第2章建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿

1、12第第2 2章章 建筑供配电的负荷计算与建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿无功功率补偿 2.1 2.1 电力负荷分级与供电要求电力负荷分级与供电要求 2-2 2-2 计算负荷的意义和计算目的计算负荷的意义和计算目的 2-3 2-3 负荷计算的基本概念负荷计算的基本概念 2-4 2-4 用电设备的主要特征用电设备的主要特征 2-5 2-5 计算负荷计算负荷 2-6 2-6 尖峰电流的计算尖峰电流的计算 2-7 2-7 无功功率补偿无功功率补偿 2-8 2-8 供配电系统的功率损耗与电能需要量的计算供配电系统的功率损耗与电能需要量的计算32.1 2.1 电力负荷分级与供电要求电力负荷分级与供电要

2、求 级别一 级二 级三 级停电影响 人身伤亡，重大设备损坏，政治、经济上重大损失 政治、经济造成较大损失，设备局部损坏、大量减产等 不属于一级、二级的负荷 允许停电时 间 备用电源投入时间，特别重要负荷不允许停电 允许短时停电几分钟 停电影响不大 对供电电 源要求 两个独立电源供电 两回路供电 无特殊要求 举 例 炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂 纺织厂，化工厂 舒适性空调系统分级依据：分级依据：用电设备（负荷）对供电可靠性的要求及中断供用电设备（负荷）对供电可靠性的要求及中断供电造成的危害程度。电造成的危害程度。4 如旅馆建筑：如旅馆建筑：一、二级旅馆的一、二级旅馆的经营及设备管理用经营及设

3、备管理用计算机系计算机系统电源统电源，一级一级 。一、二级旅馆的一、二级旅馆的宴会厅、餐厅、康乐设施、宴会厅、餐厅、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的门厅及高级客房、主要通道等场所的照明照明，计算计算机、电话、电声和录像设备电源机、电话、电声和录像设备电源、新闻摄影电源新闻摄影电源、主要主要客梯电力客梯电力，一级一级 。除上述外的一、二级旅馆的除上述外的一、二级旅馆的其它用电设备其它用电设备，二级二级 。三级旅馆的宴会厅、餐厅、康乐设施、门厅及高三级旅馆的宴会厅、餐厅、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明，计算机、电话、级客房、主要通道等场所的照明，计算机、电话、电声和录像设

4、备电源、新闻摄影电源、主要客梯电声和录像设备电源、新闻摄影电源、主要客梯电力，电力，二级二级 。 5 科研院所、高等院校科研院所、高等院校 ： 重要实验室电源重要实验室电源( (如：生物制品、培养剂用电等如：生物制品、培养剂用电等) ) ，一级一级 。高层教学楼的客梯电力、主要通道照明，高层教学楼的客梯电力、主要通道照明，二级二级 。 一类高层建筑一类高层建筑 ：消防用电消防用电，一级一级 走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明，走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明，一级一级 主要业务和计算机系统电源，主要业务和计算机系统电源，一级一级 安防系统电源，安防系统电源，一级一级 电子信息设备机房

5、电源，客梯电力，排污泵，变频电子信息设备机房电源，客梯电力，排污泵，变频调速调速( (恒压供水恒压供水) )生活水泵电力生活水泵电力 ，一级一级 。 6 二类高层建筑二类高层建筑 ：消防用电，消防用电，二级二级 主要通道及楼梯间照明，主要通道及楼梯间照明，二级二级 客梯电力，排污泵，变频调速客梯电力，排污泵，变频调速( (恒压供水恒压供水) )生活水生活水泵电力泵电力 。二级二级 一切消防用电设备一切消防用电设备均属于均属于一级一级或或二级二级负荷。负荷。 具体的负荷分级见具体的负荷分级见民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008JGJ16-2008）民用建筑各类建筑物主要

6、用）民用建筑各类建筑物主要用电负荷分级表。电负荷分级表。7不同等级负荷供电要求：不同等级负荷供电要求： 一级负荷：需要有两个独立电源（或电源点）供电。一级负荷：需要有两个独立电源（或电源点）供电。 二级负荷：需要双回路供电。二级负荷：需要双回路供电。 三级负荷：只要求单电源供电。三级负荷：只要求单电源供电。 注：注： 两个独立电源：两母线来自不同的发电机。两个独立电源：两母线来自不同的发电机。 两个独立电源点：两母线来自不同的地点。两个独立电源点：两母线来自不同的地点。 双回路：尽可能引自不同的变压器，也可由一专用架双回路：尽可能引自不同的变压器，也可由一专用架空回路供电。空回路供电。 一个建

7、筑物中的用电设备，可能含有几种级别的负荷。一个建筑物中的用电设备，可能含有几种级别的负荷。8 1 1、一级负荷供电要求：、一级负荷供电要求：容量较大容量较大或有或有高压用电设备高压用电设备时，应采用时，应采用两路两路高压电源高压电源（35KV35KV及以上不同变电站）。及以上不同变电站）。负荷负荷容量不大容量不大时，应优先采用从电力系统或时，应优先采用从电力系统或邻近单位取得第二低压电源（邻近单位取得第二低压电源（380/220V380/220V），），亦可采用亦可采用应急柴油发电机组应急柴油发电机组；仅照明或电话站负荷仅照明或电话站负荷时，宜采用时，宜采用蓄电池蓄电池组作组作为备用电源。为备

8、用电源。特别重要负荷特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，电，严禁严禁将其他负荷接入应急供电系统。将其他负荷接入应急供电系统。9 2 2二级负荷的供电要求二级负荷的供电要求当发生电力变压器故障或线路常见故障时应不致中断供电当发生电力变压器故障或线路常见故障时应不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。（或中断后能迅速恢复）。在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一6KV6KV及以上专及以上专用架空线供电。用架空线供电。 3 3三级负荷对供电无特殊要求三级负荷对

9、供电无特殊要求 常用的应急电源常用的应急电源可有下列几种：可有下列几种：1 1）独立于正常电源的）独立于正常电源的发电机组发电机组。2 2）供电网络中有效地）供电网络中有效地独立独立于正常电源的于正常电源的专门馈电线专门馈电线路，路，适用于允许中断时间为适用于允许中断时间为1.5s1.5s以下的供电。以下的供电。3 3）快速自起动的柴油发电机组，适用于允许中断供电时）快速自起动的柴油发电机组，适用于允许中断供电时间为间为15s15s以下的供电。以下的供电。102-22-2 计算负荷的意义和目的计算负荷的意义和目的1 1、计算负荷、计算负荷（需用负荷（需用负荷或最大负荷或最大负荷）: : 计算负

10、荷是一个计算负荷是一个假想假想的的持续持续负荷，其热效负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。热效应相等。 （计算负荷（计算负荷设备容量之和设备容量之和）2 2、原始资料、原始资料: : 用电负荷的产品铭牌数据。用电负荷的产品铭牌数据。3 3、考虑因素、考虑因素: : 运行并非在额定状态下；非同时运行。运行并非在额定状态下；非同时运行。114 4、意义和目的、意义和目的 （1 1）确定供配电系统中的导体截面、变压器容量、）确定供配电系统中的导体截面、变压器容量、备用电源容量。备用电源容量。 过大：有色金属浪费、工程投资高；过大：有

11、色金属浪费、工程投资高；过小：线路和电气设备承受不了，引起过热、降低使用过小：线路和电气设备承受不了，引起过热、降低使用寿命、出现事故。寿命、出现事故。 （2 2）计算电压损失、功率损耗。）计算电压损失、功率损耗。 （3 3）计算能量消耗量及无功功率补偿容量。）计算能量消耗量及无功功率补偿容量。 （4 4）计算电流。）计算电流。 是计算负荷在额定电压下的电流。是计算负荷在额定电压下的电流。 是选择导线、断路器、功率损耗等的依据。是选择导线、断路器、功率损耗等的依据。 尖峰电流尖峰电流选择保护设备选择保护设备122-3 2-3 负荷计算的基本概念负荷计算的基本概念1 1、负荷曲线、负荷曲线 用电

12、设备用电设备功率随时间变化功率随时间变化的图形。的图形。 可直观地反映出用户用电特点；可直观地反映出用户用电特点； 对于同类型的用户，其负荷曲线形状大致相同。对于同类型的用户，其负荷曲线形状大致相同。13（1 1）按负荷性质分）按负荷性质分 有功负荷曲线有功负荷曲线无功负荷曲线无功负荷曲线14（2 2）按持续工作时间分）按持续工作时间分日负荷曲线日负荷曲线(24h)(24h)年负荷曲线（年负荷曲线（8760h8760h日负荷曲线日负荷曲线(24h)15（2 2）按持续工作时间分）按持续工作时间分日负荷曲线日负荷曲线(24h)(24h) 年负荷曲线（年负荷曲线（8760h8760h 年最大负荷曲

13、线年最大负荷曲线 （运行年负荷曲线（运行年负荷曲线 年持续负荷曲线年持续负荷曲线 P17P17图图2-32-3 162 2、与负荷计算相关的物理量、与负荷计算相关的物理量（1 1）电阻）电阻（R)R)表示导体对表示导体对电流电流阻碍作用阻碍作用的大小。的大小。电阻变电阻变电能电能为为热能热能，是一个，是一个耗能耗能元件元件（2 2）电抗）电抗（X X）是电容是电容和和电感电感在电路中对在电路中对交流电交流电引起的阻碍引起的阻碍作用的总称。作用的总称。 17感抗感抗 (X(XL L) )： 在电路中，当电流流过导体时，会产生在电路中，当电流流过导体时，会产生电磁场电磁场，电电磁场磁场的大小除以电

14、流的大小就是电感。的大小除以电流的大小就是电感。 电磁场产生相应的阻碍电流流动的电动力。电磁场产生相应的阻碍电流流动的电动力。 电感是衡量线圈产生电感是衡量线圈产生电磁感应电磁感应能力的能力的物理量物理量。 电路交流电电路交流电频率越大，感抗越大频率越大，感抗越大；当频率变为；当频率变为0 0，即，即成为直流电时，感抗也变为成为直流电时，感抗也变为0 0。 感抗会引起电流与电压之间的感抗会引起电流与电压之间的相位差相位差。容抗容抗 (X(Xc c) ) ： 交流电交流电频率越高，容抗越小频率越高，容抗越小，即电容的阻碍作用越，即电容的阻碍作用越小。小。 容抗会引起电流与电容两端电压的容抗会引起

15、电流与电容两端电压的相位差相位差。18（3 3）无功功率）无功功率Q Q是为建立交变是为建立交变磁场磁场和感应和感应磁通磁通而需要消耗的电功率。而需要消耗的电功率。不对外作功，而是转变为其他形式的能量。不对外作功，而是转变为其他形式的能量。不是无用功率不是无用功率，用处很大，用处很大变压器、变压器、异步电动机异步电动机、感应、感应电炉电炉、交流电焊机交流电焊机 。 （4 4）有功功率）有功功率P P是保持用电设备正常运行所需的电功率是保持用电设备正常运行所需的电功率将电能转换为其他形式能量将电能转换为其他形式能量( (机械能、光能、热能机械能、光能、热能) )的的电功率。电功率。（5 5）视在

16、功率）视在功率S S在交流电路中，有感性或容性设备，电压与电流存在在交流电路中，有感性或容性设备，电压与电流存在相位差，即电压与电流不在同一时间到达，因此，实相位差，即电压与电流不在同一时间到达，因此，实际功率没有那么大的功。际功率没有那么大的功。19负荷名称功率因数负荷名称功率因数荧光灯（电感）荧光灯（电感）0.550.55空调空调0.80.8荧光灯（电子）荧光灯（电子）0.90.9水泵、风机水泵、风机0.80.8普通插座普通插座0.90.9冷冻机房设备冷冻机房设备0.80.80.850.85电热水器、电饭堡电热水器、电饭堡1 1电梯电梯0.70.7白炽灯白炽灯1 1洗衣机房、厨房设备洗衣机

17、房、厨房设备0.80.80.90.9（6 6）功率因数）功率因数coscos在交流在交流电路电路中，中，电压电压与与电流电流之间的相位差之间的相位差()()的余弦叫做的余弦叫做功率功率因数，用符号因数，用符号coscos表示。表示。在数值上，功率因数是在数值上，功率因数是有功功率有功功率和和视在功率视在功率的比值。的比值。常用设备的功率因数（常用设备的功率因数（cos)cos)20（7 7）年最大负荷）年最大负荷全年中消耗电能最多的半小时的平均功率。全年中消耗电能最多的半小时的平均功率。 用用 P Pmaxmax 、 Q Qmaxmax 、 S Smaxmax表示。表示。=30=30分钟（半小

18、时）平均最大负荷分钟（半小时）平均最大负荷 P P3030、 Q Q3030和和 S S30 30 ， = =计算负荷计算负荷。（8 8）年最大负荷利用小时数）年最大负荷利用小时数一个假想时间，反映用户以年最大负荷一个假想时间，反映用户以年最大负荷P Pmaxmax持续运行持续运行 T Tmaxmax 小时所消耗的能量恰好小时所消耗的能量恰好等于等于全年实际消耗的能量全年实际消耗的能量W WP P。maxmax30152 1.aaWWTPPP查表21（9 9）平均负荷）平均负荷电力用户在一段时间电力用户在一段时间t t内消耗功率的平均值。内消耗功率的平均值。 用用 P Pavav 、 Q Qa

19、vav 、 S Savav 。 年平均负荷：年平均负荷：(10) (10) 负荷系数负荷系数用电负荷的用电负荷的平均负荷平均负荷与与最大负荷最大负荷之比。之比。表征负荷曲线不平坦度的一个物理量。表征负荷曲线不平坦度的一个物理量。一般工厂年负荷系数的平均值为：一般工厂年负荷系数的平均值为： =0.7=0.70.750.75 =0.76 =0.760.820.82max30avavPPPPt8760aavWWPtmaxavQQ222-4 2-4 用电设备的主要特征用电设备的主要特征1 1、分类、分类 连续连续运行工作制运行工作制 短时短时运行工作制运行工作制 断续周期断续周期运行工作制运行工作制(

20、 (负载持续率负载持续率) )01 0 0 %1 0 0 %ttTtt间个工作周期内的停歇时个工作周期的工作时间工作周期1t1t0T23 负载持续率（暂载率）负载持续率（暂载率）是指此设备能够是指此设备能够满载工作时间的比率满载工作时间的比率；家用小型电焊机：家用小型电焊机：标称容量标称容量10KVA10KVA，但又标明暂载率，但又标明暂载率25%25%，说明此电焊机在说明此电焊机在10KVA10KVA负载下，只能在负载下，只能在25%25%的时间内工作；的时间内工作；也就是说，在也就是说，在1010分钟内只能工作分钟内只能工作2 2半分钟，否则就要过热半分钟，否则就要过热烧毁；烧毁； 工业用

21、大型电焊机：工业用大型电焊机：标称容量标称容量10KVA10KVA，暂载率，暂载率100%100%，就说就说明此电焊机在明此电焊机在10KVA10KVA负载下，能长时间连续工作。负载下，能长时间连续工作。 电焊机的负载是不固定的，焊接电流大、负载就大，焊接电焊机的负载是不固定的，焊接电流大、负载就大，焊接电流小负载就小；再反过来说，如果小型电焊机在电流小负载就小；再反过来说，如果小型电焊机在25%25%的的负载下就可以连续工作。负载下就可以连续工作。242 2、设备功率（容量）、设备功率（容量）P Pe e的确定的确定（1 1）连续运行工作的用电设备组）连续运行工作的用电设备组 P Pe e

22、= P= PN N ( (铭牌额定功率铭牌额定功率) )对于采用电感镇流器的电光源，需要考虑对于采用电感镇流器的电光源，需要考虑镇流器消耗的功率，此时镇流器消耗的功率，此时P Pe e=1.2=1.2* *P PN N （2 2）短时工作的用电设备组）短时工作的用电设备组 P Pe e = P = PN N 求计算负荷时求计算负荷时一般不考虑一般不考虑。25（3 3）断续周期运行的用电设备）断续周期运行的用电设备 将额定负载持续率将额定负载持续率N N下的铭牌额定功率下的铭牌额定功率P PN N统统 换算换算到一个标准负载持续率到一个标准负载持续率规规的功率的功率P P规规（ P Pe e ）

23、。）。NNNP=S cos=25%=100%NeP规规规规；起重机用电动机类：电焊机类： 特殊的变压器特殊的变压器2 2、设备功率（容量）、设备功率（容量）P Pe e的确定的确定26例例2-12-1 一台额定容量为一台额定容量为20kVA20kVA、功率因数、功率因数0.80.8、N N为为50%50%的的电焊机电焊机，现在，现在为为100%100%的情况下的情况下工作。试确定其实际有功容量（设备功率）。工作。试确定其实际有功容量（设备功率）。NNNP=S cos=100%50% 20 0.811.31100%NeePPkW规规规电焊机类：； 272-5 2-5 计算负荷计算负荷1 1、 需

24、要系数法（三相负荷）：需要系数法（三相负荷）：需要系数：需要系数：用用电设备（组）在最大负荷时的电设备（组）在最大负荷时的有功功率与其设备功率的比值。有功功率与其设备功率的比值。P Pmaxmax用电设备组负荷曲线上最大有功负荷用电设备组负荷曲线上最大有功负荷P Pe e 用电设备组的设备功率。用电设备组的设备功率。需要系数法：需要系数法：计算负荷计算负荷= = 用电设备功率用电设备功率需要系数需要系数同时系数同时系数 计算简便，最为通用的一种方法。计算简便，最为通用的一种方法。maxxePKP28kwvarkkVA AcxePKPtanccQP22cccSPQ3ccNISU（1 1）用电设备

25、组的计算负荷）用电设备组的计算负荷 用电设备组：用电设备组：指工艺相同，需要系数、功率因指工艺相同，需要系数、功率因数相同的多台用电设备。数相同的多台用电设备。线电压线电压例题：例题：P24 P24 例例2-22-2。P Pc cQ Qc cS Sc c29用电设备组的需要系数及功率因数表用电设备组的需要系数及功率因数表3031例例2-32-3、一一学生宿舍楼，照明为学生宿舍楼，照明为荧光灯荧光灯。该楼的等效三相照明负荷为该楼的等效三相照明负荷为27kW27kW。试用需。试用需要系数法求该宿舍楼的三相计算负荷。要系数法求该宿舍楼的三相计算负荷。例例2-42-4、一学生宿舍区三栋楼，照明全部、一

26、学生宿舍区三栋楼，照明全部为为荧光灯荧光灯。这。这三栋三栋楼的等效三相照明负荷楼的等效三相照明负荷分别为分别为21kW21kW、33kW33kW、27kW27kW。试用需要系数。试用需要系数法求该宿舍区的三相计算负荷。法求该宿舍区的三相计算负荷。32（2 2）多个用电设备组的计算负荷）多个用电设备组的计算负荷 （ 配电干线、变电所低压母线）配电干线、变电所低压母线） K K 同时（期）系数同时（期）系数 车间干线：车间干线： K KPP =0.85 =0.850.950.95；K Kqq =0.90 =0.900.970.97 低压母线：低压母线： K KPP =0.80 =0.800.900

27、.90；K Kqq =0.85 =0.850.950.95 ( (用电设备组计算负荷直接相加用电设备组计算负荷直接相加) ) K KPP =0.90 =0.900.950.95；K Kqq =0.93 =0.930.970.97 ( (由车间干线计算负荷直接相加由车间干线计算负荷直接相加) )11mmccipxieiiipPPKKPK11tanmmcciqicqiiiQQKPKkwvark33 34注：注：进行负荷计算时，应先对进行负荷计算时，应先对用电设备容量用电设备容量进行如下进行如下处理处理： 照明负荷照明负荷的用电设备容量：的用电设备容量： 应根据所用光源的应根据所用光源的额定功率额定

28、功率加上加上附属设备附属设备的功率。的功率。 备用设备：备用设备：用电设备组的设备容量用电设备组的设备容量不包括不包括备用设备。备用设备。 季节性用电设备季节性用电设备( (如制冷设备和采暖设备如制冷设备和采暖设备) )应择其应择其大者大者计入总计入总设备容量。设备容量。 消防消防时的最大负荷与非火灾时的最大负荷选时的最大负荷与非火灾时的最大负荷选大者大者。 住宅住宅的设备容量采用每户的的设备容量采用每户的用电指标用电指标之和。之和。35例例2-52-5、某大型综合楼三相负荷：冷冻机房、某大型综合楼三相负荷：冷冻机房350kW350kW、锅炉房负荷、锅炉房负荷150kW150kW、照明等效负荷

29、、照明等效负荷400kW400kW。试用需要系数法确定该楼的三相计算。试用需要系数法确定该楼的三相计算负荷。负荷。解：解：冷冻机房：冷冻机房：k kd d=0.65=0.650.750.75，cos=0.8;cos=0.8; 锅炉房：锅炉房： k kd d=0.65=0.650.750.75，cos=0.75;cos=0.75; 照明系统：照明系统： k kd d=0.7=0.70.80.8，cos=0.9cos=0.90.95;0.95; 同时系数：同时系数： K KPP=0.85=0.850.950.95；K Kqq=0.90=0.900.970.97 11mmcpcipdieiiiPKP

30、KKP11tan()mmcqciqidieiiiQKQKKP362 2、二项式系数法（三相负荷）、二项式系数法（三相负荷） 当确定的用电设备当确定的用电设备台数较少台数较少而而容量差别相容量差别相当大当大的的低压支线和干线低压支线和干线的计算负荷时采用。的计算负荷时采用。（1 1）单组用电设备的计算负荷）单组用电设备的计算负荷用电设备组用电设备组的的平均负荷平均负荷X台容量最大的设备台容量最大的设备投运时的投运时的附加负荷附加负荷mexPbPcPx x值有规定值有规定tanmmQP37注：注：x x取表中下标数值；取表中下标数值； 若用电设备数量若用电设备数量n n2x2x时，取时，取x=n/

31、2,x=n/2,四舍五入四舍五入382 2、二项式系数法、二项式系数法（2）多组用电设备的计算负荷多组用电设备的计算负荷max1()()mneixiPbPcPmaxmax1(tan )()(tan )mneixiQbPcP各组各组用电设备用电设备组的组的平均负荷之和平均负荷之和各组中各组中附加负附加负荷荷最大最大的组的组附加负荷最大组的附加负荷最大组的tantan值值392 2、二项式系数法、二项式系数法（3）四台以下四台以下用电设备的计算负荷用电设备的计算负荷mjePKPtanmmQP计算系数计算系数设备组功率设备组功率（容量）（容量）403 3、单位指标法（、单位指标法（负荷密度法负荷密度

32、法 ） P Pc cK KP PNN10001000 S Sc cK KS SNN1000 1000 式中式中: P: Pc c有功功率计算负荷（有功功率计算负荷（KWKW） S Sc c计算的视在功率计算的视在功率(kVA)(kVA)； K KP P、K KS S单位负荷指标；单位负荷指标； NN单位数量。单位数量。 如：建筑面积如：建筑面积m m2 2、户数、人、户数、人数数41建筑类别建筑类别 用电指标（用电指标（W/mW/m2 2） 建筑类别建筑类别 用电指标（用电指标（W/mW/m2 2）公寓公寓30503050医院医院40704070旅馆旅馆40704070高等学校高等学校2040

33、2040办公办公40804080中小学中小学12201220商业商业一般：一般：40804080展览馆展览馆50805080大中型：大中型：7013070130体育体育40704070演播厅演播厅250500250500剧场剧场50805080汽车库汽车库815815各类建筑物的用电指标42（最大最大限值）限值）建筑照明设计标准建筑照明设计标准GB 50034-2004GB 50034-2004表表1 1 居住建筑每户照明功率密度值居住建筑每户照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度照明功率密度/ /（w/w/）对应照度值对应照度值/Ix/Ix现行值现行值目标值目标值起居室起居室7 76

34、 6100100卧室卧室7575餐厅餐厅150150厨房厨房100100卫生间卫生间100100表表2 2 办公建筑照明功率密度值办公建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度照明功率密度/ /（w/w/）对应照度值对应照度值/Ix/Ix现行值现行值目标值目标值普通办公室普通办公室11119 9300300高档办公室、设计室高档办公室、设计室18181515500500公议室公议室11119 9300300营业厅营业厅13131111300300文件不理、复印、发行室文件不理、复印、发行室11119 9300300档案室档案室8 87 720020043商业、学校建筑照明密度值商业、学

35、校建筑照明密度值W/mW/m2 244工业建筑照明密度值工业建筑照明密度值W/mW/m2 24546474849住宅负荷的计算住宅负荷的计算 普通住宅用电负荷标准及电度表规格普通住宅用电负荷标准及电度表规格套型套型用电负荷标准（用电负荷标准（kWkW）电度表规格（电度表规格（A A）一类一类2.52.55 5（2020）二类二类2.52.55 5（2020）三类三类4.04.01010（4040）四类四类4.04.01010（4040）康居住宅的用电负荷标准康居住宅的用电负荷标准： 基本型（基本型（1A1A）：）：4kW/4kW/户；户； 提高型（提高型（2A2A）：）：6kW/6kW/户；户

36、； 先进型（先进型（3A3A）：）：8kW/8kW/户。户。住宅设计规范住宅设计规范GB50096-2011GB50096-2011 每套住宅的用电负荷应根据住宅的套内建筑面每套住宅的用电负荷应根据住宅的套内建筑面积和用电负荷的计算确定，且不应小于积和用电负荷的计算确定，且不应小于2.5kW2.5kW。50按单相配电计算时所连接的基本户数按三相配电计算时所连接的基本户数需要系数通用值推荐值39114120.950.956180.750.808240.660.7010300.580.6512360.500.6014420.480.5516480.470.5518540.450.5021630.4

37、30.5024720.410.4525100753000.400.451252003756000.330.35住宅用电负荷需要系数51例例2-82-8：某高层住宅楼共某高层住宅楼共172172户，户，每户每户设计功率为设计功率为8KW8KW，计算，计算总有功功率（总有功功率（按三相配电计算）？30 x150001000例例2-72-7：某教学楼建筑面积某教学楼建筑面积1.51.5万万m m2 2，已知单位负荷指，已知单位负荷指标标K Kp p=30W/=30W/m m2 2，计算总有功功率？，计算总有功功率？解：解： P Pc c = =450 KW = =450 KW 解解2 2：查表得：查

38、表得 K Kc c =0.45 =0.45 P Pc c = 0.45 = 0.45 (8(8172) = 0.45172) = 0.451376 = 619 KW1376 = 619 KW8000 x1721000解解1 1： P Pc c = = 1376 KW( = = 1376 KW(误差很大）误差很大） 52住宅（小区）供配电系统住宅（小区）供配电系统 （1 1）住宅（小区）供配电系统）住宅（小区）供配电系统只有单相用电设备的用户，其计算负荷电流小于等于只有单相用电设备的用户，其计算负荷电流小于等于40A 40A 时应单相供电；计算负荷电流大于时应单相供电；计算负荷电流大于40A 4

39、0A 时应三相供电。时应三相供电。 （2 2）多层住宅的配电系统）多层住宅的配电系统垂直干线宜用三相供电系统。每户宜用单相配电方式垂直干线宜用三相供电系统。每户宜用单相配电方式 （3 3）高层住宅配电系统）高层住宅配电系统垂直干线应采用三相供电系统，每户宜采用单相配电方式垂直干线应采用三相供电系统，每户宜采用单相配电方式 （4 4）别墅群区配电系统）别墅群区配电系统（据用电负荷大小决定）（据用电负荷大小决定） 当每户用电负荷当每户用电负荷12kW12kW时，宜用单相配电，选用单相电时，宜用单相配电，选用单相电度表；度表； 当每户用电负荷当每户用电负荷12kW12kW时，宜用三相配电，并应考虑时

40、，宜用三相配电，并应考虑单相负荷的平衡配置，选用三个单相电度表。单相负荷的平衡配置，选用三个单相电度表。534 4、单相负荷计算、单相负荷计算 单相负荷应均衡的单相负荷应均衡的分配分配到三相上。到三相上。 当三相线路中，单相负荷的总计算容量当三相线路中，单相负荷的总计算容量小于小于计算范围内三相计算范围内三相对称负荷总计算容量对称负荷总计算容量的的1515时，全部按三相对称负荷计算。时，全部按三相对称负荷计算。超过超过1515时，应将单相负荷时，应将单相负荷换算为等效换算为等效三相三相负荷，再与负荷，再与与三相负荷相加。与三相负荷相加。民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范JGJ16-200

41、8JGJ16-200854负荷接法负荷接法 注：注：线电压：线电压：相线与相线间的电压。相线与相线间的电压。 相电压：相电压：三相电每一相对零线的电压。三相电每一相对零线的电压。55A AB BC CN N中性线中性线220/380V220/380V10kW10kW30kW30kW20kW20kW14kW14kW20kW20kW30kW30kW56（1 1）单相用电设备仅接于）单相用电设备仅接于相电压相电压 等效三相负荷等效三相负荷= =最大单相负荷的三倍最大单相负荷的三倍PPe e=3P=3Pmaxmax（2 2）单相用电设备仅接于）单相用电设备仅接于线电压线电压 如如 P PababPPb

42、cbc P Pcaca 单台时：单台时： 多台时：多台时： （3 3）用电设备分别接于）用电设备分别接于线电压和相电压线电压和相电压先将接于先将接于线电压线电压的单相用电设备的单相用电设备换算换算为接于为接于相电压相电压的的单相负荷。单相负荷。再将各相负荷相加，选出最大相负荷取其再将各相负荷相加，选出最大相负荷取其3 3倍倍即为等效三即为等效三相负荷相负荷 。 3eabPP3(33)eabbcPPP57相间负荷换算为相负荷的功率换算系数功率换算系数功率换算系数负荷功率因数负荷功率因数0.350.350.40.40.50.50.60.60.650.650.70.70.80.80.90.91.01

43、.0p pAB-AAB-A、 p pBC-BBC-B、 p pCA-CCA-C1.271.271.171.171.01.00.890.890.840.840.80.80.720.720.640.640.50.5p pAB-BAB-B、 p pBC-CBC-C、 p pCA-ACA-A-0.27-0.27-0.17-0.170 00.110.110.160.160.20.20.280.280.360.360.50.5q qAB-AAB-A、 q qBC-BBC-B、 q qCA-CCA-C1.051.050.860.860.580.580.380.380.30.30.220.220.090.09

44、-0.05-0.05-0.29-0.29q qAB-BAB-B、 q qBC-CBC-C、 q qCA-ACA-A1.631.631.441.441.161.160.960.960.880.880.80.80.670.670.530.530.290.29C CB BA AP PCACAP PABABP PBCBCA A相相：P PA A=p=pAB-AAB-AP PABAB+ p+ pCA-ACA-AP PCACAB B相相：P PB B=p=pAB-BAB-BP PABAB+ p+ pBC-BBC-BP PBCBCC C相相：P PC C=p=pBC-CBC-CP PBCBC+ p+ pCA

45、-CCA-CP PCACA线间负荷换算为相负荷线间负荷换算为相负荷58作业：作业：如下图所示如下图所示220/380V220/380V三相四线制线路上，接有三相四线制线路上，接有220V220V单单相电热干燥箱相电热干燥箱4 4台，其中台，其中2 2台台10kW10kW接于接于A A相、相、1 1台台30kW30kW接于接于B B相、相、 1 1台台20kW20kW接于接于C C相。此外接有相。此外接有380V380V单相对焊机单相对焊机4 4台，其中台，其中2 2台台14kW14kW（=100%=100%）接于）接于ABAB相、相、1 1台台20kW 20kW （=100%=100%）接于）

46、接于BCBC相、相、 1 1台台30kW30kW（=60%=60%）接于）接于CACA相。试求此线路的计算负荷。相。试求此线路的计算负荷。A AB BC CN N220/380V220/380V10kW10kW10kW10kW30kW30kW20kW20kW电热箱电热箱14kW14kW14kW14kW20kW20kW30kW30kW对焊机对焊机59负荷计算方法选取原则：负荷计算方法选取原则： 在方案设计阶段可采用单位指标法；在方案设计阶段可采用单位指标法； 在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。系数法。 对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位对于住

47、宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。指标法。 用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用殊时，宜采用需要系数法需要系数法，一般用于干线，一般用于干线，变配电所的负荷计算。变配电所的负荷计算。 用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时宜采用时宜采用二项式法二项式法，一般用于支干线和配电，一般用于支干线和配电屏屏( (箱箱) )的负荷计算。的负荷计算。60计算负荷小结：（计算负荷小结：（总负荷计算）总负荷计算） 对用电设备进行对用电设备进行分组分组计算时，同类用电设备的计算时，同类用电设备的总总容量容量为算数为

48、算数相加相加。不同类用电设备的总容量。不同类用电设备的总容量应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。 配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组的计算负荷之和再组的计算负荷之和再乘以同时系数乘以同时系数K K。 当不同类别的建筑当不同类别的建筑( (如办公楼和宿舍楼如办公楼和宿舍楼) )共用一共用一台变压器时，其同时系数可适当减小。台变压器时，其同时系数可适当减小。612-6 2-6 尖峰电流的计算尖峰电流的计算定义：定义：尖峰电流是持续尖峰电流是持续1 12s2s的短时最大负荷电流的短时最大负荷电流功能：功能： 1

49、1）用来计算电压波动，选择熔断器和低压断）用来计算电压波动，选择熔断器和低压断路器，整定继电保护装置及检验电动机自起动路器，整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。条件等。 2 2）用以校验电压波动和选择保护电器。）用以校验电压波动和选择保护电器。621 1、单台用电设备、单台用电设备2 2、多台用电设备、多台用电设备（只考虑一台电动机启动时的尖峰电流）（只考虑一台电动机启动时的尖峰电流）max1max1pkpkniCN ipkIIIIKI=pkstNIIKIKK启动电流倍数（启动电流倍数（样本中可查） 笼型电动机为笼型电动机为5 57 7，绕线型电动机为，绕线型电动机为2 23 3， 直流

50、电动机为直流电动机为1.51.52 2等。等。最大容量电动机的启动电流最大容量电动机的启动电流例题：例题：P28 P28 例例2-42-4。632-7 2-7 无功功率补偿无功功率补偿 什么是无功功率什么是无功功率有功功率：电能有功功率：电能其他形式能量其他形式能量( (机械能、光能、机械能、光能、热能热能) )无功功率：建立和维持旋转磁场无功功率：建立和维持旋转磁场 无功功率的不良影响，主要表现在：无功功率的不良影响，主要表现在：降低发电机有功功率的输出。降低发电机有功功率的输出。降低输、变电设备的供电能力降低输、变电设备的供电能力。造成造成线路电压损失增大线路电压损失增大和和电能损耗的增加

51、电能损耗的增加。造成造成低功率因数运行低功率因数运行和和电压下降电压下降，使电气，使电气设备容量得不设备容量得不到充分发挥到充分发挥。64 功率因数要求值功率因数要求值满足当地供电部门要求满足当地供电部门要求或满足：高压用户（或满足：高压用户（100kVA100kVA）为）为0.90.9以上；以上； 低压用户为低压用户为0.850.85以上，农业用电以上，农业用电0.80.8以上。以上。 无功功率补偿装置类型及位置无功功率补偿装置类型及位置提高自然功率因数：提高自然功率因数： 正确选择变压器容量、台数，切除季节用变压器；正确选择变压器容量、台数，切除季节用变压器； 减少供电线路感抗；减少供电线

52、路感抗； 尽量用同步电动机。尽量用同步电动机。采用电力电容器补偿采用电力电容器补偿 类型：类型：并联电容器补偿装置并联电容器补偿装置适用于无功功率变化适用于无功功率变化速度较慢或需求较恒定的场合。速度较慢或需求较恒定的场合。 补偿方式：补偿方式：集中（高压、低压）、分组、个别（就地集中（高压、低压）、分组、个别（就地65个别（就地个别（就地) )补偿补偿高压侧集中补偿高压侧集中补偿低压侧集中补偿低压侧集中补偿66 补偿容量计算补偿容量计算 (tantantan)ta=n=cccccccQPQPPqq其中：补偿容量，kvar;计算负荷，kW，补偿率（查课本P32 表2-10）。cccQnqnq其

53、中： 电容器个数单个电容器容量（查表2-11）67无功补偿后的计算负荷无功补偿后的计算负荷 3022 2230=ccccccccccPQQQSSPQPQQQ不变优点：优点： 主变压器容量减少主变压器容量减少降低初投资、降低电费开支降低初投资、降低电费开支68例：例：如某厂的计算负荷为如某厂的计算负荷为2400kW2400kW，最大负荷月的，最大负荷月的平均功率因数为平均功率因数为0.670.67。要使其平均功率因数提高。要使其平均功率因数提高到到0.90.9（在（在10kV10kV侧固定补偿），问需要装设多大侧固定补偿），问需要装设多大容量的并联电容器？如果采用容量的并联电容器？如果采用BWF

54、-10.5-BWF-10.5-4040-1-1型型电容器，需装设多少个？电容器，需装设多少个？解解: tan=tan(arccos0.67)=1.1080: tan=tan(arccos0.67)=1.1080 tan tan=tan(arccos0.9)=0.4843=tan(arccos0.9)=0.4843 Q Qc c= P= Pc c（tantantantan） =2400=2400(1.1080-0.4843)(1.1080-0.4843) =1496.88 kvar =1496.88 kvar 692222cos24000.9124001099.2cccccPPSPQc1Ptan

55、2400 1.108015601099.2ccccQQQQ n= Q n= Qc c /q /qc c=1496.88/=1496.88/4040=38=38个个 考虑三相均衡分配，应装设考虑三相均衡分配，应装设3939个，每相个，每相1313个，此个，此时并联电容器的实际值：时并联电容器的实际值：393940=1560kvar40=1560kvar。 则补偿后的无功功率为：则补偿后的无功功率为：此时的实际平均功率因数为：此时的实际平均功率因数为：满足要求。满足要求。 70712-8 2-8 供配电系统的功率损耗与电供配电系统的功率损耗与电能需要量的计算能需要量的计算1 1、供电线路的功率损耗、供电线路的功率损耗 式中：式中：RR线路每相线路每相电阻，电阻，R=rR=r0 0l l X X线路每相线路每相电抗电抗, X=x, X=x0 0l l2323310 (k