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1、刘美菊刘美菊电气教研室（丁电气教研室（丁1-3021-302）建筑供配电课时：课时：(72+8)学时学时学分：学分：5考核方式：平常考核方式：平常+试验试验+考试考试要求：出勤要求：出勤+记笔记记笔记+作业作业后续内容：实习后续内容：实习+课设课设+毕业设毕业设计计课程支配及要求1.专业课与基础课的区分专业课与基础课的区分2.课程性质（与限制类课程不同）课程性质（与限制类课程不同）3.工厂供电和建筑供配电区分工厂供电和建筑供配电区分4.建筑供配电和电力系统建筑供配电和电力系统几个区分绪论绪论(1)负荷计算负荷计算(2)变电所变电所(3)配电网络配电网络(4)短路电流计算短路电流计算(5)电气设
2、备选择电气设备选择(6)主要内容继电爱护继电爱护(7)自动装置与监控系统自动装置与监控系统(8)过电压及接地过电压及接地(9)无功功率补偿无功功率补偿(10)临时用电临时用电(11)照明（自动化）照明（自动化）第一章第一章 绪绪 论论第一节第一节 建筑供配电系统建筑供配电系统相识电能相识电能电能：清洁、便于输送和安排、易电能：清洁、便于输送和安排、易于转换为其它的能源、便于限制、于转换为其它的能源、便于限制、管理，易于实现自动化。管理，易于实现自动化。电能是目前国民经济各部门和社会电能是目前国民经济各部门和社会生活的主要能源和动力生活的主要能源和动力一、供电发展概况（教材外学问）19世纪世纪9
3、0年头前：工业生产基本上靠蒸汽年头前：工业生产基本上靠蒸汽机、水力机或风力机作为动力基础；机、水力机或风力机作为动力基础；19世纪世纪90年头年头：电力、电器制造和电力工：电力、电器制造和电力工业起先兴起；业起先兴起；19世纪末世纪末：生产机械起先改用电力拖动，：生产机械起先改用电力拖动，但电能无法实现远距离输送，电能靠自备小型但电能无法实现远距离输送，电能靠自备小型发电机就地产生和供应；发电机就地产生和供应；20世纪初世纪初：变压器技术得到突破，电能远：变压器技术得到突破，电能远距离输送的理论和技术得到解决，大型发电厂距离输送的理论和技术得到解决，大型发电厂建立在燃料或水源丰富的地区；建立在
4、燃料或水源丰富的地区；20世纪世纪30年头：大型电网形成，高压输电、年头：大型电网形成，高压输电、低压配电理论和技术得到推广和应用；低压配电理论和技术得到推广和应用；目前：电网规模越来越大，输电电压等级越目前：电网规模越来越大，输电电压等级越来越高，供电牢靠性、供电质量越来越好，朝来越高，供电牢靠性、供电质量越来越好，朝着无油化、无触点和远距离限制的方向着无油化、无触点和远距离限制的方向由发电厂电能产生；发电厂距离城市和工矿企业可能很远，于是产生电能输送问题；到达城市和工矿企业后，由于用户或车间分布广泛，又有电能安排问题；最终是用户设备的电能运用问题。二、电力系统的基本概念二、电力系统的基本概
5、念 1.电力系统电力系统2.明确两个概念明确两个概念变电所（站）：由受电装置、变压器和配电装变电所（站）：由受电装置、变压器和配电装置组成。置组成。(接受电能、变换电压和安排电能）接受电能、变换电压和安排电能）配电所（开闭所）：只有受电和配电装置，无配电所（开闭所）：只有受电和配电装置，无变压器。（接受电能和安排电能）变压器。（接受电能和安排电能）220500KV3.1515.75KV升压变电站升压变电站220500KV地区降压变电站35110KV大型建筑变电站楼宇变电站3，6，10KV配电站水力发电厂火力发电厂v3.电力系统示意图电力系统示意图大型、特大型建筑：大型、特大型建筑：设总降压站和
6、楼宇小变电站（35110KV进线）中型建筑：中型建筑：设高压配电站和楼宇小变电站（610KV进线）（我校属于此类）小型建筑：小型建筑：只设楼宇小变电站（610KV进线）100KW以下建筑：以下建筑：不设变电站，只设一个低压配电室三、建筑供配电系统三、建筑供配电系统平安：在电能的供应、安排和运用中，不应发生人身事 故和设备事故。牢靠：应满足用电设备对供电牢靠性的要求。优质：应满足用电设备对电压和频率等供电质量的要求。经济：供配电应尽量做到投资省，年运行费低，尽可能削减有色金属消耗量和电能损耗，提高电能利用率。四、对供配电系统的基本要求四、对供配电系统的基本要求其次节其次节 电力系统额定电压电力系
7、统额定电压 1.电力系统有标准电压等级电力系统有标准电压等级 电气设备、发电机和用电设备都有各电气设备、发电机和用电设备都有各个等级的额定电压。个等级的额定电压。2.划分依据划分依据 国民经济发展须要，经济技术上的合理国民经济发展须要，经济技术上的合理性，电机、电器制造技术水平，参考国外标性，电机、电器制造技术水平，参考国外标准。准。3.为什么发电机、变压器一、二次侧额定电压为什么发电机、变压器一、二次侧额定电压与电网和用电设备的额定电压不一样与电网和用电设备的额定电压不一样？因为线路上会产生电压损失，为了补偿因为线路上会产生电压损失，为了补偿该损失，运用电设备获得额定电压。该损失，运用电设备
8、获得额定电压。（1）发电机额定电压高出电网）发电机额定电压高出电网5%（2）第三节第三节 建筑供配电的负荷定级及其对供建筑供配电的负荷定级及其对供电的要求电的要求1.一级负荷一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上、经济上造成重大损中断供电将在政治上、经济上造成重大损失者失者;当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等状当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等状况的负荷，以及特殊重要场所的不允许中断况的负荷，以及特殊重要场所的不允许中断供电的负荷，称为特殊重要的负荷。供电的负荷，称为特殊重要的负荷。一级负荷应由两个独立电源供电。特殊重要一级负荷应由两个独立电源供电。特
9、殊重要的负荷要增设应急电源（发电机、干电池或的负荷要增设应急电源（发电机、干电池或蓄电池等）蓄电池等）（独立电源：来自不同电网的电源，一个因（独立电源：来自不同电网的电源，一个因故障停电另一个不受影响）故障停电另一个不受影响）2.二级负荷二级负荷（多数工业单位属于此级）中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者；中断供电系统将影响重要用电单位正常工作的负荷者；中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱者。二级负荷应由两回线路供电二级负荷应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台。（两回线路尽可能取自不同变压器）3.三级负荷三级负荷 不属于一级和二级负荷者。对一些非连续不属
10、于一级和二级负荷者。对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或造性生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量产品报废的用电设备，以及一般民用成少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属三级负荷。建筑的用电负荷等均属三级负荷。三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般由三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般由单回电力线路供电。单回电力线路供电。第四节第四节 建筑供配电设计的内容、程序和建筑供配电设计的内容、程序和要求（自学）要求（自学）1.设计内容设计内容 六个方面，后面详讲2.设计程序设计程序 方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段3.设计要求设计要求 后面详讲第一章作业：第一章作
11、业：1.电力系统的基本组成电力系统的基本组成2.对供配电系统的基本要求对供配电系统的基本要求3.发电机、变压器二次电压与线路额定定的关系发电机、变压器二次电压与线路额定定的关系4.负荷等级划分及各级负荷对供电的要求负荷等级划分及各级负荷对供电的要求第三节第三节 负荷曲线及计算负荷负荷曲线及计算负荷一、负荷曲线一、负荷曲线负荷曲线：电力负荷随时间变更的图形。负荷曲线：电力负荷随时间变更的图形。（反映了用户的用电特点和规律）。（反映了用户的用电特点和规律）。1.日负荷曲线：负荷在一昼夜（日负荷曲线：负荷在一昼夜（024h）内变）内变更的变更曲线。更的变更曲线。制作：每半小时记录一次电表读数，计算平
12、制作：每半小时记录一次电表读数，计算平均功率，做负荷曲线。均功率，做负荷曲线。2.年负荷曲线：年负荷曲线：依据典型夏日和冬日负荷曲线，按负荷大小依依据典型夏日和冬日负荷曲线，按负荷大小依次绘制。次绘制。1.年最大负荷年最大负荷Pm和年最大负荷小时数和年最大负荷小时数Tm（1）年最大负荷）年最大负荷Pm 一年里,最高日负荷曲线中，30分钟内的平均功率最大值，也被称为30分钟最大负荷P30（2）年最大负荷利用小时）年最大负荷利用小时Tm 若负荷以年最大负荷Pm持续运行一段时间，所消耗的电能恰好等于该负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时数，表示为Tm。二、与负荷计算有关的几个物理量
13、二、与负荷计算有关的几个物理量 2.平均负荷和负荷系数（1）平均负荷Pav 指电力负荷在确定时间内消耗的功率的平均值。（2）负荷系数 平均负荷与最大负荷的比值。3.需用系数Kd（从电网实际取用的功率与设备组设备功率之比）最大负荷与设备容量总和的比值。4.利用系数Ku 平均负荷与设备容量总和的比值。例例2-1：某汽车制造厂全厂计算负荷，求该厂全：某汽车制造厂全厂计算负荷，求该厂全年有功及无功电量须要量是多少？年有功及无功电量须要量是多少？解：查表解：查表2-2得有功的得有功的Tm=4960(h),可得全年有可得全年有功电能须要量功电能须要量Wp为：为：全年查表全年查表2-2得无功的得无功的Tm=
14、5240(h),有功电能须有功电能须要量要量Wq为：为：例例2-2:某工厂最大工作班的负荷曲线如图某工厂最大工作班的负荷曲线如图2-4所所示，全厂设备额定功率为示，全厂设备额定功率为60KW，是求该厂有，是求该厂有功计算负荷，负荷系数，需用系数和利用系数功计算负荷，负荷系数，需用系数和利用系数各是多少？各是多少？（22页）页）需用系数法需用系数法1.单台设备的计算负荷单台设备的计算负荷(G)2.用电设备组的负荷计算用电设备组的负荷计算(F)3.低压干线低压干线(E)4.低压母线低压母线(D)5.高压输线高压输线C、高压母线、高压母线B和高压进线和高压进线AABCDEMGF三、二项式法三、二项式
15、法1.同一工作制单组用电设备组的计算负荷同一工作制单组用电设备组的计算负荷2.不同工作制的多组用电设备组的计算负荷不同工作制的多组用电设备组的计算负荷设有不同类型的m个用电设备组四、民用建筑负荷计算（自学）四、民用建筑负荷计算（自学）（28页页34页）页）五、单相负荷计算五、单相负荷计算单相负荷：电炉、电灯等单相负荷：电炉、电灯等为使三相电路导线截面和供电设备选为使三相电路导线截面和供电设备选择经济合理，单相用电闲逛设备尽可择经济合理，单相用电闲逛设备尽可能匀整地安排在三相电路上。能匀整地安排在三相电路上。负荷计算表表22 室内各室内各设备设备的的额额定功率及需用系数表定功率及需用系数表回路回
16、路用用电设电设备备功率功率（W W）需用系数需用系数KdKdcos卫卫生生间间回路回路热热水器水器200020000.650.651.01.0厨房回路厨房回路油烟机油烟机1001000.50.51.01.0洗衣机洗衣机3003000.550.550.80.8微波炉微波炉150015000.70.71.01.0一般插一般插座座1001000.60.60.70.7空空调调回路回路空空调调100010000.750.750.80.8一般插座回一般插座回路路电视电视2002000.50.50.70.7电电冰箱冰箱2002000.50.50.70.7电脑电脑及及其附件其附件4004000.550.550
17、.80.8一般插一般插座座1001000.60.60.70.7插座分四个回路：厨房回路，这个回路设置了四个插座分四个回路：厨房回路，这个回路设置了四个插座，分别供油烟机（插座，分别供油烟机（100W）、微波炉）、微波炉（1500W）、电饭煲（）、电饭煲（1000W）和一般炊具）和一般炊具（300W）运用。空调回路，这个回路设置了两个）运用。空调回路，这个回路设置了两个插座，这两个插座选用插座，这两个插座选用1000W的功率，分别安置的功率，分别安置在主卧房和客厅。卫生间回路，这个回路设置了三在主卧房和客厅。卫生间回路，这个回路设置了三个插座，分别供电热水器（个插座，分别供电热水器（2000W）
18、、洗衣机）、洗衣机（300W）和排气扇（）和排气扇（30W）运用。还有就上一般）运用。还有就上一般插座（插座（100W）回路，这个回路大多是一般设备的）回路，这个回路大多是一般设备的插座，须要留意的是，设计中在书房安装了电脑插插座，须要留意的是，设计中在书房安装了电脑插座，在主卧房和客厅安装了电视插座，在餐厅安装座，在主卧房和客厅安装了电视插座，在餐厅安装了电冰箱插座。了电冰箱插座。厨房回路：厨房回路：Pc=1000.5+15000.7+10000.85+3000.75=2175W Ic=Pc/（Uc*cos）=2175/(2200.8)=12.4A空调回路：空调回路：Pc=20.751000
19、=1500W Ic=Pc/（Uc*cos）=1500/(2200.8)=9.1A卫生间回路：卫生间回路：Pc=20000.65+3000.55+300.6=1483W Ic=Pc/（Uc*cos）=1483/165=9A一般插座回路：一般插座回路：Pc=31000.6+4000.55+1000.6+21000.6+2000.5+2000.5+31000.6+2000.5+21000.6=1180WIc=Pc/（Uc*cos）=1180/165=7.2A照明回路照明回路Pc=346.5W，Ic=2.1A所以此用户用电的总有功功率所以此用户用电的总有功功率Pc=2175+1500+1483+118
20、0+346.5=6648.5W Ic=12.4+9.1+9+7.2+2.1=39.8A依据计算结果，给用户设置一个依据计算结果，给用户设置一个8Kw的户配电箱，的户配电箱，导线选用导线选用BV-500-（30.6）-G32-WC型号。型号。1、某工厂的机加车间，设备的额定电、某工厂的机加车间，设备的额定电压为压为380V，主要设备为机床电动机，主要设备为机床电动机，30Kw1台，台，20Kw 3台，台，10Kw 4台，台，5Kw 8台，台，3Kw 5台，请用需用系数法台，请用需用系数法和二项式法求和二项式法求Pc，Qc，Sc，Ic。（Kd=0.16 b0.14 c0.4 x5 cos0.5）2
21、.已知某车间装有冷加工机床用电动机已知某车间装有冷加工机床用电动机18台，共台，共70KW（Kd1=0.2，cos10.5，tg11.73）；又装有通风机）；又装有通风机用电动机用电动机4.5KW两台两台(Kd2=0.8，cos20.8，tg20.75)；还有电；还有电阻干燥箱一台阻干燥箱一台,3KW(Kd3=0.7)；各种用；各种用电设备的同期系数电设备的同期系数K=0.8，全部电动，全部电动机均为长期工作制，设备的额定电压机均为长期工作制，设备的额定电压为为380V，请用需用系数法求，请用需用系数法求Pc，Qc，Sc，Ic。3.某生产车间冷加工机床组，设备某生产车间冷加工机床组，设备的额定
22、电压为的额定电压为380V，电动机有，电动机有22Kw2台，台，16Kw 2台，台，10Kw 4台，台，6Kw 8台，台，3Kw 5台，请用需用系台，请用需用系数法和二项式法求数法和二项式法求Pc，Qc，Sc，Ic。（。（Kd=0.16 b0.14 c0.4 x5 cos0.5）4、某变压器额定容量、某变压器额定容量1000KVA，一次电压为一次电压为10Kv，二次电压为，二次电压为0.4Kv，低压侧有功计算负荷为，低压侧有功计算负荷为600Kw，无功功率计算负荷为，无功功率计算负荷为330Kvar。P O.T 2Kw，PCU.N.T 13.7Kw，I O.T%2.8，uk%5，求高压侧有功和
23、无功计，求高压侧有功和无功计算负荷。算负荷。其次章其次章 总结总结1.负荷计算的内容包括：负荷计算的内容包括：计算负荷、尖峰负荷和平均负荷。计算负荷、尖峰负荷和平均负荷。2.用电设备按工作制分类：用电设备按工作制分类：连续运行工作制、短时工作制和反复短时工作连续运行工作制、短时工作制和反复短时工作制。制。3.负荷计算的步骤：负荷计算的步骤：从负荷从负荷(末末)端起先，逐级计算到电源端起先，逐级计算到电源(首首)端。端。4.需用系数：指的是用电设备组的最大有功负荷需用系数：指的是用电设备组的最大有功负荷与设备容量之比。与设备容量之比。5.计算负荷的物理意义：按这个计算负荷持续运计算负荷的物理意义
24、：按这个计算负荷持续运行所产生的热效应与按实际变动负荷长期运行所行所产生的热效应与按实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相同。产生的最大热效应相同。6.年最大负荷利小时数：年最大负荷利小时数：指负荷以年最大负荷持续运行一段时间后消耗的电能恰好等于该负荷全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时数。7.线损率线损率 供电损耗占供电的百分比。供电损耗包括供电线路损耗和变压器损耗。8.变压器的有功损耗变压器的有功损耗 包括空载损耗（铁耗）和短路损耗（铜耗）9.负荷系数：负荷系数：最大工作班内平均负荷与最大负荷之比。10.负荷计算法：负荷计算法：需用系数法 单用电设备组：多用电设备组：二项式法 单用电设备组