建筑設(shè)備第十二章-1電力系統(tǒng)

第十二章供配電系統(tǒng)(xìtǒng)精品資料電氣(diànqì)施工圖圖1干線(gànxiàn)系統(tǒng)圖精品資料16.3電氣(diànqì)施工圖圖2AL配電柜系統(tǒng)(xìtǒng)圖精品資料電氣(diànqì)施工圖圖3AM2(AM3、AM4)箱系統(tǒng)(xìtǒng)圖精品資料電氣(diànqì)施工圖圖4AM5箱系統(tǒng)(xìtǒng)圖精品資料電氣(diànqì)施工圖精品資料精品資料電氣(diànqì)施工圖精品資料電氣(diànqì)施工圖精品資料一、基本概念

(一)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)及電力網(wǎng)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)(PowerSystem)：由各種電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。第一節(jié)電力系統(tǒng)

220/380V6~10kV35~500kV3.15~20kV低壓配電線高壓配電線高壓輸電線用戶區(qū)域變電所發(fā)電廠升壓變壓器發(fā)電機(jī)G降壓變壓器降壓變壓器精品資料電壓等級及適用范圍輸送的三相視在功率S一定時(shí)，線電壓Ul越高，線電流Il越小↑U電能損失ΔP=Il2Rl↓，電壓損失ΔUl＝IlRl↓減小線路的導(dǎo)線截面積絕緣水平要求提高1KV以下低壓遠(yuǎn)距離輸電為什么要1KV以上、330KV以下高壓采用高壓?330KV及以上超高壓220KV及以上大電力系統(tǒng)主干線幾百公里至幾千公里110KV中小型電力系統(tǒng)主干線100Km左右35KV電力系統(tǒng)二次網(wǎng)絡(luò)、大型工廠的內(nèi)部供電30Km左右6～10KV城鎮(zhèn)和工業(yè)(gōngyè)與民用建筑施工供電10Km左右精品資料第一節(jié)供配電系統(tǒng)(xìtǒng)電力網(wǎng)(PowerNetwork)：電力系統(tǒng)中各級電壓(diànyā)的電力線路及其聯(lián)系的變電所。包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)第一節(jié)電力系統(tǒng)

一、基本概念

(一)電力系統(tǒng)及電力網(wǎng)

輸電網(wǎng)：輸送電壓為35kV及以上的配電線路和與其相連的變電所所組成的輸電網(wǎng)。

配電網(wǎng)：輸送電壓為10kV及以下的配電線路和與其相連的變電所所組成的輸電網(wǎng)。精品資料第一節(jié)供配電系統(tǒng)(xìtǒng)第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)二、電力負(fù)荷的計(jì)算(一)負(fù)荷曲線精品資料第一節(jié)供配電系統(tǒng)(xìtǒng)電力負(fù)荷的正確計(jì)算是合理選擇電氣設(shè)備的保證，過大過大造成浪費(fèi)(làngfèi)，國小會(huì)造成事故。第一節(jié)電力系統(tǒng)

二、電力負(fù)荷的計(jì)算(一)負(fù)荷曲線

負(fù)荷曲線：用電負(fù)荷隨時(shí)間而變動(dòng)的一種圖形。

電梯、照明負(fù)荷年起伏小，日起伏大；空調(diào)負(fù)荷有明顯的季節(jié)性。精品資料第一節(jié)供配電系統(tǒng)(xìtǒng)適合于方案階段，查表得到單位(dānwèi)面積耗電量與總面積相乘就可以得到建筑物的電力負(fù)荷，然后估算配電系統(tǒng)的大小與造價(jià)。第一節(jié)電力系統(tǒng)

二、電力負(fù)荷的計(jì)算(二)負(fù)荷計(jì)算1.單位容量法精品資料第一節(jié)供配電系統(tǒng)(xìtǒng)用電設(shè)備(shèbèi)組的需要系數(shù)：用電設(shè)備(shèbèi)組在最大負(fù)荷時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備(shèbèi)容量的比值，一般小于1。第一節(jié)電力系統(tǒng)

二、電力負(fù)荷的計(jì)算(二)負(fù)荷計(jì)算2.需要系數(shù)法精品資料第一節(jié)供配電系統(tǒng)(xìtǒng)用電設(shè)備組的需要系數(shù)：用電設(shè)備組在最大負(fù)荷(fùhè)時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值，一般小于1。第一節(jié)電力系統(tǒng)

二、電力負(fù)荷的計(jì)算(二)負(fù)荷計(jì)算2.需要系數(shù)法精品資料現(xiàn)代建筑的用電設(shè)備種類繁多,用途各異,工作方式不同(bùtónɡ),按其工作制可分以下三類（連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)周期）。a．長期連續(xù)工作制或長期工作制是指電氣設(shè)備在運(yùn)行工作中能夠達(dá)到穩(wěn)定的溫升，能在規(guī)定環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分的溫度和溫升均不超過允許值。

第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算1）.設(shè)備工作方式精品資料b．短時(shí)工作制短時(shí)運(yùn)行工作制是指運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長，設(shè)備在工作時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足以達(dá)到穩(wěn)定溫升，而在間歇時(shí)間內(nèi)能夠冷卻到環(huán)境溫度，例如車床上的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)等。電動(dòng)機(jī)在停車(tíngchē)時(shí)間內(nèi)，溫度能降回到環(huán)境溫度。第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算精品資料c．?dāng)嗬m(xù)周期工作制即斷續(xù)運(yùn)行工作制或稱反復(fù)短時(shí)工作制，該設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進(jìn)行工作，工作時(shí)間與停歇時(shí)間相互代替重復(fù)，周期性地工作或是經(jīng)常停，反復(fù)運(yùn)行。一個(gè)周期一般不超過10min，例如起重電動(dòng)機(jī)。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備用暫載率（或負(fù)荷持續(xù)率）來表示(biǎoshì)其工作特性，計(jì)算公式如下第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算精品資料式中ε——暫載率；t——工作周期內(nèi)的工作時(shí)間(shíjiān)；T——工作周期；t0——工作周期內(nèi)的間歇時(shí)間(shíjiān)。第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算精品資料工作時(shí)間加停歇時(shí)間稱為工作周期。根據(jù)中國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工作周期以10min為計(jì)算依據(jù)。吊車電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率分為15%、25%、40%、60%四種；電焊(diànhàn)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率分為50%、65%、75%、100%四種。其中100%為自動(dòng)電焊(diànhàn)機(jī)的暫載率。在建筑工程中通常按100%考慮。2.需要(xūyào)系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算第一節(jié)電力系統(tǒng)

精品資料設(shè)備容量是把設(shè)備額定功率（用PN表示）換算到統(tǒng)一工作制下的額定功率，用Pe表示，有時(shí)也稱為(chēnɡwéi)設(shè)備的計(jì)算容量。對不同工作制的用電設(shè)備，其設(shè)備容量可按如下方法確定。電氣設(shè)備的容量等于銘牌(míngpái)標(biāo)明的“額定功率”（kW）。計(jì)算設(shè)備的設(shè)備容量不打折扣，即設(shè)備容量Pe與設(shè)備額定功率相等。a．長期工作制電動(dòng)機(jī)的計(jì)算容量2.需要系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算第一節(jié)電力系統(tǒng)

2）.計(jì)算容量精品資料反復(fù)短時(shí)工作制下設(shè)備的工作時(shí)間較短。按規(guī)定應(yīng)該把反復(fù)短時(shí)（或稱斷續(xù)(duànxù)周期）工作制下的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε=25%時(shí)的額定功率（kW）。b．反復(fù)短時(shí)（或稱斷續(xù)周期(zhōuqī)）工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備容量2.需要系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算第一節(jié)電力系統(tǒng)

2）.計(jì)算容量精品資料式中：Pe—換算到ε=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)的設(shè)備容量（kW）；ε—銘牌(míngpái)暫載率，以百分值代入公式；PN——電動(dòng)機(jī)銘牌(míngpái)額定功率（kW）。短時(shí)工作制下設(shè)備容量的換算也可以采用公式2.需要(xūyào)系數(shù)法（1）.設(shè)備容量的計(jì)算第一節(jié)電力系統(tǒng)

2）.計(jì)算容量精品資料例1某化工廠有吊車(diàochē)共20kW，銘牌暫載率為40%，求換算到為25%時(shí)設(shè)備的計(jì)算容量是多少？解

第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2）.計(jì)算容量精品資料規(guī)定要求應(yīng)統(tǒng)一換算到ε=100%時(shí)的額定功率(édìnɡɡōnɡlǜ)（kW）。若ε不等于100%時(shí)，應(yīng)按下式換算到ε=100%，即Pe—換算到ε100=100%后電焊機(jī)的設(shè)備(shèbèi)容量（kW）；PN—銘牌額定功率（直流焊機(jī)）（kW）；SN—銘牌額定視在功率（交流焊機(jī)）（kVA）；

c．電焊設(shè)備的設(shè)備容量（斷續(xù)運(yùn)行）第一節(jié)電力系統(tǒng)

2）.計(jì)算容量精品資料例2某建筑工程工地有電焊機(jī)，銘牌功率共40kVA，cosφ為0.6。銘牌為40%，自動(dòng)電焊機(jī)按換算到ε=100%計(jì)算，求設(shè)備的計(jì)算容量(róngliàng)是多少？解：

例題表明把暫載率小的設(shè)備換算為長時(shí)間運(yùn)行（ε=100%）下的容量，則計(jì)算(jìsuàn)容量變小。第一節(jié)電力系統(tǒng)

2）.計(jì)算容量精品資料總之，在實(shí)用中動(dòng)力設(shè)備容量的計(jì)算有三種情況：①長期運(yùn)行(yùnxíng)的電氣設(shè)備暫載率按100%計(jì)算，即長期運(yùn)行(yùnxíng)電器設(shè)備的銘牌額定功率。多臺(tái)電氣設(shè)備的容量為多臺(tái)電氣設(shè)備容量之和,就等于折合后的電氣設(shè)備容量Pe。如電動(dòng)水泵、自動(dòng)電焊機(jī)等。

第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2）.計(jì)算容量精品資料②斷續(xù)運(yùn)行的電氣設(shè)備暫載率按100%計(jì)算，如起重電氣設(shè)備等。銘牌上標(biāo)注的暫載率不一定是65%。如果(rúguǒ)小于65%，經(jīng)過折算后設(shè)備容量將小于銘牌上標(biāo)定的額定功率，如例2所得結(jié)果。③短時(shí)運(yùn)行的電氣設(shè)備暫載率按25%計(jì)算。如吊車、電動(dòng)門、機(jī)床架升降等。若銘牌標(biāo)定的暫載率大于25%，則折合后的設(shè)備容量將大于銘牌功率。第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2）.計(jì)算容量精品資料d．照明設(shè)備的容量(róngliàng)①.白熾燈、古碘鎢燈的設(shè)備等于(děngyú)燈泡的額定功率（kW）。②.熒光燈的設(shè)備容量等于燈管額定功率的1.2倍（考慮鎮(zhèn)流器中功率損失約為燈管額定功率的20%）。

第一節(jié)電力系統(tǒng)

精品資料d．照明設(shè)備的容量(róngliàng)③.高壓汞燈、金屬鹵化物燈的設(shè)備容量等于燈泡(dēngpào)額定燈率的1.1倍（考慮鎮(zhèn)流器功率損失約為燈泡(dēngpào)額定功率的10%第一節(jié)電力系統(tǒng)

精品資料e．不對稱(duìchèn)單相負(fù)載的設(shè)備容量對多臺(tái)單相設(shè)備(shèbèi)應(yīng)盡可能平均地接在三相上，若單相設(shè)備(shèbèi)不平衡度（即偏離三相平均值的大小）與三相平均值之比小于15%時(shí)，按三相平衡分配計(jì)算，見式（a）。當(dāng)單相設(shè)備(shèbèi)不平衡度與三相平均值之比大于15%時(shí)，按單相最大功率的三倍計(jì)算，見式（b）。偶爾在短時(shí)工作制小容量設(shè)備(shèbèi)的設(shè)備(shèbèi)容量一般按零考慮，如電磁閥等可以忽略不計(jì)。第一節(jié)電力系統(tǒng)

精品資料e．不對稱(duìchèn)單相負(fù)載的設(shè)備容量b.不平衡(pínghéng)度之比大于15%a.不平衡度之比小于15%第一節(jié)電力系統(tǒng)

精品資料例3新建辦公樓照明設(shè)計(jì)用白熾燈U相3.6kW，V相4kW，W相5kW，求設(shè)備容量(róngliàng)是多少？如果改為U相3.8kW、W相改為4.8，求設(shè)備容量(róngliàng)是多少？第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)精品資料解三相平均容量為（3.6+4+5）/3=12.6/3=4.2kW三相負(fù)載不平衡容量占三相平均容量的百分率(即不平衡度)為(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，計(jì)算容量減少了，可見設(shè)計(jì)三相負(fù)荷(fùhè)時(shí)越接近平衡越好。第一節(jié)電力系統(tǒng)

精品資料(2)．設(shè)備(shèbèi)租計(jì)算負(fù)荷的概念用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。我們用半小時(shí)（30min）最大負(fù)荷P30來表示有功計(jì)算負(fù)荷，其余Q30、S30、I30分別表示無功(wúɡōnɡ)計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流。第一節(jié)電力系統(tǒng)

(二)負(fù)荷計(jì)算2.需要系數(shù)法精品資料（3）．需要系數(shù)(xìshù)的含義一組設(shè)備有幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其額定容量為Pe。由于該組電動(dòng)機(jī)實(shí)際上不一定(yīdìng)都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)也不可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身及配電線路也有功率損耗，因此該組電動(dòng)機(jī)的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為第一節(jié)電力系統(tǒng)

2.需要系數(shù)法精品資料KΣ——設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行(yùnxíng)的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之和的比值。KL——設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行(yùnxíng)設(shè)備容量之比。ηWL——配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的未端功率（設(shè)備組的取用功率）和首端功率（計(jì)算負(fù)荷）之比。Pe——經(jīng)過折算后的設(shè)備容量。

令第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（3）．需要系數(shù)的含義

則精品資料由此可得按需要系數(shù)確定三相用電設(shè)備組的有功功率(gōnglǜ)的基本公式為:P30=KXPe第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（3）．需要系數(shù)的含義

精品資料實(shí)際上，需要系數(shù)不僅與用電設(shè)備(shèbèi)組的工作性質(zhì)、設(shè)備(shèbèi)臺(tái)數(shù)、設(shè)備(shèbèi)效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且和操作工人的熟練程度和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此應(yīng)盡量通過實(shí)際測量分析測定，以保證接近實(shí)際。從表1中可查出不同用電設(shè)備(shèbèi)的需要系數(shù)。第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)2.需要系數(shù)法（3）．需要系數(shù)的含義

精品資料序號用電設(shè)備名稱需要系數(shù)KXcosφtanφ1小批量生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)0.16～0.20.51.732大批量生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)0.18～0.250.51.733小批量生產(chǎn)的金屬熱加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)0.25～0.30.51.734大批量生產(chǎn)的金屬熱加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)0.3～0.350.651.175通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組電機(jī)0.7～0.80.80.756非聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械、鑄造車間整紗機(jī)0.5～0.60.750.887聯(lián)鎖的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械、鑄造車間整紗機(jī)0.65～0.70.750.888鍋爐房、機(jī)加工、機(jī)修、裝配車間的吊車ε=25%）0.1～0.150.51.73表1用電設(shè)備組的需要(xūyào)系數(shù)KX、cosφ及tanφ值第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)精品資料表1用電設(shè)備組的需要(xūyào)系數(shù)KX、cosφ及tanφ值序號用電設(shè)備名稱需要系數(shù)KXcosφtanφ9自動(dòng)連續(xù)裝料的電阻爐設(shè)備0.75～0.80.950.3310鑄造車間的吊車（ε=25%）0.15～0.250.51.7311實(shí)驗(yàn)室用小型電熱設(shè)備（電阻爐、干燥箱）0.71.0012工頻感應(yīng)電爐（未帶無功補(bǔ)償裝置）0.80.352.6713高頻感應(yīng)電爐（未帶無功補(bǔ)償裝置）0.80.61.3314電弧熔爐0.90.870.5715點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)0.350.61.3316對焊機(jī)、鉚釘加熱機(jī)0.350.71.02第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)精品資料序號用電設(shè)備名稱需要系數(shù)KXcosφtanφ17自動(dòng)弧焊變壓器0.50.42.2918單頭手動(dòng)弧焊變壓器0.350.352.6819多頭手動(dòng)弧焊變壓器0.40.352.6820單頭弧焊電動(dòng)發(fā)電機(jī)組0.350.61.3321多頭弧焊電動(dòng)發(fā)電機(jī)組0.70.750.8822變配電所、倉庫照明0.5～0.71.0023生產(chǎn)廠房及辦公室、閱覽室、實(shí)驗(yàn)室照明0.8～11.0024宿舍、生活區(qū)照明0.6～0.81.0025室外照明、事故照明1.01.00表1用電設(shè)備組的需要(xūyào)系數(shù)KX、cosφ及tanφ值第一節(jié)電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)精品資料表1適用于比車間配電規(guī)模大的配電系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷。如果(rúguǒ)用需要系數(shù)法計(jì)算干線或分支線上的用電設(shè)備組，系數(shù)可