利用電子表格進行電氣負荷計算要注意的問題

利用電子表格進行電氣負荷計算要注意的問題簡介：本文對利用電子表格實現(xiàn)電氣負荷計算的技術(shù)及技巧問題進行了簡明的敘述。

關(guān)鍵字：負荷計算電子表格參差分布系數(shù)1、負荷計算引用的公式參數(shù)應完整準確Excel電子表格根據(jù)輸入的公式和基本參數(shù)進行自動計算,所以基本計算公式的選用一定要完整準確,公式中各計算量的量綱必須統(tǒng)一，以免計算出錯誤的結(jié)果。以郭文的表格為例(見附表一),讀者在閱讀Excel公式J16=1.52*I16時,可能納悶系數(shù)1.52的由來。應該注意到郭文引用的基本公式（4）,Ijs（A）=Sjs（KV·A）/（1.732*0.38KV）≈1.52*Sjs（KV·A）。但是，讀者應該明白：此公式用于計算J16的結(jié)果是錯誤的！因為I16是計及變壓器損耗后折算至高壓10KV側(cè)的計算負荷Sjs（KV·A），對應的電壓怎么會是380V呢？可以斷定：J16=1371.9A是錯誤數(shù)據(jù),毫無意義。而利用公式（4）計算J12和J14的值則有積極意義,從表格可以直觀的看出：在變壓器低壓側(cè)母線采用無功功率集中補償措施后,因無功電流下降,因此總的電流將大幅度下降，變壓器負載能力提高,無功補償?shù)囊饬x顯而易見。另外,表中的E16=G16/I16是由基本公式COSφ=Pjs（KW）/Sjs（KV·A）運算出來的。2、負荷計算引用的系數(shù)力求合理筆者注意到:郭文計算的變壓器負載率為0.9,不符合電氣設(shè)計經(jīng)濟合理的原則。在業(yè)界,大家公認的變壓器負載率宜在75%～85%之間。經(jīng)過計算和經(jīng)濟技術(shù)指標對比分析,《現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計實用指南》指出：“計及初裝費、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項運行費用,又要使變壓器在使用期內(nèi)預留適當?shù)娜萘?變壓器的負載率應在75%～85%為宜。”那么,郭文的計算結(jié)果為什么是0.9呢?筆者詳細的推敲了郭文引用的基本計算公式,特別是計算電力變壓器的有功及無功功率損耗的公式。筆者注意到郭文引用了《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》的（1-46）及（1-47）式,并且手冊指出這兩個公式運用的前提是“變壓器負荷率不大于85%”。可見,郭文的引用的基本計算公式也是正確的。筆者只有去推敲郭文的計算表格,注意到其有功功率同期系數(shù)K∑p和無功功率同期系數(shù)K∑q分別為0.95、0.9,這兩個系數(shù)是否合適呢?筆直通過手冊查找數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》和《民用建筑電氣設(shè)計手冊》數(shù)據(jù)一致,K∑p取值為0.8～0.9,K∑q取值為0.93～0.97?！冬F(xiàn)代建筑電氣設(shè)計實用指南》（本手冊稱作“有功參差系數(shù)ηp”和“無功參差系數(shù)ηq”）表2-28顯示：當設(shè)備容量∑Pe在1000～1500KW時,ηp和ηq分別為0.95、0.97；當設(shè)備容量∑Pe在1500～2000KW時,ηp和ηq分別為0.9、0.95；當設(shè)備容量∑Pe≥2000KW時,ηp和ηq分別為0.85、0.9。筆者再查閱了一些工程設(shè)計計算書,發(fā)現(xiàn)K∑p和K∑q的取值規(guī)律與手冊相同。因此，郭文表格中K∑p和K∑q的取值是不恰當?shù)模瑧撚枰约m正，只要無功補償容量作相應的調(diào)整，變壓器的負載率就會在合理范圍內(nèi)。采用需要系數(shù)法計算負荷時,電氣設(shè)計人員還應根據(jù)不同的電氣裝置或建筑物的類型按設(shè)計手冊合理選取需要系數(shù)Kx的值,以滿足經(jīng)濟技術(shù)指標要求。3、無功補償容量宜通過計算確定郭文末尾提到“可以動態(tài)的看到給出不同Qc值時補償后COSΦ的變化情況”,也有人認為“補償容量根據(jù)經(jīng)驗定”,這種提法不太恰當。姑且不說初學者缺乏這方面的經(jīng)驗值，規(guī)范也不允許經(jīng)驗確定。《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50052-95》第5.0.4條指出：“無功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法確定?！蓖瑫r，該規(guī)范第5.0.5條及5.0.6條對無功功率補償裝置的投切方式作了規(guī)定，所以應該具體問題具體分析，不能不加分析的全采用自動投切方式。眾所周知，無功補償裝置若采用自動投切方式，雖然不會出現(xiàn)過補償?shù)磺‘?，最合理的方式是一部分采用固定補償，而另一部分采用自動補償則較經(jīng)濟。但是如果采用手動投切方式，無功補償容量采用經(jīng)驗值可能導致過補償或欠補償,可見計算無功補償容量是必要的。于是,筆者嘗試對郭文的電子表格進行優(yōu)化。我們設(shè)COSΦ1為補償前的自然功率因數(shù)，COSΦ2為要求的功率因數(shù)值，于是無功補償容量Qc=Pjs*(TAN（ACOS（COSΦ1））-TAN（ACOS（COSΦ2））)=Pjs*(TANΦ1-TANΦ2)=Pjs*△Qc（Kvar）。其中，△Qc稱作“無功功率補償率”或者“比補償容量”，它的值可查手冊《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》表1-15或查《現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計手冊》表2-32。我們可在表格中增加單元格M13=△Qc,可得Excel計算公式H13=G12*M13,從而獲得一張新表格。以郭文的基本參數(shù)為準,用這張新表格重新計算,結(jié)果見附表二,可見,各項參數(shù)是比較理想的。當然選擇電容器規(guī)格型號時應該取標稱值，取補償容量為450Kvar。4、熟練掌握Excel電子表格的使用技巧熟練掌握Excel電子表格的使用技巧,可替我們省下大量寶貴的時間。例如在輸入公式G3=B3*D3時,可在G3單元格填“=”,鼠標選中B3單元格,再填“*”,鼠標再選中D3單元格,回車即可,沒必要全部鍵盤輸入。又例如公式B11=SUM（B3:B10）根本不必輸入,鼠標選中B11單元格,點擊工具欄求和符號“∑”,回車即可。比較重要的是進行相似的計算時,要充分利用電子表格拖曳操作功能。例如我們計算出F3=TAN（ACOS（E3））后,鼠標選中單元格F3,點擊其右下角并向下拖曳,則F4～F10亦可自動計算出。在“格式”菜單的字菜單“單元格格式”下,我們還可以對小數(shù)的有效位、字型及大小、邊框的有無等進行方便的設(shè)置。要注意Excel僅提供虛擬邊框,打印表格前應為單元格設(shè)置實邊框。附表一:1ABCDEFGHIJKL2用電設(shè)備組別Pe(kw)Se(KV·A))KxCos∮tg∮Pjs（KW）Qjs（Kvarr）Sjs（KV·AA）Ijs(A)KpKq31#照明及電熱344.000.750.800.75258.00193.50322.5042#照明及電熱302.000.750.800.75226.50169.88283.135辦公及商住樓240.000.700.800.75168.00126.00210.006自動扶梯30.000.600.501.7318.0031.1836.007廚房電力120.000.700.701.0284.0085.70120.008電梯112.000.400.501.7344.8077.6089.609防排煙風機42.000.900.800.7537.8028.3547.2510卷簾門48.000.600.701.0228.8029.3841.1411合計1238.00865.90741.5812同時系數(shù)0.78822.61667.421059.311610.140.950.913電容補償360.0014電容補償后0.94822.61307.42878.171334.8215功率損耗8.7843.9116總計0.920.92831.39351.33902.571371.911718變壓器容量1000.0019變壓器負荷率0.90附表二:1ABCDEFGHIJKLM2用電設(shè)備組別Pe(kw)Se(KV·A))Kxcos∮tg∮Pjs（KW）Qjs（Kvarr）Sjs（KV·AA)Ijs(A)KpKq△qc31#照明及電熱344.000.750.800.75258.00193.50322.5042#照明及電熱302.000.750.800.75226.50169.88283.135辦公及商住樓240.000.700.800.75168.00126.00210.006自動扶梯30.000.600.501.7318.0031.1836.007廚房電力120.000.700.701.0284.0085.70120.008電梯112.000.400.501.7344.8077.6089.609防排煙風機42.000.900.800.7537.8028.3547.2510卷簾門48.000.600.701.0228.8029.3841.1411合計1238.00865.90741.5812同時系數(shù)0.74779.31704.501050.541596.830.900.9513電容補償452.000.5814電容補償后0.95779.31252.50819.191245.1815功率損耗8.1940.9616總計0.94787.50293.46840.401718變壓器容量1000