
建筑设备第十二章-1电力系统.ppt
49页第十二章 供配电系统,电气施工图,图1 干线系统图,16.3 电气施工图,图2 AL配电柜系统图,电气施工图,图3 AM2(AM3、AM4)箱系统图,电气施工图,图4 AM5箱系统图,电气施工图,电气施工图,电气施工图,,一、基本概念,(一)电力系统及电力网,电力系统 (Power System):由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体第一节 电力系统,电压等级及适用范围输送的三相视在功率S一定时,线电压Ul越高,线电流Il越小↑U 电能损失ΔP=Il2Rl↓,电压损失ΔUl= IlRl↓ 减小线路的导线截面积绝缘水平要求提高1KV以下 低压 远距离输电为什么要1KV以上、330KV以下 高压 采用高压?330KV及以上 超高压220KV及以上 大电力系统主干线 几百公里至几千公里110KV 中小型电力系统主干线 100Km左右35KV 电力系统二次网络、大型工厂的内部供电 30Km左右6~10KV 城镇和工业与民用建筑施工供电 10Km左右,,,第一节 供配电系统,电力网(Power Network):电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。
包括输电网和配电网,第一节 电力系统,一、基本概念,(一)电力系统及电力网,输电网:输送电压为35kV及以上的配电线路和与其相连的变电所所组成的输电网配电网:输送电压为10kV及以下的配电线路和与其相连的变电所所组成的输电网第一节 供配电系统,第一节 电力系统,二、电力负荷的计算,(一)负荷曲线,第一节 供配电系统,电力负荷的正确计算是合理选择电气设备的保证,过大过大造成浪费,国小会造成事故第一节 电力系统,二、电力负荷的计算,(一)负荷曲线,负荷曲线:用电负荷随时间而变动的一种图形电梯、照明负荷年起伏小,日起伏大;空调负荷有明显的季节性第一节 供配电系统,适合于方案阶段,查表得到单位面积耗电量与总面积相乘就可以得到建筑物的电力负荷,然后估算配电系统的大小与造价第一节 电力系统,二、电力负荷的计算,(二)负荷计算,1.单位容量法,第一节 供配电系统,用电设备组的需要系数:用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值,一般小于1第一节 电力系统,二、电力负荷的计算,(二)负荷计算,2.需要系数法,第一节 供配电系统,用电设备组的需要系数:用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值,一般小于1。
第一节 电力系统,二、电力负荷的计算,(二)负荷计算,2.需要系数法,现代建筑的用电设备种类繁多,用途各异,工作方式不同,按其工作制可分以下三类(连续、短时、断续周期) a.长期连续工作制或长期工作制 是指电气设备在运行工作中能够达到稳定的温升,能在规定环境温度下连续运行,设备任何部分的温度和温升均不超过允许值第一节 电力系统,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,1).设备工作方式,b.短时工作制 短时运行工作制是指运行时间短而停歇时间长,设备在工作时间内的发热量不足以达到稳定温升,而在间歇时间内能够冷却到环境温度,例如车床上的进给电动机等电动机在停车时间内,温度能降回到环境温度第一节 电力系统,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,c.断续周期工作制 即断续运行工作制或称反复短时工作制,该设备以断续方式反复进行工作,工作时间与停歇时间相互代替重复,周期性地工作或是经常停,反复运行一个周期一般不超过10min,例如起重电动机断续周期工作制的设备用暂载率(或负荷持续率)来表示其工作特性,计算公式如下,第一节 电力系统,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,,式中 ε ——暂载率;t ——工作周期内的工作时间;T——工作周期;t0——工作周期内的间歇时间。
第一节 电力系统,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,工作时间加停歇时间称为工作周期根据中国的技术标准规定工作周期以10min为计算依据吊车电动机的标准暂载率分为15%、25%、40%、60%四种;电焊设备的标准暂载率分为50%、65%、75%、100%四种其中100%为自动电焊机的暂载率在建筑工程中通常按100%考虑2.需要系数法,(1).设备容量的计算,第一节 电力系统,设备容量是把设备额定功率(用PN表示)换算到统一工作制下的额定功率,用Pe表示,有时也称为设备的计算容量对不同工作制的用电设备,其设备容量可按如下方法确定电气设备的容量等于铭牌标明的“额定功率”(kW)计算设备的设备容量不打折扣,即设备容量Pe与设备额定功率相等a.长期工作制电动机的计算容量,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,第一节 电力系统,2).计算容量,反复短时工作制下设备的工作时间较短按规定应该把反复短时(或称断续周期)工作制下的设备容量统一换算到ε=25%时的额定功率(kW)b.反复短时(或称断续周期)工作制电动机的设备容量,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,第一节 电力系统,2).计算容量,,式中:Pe —换算到ε =25%时电动机的设备容量(kW);ε—铭牌暂载率,以百分值代入公式;PN——电动机铭牌额定功率(kW)。
短时工作制下设备容量的换算也可以采用公式,2.需要系数法,(1).设备容量的计算,第一节 电力系统,2).计算容量,例1 某化工厂有吊车共20kW,铭牌暂载率为40%,求换算到为25%时设备的计算容量是多少?,,解,,第一节 电力系统,2).计算容量,规定要求应统一换算到ε=100%时的额定功率(kW)若ε不等于100%时,应按下式换算到ε=100%,即,,,Pe—换算到ε100=100%后电焊机的设备容量(kW); PN—铭牌额定功率(直流焊机)(kW); SN—铭牌额定视在功率(交流焊机)(kVA);,c.电焊设备的设备容量(断续运行),第一节 电力系统,2).计算容量,例2 某建筑工程工地有电焊机,铭牌功率共40kVA,cosφ为0.6铭牌为40%,自动电焊机按换算到ε=100%计算,求设备的计算容量是多少?,解:,,,例题表明把暂载率小的设备换算为长时间运行(ε=100%)下的容量,则计算容量变小第一节 电力系统,2).计算容量,总之,在实用中动力设备容量的计算有三种情况:①长期运行的电气设备暂载率按100%计算,即长期运行电器设备的铭牌额定功率多台电气设备的容量为多台电气设备容量之和,就等于折合后的电气设备容量Pe。
如电动水泵、自动电焊机等第一节 电力系统,2).计算容量,②断续运行的电气设备暂载率按100%计算,如起重电气设备等铭牌上标注的暂载率不一定是65%如果小于65%,经过折算后设备容量将小于铭牌上标定的额定功率,如例2所得结果 ③短时运行的电气设备暂载率按25%计算如吊车、电动门、机床架升降等若铭牌标定的暂载率大于25%,则折合后的设备容量将大于铭牌功率第一节 电力系统,2).计算容量,d.照明设备的容量,①.白炽灯、古碘钨灯的设备等于灯泡的额定功率(kW)②.荧光灯的设备容量等于灯管额定功率的1.2倍(考虑镇流器中功率损失约为灯管额定功率的20%)第一节 电力系统,d.照明设备的容量,,,③.高压汞灯、金属卤化物灯的设备容量等于灯泡额定灯率的1.1倍(考虑镇流器功率损失约为灯泡额定功率的10%,,第一节 电力系统,e.不对称单相负载的设备容量,对多台单相设备应尽可能平均地接在三相上,若单相设备不平衡度(即偏离三相平均值的大小)与三相平均值之比小于15%时,按三相平衡分配计算,见式(a)当单相设备不平衡度与三相平均值之比大于15%时,按单相最大功率的三倍计算,见式(b)偶尔在短时工作制小容量设备的设备容量一般按零考虑,如电磁阀等可以忽略不计。
第一节 电力系统,e.不对称单相负载的设备容量,b.不平衡度之比大于15%,a.不平衡度之比小于15%,第一节 电力系统,例3 新建办公楼照明设计用白炽灯U相3.6kW,V相4kW,W相5kW,求设备容量 是多少?如果改为U相3.8kW、W相改为4.8,求设备容量是多少?,,第一节 电力系统,解 三相平均容量为(3.6+4+5)/3=12.6/3=4.2 kW三相负载不平衡容量占三相平均容量的百分率(即不平衡度)为(5-4.2)/4.2=0.8/4.2=0.19=19%,大于15%所以Pe=3 Pmax=3×5=15 kW改善后:( 4.8-4.2)/ (4.2) =0.6/4.2= 0.1429 =14.29%, 小于15%小于15 kW,计算容量减少了,可见设计三相负荷时越接近平衡越好第一节 电力系统,(2).设备租计算负荷的概念,用电设备组的计算负荷是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷我们用半小时(30min)最大负荷P30来表示有功计算负荷,其余Q30、S30、I30分别表示无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流第一节 电力系统,(二)负荷计算,2.需要系数法,(3).需要系数的含义,一组设备有几台电动机,其额定容量为Pe。
由于该组电动机实际上不一定都同时运行,而且运行的电动机也不可能都满负荷,同时设备本身及配电线路也有功率损耗,因此该组电动机的有功计算负荷应为,,第一节 电力系统,2.需要系数法,KΣ——设备组的同时系数,即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之和的比值KL——设备组的负荷系数,即设备组在最大负荷时的输出功率与运行设备容量之比 ηWL——配电线路的平均效率,即配电线路在最大负荷时的未端功率(设备组的取用功率)和首端功率(计算负荷)之比 Pe——经过折算后的设备容量令,第一节 电力系统,2.需要系数法,(3).需要系数的含义,则,由此可得按需要系数确定三相用电设备组的有功功率的基本公式为:,P 30 = KX Pe,第一节 电力系统,2.需要系数法,(3).需要系数的含义,实际上,需要系数不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关,而且和操作工人的熟练程度和生产组织等多种因素有关,因此应尽量通过实际测量分析测定,以保证接近实际从表1中可查出不同用电设备的需要系数第一节 电力系统,2.需要系数法,(3).需要系数的含义,,,表1 用电设备组的需要系数KX、cosφ及tanφ 值,第一节 电力系统,表1 用电设备组的需要系数KX、cosφ及tanφ 值,,第一节 电力系统,,,表1 用电设备组的需要系数KX、cosφ及tanφ 值,第一节 电力系统,表1适用于比车间配电规模大的配电系统的计算负荷。
如果用需要系数法计算干线或分支线上的用电设备组,系数可适当取大当用电设备的总量不多时,可以认为KX =1需要系数与用电设备的类别和工作状态有极大的关系在计算时首先要正确判断用电设备的类别和工作状态,否则将造成错误第一节 电力系统,2.需要系数法,(3).需要系数的含义,求出有功计算负荷P30后,可以按照下式求出其余的计算负荷,即,无功计算负荷,视在计算负荷,计算电流,,,,,,,式中,——对应于用电设备组,的正切值;,——用电设备组的平均功率因数; UN ——用电设备组的额定线电压第一节 电力系统,2.需要系数法,如果只有一台三相电动机,其计算电流就取其额定电流,即,,负荷计算中常见的单位是:有功功率为kW,无功功率为kvar,视在功率为kVA,电流为A,电压为kV第一节 电力系统,2.需要系数法,例1 已知某建筑工地的临时用电设备,有电压为380V的三相电机7.5kW 3台,4kW 8台,1.5kW10台,1kW 51台求其计算负荷及计算电流第一节 电力系统,2.需要系数法,。












