1、用電設(shè)備額定容量的計(jì)算 在每臺用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設(shè)備額定容量”，用Pe表示。,（1）長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量 Pe=PN （2）重復(fù)短暫工作制的設(shè)備容量 吊車機(jī)組用電動(dòng)機(jī)（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等 ）的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到=25%時(shí)的額定功率（kW），若其N不等于25%時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算，公式為: 電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到100%時(shí)的額定功率（kW）。若其銘牌暫載率N不等于100%

2、時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換算，公式為:,（3）電爐變壓器的設(shè)備容量 電爐變壓器的設(shè)備容量是指在額定功率因數(shù)下的額定功率（kW），即： Pe=PN=SNcos,（4）照明設(shè)備的設(shè)備容量 白熾燈、碘鎢燈設(shè)備容量就等于燈泡上標(biāo)注的額定功率（kW）； 熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈管功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍（kW）； 高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）； 金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時(shí)亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），故其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。,（5）不對稱單相負(fù)荷的

3、設(shè)備容量 當(dāng)有多臺單相用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負(fù)載不對稱情況。設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，在計(jì)算范圍內(nèi)，單相用電設(shè)備的總?cè)萘咳绮怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，可按三相對稱分配考慮，如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，則設(shè)備容量Pe 應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷的原則進(jìn)行換算。,設(shè)備接于相電壓或線電壓時(shí)，設(shè)備容量Pe的計(jì)算如下： 單相設(shè)備接于相電壓時(shí) Pe3Pem 式中Pe等效三相設(shè)備容量； Pem最大負(fù)荷所接的單相設(shè)備容量。 單相設(shè)備接于線電壓時(shí) 式中 Pel接于同一線電壓的單相設(shè)備容量。,返回目錄,按逐級計(jì)算法確定用戶的計(jì)算負(fù)荷,用戶負(fù)荷計(jì)算,1 供給單臺用電設(shè)

4、備的支線計(jì)算負(fù)荷確定（如圖中1點(diǎn)所示）,1,計(jì)算目的：用于選擇其開關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線截面積,若該設(shè)備確實(shí)無法達(dá)到額定工作狀態(tài)，可引入負(fù)荷系數(shù)計(jì)算；若該設(shè)備不存在效率問題，則Kd=1.,2. 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定,計(jì)算目的：用來選擇車間配電干線及干線上的電氣設(shè)備,4 車間變電所或建筑物變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷確定 計(jì)算目的：選擇車間變電所或建筑物變電所的變壓器容量,5 車間變電所或建筑物變電所高壓母線的計(jì)算負(fù)荷的確定 計(jì)算目的：以此選擇高壓配電線及其上的電氣設(shè)備,因?yàn)樽儔浩魃形催x出，所以變壓器損耗估算：,變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷,6 總降壓變電所二次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷確定,7 總降壓變電所高壓側(cè)的計(jì)算

5、負(fù)荷確定,線路損耗,總變壓器損耗,例 一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺共50kW；另接通風(fēng)機(jī)3臺共5kW；電葫蘆4個(gè)共6kW（FCN =40%）試求計(jì)算負(fù)荷。,解： 冷加工電動(dòng)機(jī)組： 查附錄表3可得Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73，因此 Pca(1)=KdPe=0.250 =10(kW) Qca(1)= P ca(1)tanwm=101.73=17.3 (kvar) Sca(1)= P ca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA),通風(fēng)機(jī)組： 查附錄表3可得Kd=0.70.8（取0.8），cos=0.8，tan=0.75，因此

6、Pca(2)=KdPe=0.85 =4(kW) Qca(2)= P ca(2)tanwm=40.75=3 (kvar) Sca(2)= P ca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA),電葫蘆：由于是單臺設(shè)備，可取Kd=1，查附錄表3可得cos=0.5，tan=1.73，因此 Pca(3)= Pe=3.79 =3.79(kW) Qca(3)= Pca(3)tanwm=3.791.73= 6.56(kvar) Sca(3)= Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA),取同時(shí)系數(shù)為0.9，因此總計(jì)算負(fù)荷為 Pca()Pca=0.9（10+4+3.79）=16.01(kW)

7、 Qca()Qca=0.9（17.3+3+6.56）=24.17(kW),為了使人一目了然，便于審核，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中常采用計(jì)算表格形式，如下表所示。,例 一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺共50kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有7.5kW2臺，4kW2臺，2.2kW8臺；另接通風(fēng)機(jī)2臺共2.4kW；電阻爐1臺2kW。試求計(jì)算負(fù)荷（設(shè)同時(shí)系數(shù)Kp、Kq均為0.9）。 解 查附錄表1可得 冷加工電動(dòng)機(jī)：Kd1=0.2，cos1=0.5，tg1=1.73 Pc1= Kd1Pe1=0.250=10kW Qc1=Pc1tg1=101.73=17.3kvar 通風(fēng)機(jī)：Kd2=0.8，cos2

8、=0.8，tg2=0.75 Pc2= Kd2Pe2=0.82.4=1.92kW Qc2=Pc2tg2=1.920.75=1.44kvar 電阻爐：因只1臺，故其計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量 Pc3=Pe3=2kW Qc3=0,例 試用二項(xiàng)式法來確定上例中的計(jì)算負(fù)荷。 解 求出各組的平均功率bPe和附加負(fù)荷cPx （） 金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)組 查附錄表1，取b1=0.14，c1=0.4，x1=5，cos1=0.5，tg1=1.73，x=5，則 (bPe)1=0.1450=7kW (cPx)1=0.4(7.52+42+2.21)=10.08kW （） 通風(fēng)機(jī)組 查附錄表1，取b2=0.65，c2=0.25，

9、cos2=0.8，tg2=0.75，x2=1，則 (bPe)2=0.652.4=1.56kW (cPx)2=0.251.2=0.3kW,（） 電阻爐 (bPe)3=2kW (cPx)3=0 顯然，三組用電設(shè)備中，第一組的附加負(fù)荷(cPx)1最大，故總計(jì)算負(fù)荷為 Pc=（bPe）i+（cPx）1=(7+1.56+2)+10.08=20.64kW Qc=（bPetg）I +（cPx）1 tan1 =(71.73+1.560.75+0)+10.081.73=30.72kvar 比較例2和例32的計(jì)算結(jié)果可知，按二項(xiàng)式法計(jì)算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果大得多?？梢姸?xiàng)式法更適用于容量差別懸殊的用電設(shè)

10、備的負(fù)荷計(jì)算。,2,2,（1）瞬時(shí)功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表(相位表)直接測量，亦可由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出(間接測量)：,瞬時(shí)功率因數(shù)用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況，以便采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。 （2）平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算：,（2-37）,(2-38),式中， 為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出； 為某一時(shí)間 內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。,我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低來調(diào)整。,工廠的功率因數(shù),最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷(即

11、計(jì)算負(fù)荷)時(shí)的功率因數(shù)，按下式計(jì)算：,我國電力工業(yè)部規(guī)定：除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，一般應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80及以上。,2無功功率補(bǔ)償 如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工無功功率補(bǔ)償。,(2-39),圖26 無功功率補(bǔ)償原理圖,功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。,由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置

12、以后，由于低壓側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且可減少用戶的電費(fèi)開支。 對于低壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，通常采用負(fù)荷側(cè)集中補(bǔ)償方式，即在低壓系統(tǒng)(如變壓器的低壓側(cè))利用自動(dòng)功率因數(shù)調(diào)整裝置，隨著負(fù)荷的變化，自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量。,3無功補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷確定 供配電系統(tǒng)在裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘浚囱a(bǔ)償后的總的無功計(jì)算負(fù)荷為：,在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qc來確定電容器的個(gè)數(shù)，即 計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù)n，對單相電容器(其全型號后標(biāo)“1”

13、者)來說，應(yīng)取3 的倍數(shù)，以便三相均衡分配，實(shí)際工程中，都選用成套電容器補(bǔ)償柜。,例題：如某一企業(yè)的計(jì)算負(fù)荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67，有功負(fù)荷系數(shù)為0.75。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9(在10kV側(cè)固定補(bǔ)償)，問需要裝設(shè)多大容量的并聯(lián)電容器？如果采用BWF10.5401 型電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？,功率因數(shù)補(bǔ)償方法,1 提高自然功率因數(shù),自然功率因數(shù)是指未裝設(shè)任何補(bǔ)償裝置的實(shí)際功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)，就是不添置任何補(bǔ)償設(shè)備，采取科學(xué)措施減少用電設(shè)備無功功率的需要量，使供電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。,合理選擇感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定容量，避免大功率電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)小負(fù)載運(yùn)行，盡量使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在經(jīng)

14、濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),合理配置工廠配電變壓器的容量和變壓器的臺數(shù)，是提高工廠功率因數(shù)的重要方法。,在不要求調(diào)速的生產(chǎn)工藝過程，選用同步電動(dòng)機(jī)代替感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，采用晶閘管整流電源勵(lì)磁，根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流。當(dāng)電網(wǎng)功率因數(shù)較低時(shí)，使同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在過勵(lì)狀態(tài)，同步電動(dòng)機(jī)向電網(wǎng)發(fā)送出無功功率，這是改善工廠電網(wǎng)功率因數(shù)的一個(gè)最好方法(在轉(zhuǎn)速較低的拖動(dòng)系統(tǒng)中，低速同步電動(dòng)機(jī)的價(jià)格比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)價(jià)格低，而且外形尺寸相對還要小些)。,2. 人工補(bǔ)償功率因數(shù),并聯(lián)電容器補(bǔ)償,即采用并聯(lián)電容器的方法來補(bǔ)償無功功率，從而提高功率因數(shù)。,(1) 有功損耗小，為0.25%0.5%，而同步調(diào)相機(jī)為1.5%

15、3%。 (2) 無旋轉(zhuǎn)部分，運(yùn)行維護(hù)方便。 (3) 可按系統(tǒng)需要，增加或減少安裝容量和改變安裝地點(diǎn)。 (4) 個(gè)別電容器損壞不影響整個(gè)裝置運(yùn)行。 (5) 短路時(shí)，同步調(diào)相機(jī)會(huì)增加短路電流，增大用戶開關(guān)的斷流容量，電容器無此缺點(diǎn)。 并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)： (1) 只能有級調(diào)節(jié)，不能隨無功功率變化進(jìn)行平滑的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 (2) 當(dāng)通風(fēng)不良及運(yùn)行溫度過高時(shí)易發(fā)生漏油、鼓肚、爆炸等故障。,動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償,同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償 同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償是在滿足生產(chǎn)工藝的要求下，選用同步電動(dòng)機(jī)，通過改變勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)和改善供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，有一些容量很大的沖擊性負(fù)荷(如煉鋼電爐、黃磷電爐、軋鋼機(jī)等

16、)，它們使電網(wǎng)電壓嚴(yán)重波動(dòng)，功率因數(shù)惡化。一般并聯(lián)電容器的自動(dòng)切換裝置響應(yīng)太慢，無法滿足要求。應(yīng)此，必須采用大容量、高速的動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置，如晶閘管開關(guān)快速切換電容器、晶閘管勵(lì)磁的快速響應(yīng)式同步補(bǔ)償機(jī)等。,解 （1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)： 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：,因此未考慮無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器的容量應(yīng)選擇為1250,（參見附表3）變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為,0.92。 因此，低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為,側(cè)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9，即,（2）無功補(bǔ)償容量 按相關(guān)規(guī)定，補(bǔ)償后變電所高壓,0.9。在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，因?yàn)榭紤]到變壓器的無功功率損耗 遠(yuǎn)大于有功功率損耗，所

17、以低壓側(cè)補(bǔ)償后的低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9。 這里取補(bǔ)償后低壓側(cè)功率因數(shù),例2-4 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有 功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè)) 的功率因數(shù)不低于0，9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè) 多少補(bǔ)償容量?并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化?,取,（參見附表3）。 補(bǔ)償后的工廠功率因數(shù)補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為,因此無功功率補(bǔ)償后的主變壓器容量可選為800,變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為,補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為,由此可見，補(bǔ)償后主變壓器的容量減少了450 ，不僅減少了投資，而且減少電費(fèi)

18、的支出，提高了功率因數(shù)。,Q30=（800-530）kvar+42.2kvar=312kvar,7 工廠年耗電量計(jì)算,利用有功和無功計(jì)算負(fù)荷：,為年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)，每周按五個(gè)工作日計(jì)，一班制可取2000h，兩班制可取4000h，三班制可取6000h。,例 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè))的功率因數(shù)不低于0，9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量?并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化? 若本題為兩班制生產(chǎn)，試求其年電能消耗量？,例 某廠擬建一降壓變電所，裝設(shè)一

19、臺主變壓器。已知變電所低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為 650kW無功計(jì)算負(fù)荷為800kvar。為了使工廠(變電所高壓側(cè))的功率因數(shù)不低于0，9，如在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需裝設(shè)多少補(bǔ)償容量?并問補(bǔ)償前后工廠變電所所選主變壓器的容量有何變化? 若本題為兩班制生產(chǎn)，試求其年電能消耗量？,工廠年有功耗電量 0.7*661kw*4000h=1.85*106KWh 工廠年無功耗電量 0.8*312kw*4000h=0.998*106Kvarh,取=0.7，=0.8，Ta=4000h,四、 變電站變壓器的選擇,1. 變壓器型式的選擇 變壓器的型式應(yīng)根據(jù)其使用環(huán)境來選擇。 （1）在有可燃性及爆炸性場所，要選

20、用符合要求的防爆型（隔爆型）變壓器； （2）在空間較小的車間內(nèi)可選用干式變壓器； （3）在使用環(huán)境較好的場所應(yīng)選用普通型的變壓器； （4）在新設(shè)計(jì)的變電所中盡可能地選用最新節(jié)能型的變壓器。 2. 變壓器容量及臺數(shù)的選擇 （1）變壓器臺數(shù)的確定 A、車間變電所變壓器臺數(shù)的確定 a、一般一個(gè)車間盡量選擇一臺變壓器；,b、如果一、二級負(fù)荷所占比例較大，應(yīng)選用兩臺變壓器，若能從鄰近用戶取得備用電源時(shí)，也可選用一臺變壓器。 B、企業(yè)總降壓變電所主變壓器臺數(shù)的確定 應(yīng)根據(jù)企業(yè)的負(fù)荷類型來確定。 a、對于中、大型企業(yè)或具有一、二級負(fù)荷的企業(yè)，一般選用兩臺變壓器，以保證對一、二級負(fù)荷供電的可靠性。 b、只有在

21、分期建設(shè)，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較具有優(yōu)越性，或兩臺大容量變壓器需增加限制短路電流的設(shè)備，以及6kV電網(wǎng)接地電流大于30A時(shí)，才考慮選用三臺變壓器，以便分期建設(shè)或分裂運(yùn)行。 當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障時(shí)，其余各臺變壓器應(yīng)能保證一、二類負(fù)荷用電。,（2）變壓器容量的確定,A、車間變電所變壓器容量的確定 可根據(jù)車間的計(jì)算負(fù)荷（若有無功補(bǔ)償應(yīng)為補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷）來確定。 不論選用一臺還是選用兩臺，其額定容量均按等于或略大于計(jì)算容量來選擇，即 SNTSca B、總降壓變電所中的主變壓器容量的確定 a、當(dāng)選擇一臺變壓器時(shí)，其額定容量按等于或略大于補(bǔ)償后的總計(jì)算容量來選擇，即 SNTSca b、當(dāng)選擇兩臺變壓器時(shí)，若同

22、時(shí)工作，每臺變壓器的額定容量應(yīng)按一臺故障后另一臺能負(fù)擔(dān)全部一、二類負(fù)荷來確定，即SNTksbSca Ksb 事故時(shí)負(fù)荷保證系數(shù)，由一、二級負(fù)荷所占比例決定,對兩臺變壓器（一般為等容量，互為備用）滿足條件： SNT0.7Sc且SNTSc+ Sc ,某一車間變電所（10kV/0.4 kV），總計(jì)算負(fù)荷為1350 kVA，其中一、二級負(fù)荷680kVA。試選擇變壓器的臺數(shù)和容量。 解： 根據(jù)車間變電所變壓器臺數(shù)及容量選擇要求，該車間變電所有一、二級負(fù)荷，故宜選擇兩臺變壓器。 任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，要滿足70%的負(fù)荷，即：,任一臺變壓器應(yīng)滿足,因此，可選兩臺容量均為1000 kV A的變壓器，具體型號

23、為 S9-1000/10 。,按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面,工廠負(fù)荷電流求出后，重要的問題之一就是選擇電力線路的導(dǎo)線截面和電纜截面。為了保證供電系統(tǒng)安全可靠優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，電力線路的導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足下列條件：,1 發(fā)熱條件要求：通過的計(jì)算電流所產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不超過正常運(yùn)行的允許最高溫度。 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：低壓動(dòng)力線和10KV以下的高壓線，一般按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線截面，再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損耗。,注意： 按照發(fā)熱條件選擇三相線路中的相線截面時(shí)，應(yīng)使其允許載流量Ial（就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)體能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過規(guī)定的最大電流）不小于通過相線的計(jì)算電流Ic，即Ial

24、 Ic,導(dǎo)體允許的截留量與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度不同時(shí)，則導(dǎo)體的允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù),按照工程經(jīng)驗(yàn)，對于銅導(dǎo)線可滿足發(fā)熱條件的要求。,按1mm2截面允許流過4A來選擇,2 滿足電壓損耗要求：導(dǎo)線和電纜在通過計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗值。,3 機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求：導(dǎo)線截面不小于最小允許截面。,4 滿足經(jīng)濟(jì)電流密度條件：能使線路的“年費(fèi)用支出”接近于最小而又適當(dāng)考慮節(jié)約有色金屬條件的導(dǎo)線和電纜的電流密度值。,計(jì)算公式：AJn=Ic/Jn Ic為計(jì)算電流 Jn經(jīng)濟(jì)電流密度,高壓配電線路的電壓損耗，不應(yīng)超過額定電壓的5%。 低壓配電線路的電壓損耗，不應(yīng)超過用電設(shè)

25、備的5%。 對照明電路（較高照明度），則為2%3% 達(dá)不到上述要求，則適當(dāng)加大導(dǎo)線和電纜截面，使之達(dá)到。,照明電路，一般按允許電壓損耗來選擇截面積，后再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。,按照GB50217-94推薦的計(jì)算公式為B=0.11Z+1.11N，其中B為年費(fèi)用支出，Z為線路投資費(fèi)用，N為線路年運(yùn)行費(fèi)用。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)線和電纜，稱經(jīng)濟(jì)截面AJn,35KV以上的高壓線，按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇經(jīng)濟(jì)截面，在校驗(yàn)發(fā)熱條件、允許電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度等。,長期運(yùn)行的低壓特大電流線路（例如電爐的短網(wǎng)和電解槽的母線）仍按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇。,二 按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面,導(dǎo)體的溫升,穩(wěn)定溫升,導(dǎo)體的

26、穩(wěn)定溫升取決于通入導(dǎo)體的電流。,導(dǎo)體的長期允許溫度al （allowable temperature) 對應(yīng)于導(dǎo)體長期允許溫度，導(dǎo)體中所允許通過的長期工作電流，稱為該導(dǎo)體的允許載流量Ial,導(dǎo)體的允許溫度與允許載流量,注意：導(dǎo)體的允許載流量，不僅和導(dǎo)體的截面、散熱條件有關(guān)，還與周圍的環(huán)境溫度有關(guān)。在資料中所查得的導(dǎo)體允許載流量是對應(yīng)于周圍環(huán)境溫度為0=25的允許載流量，如果環(huán)境溫度不等于25，允許載流量應(yīng)乘以溫度修正系數(shù)Kt。,導(dǎo)體型號與允許的溫度,油浸紙絕緣電力電纜與電壓等級有關(guān)：3KV以下80度，6KV為65度，10KV為60度，2035KV的為50度。,導(dǎo)體的允許溫度與允許載流量,對于電

27、纜，還應(yīng)當(dāng)考慮到電纜的敷設(shè)方式對散熱條件的影響。 如果幾根電纜并排直接埋于土中，由于電纜互相影響，使散熱條件變壞，其允許溫度還應(yīng)乘以并排修正系數(shù)Kp。 電纜埋于土中，土壤的熱阻系數(shù)不同于允許電流表中所指出的數(shù)值時(shí)，應(yīng)乘以土壤熱阻修正系數(shù)Ktr。 因此電纜的允許電流應(yīng)按下式計(jì)算：,電纜埋地多根并列時(shí)的載流量校正系數(shù) 電纜根數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 電纜外皮間距 100mm 1 0.9 0.85 0.8 0.78 0.75 0.73 0.72 200mm 1 0.92 0.87 0.84 0.82 0.81 0.8 0.79 300mm 1 0.93 0.9 0.87 0.86 0.85

28、 0.85 0.84,電纜在不同土壤熱阻系數(shù)時(shí)的載流量校正系數(shù),按允許載流量選擇導(dǎo)體截面,中性線（N線）截面的選擇 一般三相四線制線路要求中性線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即 對三相系統(tǒng)分出的單相線路或兩相線路，中性線電流與相線電流相等。因此，S0與S相等。 對三次諧波電流突出的線路，中性線電流可能會(huì)超過相線電流，因此中性線截面應(yīng)不小于相線截面。,三相相線截面的選擇 中性線和保護(hù)線截面的選擇,按允許載流量選擇導(dǎo)體截面,保護(hù)線（PE線）截面的選擇 當(dāng)S16mm2時(shí) 當(dāng)16mm2 S 35mm2時(shí) 16mm2 當(dāng)S 35mm2時(shí) 保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇 對三相四線制系統(tǒng)中，保護(hù)中性線兼有

29、中性線和保護(hù)線的雙重功能，截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足上述二者的要求，并取其中較大者作為保護(hù)中性線截面。,例1 有一條220/380V的三相四線制線路，采用BLV型鋁芯塑料線穿鋼管埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5。該線路供電給一臺40kW的電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)為0.8，效率為0.85，試按允許載流量選擇導(dǎo)線截面。,解 1.計(jì)算線路中的計(jì)算電流,2. 相線截面的選擇,因?yàn)槭侨嗨木€制線路，所以查4根單芯線穿鋼管的參數(shù)，查相關(guān)附錄表可得，4根單芯線穿鋼管敷設(shè)的每相芯線截面為35mm2的BLV型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為25時(shí)的允許載流量為83A，其正常最高允許溫度為65，即Ial=83A,導(dǎo)體的實(shí)際允許載流量為

30、,滿足允許載流量的要求,3. 保護(hù)線SPE的選擇,按SPE0.5S要求，選SPE=25mm2,線路的電壓損失不宜超過規(guī)定值 高壓配電線路的電壓損失一般不超過線路額定電壓的5； 低壓配電線路的電壓損失一般也不超過用電設(shè)備額定電壓的5； 視覺要求較高的照明線路，電壓損失不超過（23） 電壓損失不合格，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，直至滿足要求。,三 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面,線路電壓損失的計(jì)算 接有一個(gè)集中負(fù)載時(shí)線 路的電壓損失計(jì)算,注意：上式中 的單位是kV， 的單位是V，功率單位為kW和kvar,折算成線電壓,因?yàn)?接有多個(gè)集中負(fù)載時(shí)線路的電壓損失計(jì)算,分段計(jì)算 線路上總的電壓損失為,大寫的R、

31、X和L表示供電始端到各個(gè)負(fù)載點(diǎn)的電阻、電抗和長度。小寫的r,x和l表示干線各段的電阻、電抗和長度。,接有多個(gè)集中負(fù)載時(shí)線路的電壓損失計(jì)算,由此類推，若干線上有n個(gè)負(fù)載（n段），則總的電壓損失為：,r0,x0表示單位長度電阻，電抗。,直接計(jì)算 線路上總的電壓損失為,接有多個(gè)集中負(fù)載時(shí)線路的電壓損失計(jì)算,由此類推:若干線上有n個(gè)負(fù)載（n段）,則總的電壓損失為：,幾種特殊線路的電壓損失,若線路所接負(fù)載均為有功負(fù)荷，因其不存在無功功率，其電壓損失為U%=UR%。 線路的電抗很小可略去不計(jì)，如50mm2以下的電纜，此時(shí)UX也為零，即U=UR。 線路上接有均勻分布的負(fù)載，可以將分散的負(fù)載等效成一個(gè)接在這段

32、線路中點(diǎn)上的集中負(fù)載，該負(fù)載功率為分散負(fù)載功率之和。,L1,按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面,（1）先取導(dǎo)線或電纜的電抗平均值，610KV架空線取0.35/Km，35KV以上的架空線取0.4 /Km，低壓線路取0.3 /Km，穿管和電纜線路取0.08 /Km，求出無功負(fù)荷在電抗上引起的電壓損失：,（2）根據(jù) 求出此時(shí)的 。 有功負(fù)荷在電阻上引起的電壓損失， 線路的允許電壓損失。,（3）由 ，將 （式中 為導(dǎo)線的電導(dǎo)率）代入，可計(jì)算出導(dǎo)線或電纜的截面為： 并根據(jù)此值選出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)截面。 （4）根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)截面及敷設(shè)方式，查出r0和x0，計(jì)算線路實(shí)際的電壓損失，與允許電壓損失比較。如不大于允許電

33、壓損失則滿足要求，否則加大導(dǎo)線或電纜截面，重新校驗(yàn)，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。,例2 從某廠總降壓變電所架設(shè)一條10KV架空線路向車間1和車間2供電，各車間負(fù)荷及線路長度如圖所示。已知導(dǎo)線采用LJ型鋁絞線，全長截面相同，線間幾何間距為1m，線路允許電壓損失為5，環(huán)境溫度為25，按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面，并校驗(yàn)允許的載流量和機(jī)械強(qiáng)度。,0,1,2,3km,1.5km,800+j560 KVA,500+j200 KVA,解,（1）按允許電壓損失選擇截面,初設(shè)x0=0.35/km，則,查LJ50，單位長度阻抗分別為：r0=0.66 /km,x0=0.36 /km,實(shí)際電壓損失為：,所

34、選導(dǎo)線LJ-50滿足允許電壓損失要求,（2）校驗(yàn)允許載流量,查LJ50資料可知，在室外環(huán)境溫度為25 時(shí)，允許載流量為Ial=215A,線路上的最大計(jì)算電流為,(3) 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度,查資料，10KV架空鋁絞線的最小允許截面為35mm2，所以所選LJ50滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。,例題,解 （1）先按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面,設(shè)線路AB段和BC段選取同一截面LJ型鋁絞線，初取x00.35/km，則有,設(shè)有一回10kV LJ型架空線路向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，線路長度和負(fù)荷情況如圖所示。已知架空線線間間距為1m，空氣中最高溫度為37，允許電壓損失 5，試選擇導(dǎo)線截面。,5,于是可得,選取LJ-70導(dǎo)線，查附錄表1

35、9可得：r00.46/km，x00.344/km。將參數(shù)代入式（3-7）可得,r00.564/km,滿足電壓損失要求。,（2）按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn),導(dǎo)線最大負(fù)荷電流為AB段承載電流，其值為,查附錄表9，得LJ-70導(dǎo)線在40條件下載流量為215A，大于導(dǎo)線最大負(fù)荷電流，滿足發(fā)熱條件。,（3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度,10kV架空線路鋁絞線的最小截面為35mm2，因此，所選LJ-70導(dǎo)線也是滿足機(jī)械強(qiáng)度要求的。,四 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面,電力線路傳送電能時(shí)，會(huì)產(chǎn)生功率損耗和電能損耗。損耗的大小及費(fèi)用都與導(dǎo)線或電纜的截面大小有關(guān)。,選擇原則從兩方面考慮： 1. 選擇截面越大，電能損耗就越小，但線路投資、有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用就越高； 2. 截面選擇小，線路投資、有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗大。 從全面的經(jīng)濟(jì)效益考慮，使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用符號Sec表示。 對應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用符號jec表示。,經(jīng)濟(jì)電流密度Jec與年最大負(fù)荷利用