負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線電纜選擇.pdf

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1、《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》電子教材第一節(jié)負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線電纜選擇一、負(fù)荷計(jì)算（一）設(shè)備容量計(jì)算方法設(shè)備容量是把設(shè)備額定功率（用Pe’表示）換算到統(tǒng)一工作制下的額定功率，用Pe表示，有時(shí)也稱為設(shè)備的計(jì)算容量。對(duì)于不同工作制的用電設(shè)備，其設(shè)備容量可按如下方法確定。1．長(zhǎng)時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)設(shè)備的設(shè)備容量用電設(shè)備的容量等于銘牌標(biāo)明的額定功率Pe’（kW），即：P=P'（5—1）ee2．反復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備容量反復(fù)短時(shí)工作制下設(shè)備的工作時(shí)間較短。如起重類設(shè)備吊車的設(shè)備容量，就是將銘牌暫載率JC下的額定容量Pe’換算到暫載率JC25=25％時(shí)的額定容量，作為計(jì)算負(fù)荷，則JCP=P'=2

2、P'JC（5—2）eeeJC25【例5—1】某煉鋼廠有一起重機(jī)銘牌標(biāo)明的額定功率為30kW，暫載率為40%，求換算到JC25時(shí)的設(shè)備容量是多少？JC【解】P=P'=2P'JC=2×30×0.4=37.95kWeeeJC253．照明設(shè)備的容量（1）白熾燈、碘鎢燈的設(shè)備容量等于燈泡的額定功率P=P'（5—3）ee（2）熒光燈因考慮鎮(zhèn)流器中功率損失約為燈管額定功率的20％，故有P=1.2P'（5—4）ee（3）高壓汞燈、金屬鹵化物燈等設(shè)備因考慮鎮(zhèn)流器中功率損失約為燈泡額定功率的10％，故有P=1.1P'（5—5）ee4．不對(duì)稱單相負(fù)載的設(shè)備容量對(duì)多臺(tái)單相設(shè)備應(yīng)盡可能平均地接在

3、三相上，若單相設(shè)備不平衡度（即偏離三相平均值的大?。┡c三相平均值之比小于15%時(shí)，按三相平衡分配計(jì)算，見(jiàn)式（5—6a）。當(dāng)單相設(shè)備不平衡度與三相平均值之比大于15%時(shí)，按單相最大值功率的三倍計(jì)算，見(jiàn)式（5—6b）。工作時(shí)間很短的小容量設(shè)備的設(shè)備容量一般按零考慮，如電磁閥等可以忽略不計(jì)。-116-《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》電子教材P=P+P+P（5—6a）eUVWP=3P（5—6b）emax（二）計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷指的是導(dǎo)線、電纜和電氣設(shè)備(變壓器，斷路器等)中通過(guò)的功率和電流。該負(fù)荷不是恒定值，是隨時(shí)間而變化的變動(dòng)值。因?yàn)橛秒娫O(shè)備并不同時(shí)運(yùn)行，即使同時(shí)運(yùn)行，也并不是都能同時(shí)達(dá)到額

4、定容量。另外，各用電設(shè)備的工作制也各有不同，有長(zhǎng)期、短時(shí)、重復(fù)短時(shí)之分。在設(shè)計(jì)時(shí)，采用一個(gè)假定負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷來(lái)表征系統(tǒng)的總負(fù)荷。用計(jì)算負(fù)荷來(lái)選擇導(dǎo)線、電纜截面和電氣設(shè)備比較接近實(shí)際，因?yàn)橛?jì)算負(fù)荷的熱效應(yīng)與變動(dòng)負(fù)荷的熱效應(yīng)是相等的。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜選擇得過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，又將是電器和導(dǎo)線電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燒毀，同樣要造成損失。由此可見(jiàn)，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。計(jì)算

5、負(fù)荷的確定比較復(fù)雜，通常是用半小時(shí)平均負(fù)荷繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”作為計(jì)算負(fù)荷，如圖5—1所示。)(kWPMPPP024681012141618202224t(h)圖5—1日有功負(fù)荷曲線這樣確定的計(jì)箅負(fù)荷也有不足之處，對(duì)中小截面導(dǎo)線和電纜，其發(fā)熱時(shí)間常數(shù)T=10min，理論分析和實(shí)驗(yàn)證明，溫升曲線在3T=3×10=30min時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線溫升τ可達(dá)到穩(wěn)定溫升τw的97％。即只有持續(xù)30min以上的負(fù)荷值，才能構(gòu)成最大負(fù)荷值，如果負(fù)荷持續(xù)時(shí)間很短，導(dǎo)線還達(dá)不到穩(wěn)定溫2升，負(fù)荷就消失了。而對(duì)50mm以上的導(dǎo)線永遠(yuǎn)也達(dá)不到穩(wěn)定溫升，因?yàn)榘l(fā)熱時(shí)間常數(shù)T>10min，對(duì)電氣設(shè)

6、備也是如此。在這樣情況下，導(dǎo)線、電纜和電氣設(shè)備不可能充分利用。但目前還沒(méi)有足夠理論和科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)加以改變，有待進(jìn)一步研究。-117-《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》電子教材（三）確定計(jì)算負(fù)荷的方法常用確定計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便，適用于全廠和車間變電所負(fù)荷的計(jì)算，二項(xiàng)式法適用于機(jī)加工車間有較大容量設(shè)備影響的干線和分支干線的負(fù)荷計(jì)算，具體算法如下：1．需要系數(shù)法（1）單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單臺(tái)用電設(shè)備的設(shè)備容量P，就是計(jì)算負(fù)荷P，即ej1P=P（5—7）j1e對(duì)于需要計(jì)算有效率的單臺(tái)用電設(shè)備，如部分電動(dòng)機(jī)，則有PeP=（5—8）j1η式中，Pe

7、─電動(dòng)機(jī)銘牌額定容量，kW；η─電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷時(shí)的效率。（2）單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷工藝性質(zhì)相同的用電設(shè)備分組情況，見(jiàn)表5—1。每一組的用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷為Pj2=Kx∑Pe(5—9)式中，Kx──用電設(shè)備組的需要系數(shù)；P──該用電設(shè)備組的設(shè)備容量之和，kW?！芿需要系數(shù)Kx是考慮同組用電設(shè)備，不同時(shí)運(yùn)行、不同時(shí)達(dá)到滿載，以及設(shè)備效率、臺(tái)數(shù)、線損、勞動(dòng)組織等許多影響計(jì)算負(fù)荷的因素后，而歸并成的一個(gè)系數(shù)。是通過(guò)對(duì)各用電設(shè)備組進(jìn)行測(cè)試、調(diào)查、分析后制定的。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)多時(shí)，Kx可取小一點(diǎn)，當(dāng)臺(tái)數(shù)少時(shí)，可取大一點(diǎn)，當(dāng)只有一臺(tái)設(shè)備時(shí)Kx=1。