建筑设备第十二章-1电力系统

第十二章供配电系统(xìtǒng)精品资料电气(diànqì)施工图图1干线(gànxiàn)系统图精品资料16.3电气(diànqì)施工图图2AL配电柜系统(xìtǒng)图精品资料电气(diànqì)施工图图3AM2(AM3、AM4)箱系统(xìtǒng)图精品资料电气(diànqì)施工图图4AM5箱系统(xìtǒng)图精品资料电气(diànqì)施工图精品资料精品资料电气(diànqì)施工图精品资料电气(diànqì)施工图精品资料一、基本概念

(一)电力系统(diànlìxìtǒnɡ)及电力网电力系统(diànlìxìtǒnɡ)(PowerSystem)：由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。第一节电力系统

220/380V6~10kV35~500kV3.15~20kV低压配电线高压配电线高压输电线用户区域变电所发电厂升压变压器发电机G降压变压器降压变压器精品资料电压等级及适用范围输送的三相视在功率S一定时，线电压Ul越高，线电流Il越小↑U电能损失ΔP=Il2Rl↓，电压损失ΔUl＝IlRl↓减小线路的导线截面积绝缘水平要求提高1KV以下低压远距离输电为什么要1KV以上、330KV以下高压采用高压?330KV及以上超高压220KV及以上大电力系统主干线几百公里至几千公里110KV中小型电力系统主干线100Km左右35KV电力系统二次网络、大型工厂的内部供电30Km左右6～10KV城镇和工业(gōngyè)与民用建筑施工供电10Km左右精品资料第一节供配电系统(xìtǒng)电力网(PowerNetwork)：电力系统中各级电压(diànyā)的电力线路及其联系的变电所。包括输电网和配电网第一节电力系统

一、基本概念

(一)电力系统及电力网

输电网：输送电压为35kV及以上的配电线路和与其相连的变电所所组成的输电网。

配电网：输送电压为10kV及以下的配电线路和与其相连的变电所所组成的输电网。精品资料第一节供配电系统(xìtǒng)第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)二、电力负荷的计算(一)负荷曲线精品资料第一节供配电系统(xìtǒng)电力负荷的正确计算是合理选择电气设备的保证，过大过大造成浪费(làngfèi)，国小会造成事故。第一节电力系统

二、电力负荷的计算(一)负荷曲线

负荷曲线：用电负荷随时间而变动的一种图形。

电梯、照明负荷年起伏小，日起伏大；空调负荷有明显的季节性。精品资料第一节供配电系统(xìtǒng)适合于方案阶段，查表得到单位(dānwèi)面积耗电量与总面积相乘就可以得到建筑物的电力负荷，然后估算配电系统的大小与造价。第一节电力系统

二、电力负荷的计算(二)负荷计算1.单位容量法精品资料第一节供配电系统(xìtǒng)用电设备(shèbèi)组的需要系数：用电设备(shèbèi)组在最大负荷时需要的有功功率与其设备(shèbèi)容量的比值，一般小于1。第一节电力系统

二、电力负荷的计算(二)负荷计算2.需要系数法精品资料第一节供配电系统(xìtǒng)用电设备组的需要系数：用电设备组在最大负荷(fùhè)时需要的有功功率与其设备容量的比值，一般小于1。第一节电力系统

二、电力负荷的计算(二)负荷计算2.需要系数法精品资料现代建筑的用电设备种类繁多,用途各异,工作方式不同(bùtónɡ),按其工作制可分以下三类（连续、短时、断续周期）。a．长期连续工作制或长期工作制是指电气设备在运行工作中能够达到稳定的温升，能在规定环境温度下连续运行，设备任何部分的温度和温升均不超过允许值。

第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（1）.设备容量的计算1）.设备工作方式精品资料b．短时工作制短时运行工作制是指运行时间短而停歇时间长，设备在工作时间内的发热量不足以达到稳定温升，而在间歇时间内能够冷却到环境温度，例如车床上的进给电动机等。电动机在停车(tíngchē)时间内，温度能降回到环境温度。第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（1）.设备容量的计算精品资料c．断续周期工作制即断续运行工作制或称反复短时工作制，该设备以断续方式反复进行工作，工作时间与停歇时间相互代替重复，周期性地工作或是经常停，反复运行。一个周期一般不超过10min，例如起重电动机。断续周期工作制的设备用暂载率（或负荷持续率）来表示(biǎoshì)其工作特性，计算公式如下第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（1）.设备容量的计算精品资料式中ε——暂载率；t——工作周期内的工作时间(shíjiān)；T——工作周期；t0——工作周期内的间歇时间(shíjiān)。第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（1）.设备容量的计算精品资料工作时间加停歇时间称为工作周期。根据中国的技术标准规定工作周期以10min为计算依据。吊车电动机的标准暂载率分为15%、25%、40%、60%四种；电焊(diànhàn)设备的标准暂载率分为50%、65%、75%、100%四种。其中100%为自动电焊(diànhàn)机的暂载率。在建筑工程中通常按100%考虑。2.需要(xūyào)系数法（1）.设备容量的计算第一节电力系统

精品资料设备容量是把设备额定功率（用PN表示）换算到统一工作制下的额定功率，用Pe表示，有时也称为(chēnɡwéi)设备的计算容量。对不同工作制的用电设备，其设备容量可按如下方法确定。电气设备的容量等于铭牌(míngpái)标明的“额定功率”（kW）。计算设备的设备容量不打折扣，即设备容量Pe与设备额定功率相等。a．长期工作制电动机的计算容量2.需要系数法（1）.设备容量的计算第一节电力系统

2）.计算容量精品资料反复短时工作制下设备的工作时间较短。按规定应该把反复短时（或称断续(duànxù)周期）工作制下的设备容量统一换算到ε=25%时的额定功率（kW）。b．反复短时（或称断续周期(zhōuqī)）工作制电动机的设备容量2.需要系数法（1）.设备容量的计算第一节电力系统

2）.计算容量精品资料式中：Pe—换算到ε=25%时电动机的设备容量（kW）；ε—铭牌(míngpái)暂载率，以百分值代入公式；PN——电动机铭牌(míngpái)额定功率（kW）。短时工作制下设备容量的换算也可以采用公式2.需要(xūyào)系数法（1）.设备容量的计算第一节电力系统

2）.计算容量精品资料例1某化工厂有吊车(diàochē)共20kW，铭牌暂载率为40%，求换算到为25%时设备的计算容量是多少？解

第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2）.计算容量精品资料规定要求应统一换算到ε=100%时的额定功率(édìnɡɡōnɡlǜ)（kW）。若ε不等于100%时，应按下式换算到ε=100%，即Pe—换算到ε100=100%后电焊机的设备(shèbèi)容量（kW）；PN—铭牌额定功率（直流焊机）（kW）；SN—铭牌额定视在功率（交流焊机）（kVA）；

c．电焊设备的设备容量（断续运行）第一节电力系统

2）.计算容量精品资料例2某建筑工程工地有电焊机，铭牌功率共40kVA，cosφ为0.6。铭牌为40%，自动电焊机按换算到ε=100%计算，求设备的计算容量(róngliàng)是多少？解：

例题表明把暂载率小的设备换算为长时间运行（ε=100%）下的容量，则计算(jìsuàn)容量变小。第一节电力系统

2）.计算容量精品资料总之，在实用中动力设备容量的计算有三种情况：①长期运行(yùnxíng)的电气设备暂载率按100%计算，即长期运行(yùnxíng)电器设备的铭牌额定功率。多台电气设备的容量为多台电气设备容量之和,就等于折合后的电气设备容量Pe。如电动水泵、自动电焊机等。

第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2）.计算容量精品资料②断续运行的电气设备暂载率按100%计算，如起重电气设备等。铭牌上标注的暂载率不一定是65%。如果(rúguǒ)小于65%，经过折算后设备容量将小于铭牌上标定的额定功率，如例2所得结果。③短时运行的电气设备暂载率按25%计算。如吊车、电动门、机床架升降等。若铭牌标定的暂载率大于25%，则折合后的设备容量将大于铭牌功率。第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2）.计算容量精品资料d．照明设备的容量(róngliàng)①.白炽灯、古碘钨灯的设备等于(děngyú)灯泡的额定功率（kW）。②.荧光灯的设备容量等于灯管额定功率的1.2倍（考虑镇流器中功率损失约为灯管额定功率的20%）。

第一节电力系统

精品资料d．照明设备的容量(róngliàng)③.高压汞灯、金属卤化物灯的设备容量等于灯泡(dēngpào)额定灯率的1.1倍（考虑镇流器功率损失约为灯泡(dēngpào)额定功率的10%第一节电力系统

精品资料e．不对称(duìchèn)单相负载的设备容量对多台单相设备(shèbèi)应尽可能平均地接在三相上，若单相设备(shèbèi)不平衡度（即偏离三相平均值的大小）与三相平均值之比小于15%时，按三相平衡分配计算，见式（a）。当单相设备(shèbèi)不平衡度与三相平均值之比大于15%时，按单相最大功率的三倍计算，见式（b）。偶尔在短时工作制小容量设备(shèbèi)的设备(shèbèi)容量一般按零考虑，如电磁阀等可以忽略不计。第一节电力系统

精品资料e．不对称(duìchèn)单相负载的设备容量b.不平衡(pínghéng)度之比大于15%a.不平衡度之比小于15%第一节电力系统

精品资料例3新建办公楼照明设计用白炽灯U相3.6kW，V相4kW，W相5kW，求设备容量(róngliàng)是多少？如果改为U相3.8kW、W相改为4.8，求设备容量(róngliàng)是多少？第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)精品资料解三相平均容量为（3.6+4+5）/3=12.6/3=4.2kW三相负载不平衡容量占三相平均容量的百分率(即不平衡度)为(5-4.2)/4.2=0.8/4.2=0.19=19%,大于15%所以(suǒyǐ)Pe=3Pmax=3×5=15kW改善后:(4.8-4.2)/(4.2)=0.6/4.2=0.1429=14.29%,小于15%。小于15kW，计算容量减少了，可见设计三相负荷(fùhè)时越接近平衡越好。第一节电力系统

精品资料(2)．设备(shèbèi)租计算负荷的概念用电设备组的计算负荷是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷。我们用半小时（30min）最大负荷P30来表示有功计算负荷，其余Q30、S30、I30分别表示无功(wúɡōnɡ)计算负荷、视在计算负荷和计算电流。第一节电力系统

(二)负荷计算2.需要系数法精品资料（3）．需要系数(xìshù)的含义一组设备有几台电动机，其额定容量为Pe。由于该组电动机实际上不一定(yīdìng)都同时运行，而且运行的电动机也不可能都满负荷，同时设备本身及配电线路也有功率损耗，因此该组电动机的有功计算负荷应为第一节电力系统

2.需要系数法精品资料KΣ——设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行(yùnxíng)的设备容量与全部设备容量之和的比值。KL——设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行(yùnxíng)设备容量之比。ηWL——配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的未端功率（设备组的取用功率）和首端功率（计算负荷）之比。Pe——经过折算后的设备容量。

令第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（3）．需要系数的含义

则精品资料由此可得按需要系数确定三相用电设备组的有功功率(gōnglǜ)的基本公式为:P30=KXPe第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（3）．需要系数的含义

精品资料实际上，需要系数不仅与用电设备(shèbèi)组的工作性质、设备(shèbèi)台数、设备(shèbèi)效率和线路损耗等因素有关，而且和操作工人的熟练程度和生产组织等多种因素有关，因此应尽量通过实际测量分析测定，以保证接近实际。从表1中可查出不同用电设备(shèbèi)的需要系数。第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系数法（3）．需要系数的含义

精品资料序号用电设备名称需要系数KXcosφtanφ1小批量生产的金属冷加工机床电动机0.16～0.20.51.732大批量生产的金属冷加工机床电动机0.18～0.250.51.733小批量生产的金属热加工机床电动机0.25～0.30.51.734大批量生产的金属热加工机床电动机0.3～0.350.651.175通风机、水泵、空压机、电动发电机组电机0.7～0.80.80.756非联锁的连续运输机械、铸造车间整纱机0.5～0.60.750.887联锁的连续运输机械、铸造车间整纱机0.65～0.70.750.888锅炉房、机加工、机修、装配车间的吊车ε=25%）0.1～0.150.51.73表1用电设备组的需要(xūyào)系数KX、cosφ及tanφ值第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)精品资料表1用电设备组的需要(xūyào)系数KX、cosφ及tanφ值序号用电设备名称需要系数KXcosφtanφ9自动连续装料的电阻炉设备0.75～0.80.950.3310铸造车间的吊车（ε=25%）0.15～0.250.51.7311实验室用小型电热设备（电阻炉、干燥箱）0.71.0012工频感应电炉（未带无功补偿装置）0.80.352.6713高频感应电炉（未带无功补偿装置）0.80.61.3314电弧熔炉0.90.870.5715点焊机、缝焊机0.350.61.3316对焊机、铆钉加热机0.350.71.02第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)精品资料序号用电设备名称需要系数KXcosφtanφ17自动弧焊变压器0.50.42.2918单头手动弧焊变压器0.350.352.6819多头手动弧焊变压器0.40.352.6820单头弧焊电动发电机组0.350.61.3321多头弧焊电动发电机组0.70.750.8822变配电所、仓库照明0.5～0.71.0023生产厂房及办公室、阅览室、实验室照明0.8～11.0024宿舍、生活区照明0.6～0.81.0025室外照明、事故照明1.01.00表1用电设备组的需要(xūyào)系数KX、cosφ及tanφ值第一节电力系统(diànlìxìtǒnɡ)精品资料表1适用于比车间配电规模大的配电系统的计算负荷。如果(rúguǒ)用需要系数法计算干线或分支线上的用电设备组，系数可