5.2 掌握負(fù)荷的計(jì)算方法
JGJ/T16—1992《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
《工業(yè)和民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版
5.2.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的
5.2.2負(fù)荷計(jì)算的方法及用途
5.2.3設(shè)備功率的確定
5.2.4需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷
5.2.5利用系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷
5.2.6二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷
5.2.7單位功率法和單位指標(biāo)法確定計(jì)算負(fù)荷
5.2.8單相負(fù)荷計(jì)算
5.2.9功率損耗計(jì)算 5.2.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的
設(shè)備容量、計(jì)算負(fù)荷、尖峰電流
(1)計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。
(2)尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1s左右的最大負(fù)荷電流。
(3)平均負(fù)荷為某段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。
5.2.2負(fù)荷計(jì)算的方法及用途
負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、單位面積功率法等幾種。
(1)需要系數(shù)法。用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。
(2)利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。
(3)二項(xiàng)式法。將負(fù)荷分為基本部分和附加部分，后者考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備影響。
(4)單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法。
5.2.3設(shè)備功率的確定
進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率。
對(duì)于不同負(fù)載持續(xù)率下的額定功率或額定容量，應(yīng)換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率，即設(shè)備功率Pe。
(1)連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率等于額定功率。
(2)短時(shí)或周期工作制電動(dòng)機(jī)(如起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)等)的設(shè)備功率是指將額定功率換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率。
當(dāng)采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為25%下的有功功率。
Pe=Pr√εr/0.25=2Pr√εr，kW (5－2－1)
當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為100%下的有功功率。
Pe=Pr√εr，
5.2.4需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷
(1)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流：
有功功率 Pjs =KxPe， kW (5－2－5)
無(wú)功功率 Qjs =Pjstgφ，kvar (5－2－6)
(2)配電干線或車間變電所的計(jì)算負(fù)荷：
有功功率 Pjs=KΣpΣ(KxPe) kW(5－2－9)
無(wú)功功率 Qjs=KΣqΣ(KxPe tgφ) kvar(5－２－10)
(3)配電所或總降壓變電所的計(jì)算負(fù)荷，為各車間變電所計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)K∑p和K∑q。對(duì)配電所的K∑p和K∑q分別取 0.85～1和0.95～1,對(duì)總降壓變電所的K∑p和K∑q分別取0.8～0.9和0.93～0.97。
5.2.5 利用系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷
用利用系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，不論計(jì)算范圍大小，都必須求出該計(jì)算范圍內(nèi)用電設(shè)備有效臺(tái)數(shù)及最大系數(shù)，而后算出結(jié)果。
(1)用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班內(nèi)的平均負(fù)荷：
有功功率 Pp=K1 Pe kW (5－2－12)
無(wú)功功率Qp=Pp tgφ kvar (5－2－13)
(2)平均利用系數(shù)為Klp=ΣPp/ΣPe
(3)用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)nyx是將不同設(shè)備功率和工作制的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)換算為相同設(shè)備功率和工作制的等效值。故
nyx=(ΣPe)²/ΣP1e ²
(4)計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流：
有功功率 Pjs=KmΣPp kW (5－2－21)
無(wú)功功率 Qjs=KmΣQp kvar (5－2－22)
Km——最大系數(shù)
3臺(tái)及以下用電設(shè)備的計(jì)算有功功率取設(shè)備功率總和。
3臺(tái)以上用電設(shè)備，而有效臺(tái)數(shù)小于4時(shí)，計(jì)算有功功率取設(shè)備功率總和，再乘以0.9系數(shù)。 5.2.6 二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷
對(duì)于單個(gè)和多個(gè)用電設(shè)備組(車間變電所或配電干線)的計(jì)算負(fù)荷，分別按下述方法進(jìn)行計(jì)算。
(1)單個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：
有功功率 Pjs=cPn+bPs (5－2－25)
無(wú)功功率 Qjs=Pjstgφ (5－2－26)
(2)多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：
有功功率Pjs=(cPn)max+ΣbPs (5－2－27)無(wú)功功率Qjs=(cPn)maxtgφn+Σ(bPstgφ)
用二項(xiàng)式法計(jì)算時(shí)，應(yīng)將計(jì)算對(duì)象的所有用電設(shè)備統(tǒng)一分組，然后進(jìn)行計(jì)算，不應(yīng)逐級(jí)計(jì)算后代數(shù)相加。同時(shí)各用電設(shè)備組第一、二項(xiàng)分別累加的結(jié)果不再乘同時(shí)系數(shù)。
因?yàn)槎?xiàng)式法求多組設(shè)備計(jì)算負(fù)荷是由第二項(xiàng)功率
ΣbPs加各組第一項(xiàng)(cPn)中的最大值作為其計(jì)算負(fù)荷值的，這與需要系數(shù)法為各用電設(shè)備組計(jì)算功率的代數(shù)和截然不同。后者計(jì)算總負(fù)荷時(shí)應(yīng)考慮各組計(jì)算功率(即各組最大負(fù)荷)出現(xiàn)的不同時(shí)性，故應(yīng)乘以同時(shí)系數(shù)。
5.2.7 單位面積功率法和單位指標(biāo)法確定計(jì)算負(fù)荷(略）
5.2.8 單相負(fù)荷計(jì)算
單相用電設(shè)備應(yīng)均衡分配到三相上，使各相的計(jì)算負(fù)荷盡量相近。
1計(jì)算原則
單相負(fù)荷與三相負(fù)荷同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加。
2單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷的一般方法
對(duì)于既有線間負(fù)荷又有相負(fù)荷的情況，計(jì)算步驟如下。
(1)先將線間負(fù)荷換算為相負(fù)荷，各相負(fù)荷分別為
a相 Pa= Pabp(ab)a+Pcap(ca)a
Qa= Pabq(ab)a+Pcaq(ca)a
(2)各組負(fù)荷分別相加，選出最大相負(fù)荷，取其3倍作為等效三相負(fù)荷。
3 單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷的簡(jiǎn)化方法
(1)只有線間負(fù)荷時(shí)，將各線間負(fù)荷相加，選取較大兩項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算�，F(xiàn)以Pab≥Pbc≥Pca為例進(jìn)行計(jì)算
Pd=√3Pab+(3- √3)Pbc
(2)只有相負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍。
(3)當(dāng)多臺(tái)單相用電設(shè)備的設(shè)備功率小于計(jì)算范圍內(nèi)三相負(fù)荷設(shè)備功率的15%時(shí)，按三相平衡負(fù)荷計(jì)算，不需換算。 5.2.9 功率損耗計(jì)算
(1)三相線路中有功及無(wú)功功率損耗：
有功功率損耗ΔＰl(wèi)=3I2jsR×10¯³,kW
無(wú)功功率損耗ΔQl=3I2jsX×10 ¯³ ,kvar
(2)電力變壓器的有功及無(wú)功功率損耗：
有功功率損耗
ΔＰT=ΔＰ0＋ΔＰk（Sjs/Sr）²kW
無(wú)功功率損耗
ΔQT=ΔQ０＋ΔQk (Sjs/Sr) ² kvar
