電氣工程負(fù)荷計(jì)算

1、電氣工程負(fù)荷計(jì)算的有關(guān)問(wèn)題 著手進(jìn)行電氣工程設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)論是在方案、初步設(shè)計(jì)還是施工圖階段，負(fù)荷計(jì)算是一件首要的事情。變配電所的定位、數(shù)量及變壓器的大小與臺(tái)數(shù)首要依靠負(fù)荷計(jì)算；電氣系統(tǒng)中，各元器件及配線的選擇也往往首先依據(jù)負(fù)荷計(jì)算。因此，正確的負(fù)荷計(jì)算將給電氣工程設(shè)計(jì)帶來(lái)正確的參考“基點(diǎn)”。當(dāng)前，在電氣工程設(shè)計(jì)中常發(fā)現(xiàn)所做的負(fù)荷計(jì)算是有些問(wèn)題，引起電氣系統(tǒng)中的元器件或配電線路選擇過(guò)大或過(guò)小，使得業(yè)主浪費(fèi)投資或電氣系統(tǒng)不能正常工作而造成甚至很大的麻煩。現(xiàn)將電氣工程設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算涉及的有關(guān)概念歸納如下，供大家參考：一、 負(fù)荷計(jì)算的相關(guān)名詞與含義。1. 用電設(shè)備安裝容量指該電源所帶各用電負(fù)荷額定容量及合

2、計(jì)。單位為kW（千瓦），符號(hào)一般為：Pe。a. 若該線路上10kW、20kW、30kW各一臺(tái)，則用電設(shè)備安裝容量為60kW。b. 用電設(shè)備安裝容量總值是不分用電負(fù)荷是三相還是單相，均直接加上。c. 設(shè)計(jì)時(shí)，宜盡量將單相用電負(fù)荷在三相線路上平均分配。當(dāng)單相用電負(fù)荷各相總值在三相線路上不平衡時(shí)，參與計(jì)算負(fù)荷所采用的“安裝容量” 值應(yīng)取單相負(fù)荷最大相的三倍來(lái)算。d. 例如：某條線路上，A、B、C各單相負(fù)荷總值分別為：15、20和25kW，另三相用電設(shè)備總值為30kW時(shí)，該線路三相用電設(shè)備總安裝容量為：15+20+25+30=90kW；計(jì)算該三相線路負(fù)荷計(jì)算值時(shí)，參與計(jì)算的“安裝容量”應(yīng)為：3X25+

3、30=105kW。2. 同時(shí)系數(shù)指該電源線路上多組用電負(fù)荷設(shè)備同時(shí)使用或同時(shí)達(dá)到額定值的可能性，符號(hào)一般為：Kx。a. Kx如何取值一般在不少設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)中列有參考值。但應(yīng)注意它們所建議的Kx值是針對(duì)Pe集合值來(lái)說(shuō)的，還是針對(duì)Pjs集合值來(lái)說(shuō)的。b. Kx的取值一般小于1；對(duì)于單臺(tái)用電設(shè)備，Kx等于或大于1（大于1是因?yàn)橛秒娯?fù)荷運(yùn)行過(guò)程中沖擊電流較大、且沖擊的時(shí)間較長(zhǎng)）。3. 計(jì)算負(fù)荷指該電源線路掛上帶有所有用電負(fù)荷設(shè)備正常工作時(shí)，三十分鐘最大值。它分有功計(jì)算負(fù)荷Pjs，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Qjs和視在計(jì)算負(fù)荷Sjs。a. Pjs、Qjs和Sjs的關(guān)系就是直角三角形的三條邊的關(guān)系。Pjs和Qjs

4、是兩條直角邊、而Sjs就是斜邊。b. 選擇低壓開(kāi)關(guān)和配線大小、粗細(xì)時(shí)，Pjs值是最重要的參考數(shù)據(jù)之一。c. 為提高線路功率因數(shù)，選擇補(bǔ)償電容器容量大小時(shí)，Qjs值就起到了作用。d. 而Sjs值是選擇變壓器容量大小時(shí)的最重要的參考數(shù)據(jù)之一。3. 功率因數(shù)指該電源線路上多組用電負(fù)荷設(shè)備同時(shí)使用時(shí)，有功功率和無(wú)功功率所占的比例值的可能性，符號(hào)一般為：CosA。2. 其它系數(shù)線路負(fù)荷計(jì)算有多種算法，按照不同的負(fù)荷計(jì)算方法就有不同的系數(shù)。采用需要系數(shù)法時(shí)，用的是需要系Kx；采用利用系數(shù)法時(shí)，用的是利用系數(shù)Kl；采用二項(xiàng)式法時(shí)，用的是a和b系數(shù)；。（詳見(jiàn)有關(guān)參考書(shū)籍）二、常用的負(fù)荷計(jì)算方法。1. 需要系數(shù)

5、法依據(jù)此法選擇的變壓器容量比較切合實(shí)際；初步設(shè)計(jì)中常用此法。依據(jù)此法選擇的干、支線截面及其線路上的開(kāi)關(guān)和其它元器件往往偏小。2. 二項(xiàng)式法比較適合施工圖設(shè)計(jì)，依據(jù)法選擇的干、支線截面及其線路上的開(kāi)關(guān)和其它元器件比較此切合實(shí)際。依據(jù)此法選擇的變壓器容量往往偏大。由此可見(jiàn)，一般來(lái)說(shuō)，需要系數(shù)法用在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中選擇變壓器容量和變壓器低壓側(cè)總回路是比較適合的；而二項(xiàng)式法用在施工圖設(shè)計(jì)中選擇的干、支線截面及其線路上的開(kāi)關(guān)和其它元器件比較此切合實(shí)際的（利用系數(shù)法等其它方法請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)有關(guān)參考資料）。由于當(dāng)前設(shè)計(jì)實(shí)際所給時(shí)間等因素的影響，加之二項(xiàng)式法相對(duì)用起來(lái)復(fù)雜一些，可以說(shuō)多年以來(lái)，我院和較多兄弟院在

6、施工圖設(shè)計(jì)時(shí)往往采用算起來(lái)視乎簡(jiǎn)單一些的需要系數(shù)法了事。我認(rèn)為，這不是完全不可以，只是用在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)使用此法定Kx值時(shí)應(yīng)該慎重：在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中選擇變壓器容量和變壓器低壓側(cè)總回路時(shí)Kx值不要取太大；而在施工圖設(shè)計(jì)中選擇的干、支線截面及其線路上的開(kāi)關(guān)和其它元器件時(shí)Kx值不要取太小。三、使用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題。1. 住宅用電負(fù)荷計(jì)算時(shí)下，每戶(hù)用電負(fù)荷按住戶(hù)面積大小一般常定為：（4-6）kW（小戶(hù)型）；（8、9、10）kW（中戶(hù)型：面積為90-140平米）；或更大（大戶(hù)型）。需要明確的是：所說(shuō)的這些用電負(fù)荷是安裝容量，而非有功計(jì)算負(fù)荷。施工圖設(shè)計(jì)作負(fù)荷計(jì)算時(shí)，在相關(guān)設(shè)計(jì)

7、手冊(cè)上所查到的需要系數(shù)Kx是與此安裝容量Pe相乘后得出電源側(cè)上的有功計(jì)算負(fù)荷Pjs。例如：以某一戶(hù)的Pe按10kW來(lái)計(jì)，選擇電源側(cè)電度表、開(kāi)關(guān)及配線截面。其Pjs=Kx整定電流選40A、戶(hù)進(jìn)線選10平方毫米正好。每戶(hù)的Pe（比如選：10kW）值是指：設(shè)計(jì)者估計(jì)每戶(hù)所有用電設(shè)備的額定容量之和是10kW；每戶(hù)的Kx的大小是指：設(shè)計(jì)者估計(jì)每戶(hù)所有用電設(shè)備在通常狀況下（三十分鐘時(shí)段）所有用電設(shè)備中同時(shí)工作或同時(shí)運(yùn)行的有多少、或稱(chēng)為總電源側(cè)運(yùn)行容量可能會(huì)多大。若一梯四戶(hù)，每戶(hù)安裝容量相同的話(huà)，層總電源側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為：Pjsx=Kxx4Pjs=(4X6.7)Kxx。其中，Kxx為相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)上所指的四

8、戶(hù)需要系數(shù)。若采用Pjsx=Kxx4Pe來(lái)算就錯(cuò)了！單元、整棟樓電源側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷計(jì)算類(lèi)同層總電源側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷計(jì)算方法，不再贅述。2. 負(fù)荷計(jì)算的順序負(fù)荷計(jì)算應(yīng)從用電設(shè)備末端算起，再?gòu)闹Ь€算到干線，最后算到總電源側(cè)。3. 負(fù)荷計(jì)算的自我驗(yàn)證負(fù)荷計(jì)算結(jié)果是否正確往往是可以自我校驗(yàn)的。比方說(shuō)，施工圖設(shè)計(jì)的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果宜注意：越到電源末端越松，而越到總電源側(cè)越緊；但應(yīng)注意，支、干線不要太緊。又比方說(shuō)，一棟建筑物的總電源側(cè)或變壓器處的需要系數(shù)一般不宜大于0.5（在0.23-0.45之間比較合適；只有當(dāng)所有用電設(shè)備的額定容量中，最大的三臺(tái)超過(guò)總安裝容量的一半時(shí)，則按此三臺(tái)的安裝容量之和作為總電源側(cè)的P

9、js）。如果負(fù)荷計(jì)算從用電設(shè)備末端算起，判斷直到最后總電源側(cè)的Kx值大小；當(dāng)此數(shù)值在0.23-0.45之間時(shí)就是比較合適了；否則太大或偏小。當(dāng)然，還有許多其它方式可以判斷負(fù)荷計(jì)算是否正確，在此暫不逐一列舉。四、變壓器負(fù)荷率的問(wèn)題。1. 一般來(lái)說(shuō)，在我們所涉及的用電戶(hù)端供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，變壓器容量的選擇是人為設(shè)定的；它首先依據(jù)的是其下用電設(shè)備的運(yùn)行容量大小，然后“留有一定的裕量”。運(yùn)行容量和變壓器的比值稱(chēng)之為變壓器的負(fù)荷率。2. 變壓器的負(fù)荷率太高意味著變壓器更接近滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行、容易影響變壓器的壽命，或者易因過(guò)負(fù)荷而引起系統(tǒng)常常不能正常工作；負(fù)荷率過(guò)低則意味著變壓器在大馬拉小車(chē)、相應(yīng)開(kāi)關(guān)及線路截面過(guò)大、造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。3. 通常，考慮到留有一定的發(fā)展裕量，變壓器的負(fù)荷率的大小定在85-90%之間比較合適。留裕量的方法有多種：變壓器負(fù)荷率定低一點(diǎn)；預(yù)留變壓器