用电负荷计算PPT学习教案

1、会计学1 用电负荷计算用电负荷计算 2 1 n cdNi i PKP cc QPtg 22 ccc SPQ 3 c c t S I U 式中 -总设备功率，单位为kW n P Kd 需要系数 Pc 计算有功功率，单位为kW Qc 计算无功功率，单位为kvar 当每组中设备台数3台时，考虑其同时使用率非常高，将需要系数Kc取为1，其余计算与上述公式相同。 Sc 计算视在功率，单位为计算视在功率，单位为kVA Tg 电气设备功率因数角的正切值电气设备功率因数角的正切值 Uc 电气设备额定电压，单位为电气设备额定电压，单位为kW Ic 计算电流，单位为计算电流，单位为A 第1页/共32页 3 1 n

2、 cpdNi i PKKP cQc QKPtg 22 ccc SPQ 3 c c t S I U 式中： 有功功率同时系数。对于配电干线所共范围的计算负荷， K取值范 围一般在0.8.0.9；对于变电站总计算负荷，K取值范围一般 在0.851。 无功功率同时系数。对于配电干线计算负荷，K取值范围一般在0.93.0.97；对于变电站总计算负荷，K取值范围一般在0.951。 K Q K 第2页/共32页 4 c PA 式中 Pc 计算负荷，单位为kW A 计算范围的使用面积，单位为 负荷密度指标, 单位为kW/ 1负荷密度法 负荷密度法的计算公式如下： 第3页/共32页 5 C PKN 3住宅用电

3、指标 住宅用电指标法的计算公式如下： 式中： -住宅用用电指标，单位kW/户 -住宅用用同时系数 N-供电范围内的住宅户数 相当于一户住宅的计算负荷。 K 第4页/共32页 6 五、各种负荷计算法的特点及适用范围 第5页/共32页 7 一、负荷计算的内容：一、负荷计算的内容： 1、设备容量：也称装机容量。是设备名牌上的额定容量或额定功率。 2、计算容量：也称计算负荷。是选择变压器、确定备用电源容量，确定无功功率补偿容量的依据。 3、计算电流：是计算负荷下在额定电压下的电流。是选择变压器、选择电气元件、确定电缆、导线、计算电压偏差、功率损耗的依据。 4、尖峰电流：是负荷起动时的最大电流。是计算电

4、压降、电压波动、选择电缆、导线、选择电气元件及保护元件的依据。 第6页/共32页 8 1、单台设备的容量为设备名牌上的额定容量和额定功率。 2、多台设备的容量为总设备容量之和，再乘以需要系数。 3、季节性负荷，如：空调制冷设备和采暖设备，取其大者计入总 设备容量。 4、成组用电设备的设备容量计算时，不包括备用设备。 5、消防设备遇火灾时，必须切除的设备取其大者，计入总设备容 量。 6、照明设备的设备容量，必须将灯泡的功率加上灯具的功率。如 ：荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯，均将灯泡的额定 功率加上镇流镇流器的损耗功率。如：低压钠灯、低压卤钨灯、均 需要将灯泡的额定功率再加上灯具上的变

5、压器的功耗。 荧光灯40W，通常一盏荧光灯的容量（设备容量），要按50W 计算，其中10W为镇流器的损耗升率。 7、住宅的设备容量，采用每户的用电指标法，取其之和。 例例1：如果某住宅小区有1600个住户，每户按4kW/ 户，求总设备容量？ 按设备容量为： 4kW/户1600户=6400kW 第7页/共32页 9 方案设计阶段 施工图设计阶段 1、方案设计阶段：、方案设计阶段：方案设计阶段确定计算容量时，采用单位指标法 计算，并根据所计 算的结果，确定本工程所需电力变压器的台数和每台的容量。 注：注：1）当空调冷水机组采用直燃机时，用电指标一般比电动压缩机制 冷时的用电指标降低2535VA/。

6、 表中所列的用电指标为上限值，是按空调采用电动压缩机制 冷时的数值。 2）表中的用电指标为W/，考虑功率因数和变压器负荷率， 折合成变压器容量VA/，乘以系数1.5。 第8页/共32页 10 1）计算容量（计算负荷或称有功功率）： 公式： 式中： -计算容量（kW） -需要系数（查表2.5.2-2） -设备容量 2）视在容量（视在功率） 公式： （KVA） 3）无功负荷（无功功率） 公式 公式 注：注：以上均为三相负荷的计算公式和方法。 2、施工图设计阶段采用需要系数法：、施工图设计阶段采用需要系数法： jsxe PKP js P x K e P cos js js P S 22 jsjsjs

7、 QSP jsjs QPtg 计算容量用需要系数法。 第9页/共32页 11 设备容量：Pe总=50W/20000=1000,000W=1000kW 计算容量： 视在功率： 变压器的利用率一般在65-75%，为最佳利用率。 所以，变压器容量： 根据计算，选用两台的变压器，即：630KVA2=1260KVA；而在工程实践中，一般选用两台800KVA的变压器更为合理， 即： 800KVA2=1600 KVA 0.85 1000850 xjse PKPkWkW 总总 850 945 cos0.9 js js P kW SkW 总 总 0.751260 js SKVA 总 例例2：某公寓楼20000，

8、用电指标为：30-50W/，取上限值为50W/，为高档公寓。 第10页/共32页 12 4）单相负荷的计算： 对于单相负荷应均衡地分配到三相上。 当无法使三相平衡时，且最大一相和最小一相负荷之差小于三相总负荷10%时，应取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算，否则按三相对称负荷计算。 例例3：某工程，三相设备的负荷为300kW，单相设备的负荷分别为： A相 10kW；B相 20kW； C相 40kW。 公式 =40-10=30kW 30kW/300kW=10% Pe总=40kW3300kW=420kW 例例4：某工程，三相设备的负荷为300kW，单相设备的负荷分别为： A相 10kW；B相

9、20kW； C相 10kW。 公式 =40-10=30kW 10kW/300kW=3.33%10% 这时按三相对称负荷计算： Pe总=300kWPAPBPC =300102010=340kW CA 相相 CA 相相 第11页/共32页 13 注：注：1、同类设备的计算容量，将设设备的算数和乘以需用系数。 2、不同类型设备的视在功率，应该为不同类型设备有功负荷之和的平方和无功负荷之和的平方相加后，求其平方根。 3、一般动力设备为3台或以下时，需用系数取值为： Kx =1 例例5：某工程：景观喷水池，有3台水泵，其中两台额定容量为2.2kW，另一台额定容量为5.5kW，该工程的动力设备的设备容量（

10、装机容量）： =22.2kW15.5kW=9.9kW 1 9.99.9 jsxe PKPkWkW 总 e P总 将取 Kx =1 22 ccc SPQ 该工程的计算容量为： 第12页/共32页 14 4、照明负荷需用系数的大小与等的控制方式和开启率有关。 大面积集中控制的灯比相同建筑面积的多个小房间分散控制开关的灯，需用系数大。电源插座容量的比例大时，需用系数的选择可以偏小些。 例例6：某单体建筑内，有二个会议厅，各500；有二个会议厅，各1000；有一个会议厅，1500；另有4500多个小房间组成的办公室。 该工程设计，应将4500会议厅照明的需用系数取值为Kx =0.9。将4500多个小房

11、间的办公区的需用系数取值为：Kx =0.85(见表)。 第13页/共32页 15 5、北京地区的住宅，在方案设计阶段，根据不同的户型，可按4-8kW/户估算用电容量（设备容量）。 例例7：一住宅小区8幢高层住宅楼，每个楼224户。在方案设计阶段，如何确定本工程选择变压器的容量和台数？ 解：本工程总装机容量： Pe总=4kW/户8224户=7168kW 本工程总计算容量： 本工程视在容量： cos取值：cos=0.85 设：变压器的利用率为：0.75时， 变压器容量= 根据上述计算，该工程要投入6台1000KVA变压器运行。 0.5 71683584 xjse PKPkWkW 总总 0.4 et

12、 UKV 3584 4217 cos0.85 js js P SkW 总 总 js Q 4275 5623 0.750.75 KVA KVA 总 第14页/共32页 16 1、在工程中380/220V三相平衡负荷的计算电流： 2、在工程中220V单相负荷的计算电流： 3、在工程中电力变压器低压侧的额定电流： 1.52 0.658 coscos3cos jsjsjs js e PPP I U 4.55 cos0.22 coscos jsjsjs js ed PPP I U 1.443 0.6933 etet jset et SS IS U -三相设备的额定电压， e U0.38 e UkV 。

13、ed U 0.22 ed UkV 式中： -相电压220V， 式中： et S -变压器的额定容量KVA et U 0.4 et UKV et U 这是具体看工程中采用： 800KVA变压器的额定 容量 或630KVA变压器的额定 容量 或500KVA变压器的额定 容量 -变压器低压侧的额定电压 对于10KV/0.4KV的变电站， 均为0.4KV 。 式中： 第15页/共32页 17 1、单台电动机 单台电动机的尖峰电流是电动机的启动电流。笼型电动机的启动电流一般是其额定电流的5-7倍。 2、多台电动机供电回路的尖峰电流是最大一台电动机的启动电流与其与电动机的计算电流之和。 3、自起动电动机组

14、的尖峰电流是所有参与自起动电动机的启动电流之和。 例例8： （1）单台电动机（鼠笼型）： 式中： -尖峰电流 -启动电流 -额定电流 (57) jfqde III jf I qd I e I 20 e IA 207140 qdjf IAAI （2）：单台绕式电动机： (23) jfqde III 如果 第16页/共32页 18 例例9：某系统，使用2台10kW电动机；2台5kW电动机 多台电动机：公式为 1jfqde III n （台） 11 22 1020140 51020 207201010180 ee ee jf PkWIAIA PkWIAIA IAAAAA qd1 qd2 ， ， 第1

15、7页/共32页 19 例例10： 某旅游宾馆变电站的负荷情况如下列设备清单所示，用需要系数法计算变电站总负荷：有功功率、无功功率、视在功率和计算电流。 设备清单： 大堂、走道、餐厅、多功能厅等处照明设备容量： 150kV（带电容补偿，cos=0.9）荧光灯；180kV白炽灯 客房照明设备容量：70kV白炽灯 冷水机组容量：120kW4台 冷冻水泵容量：30kW5台 冷却水泵容量：22kW5台 冷却塔容量：7.5W4台 送、排风机容量：11kW5台；22kW3台；17.5kW2台 电梯容量：30kW3台 厨房设备容量：15kW2台；5kW5台；2.2 kW6台 洗衣设备容量：30kW2台；6kW

16、3台；4kW4台 第18页/共32页 20 解：解：由附件可查出上述设备的需要系数和功率因数，计算出每一组设备的计算负荷，在考虑不同性质负荷的同时系数，最后计算出总的计算负荷。计算过程及结果列于下表中。 表3-2负荷计算的计算表 第19页/共32页 21 （续） 第20页/共32页 22 表表3-7 规划用电指标推荐值（重庆地区）规划用电指标推荐值（重庆地区） 第21页/共32页 23 例例11： 某12 层 住 宅 楼， 每 层 六 户， 每 户 均 为4 室 户。 对 住 户 单 回 路 干 线 式 供 电 ， 如 图 所 示。 求A 电 和B 点 的 计 算 负 荷 。 0.9 6/6

17、CA PKNkW 户户=32.4kW 0.6 6/ CA PKNkW 户72户=259.2kW 解： A点的计算负荷： B点的计算负荷： 第22页/共32页 24 补 偿 前 cos 需 补 容 量 （ kvar ） 补 偿 后 c o s 0.700.720.750.780.800.810.820.830.840.850.860.870.88 0.90.540.480.40.320.270.240.210.190.160.140.120.090.06 0.850.40.340.260.180.130.10.080.05 表2.4.5 无功功率补偿率（Kvar/kW） 第23页/共32页 25

18、 建 筑 类 别 用 电 指 标（W/）建 筑 类 别用 电 指 标（W/） 公 寓3050医 院4070 旅 馆4070高 等 学 校2040 办 公4080中 小 学1220 商 业一般 ：4080 大中型 ：70130 展 览 馆5080 体 育4070演 播 室250500 剧 场5080汽 车 库815 表2.5.2-1 各类建筑物的用电指标 第24页/共32页 26 负荷名称规格（台数）需要的系数（Kx）功率因数（cos）备注 照明面积15000 商场照明 10.9 0.90.7 0.750.55 0.60.4 0.90.7 0.91 0.9 含插座容量，荧光灯就 地补偿或采用电子

19、镇流 器 冰冻机 房锅炉房 3 台0.90.7 0.70.6 0.80.85 热力站、水泵房、 通风机 15台 5 台 10.8 0.80.6 0.80.85 电梯0.180.220.7（交流梯） 0.8（直流梯） 洗衣机房厨房100kw 100kw 0.40.5 0.30.4 0.80.9 窗式空调410台 1050台 50台以上 0.80.6 0.60.4 0.40.3 0.8 舞台照明200kw 10.6 0.60.4 0.91 需用系数及功率因数表表2.5.2-2 第25页/共32页 27 一、功率因数低对供配电系统的影响：一、功率因数低对供配电系统的影响： 功率因数低（cos小）是无

20、功功率大的表现。 无功功率大对供配电系统的影响： 1、无功功率大，使变配电设备容量增加。 有功功率： （公式） 分析：当有功功率P一定-电压值U一定-如果功率因数 cos小-则电流I就大-电器的设备容量就加大-成本增大。 2、无功功率大，使供配电系统的损耗增加。 3、无功功率大，使电压损失增加。 4、无功功率大，使发电机效率降低。 3cosPUI 第26页/共32页 28 2、采用人工补偿提高功率因数。、采用人工补偿提高功率因数。 也就是采用电力电容器补偿、提高功率因数。 （1）一般采用在变压所的低压侧集中补偿（低压电容器补偿柜）。 （2）当设备的无功功率大于100Kvar时，可在设备附近就地

21、补偿。就地补偿时，补偿装置与设备同时通断电（吊车、电梯设备除外）。 （3）低压侧集中补偿时，采用自动调节补偿电容器装置。 （4）电容器柜组，采用自动循环投切的方式。 （5）低压电力电容器装置的电器元件及导线（如：断路器、导线、电缆）长期允许电流值，要大于电容器额定值得1.5倍。 第27页/共32页 29 应满足当地供电部门的要求，当无明确要求时，应满足如下值： 1、高压10kV的用户的功率因数为0.9以上。 2、低压380V的用户的功率因数为0.85以上。 三、功率因数要求值：三、功率因数要求值： 1、在供电系统的方案设计时，无功补偿容量可按变压器的15%25% 估算。 2、在施工图设计时，应进行实际的无功功率计算。 3、也可用对应表，查表后，再计算。 四、无功功率的补偿容量四、无功功率的补偿容量 cjsc QP q 公式： -无功功率补偿率。及每千瓦有功负荷所需要的无功补偿的电容容量，单位：Kvar/ kW -有功功率，单位：kW -无功功率补偿量，单位：Kvar c q jc P c Q 第2