電氣工程領域的負荷計算及無功功率補償之一


電氣工程領域的負荷計算及無功功率補償之一

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負荷計算是電氣工程領域最基本的計算理論,其目的是為了獲得電氣系統設計所需的各項負荷數據,用以選擇和校驗導體、電器、設備、保護裝置和補償裝置,計算電壓降、電壓偏差、電壓波動等。

負荷計算內容:求取各類計算負荷,包括最大計算負荷、平均負荷、尖峰電流、計算電能消耗量、電網損耗等。

實際負荷:接在電網上的各種電氣負荷。通常每臺設備的電流是隨機變動的;多臺設備疊加負荷的變化更加複雜。實際負荷須經適當的方法轉換為計算負荷,才能用於工程設計。

計算負荷:假想的持續負荷,它在一定的時間間隔中產生的特定效應與變動的實際負荷相等。按不同的用途,取不同的負荷效應和時間間隔,將得出各類不同的計算負荷。

1. 設備功率的確定:

連續制的設備(風機、水泵)的設備功率=設備額定功率;

週期制的設備(起重機)的設備功率:


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短時制的設備功率:公式同上式

交流電梯:較輕使用率:負載持續率取15%;頻繁使用的:負載持續率取25%;特重時:負載持續率取40%;

電焊機的設備功率(同弧焊變壓器):

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電爐變壓器的設備功率:

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整流器的設備功率取額定直流功率;

照明類設備功率:

白熾燈、低壓鹵素燈、自鎮流熒光燈、LED燈的設備功率取總輸入功率即燈功率;

其他電光源的設備功率取總輸入功率(燈功率)+鎮流器功率損耗;

2. 多臺設備計入的原則:

不同時工作不疊加;不計備用設備和專門檢修設備;短時設備視情況而定;消防設備不計,但消防電梯平時用要計入;冷暖季節設備取較大者,但工藝用要記入;備用電源視情況而定。

3. 需要係數法確定計算負荷:

用電設備組的計算功率:

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配電幹線或車間變電站的計算功率:

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計算視在功率和計算電流:

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4. 單位指標法確定計算有功功率:

4.1 負荷密度指標法:

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4.2綜合單位指標法:

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注:如用40~50w/平方米,則計算時不乘需要係數

4.3 單位產品耗電量法:

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4.4 變壓器所帶戶數計算:

N(戶數)=變壓器計算有功功率÷每戶計算有功功率;

變壓器計算有功功率=0.595倍變壓器額定視在功率X功率因數;

每戶計算有功功率=每戶的用電負荷X需要係數;

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4.5 同層為N戶的單相電流計算:

單相電流=5.682倍每戶的用電負荷X戶數X需要係數;

4.6 同層為N戶的三相電流計算:

三相電流=1.899倍每戶的用電負荷X戶數X需要係數;

注:每套住宅用電負荷≤12kW,則單相配電;

每套住宅用電負荷>12kW,則三相配電;

5. 單相負荷換算:

5.1 只有單相負荷時:

等效三相負荷=3倍的最大單相負荷;

5.2 只有相間負荷時:

只有相間負荷時,將各相間負荷相加,選取較大兩項數據進行計算:


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5.3 單相負荷換算為等效三相負荷的精確法計算:


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6. 尖峰電流的計算:尖峰電流是電動機等用電設備啟動或衝擊性負荷工作時產生的最大負荷電流,其持續時間一般為1~2秒。

6.1 單臺電動機、電弧爐或電焊變壓器的支線,其尖峰電流:

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6.2 接有多臺電動機的配電線路,只考慮一臺電動機啟動的尖峰電流:


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式中的除啟動電機以外的配電線路計算電流=幹線計算電流-負荷係數(或需要係數)X最大一臺電機的額定電流;


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