大型用电设备供配电设计方案优选研究

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1、大型用电设备供配电设计方案优选研究　　摘要：本文介绍大型用电设备的供配电设计，对大型设备的开关整定和计入变压器的负荷计算进行探讨，并结合项目运行的实际情况进行分析，合理选择和确定变压器的容量。关键词：大型用电设备；制冷机组；需要系数；功率因数；变压器容量中图分类号：U224文献标识码：A文章编号：一、引言随着建筑行业的不断发展，大型建筑及城市综合体不断涌现，大容量的用电设备不断使用。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16–2008第3.4.2条，当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10(6)kV供电；当用电设备总容量在250kW以下或变

2、压器容量在160kVA以下时，可由低压供电。由于供电条件、使用习惯、运营维护的条件要求、市场因素、设备自身情况等因素的影响，民用建筑中依然有一定的大容量设备（超过250kW，主要以制冷机组为主）采用0.38kV供电。由于设备容量较大，对变压器容量的选取影响较大，正确合理的选择变压器容量，可以使电气设计更加安全可靠、经济合理、节能环保。7二、含大容量设备的变压器容量选取变压器的容量的确定需要经过负荷计算，负荷计算方法有很多，一般采用以下3种方法：1）单位面积功率法和单位指标法；一般多在可行性研究阶段和方案阶段采用，主要是针对规划功能已初步确定或建筑主体功能形式已确定，但内部具

3、体划分未明确的情况。2）需要系数法；用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。目前工程项目多采用需要系数法，计算比较简便，尤其是变电所和配电所的设计。3）利用系数法；采用利用系数求出用电设备组在最大负荷班内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，这种计算方法是以概率论和数理统计为基础，计算结果与实际情况比较接近。但由于计算较繁琐，使用不很普遍，在工业设计中还有采用。民用建筑中，容量较大的负荷主要是冷水机组，由于采用高压机组在多方面有一定局制性，因此低压机组仍大量使用，有些甚至用到1200冷吨，输入功率接近750kW，这

4、给变压器的选择带来了一定的难度，采用需要系数法进行负荷计算，7:视在功率，单位kVA:有功功率，单位kW:无功功率，单位kvar：用电设备功率因数角相对应的正切值。：用电设备额定电压（线电压）kV：计算电流A。其中需要系数和功率因数的选取，对负荷计算的起着重要的作用。功率因数和需要系数的选取：在《工业与民用配电设计手册》第三版表1-2民用建筑用电设备的、及表中，冷冻机的需要系数为0.85~0.90，功率因数为0.8；表1-3旅游宾馆用电设备的、及表中冷水机组的需要系数为0.65~0.75，功率因数为0.8；同时对于台数较少（4台及以下）的用电设备又补充说明，3台及2台用电设

5、备的计算负荷，取各设备的功率之和，4台用电设备的计算负荷，取设备计算之和乘以0.9的系数。在《民用建筑电气设计手册》第二版表2.5.3-1各类设备负荷需要系数及功率因数表中，冷冻机房（1~3台）的为1~3台需要系数为0.9~0.7，功率因数为0.8~0.85；大于3台时需要系数为0.7~0.6，为0.8~0.85。7在《全国民用建筑工程设计技术措施-电气》表2.7.7需要系数及功率因数表中，冷冻机（1~3台）的为1~3台需要系数为0.9~0.7，功率因数为0.8~0.85；大于3台时需要系数为0.7~0.6，为0.8~0.85。并在注1中说明一般电力设备为3台及以下时，需要

6、系数宜取为1。结合上述设计手册及技术措施的相关参数，空调冷水机组的功率因数基本上均选为0.8，且3台以上的设备需要系数的选取基本上都能满足要求，3台以下时，需要系数的选取不同，对变压器的容量影响就比较大。这些设备在计算单独设备的开关整定时，可先根据上面所述的负荷计算公式进行计算，并应采用产品样本中额定电流和启动电流进行整定和校验，在实际校核中7，功率因数选择0.8的情况下，乘以0.9的需要系数，通常与产品样本的额定电流接近。在计入变压器容量时，因为制冷机组和水泵等在计算轴功率时考虑了安全系数，空调专业设计中计算的空调负荷又是最热月的峰值负荷，按计算值选取设备时又选取相近而又

7、偏大的电动机容量，所以即使在设备满负荷运行时，设备的负载率也不会超过75%，如果按照设计手册的要求，不需选择需要系数（也就是需要系数实际为1），实际选择的变压器容量会有较大的余量。因此在计算变压器容量时，不论台数的多少，均可直接乘以需要系数，空调的峰值负荷仅在最热月阶段部分时间的一定时段内出现，其余时间内均不能达到峰值负荷，季节过渡期空调负荷甚至会很低，而变压器具有一定的过载能力，短时间的过载是能满足要求的。实际证明该运行方式是可行的。选择小一些容量的变压器，可以降低初投资，减少运营成本，同时更节能环保，更符合节约