第2章建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿

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1、建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2222秒秒第第 1 1 页页n 内容提要：内容提要：建筑供配电系统的负荷计算与无功功率补偿是建筑电气设计的基础，是选择电气设备的依据之一。 本章主要讲授建筑用电负荷的特征、计算负荷和无功功率补偿的基本理论，以及这些基本理论在典型建筑负荷计算中的具体应用。第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿第2章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 2

2、2 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿第2章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿n 2.1 计算负荷的意义与计算目的n 2.2 用电设备的主要特征n 2.3 负荷计算的方法n 2.4 建筑用电负荷的特征n 2.5 建筑供配电系统无功功率的补偿n 2.6 典型建筑工程的负荷计算n 2.7 供配电系统中的能量损耗建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 3 3 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿 在进行建筑供配电设计时

3、，电气设计人员是根据一个-计算负荷，按照允许发热条件选择供配电系统的导线截面、确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备。 设计人员根据用电设备原始资料及设备的工作特性，选择适当的计算方法，通过一系列的计算将设计中的设备安装容量变成计算负荷。 实际上，负荷不可能一成不变，它与设备的性能、生产的组织及能源供应的状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。为什么不用设备为什么不用设备额定容量作为计额定容量作为计算负荷呢？算负荷呢？计算负荷如何而来？计算负荷如何而来？建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒

4、第第 4 4 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿负荷曲线是反映电力负荷情况的曲线。它直观地反映了用户用电的和。同类型的工厂（或）车间的负荷曲线大致相同。 表示方法：负荷曲线制在直角坐标内，横坐标表示时间，纵坐标表示电力负荷。 曲线种类：有功负荷曲线、无功负荷曲线； 日负荷曲线、年负荷曲线。 建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 5 5 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿冬季冬季213天，夏季天，夏季152天，天

5、，全年全年365天，天，8760h一年内各负荷水平的负荷一年内各负荷水平的负荷有功功率及其持续时间，有功功率及其持续时间，按功率大按功率大小顺序排列而小顺序排列而绘制的曲线。绘制的曲线。特点：特点： t不代表时刻不代表时刻顺序，而是某一顺序，而是某一P 的持续的持续运行时间。运行时间。建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 6 6 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿Pmax（Qmax、Smax）Tmax 如果用户以年最大负荷（如Pmax）持续运行Tmax小时所消耗的

6、电能恰好等于全年实际消耗的电能，那么Tmax即为年最大负荷利用小时数。 年最大负荷是负荷曲线上的最高点，指全年中最大工作班内半小时平均功率的最大值，并用符号Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和视在最大负荷。 所谓是指一年中最大负荷月份内最少出现23次的最大负荷工作班，而不是偶然出现的某一个工作班。建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 7 7 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿 Tmax=Wp/Pmax (h) Tmax(无功)=Wq/Qmax (h)

7、 WP有功电量 ，(kWh)； Wq无功电量 ，(kVarh)。 Pav（Qav、Sav） t0t小时数， Wp0t消耗的有功电能（kWh）。Pav=Wp/t (kW) 平均负荷是指电力用户在一段时间内消费功率的平均值，记作Pav、Qav、Sav。Tmax t全年小时数取8760h， Wp是全年消费的总电能。建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 8 8 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿82. 076. 075. 070. 0 负荷系数愈大，则负荷曲线愈平坦，负荷

8、波动愈小。根据一般经验数字，一般工厂负荷系数平均值为 负荷系数也称负荷率，又叫负荷曲线填充系数。它是表征负荷变化规律的一个参数。maxavmaxavQQPP Pmax(=PC)用电设备组负荷曲线上最大有功负荷（kW） Pe 用电设备组的设备功率（kW）emaxXPPK 常用需要系数KX：见书P1720：表2-2表2-7建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 9 9 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿用电设备组在最大负荷班内的平均负荷。K1Pav用电设备组在最大负荷工

9、作班内消耗的平均功负荷（k）；Pe 用电设备组的设备功率（k）K1 用电设备组在最大负荷工作班内的利用系数 见表2-8tg用电设备组功率因数的正切值 见表2-7，表2-8 e1avPKPtgavavPQ(kW)(kVar)tge1PK建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 1010 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿Pe 设备容量也称安装容量，它是用户安装的所有用电设备的额定容量或额定功率（设备铭牌上的数据）之和，是配电系统设计和负荷计算的基础资料和依据。 计算容量

10、也称为计算负荷、需要负荷或最大负荷。它标志用户的最大用电功率。计算负荷是一个假想的持续性负荷。其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。是配电设计时选择变压器、确定备用电源容量、无功补偿容量和季节性负荷的依据，也是计算配电系统各回路中电流的依据。Pc建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 1111 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿Ic 计算电流是计算负荷在额定电压下的电流。它是配电系统设计的重要参数，是选择配电变压器、导体、电器、计算电压偏差、功率损

11、耗的依据。也可以作为电能损耗及无功功率的估算依据。Ijf 尖峰电流是负荷短时（如电动机启动）最大负荷电流。它是计算电压损失、电压波动和选择导体、电器及保护元件的依据。建建 筑筑 电电 气气20222022年年6 6月月1 1日星期三日星期三1111时时2626分分2323秒秒第第 1212 页页第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿 指工作时间较长，连续运行的用电设备。这类设备长期连续运行，负荷比较稳定。 长期连续工作制的用电设备在工作时间内，电器载流导体能达到稳定的温升。 绝大多数用电设备属于此类工作制。如：如：等。等。建建 筑筑 电电 气气20