容计算负荷的意义与主要内容11/10/202232负荷曲线负荷曲线负负荷荷曲曲线线是是反反映映电电力力负负荷荷随随时时间间变变化化情情况况的的曲曲线线，它它直直观观的反映了用户用电的特点和规律。

的反映了用户用电的特点和规律。

根据负荷性质分类根据负荷性质分类有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线根据负荷持续时间分类根据负荷持续时间分类日负荷曲线日负荷曲线（024h）年负荷曲线年负荷曲线（08760h）日负荷曲线与坐标轴所包围的面日负荷曲线与坐标轴所包围的面积代表该日所消耗的积代表该日所消耗的电能量电能量。

逐逐点点描描绘绘法法梯梯形形曲曲线线法法日有功负荷曲线日有功负荷曲线削峰填谷11/10/20224

（1）年最大负荷）年最大负荷Pmax（Qmax、Smax）年最大负荷是年持续负荷曲线上的年最大负荷是年持续负荷曲线上的最高点最高点，指全，指全年中年中最大工作班最大工作班内半小时平均功率的最大值，因此年内半小时平均功率的最大值，因此年最大负荷也称为最大负荷也称为半小时最大负荷半小时最大负荷P30。

所谓所谓最大工作班最大工作班，是指一年中最大负荷月份内最，是指一年中最大负荷月份内最少出现少出现23次的最大负荷工作班，而不是偶然出现的次的最大负荷工作班，而不是偶然出现的某一个工作班。

某一个工作班。

3负荷曲线中的几个物理量负荷曲线中的几个物理量年持续负荷曲线年持续负荷曲线11/10/20225

（2）最大负荷利用小时数）最大负荷利用小时数Tmax是一个是一个假想时间假想时间，是标志工厂负荷是否均匀的一个，是标志工厂负荷是否均匀的一个重要标志。

其物理意义：

如果用户始终保持年最大负荷重要标志。

其物理意义：

如果用户始终保持年最大负荷Pmax运行，经过运行，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称的实际耗电量，则称Tmax为为年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数。

各类工厂的各类工厂的Tmax见见15页表页表2-1一班制工厂一班制工厂Tmax=18003000h两班制工厂两班制工厂Tmax=35004800h三班制工厂三班制工厂Tmax=50007000h户内照明及生活用电户内照明及生活用电Tmax=20003000h11/10/20226（3）平均负荷）平均负荷Pav（Qav、Sav）是指电力用户在一段时间内消耗功率的平均值。

是指电力用户在一段时间内消耗功率的平均值。

（4）负荷系数）负荷系数（负荷率负荷率或或负荷曲线填充系数负荷曲线填充系数）（）是表征负荷变化规律的一个参数。

在最大工作班是表征负荷变化规律的一个参数。

在最大工作班内，内，平均负荷与最大负荷之比平均负荷与最大负荷之比称为负荷系数。

称为负荷系数。

、越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。

越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。

11/10/20227（5）需要系数）需要系数KxPmax（=PC）用电设备组负荷曲线上用电设备组负荷曲线上最大有功负荷最大有功负荷（kW）Pe用电设备组的用电设备组的设备功率设备功率（容量容量）（kW）在供配电系统设计和运行中，常用需要系数在供配电系统设计和运行中，常用需要系数KX见表见表2-2表表2-6。

Pe是所有用电设备的是所有用电设备的额定容量额定容量或或额定功率之和。

额定功率之和。

11/10/20228

（1）设备容量）设备容量Pe：

安装容量安装容量，是用户安装的，是用户安装的所有用电设备所有用电设备的额定容量或额定功率之和的额定容量或额定功率之和。

4负荷计算的主要内容负荷计算的主要内容

（2）计算容量）计算容量PC：

计算负荷计算负荷、需要负荷需要负荷或或最大负荷最大负荷。

它。

它标标志用户的最大用电功率志用户的最大用电功率。

（3）计算电流）计算电流IC：

是计算负荷在：

是计算负荷在额定电压下额定电压下的电流。

的电流。

（4）尖峰电流）尖峰电流Ijf：

短时最大负荷电流短时最大负荷电流（如电动机起动如电动机起动），是计算电压损失、电压波动和选择导体、电器及保护元件是计算电压损失、电压波动和选择导体、电器及保护元件的依据。

的依据。

11/10/202291.长期连续工作制长期连续工作制这类设备长期连续运行，负荷比较这类设备长期连续运行，负荷比较稳定稳定，如通风机、水泵、空气压缩机、电动扶梯、电炉、，如通风机、水泵、空气压缩机、电动扶梯、电炉、照明灯和大多数的机床电动机等。

由于载流导体大约经照明灯和大多数的机床电动机等。

由于载流导体大约经30min后可达到稳定的温升值，因此这类用电设备后可达到稳定的温升值，因此这类用电设备在工作在工作时间内，电器载流导体能达到稳定的温升时间内，电器载流导体能达到稳定的温升。

2.短时工作制短时工作制这类设备的工作时间较短，而停歇时间这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长相对较长，如机床上的某些辅助电动机，如机床上的某些辅助电动机（如进给电动机、如进给电动机、升降电动机、水渠闸门电动机等升降电动机、水渠闸门电动机等）。

这类用电设备。

这类用电设备在工作在工作时间内，电器载流导体不会达到稳定的温升，断电后却能时间内，电器载流导体不会达到稳定的温升，断电后却能完全冷却完全冷却。

2.2用电设备的主要特征（工作制）用电设备的主要特征（工作制）11/10/202210断续周期工作制的设备，可用断续周期工作制的设备，可用负荷持续率（又称暂载率）负荷持续率（又称暂载率）来表征其工作特征。

来表征其工作特征。

负荷持续率为一个工作周期内工作时间与负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比工作周期的百分比，用，用来表示，即来表示，即2.2用电设备的主要特征（工作制）用电设备的主要特征（工作制）T工作周期工作周期t工作周期内的工作时间工作周期内的工作时间t0工作周期内的停歇时间工作周期内的停歇时间3.断续周期工作制断续周期工作制这类设备这类设备周期性地周期性地工作工作停歇停歇工作，工作，如此反复运行，而如此反复运行，而工作周期一般不超过工作周期一般不超过10min，如电焊机和起，如电焊机和起重机械。

这类用电设备重机械。

这类用电设备在工作时间内，电器载流导体不会达到在工作时间内，电器载流导体不会达到稳定的温升，停歇时间内也不会完全冷却稳定的温升，停歇时间内也不会完全冷却，在工作循环期间内在工作循环期间内温升会逐渐升高并最终达到稳定值温升会逐渐升高并最终达到稳定值。

11/10/2022111负荷计算的方法及用途负荷计算的方法及用途负荷计算的方法有负荷计算的方法有需要系数法需要系数法、利用系数法利用系数法、二项式二项式法法、单位面积功率法单位面积功率法等几种。

等几种。

（1）需要系数法）需要系数法用电设备功率用电设备功率乘以乘以需要系数需要系数和和同时系数同时系数，直接求出计算负，直接求出计算负荷。

这种方法比较简便，应用广泛，适用于变配电所以及施工荷。

这种方法比较简便，应用广泛，适用于变配电所以及施工现场的负荷计算。

现场的负荷计算。

（2）二项式法）二项式法在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大的设备的在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大的设备的影响，采用经验系数用加权求和法进行负荷计算，影响，采用经验系数用加权求和法进行负荷计算，计算结果一计算结果一般偏大般偏大。

2.3负荷计算的方法负荷计算的方法11/10/2022121、（、（）对整个电力系统各部分起到纽带连接作用，负责整个系统电）对整个电力系统各部分起到纽带连接作用，负责整个系统电能的转输和分配。

能的转输和分配。

（A）枢纽变电站）枢纽变电站（B）区域变电站）区域变电站（C）用户变电站）用户变电站（D）配电所）配电所2、（、（）的额定电压应和电网的额定电压一致。

）的额定电压应和电网的额定电压一致。

（A）发电机）发电机（B）变压器二次绕组）变压器二次绕组（C）用电设备）用电设备（D）二次侧输电）二次侧输电距离较长的变压器二次绕组距离较长的变压器二次绕组3、当中断供电时，将造成主要设备损坏、大量产品报废、重点企业大、当中断供电时，将造成主要设备损坏、大量产品报废、重点企业大量减产、或在政治、经济上造成较大损失，这类负荷属于（量减产、或在政治、经济上造成较大损失，这类负荷属于（）。

）。

（A）一级负荷）一级负荷（B）二级负荷）二级负荷（C）三级负荷）三级负荷（D）四级负荷）四级负荷4、某设备一个工作周期内，工作时间为、某设备一个工作周期内，工作时间为20分钟，停歇时间为分钟，停歇时间为20分钟，分钟，则其负荷持续率为（则其负荷持续率为（）。

）。

（A）20%（B）50%（C）80%（D）100%5、供配电系统的供电质量主要由（、供配电系统的供电质量主要由（）和（）和（）两大指标来衡量。

）两大指标来衡量。

电能质量电能质量供电可靠性供电可靠性ACBB11/10/2022131负荷计算的方法及用途负荷计算的方法及用途由于建筑电气负荷具有由于建筑电气负荷具有负荷容量小负荷容量小、数量多且分散数量多且分散的的特点，所以特点，所以需要系数法需要系数法、单位面积功率法单位面积功率法和和单位指标法单位指标法比比较适合建筑电气的负荷计算。

较适合建筑电气的负荷计算。

负荷计算方法选取原则是：

负荷计算方法选取原则是：

一般情况下，一般情况下，需要系数法需要系数法用于初步设计及施工图设计阶用于初步设计及施工图设计阶段的负荷计算；段的负荷计算；单位面积功率法单位面积功率法和和单位指标法单位指标法用于方案设计阶段进行电用于方案设计阶段进行电力负荷估算。

力负荷估算。

对于对于住宅住宅，在设计的各个阶段均可采用，在设计的各个阶段均可采用单位指标法单位指标法。

11/10/2022142设备功率的确定设备功率的确定用需要系数法进行负荷计算时，用需要系数法进行负荷计算时，需将用电设备按其性需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。

，然后确定设备功率。

用电设备的用电设备的额定功率额定功率Pr或或额定容量额定容量Sr是指是指铭牌上的数铭牌上的数据据。

对于。

对于不同负载持续率不同负