用电负荷计算

1、2 . 3 供配电系统供配电系统 建筑供配电系统有交流电源、供配电线路、配电控制和用电建筑供配电系统有交流电源、供配电线路、配电控制和用电设备组成。设备组成。 在设计建筑电气供配电系统时，首先应确定供配电方案，确在设计建筑电气供配电系统时，首先应确定供配电方案，确定各种用电设备功率，在此基础上进行用电负荷计算，并选择各定各种用电设备功率，在此基础上进行用电负荷计算，并选择各种配电控制设备和配电导线。种配电控制设备和配电导线。一、用电设备的工作制一、用电设备的工作制 是指用电设备的工作方式。其对于用电负荷的大小有直接影是指用电设备的工作方式。其对于用电负荷的大小有直接影响。按照工作制的不同，可将

2、用电设备分为三类。响。按照工作制的不同，可将用电设备分为三类。（1） 长期工作制的设备长期工作制的设备 是指长期连续运行，可以达到稳定温升，负荷比较平稳的是指长期连续运行，可以达到稳定温升，负荷比较平稳的用电设备。如照明灯具、锅炉用风机、生产生活用水泵等。用电设备。如照明灯具、锅炉用风机、生产生活用水泵等。（2） 短期工作制的设备短期工作制的设备 是指工作时间较短常达不到稳定温升，而停用时间很长可冷是指工作时间较短常达不到稳定温升，而停用时间很长可冷却到周围环境温度的用电设备。如房间换气扇。锅炉补水泵等。却到周围环境温度的用电设备。如房间换气扇。锅炉补水泵等。（3） 反复短期工作制的设备反复短

3、期工作制的设备 是指时而工作，时而停用，反复交替变换，工作时间很短，是指时而工作，时而停用，反复交替变换，工作时间很短，常达不到稳定温升，停用时间也很短，常冷却不到环境温度，工常达不到稳定温升，停用时间也很短，常冷却不到环境温度，工作周期一般不超过作周期一般不超过10分钟。运行一段时间后温升稳定在某一稳定分钟。运行一段时间后温升稳定在某一稳定范围内反复波动的用电设备。范围内反复波动的用电设备。二、用电负荷计算（电力负荷）二、用电负荷计算（电力负荷） 用电负荷用电负荷通过供电线路的电流和功率。通过供电线路的电流和功率。1、计算的目的、计算的目的 （1）选择合适的电气设备）选择合适的电气设备 （2

4、）选择合适的导线截面）选择合适的导线截面 （3）选择电力变压器额定容量）选择电力变压器额定容量2、用电设备的计算负荷、用电设备的计算负荷（1）电力负荷曲线）电力负荷曲线 有功功率有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能机械能、光能、热能)的电功率。单位有瓦的电功率。单位有瓦(W)、千瓦、千瓦(kW)、兆瓦、兆瓦(MW)。 无功功率无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作

5、功，而是转来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。由于它不对外做功，才被称之为就要消耗无功功率。由于它不对外做功，才被称之为“无功无功”。无。无功功功率的符号用功率的符号用Q表示，单位为乏表示，单位为乏(Var)或千乏或千乏(kVar)。 建筑物的电力负荷曲线一般用典型的日负荷曲线为代表建筑物的电力负荷曲线一般用典型的日负荷曲线为代表（2）负荷种类）负荷种类 实际负荷曲线是波动变化的。在进行设计和其它工作时，实际负荷曲线是波动变化的。在进行设计

6、和其它工作时，为满足不同的需要，将负荷表示成三种类型为满足不同的需要，将负荷表示成三种类型最大负荷最大负荷: 是指消耗电能最多的半小时的平均功率，亦即连续是指消耗电能最多的半小时的平均功率，亦即连续 3Omin的最大平均负荷，又称计算负荷。的最大平均负荷，又称计算负荷。尖峰负荷尖峰负荷：是指连续：是指连续1到到2s的最大平均负荷，可看作短时最大的最大平均负荷，可看作短时最大 负荷。负荷。平均负荷：平均负荷：是指用电设备在某段时间内所消耗的电能除以该段是指用电设备在某段时间内所消耗的电能除以该段 时间所得的平均功率值。时间所得的平均功率值。（3）用电设备的计算负荷）用电设备的计算负荷 我们通常把

7、建筑物负荷曲线中我们通常把建筑物负荷曲线中30min内最大平均功率称为内最大平均功率称为计算计算负荷负荷，即消耗电能最多的半小时的平均功率，即消耗电能最多的半小时的平均功率 。它表示了建筑物用。它表示了建筑物用电设备的最大负荷，用电设备的最大负荷，用P30、Q30、S30表示。因我们可依此作为按表示。因我们可依此作为按发热条件选择电气设备的依据，故称为计算负荷。发热条件选择电气设备的依据，故称为计算负荷。 有功计算负荷有功计算负荷 Pjs (P30) 无功计算负荷无功计算负荷 Qjs(Q30) 计算容量（视在功率计算负荷）计算容量（视在功率计算负荷） Sjs = Pjs + Qjs 计算电流计

8、算电流 Ijs 222（4）用电设备负荷的计算）用电设备负荷的计算 根据用电情况确定负荷的大小，是关系到供配电设计合理与否根据用电情况确定负荷的大小，是关系到供配电设计合理与否的前提。如负荷确定过大，将使导线和设备选得过粗过大，造成材的前提。如负荷确定过大，将使导线和设备选得过粗过大，造成材料和投资的浪费料和投资的浪费;如负荷确定过小，将使供配电系统在运行中电压如负荷确定过小，将使供配电系统在运行中电压损失过大、电能损耗增加。发热严重、引起绝缘老化以致烧坏，以损失过大、电能损耗增加。发热严重、引起绝缘老化以致烧坏，以及造成短路等故障，从而带来更大的损失。及造成短路等故障，从而带来更大的损失。

9、影响用电负荷的因素很多，实际负荷情况很复杂。而且并不是影响用电负荷的因素很多，实际负荷情况很复杂。而且并不是固定不变的。因而必须选择正确的负荷计算方法，以使计算结果尽固定不变的。因而必须选择正确的负荷计算方法，以使计算结果尽量符合实际、力求合理。负荷计算的方法有量符合实际、力求合理。负荷计算的方法有单位建筑面积安装功率单位建筑面积安装功率法法、需要系数法需要系数法、二项式法二项式法和和利用系数法利用系数法等。一般多采用需要系数等。一般多采用需要系数法。法。需要系数法需要系数法: 需要系数需要系数Kd是用电设备组所需要的最大负荷是用电设备组所需要的最大负荷P30与其设备容与其设备容量量PN的比值

10、。即的比值。即KdP30/PNP30Kd PN根据需要系数根据需要系数Kx求总安装容量为求总安装容量为PN的用电设备组所需计算负荷的用电设备组所需计算负荷P30的方法称需要系数法的方法称需要系数法。三、电气设备三、电气设备 动力设备、低压控制设备、保护设备、导线和电缆、变压器动力设备、低压控制设备、保护设备、导线和电缆、变压器设备等。设备等。1、低压设备、低压设备（1）刀开关）刀开关 开启式负荷开关开启式负荷开关 （胶盖闸）（胶盖闸） 常见型号常见型号HK1 、HK2型型 封闭式负荷开关封闭式负荷开关 （铁盖闸）（铁盖闸） 常见型号常见型号HH3、HH4、HH10、HH11等型号。等型号。（2

11、）低压断路器）低压断路器自动空气开关自动空气开关 是电路发生过载、短路或欠电压时能自动分断电路的电器。是电路发生过载、短路或欠电压时能自动分断电路的电器。 它是低压交、直流配电系统中的重要保护电器之一它是低压交、直流配电系统中的重要保护电器之一 。 工作原理：工作原理：（3）低压熔断器）低压熔断器 熔断器是最简单的保护电器，当其熔体被通过大于额定值很熔断器是最简单的保护电器，当其熔体被通过大于额定值很 多的电流时，熔体发生过热而熔断，实现对电路的保护。多的电流时，熔体发生过热而熔断，实现对电路的保护。 熔断器按其结构可分为开启式、半封闭式和封闭式三类。开熔断器按其结构可分为开启式、半封闭式和封

12、闭式三类。开 启式很少采用，半封闭式如瓷插式熔断器，封闭式又可分为有填启式很少采用，半封闭式如瓷插式熔断器，封闭式又可分为有填 料管式、无填料管式及有填料螺旋式等料管式、无填料管式及有填料螺旋式等v 瓷插式熔断器瓷插式熔断器v 螺旋式螺旋式v 无填料管式无填料管式v 有填料管式有填料管式（4） 热继电器热继电器 热继电器是依靠过负荷电流通过发热元件产生过热而动作的热继电器是依靠过负荷电流通过发热元件产生过热而动作的一种电器。主要用于电动机的过载保护及其它电气设备发热状态的一种电器。主要用于电动机的过载保护及其它电气设备发热状态的控制。一般利用双金属片（由两种膨胀系数不同的金属如锰镍、铜控制。一

13、般利用双金属片（由两种膨胀系数不同的金属如锰镍、铜板轧制而成）受热弯曲去推动杠杆使触头动作。板轧制而成）受热弯曲去推动杠杆使触头动作。 （5 5）主要电气设备文字与图形符号表）主要电气设备文字与图形符号表 2、低压配电系统、低压配电系统 建筑配电系统建筑配电系统 = 低压配电装置低压配电装置 + 配电线路配电线路 （1）低压配电系统的主接线）低压配电系统的主接线 电源的接线方式电源的接线方式： （2）低压配电系统的接线方式）低压配电系统的接线方式v放射式接线放射式接线v树干式接线树干式接线v链式接线链式接线（3）低压配电系统的电压）低压配电系统的电压 动力配电系统的电压采用动力配电系统的电压采

14、用380V/220V三相电压；三相电压； 照明配电系统的电压采用照明配电系统的电压采用220V单相电压。单相电压。3、配电箱（盘）、柜、配电箱（盘）、柜 是在配电系统中实现配电和控制与保护功能的装置。它主要是在配电系统中实现配电和控制与保护功能的装置。它主要包括电源配电箱（柜）、动力与照明配电箱（柜）、电度表箱、包括电源配电箱（柜）、动力与照明配电箱（柜）、电度表箱、插座箱等。插座箱等。（1）标准电力配电箱）标准电力配电箱（2）标准照明配电箱）标准照明配电箱（3）系列配电箱）系列配电箱（4）其他）其他（5）配电箱的选择）配电箱的选择 根据负荷性质和用途，确定是照明配电箱还是电力配电箱，根据负荷

15、性质和用途，确定是照明配电箱还是电力配电箱， 或是计量箱、插座箱等；或是计量箱、插座箱等； 根据控制对象负荷电流的大小、电压等级以及保护要求，根据控制对象负荷电流的大小、电压等级以及保护要求， 确定配电箱内主回路和各支路的开关电器、保护电器的容确定配电箱内主回路和各支路的开关电器、保护电器的容 量和电压等级；量和电压等级； 从使用环境和使用场合的要求选择配电箱的结构形式，如从使用环境和使用场合的要求选择配电箱的结构形式，如 确定选用明装还是暗装式，以及外观颜色、防潮、防火等要求。确定选用明装还是暗装式，以及外观颜色、防潮、防火等要求。4、变、配电所、变、配电所 引入电源不经过电力变压器变换，直

16、接以同级电压重新分配引入电源不经过电力变压器变换，直接以同级电压重新分配 给附近的变电所或供给各用电设备的电能供配场所称为给附近的变电所或供给各用电设备的电能供配场所称为配电所配电所; 而将引入电源经过电力变压器变换成另一级电压后，再由配而将引入电源经过电力变压器变换成另一级电压后，再由配 电线路送至各变电所或供给各用电负荷的电能供配场所称为电线路送至各变电所或供给各用电负荷的电能供配场所称为变配变配 电所，电所，简称为简称为变电所变电所。（1）组成）组成 变电所一般由电力变压器、高压配电室、低压配电室等部分组成。变电所一般由电力变压器、高压配电室、低压配电室等部分组成。根据实际需要，有的变电所内还设有高压电容器补偿室、控制室、根据实际需要，有的变电所内还设有高压电容器补偿室、控制室、值班室和其他辅助室值班室和其他辅助室 。（2）变、配电所的主要电气设备）变、配电所的主要电气设备 高压熔断器高压熔断器 高压隔离开关高压隔离开关 高压负荷开关高压负荷开关 高压断路器高压断路器 高压开关柜高压开关柜高压熔断器高压熔断器高高压压负负荷荷开开关关高高压压隔隔离离开开关关高高压压熔熔断断器器高压断路器