电气工程领域的负荷计算及无功功率补偿之一


电气工程领域的负荷计算及无功功率补偿之一

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负荷计算是电气工程领域最基本的计算理论,其目的是为了获得电气系统设计所需的各项负荷数据,用以选择和校验导体、电器、设备、保护装置和补偿装置,计算电压降、电压偏差、电压波动等。

负荷计算内容:求取各类计算负荷,包括最大计算负荷、平均负荷、尖峰电流、计算电能消耗量、电网损耗等。

实际负荷:接在电网上的各种电气负荷。通常每台设备的电流是随机变动的;多台设备叠加负荷的变化更加复杂。实际负荷须经适当的方法转换为计算负荷,才能用于工程设计。

计算负荷:假想的持续负荷,它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际负荷相等。按不同的用途,取不同的负荷效应和时间间隔,将得出各类不同的计算负荷。

1. 设备功率的确定:

连续制的设备(风机、水泵)的设备功率=设备额定功率;

周期制的设备(起重机)的设备功率:


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短时制的设备功率:公式同上式

交流电梯:较轻使用率:负载持续率取15%;频繁使用的:负载持续率取25%;特重时:负载持续率取40%;

电焊机的设备功率(同弧焊变压器):

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电炉变压器的设备功率:

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整流器的设备功率取额定直流功率;

照明类设备功率:

白炽灯、低压卤素灯、自镇流荧光灯、LED灯的设备功率取总输入功率即灯功率;

其他电光源的设备功率取总输入功率(灯功率)+镇流器功率损耗;

2. 多台设备计入的原则:

不同时工作不叠加;不计备用设备和专门检修设备;短时设备视情况而定;消防设备不计,但消防电梯平时用要计入;冷暖季节设备取较大者,但工艺用要记入;备用电源视情况而定。

3. 需要系数法确定计算负荷:

用电设备组的计算功率:

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配电干线或车间变电站的计算功率:

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计算视在功率和计算电流:

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4. 单位指标法确定计算有功功率:

4.1 负荷密度指标法:

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4.2综合单位指标法:

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注:如用40~50w/平方米,则计算时不乘需要系数

4.3 单位产品耗电量法:

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4.4 变压器所带户数计算:

N(户数)=变压器计算有功功率÷每户计算有功功率;

变压器计算有功功率=0.595倍变压器额定视在功率X功率因数;

每户计算有功功率=每户的用电负荷X需要系数;

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4.5 同层为N户的单相电流计算:

单相电流=5.682倍每户的用电负荷X户数X需要系数;

4.6 同层为N户的三相电流计算:

三相电流=1.899倍每户的用电负荷X户数X需要系数;

注:每套住宅用电负荷≤12kW,则单相配电;

每套住宅用电负荷>12kW,则三相配电;

5. 单相负荷换算:

5.1 只有单相负荷时:

等效三相负荷=3倍的最大单相负荷;

5.2 只有相间负荷时:

只有相间负荷时,将各相间负荷相加,选取较大两项数据进行计算:


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5.3 单相负荷换算为等效三相负荷的精确法计算:


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6. 尖峰电流的计算:尖峰电流是电动机等用电设备启动或冲击性负荷工作时产生的最大负荷电流,其持续时间一般为1~2秒。

6.1 单台电动机、电弧炉或电焊变压器的支线,其尖峰电流:

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6.2 接有多台电动机的配电线路,只考虑一台电动机启动的尖峰电流:


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式中的除启动电机以外的配电线路计算电流=干线计算电流-负荷系数(或需要系数)X最大一台电机的额定电流;


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