建筑電氣設(shè)計(jì)中的等效負(fù)荷計(jì)算分析與探討

田中偉　　丁榮剛　秦炎峰（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南　鄭州　450000）

建筑電氣設(shè)計(jì)中的等效負(fù)荷計(jì)算分析與探討

田中偉丁榮剛秦炎峰
（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州450000）

摘要：現(xiàn)在流行的有關(guān)電氣設(shè)計(jì)參考和工程上對線間負(fù)荷等效為三相負(fù)荷的計(jì)算都是按照建設(shè)部頒發(fā)的電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定執(zhí)行的，但是在規(guī)范中沒有對線間負(fù)荷的功率因數(shù)是不是相等做出一個(gè)明確的規(guī)定。通過理論的計(jì)算和分析，提出了在功率因數(shù)相等的情況下和不等的情況下，線間的負(fù)荷等效為三相負(fù)荷的計(jì)算公式。

關(guān)鍵詞：建筑；等效負(fù)荷；計(jì)算分析

1　建筑電氣設(shè)計(jì)中的等效負(fù)荷

1.1概念分析。負(fù)荷計(jì)算是一種用科學(xué)的方法來統(tǒng)計(jì)出的假想的負(fù)荷，要根據(jù)的是最原始的設(shè)備的銘牌上的數(shù)據(jù)來出發(fā)，他的角度是發(fā)熱性，另外還要考慮安全，經(jīng)濟(jì)，合理等等一些其他的因素。實(shí)際中負(fù)荷運(yùn)行所產(chǎn)生的最大的熱效應(yīng)與假象負(fù)荷運(yùn)行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等時(shí)他的物理方面的意義。由此可見，選擇電源、各種電氣設(shè)備和倒顯得主要依據(jù)是這個(gè)負(fù)荷的計(jì)算，他的計(jì)算數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)其他東西的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對建筑設(shè)計(jì)起到很重要的作用。

1.2建筑電氣負(fù)荷的分類。建筑電氣符合的分類，根據(jù)各種負(fù)荷運(yùn)行的特點(diǎn)和他在生活中所起的作用，我們把它分為三種，保障性，保安性，舒適性。保障型主要是指維持人們正常的生活所用的負(fù)荷，比如電梯，電燈等等。保安性符合的用電設(shè)備主要是保證很大面積的人得安全，比如一幢大樓。舒適性要求是為人們創(chuàng)造舒適的生活，比如冰箱的凍結(jié)，取暖爐等等。

圖1線間負(fù)荷電路圖

2　等效負(fù)荷計(jì)算

建筑電氣設(shè)計(jì)中的等效負(fù)荷計(jì)算分析過程中，工作人員必須對等效負(fù)荷在實(shí)際的電路中的應(yīng)用做出明確的了解，而且還要明白等效負(fù)荷計(jì)算的意義所在。只有在這個(gè)基礎(chǔ)上計(jì)算等效負(fù)荷才能表現(xiàn)出他的真正的目的，只有這樣才能明確的保證電氣設(shè)計(jì)方向的明確性。建筑電氣電路測量與設(shè)計(jì)過程中，一般直接對單相電流進(jìn)行測試，或者是直接對電流的大小進(jìn)行估計(jì)。對于單相電流來說，它是很難直接反映出電氣電路中的實(shí)際電流狀況，因此在實(shí)踐中非常的有必要在計(jì)算分析的過程中講單相電流分成等效的3個(gè)小電流。對于這個(gè)現(xiàn)象，在等效的負(fù)荷計(jì)算分析過程中，它可以為建筑電氣設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，并且對電氣設(shè)計(jì)有著很重要的促進(jìn)作用。通過對等效股和計(jì)算分析，可以為電路設(shè)計(jì)提供精確地電通量，并且用這個(gè)來確定供電的線路，供電的設(shè)備，因此等效負(fù)荷計(jì)算分析具有非常大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

3　等效負(fù)荷計(jì)算方法分析

3.1實(shí)踐中，等效負(fù)荷計(jì)算方法主要包括需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、單位面積功率法或單位指標(biāo)法或單位產(chǎn)品耗電量法。需要系數(shù)法是指在實(shí)際的計(jì)算分析過程中，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行具體的分類，再根據(jù)該設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用的需要進(jìn)行計(jì)算負(fù)荷，這個(gè)方法可以根據(jù)具體的實(shí)際狀況對需要系數(shù)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。并且對世紀(jì)電器需求量最大的程度反應(yīng)出來，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)較為普遍的使用。利用系數(shù)法，是說在電氣設(shè)計(jì)過程中，一句最大負(fù)荷的平均值，對設(shè)備的臺數(shù)、功率的差異進(jìn)行全面的思考，把它與臺數(shù)最大的系數(shù)進(jìn)行相乘，這樣就能夠得到計(jì)算負(fù)荷。利用系數(shù)法的計(jì)算過程相隨來說比較復(fù)雜，他能適用于各個(gè)領(lǐng)域的負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式法，就是靜負(fù)荷氛圍基本的負(fù)荷與附加的負(fù)荷，并且對大部分的大容量的裝置的影響進(jìn)行綜合的分析和考慮，這樣就能夠獲得最終的負(fù)荷的量。最后一個(gè)計(jì)算方法主要是用于初步設(shè)計(jì)用電量指標(biāo)估算，對于住宅建設(shè)，再設(shè)計(jì)各個(gè)階段都可以使用。

3.2等效負(fù)荷的具體研究

等效負(fù)荷實(shí)際的計(jì)算過程中，一定要先建立一個(gè)很明確的電路構(gòu)成，通常的情況下會先建立一個(gè)三角線負(fù)荷線路進(jìn)行參考的。現(xiàn)有的三角形連接的線間負(fù)荷的電路如圖1所示。

設(shè)Sab≥Sbc≥Sca，Iab≥Ibc≥Ica且三相負(fù)荷Zab，Zbc，Zca。

都是感性，令

式中：

Smax—線間最大視在容量（kVA）；

Smid—線間中等視在容量（kVA）；

Smin—線間最小視在容量（kVA）；

φmax—線間最大視在容量的負(fù)荷功率因數(shù)角；

φmid—線間中等視在容量的負(fù)荷功率因數(shù)角；

φmin—線間最小視在容量的負(fù)荷功率因數(shù)角；

G—負(fù)荷不平衡系數(shù)。

由圖1可得

IA=Iab-Ica

IB=Ibc-Iab

IC=Ica-Ibc

作負(fù)荷相量圖如圖2所示。

由圖2可知IB值最大，則要選擇電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)該以他得知為選擇的依據(jù)，并且由余弦定理可以得到

圖2　負(fù)荷相量圖

解得將G=Iab/Ibc代入式（2）得

可以推出

式中：

Sx—等效三相容量（kVA）；

Ue—線電壓（kV）。

現(xiàn)將Sab=Smax，φab=φmax，φbc=φmid代入式（4），可得

式（5）可以作為線間負(fù)荷等效為三相負(fù)荷的計(jì)算公式。

由此我們可以看出，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定是不夠完整的，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中等效三相容量應(yīng)該3^0.5Smax＜=St＜=3.5Smax，具體數(shù)值是由文章中介紹的式子（4）來確定的。根據(jù)上面的分析我們可以知道，在實(shí)際中不同的情況下會有不同的取值，在實(shí)際的運(yùn)用當(dāng)中我們應(yīng)該結(jié)合在實(shí)際中所遇到的問題實(shí)事求是，理論結(jié)合實(shí)際，根據(jù)具體的情況制定出具體的方案和計(jì)算，不能夠盲目的計(jì)算分析。

結(jié)語

負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜多變的過程。建筑電氣設(shè)計(jì)中的設(shè)備容量，斷路器整定值等等一系列的設(shè)備選擇的主要依據(jù)就是負(fù)荷的計(jì)算，負(fù)荷的計(jì)算是他的很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，必不可少。如果一旦負(fù)荷計(jì)算錯(cuò)誤，那么將會導(dǎo)致以上所描述的那些設(shè)備出現(xiàn)大量的誤差，從而會造成系統(tǒng)不能夠正常的運(yùn)行，設(shè)備老化迅速引發(fā)火災(zāi)等很嚴(yán)重的后果。所以負(fù)責(zé)負(fù)荷計(jì)算的工作人員一定要嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)，考慮問題事情方方面面，考慮事情所有的情況來確保結(jié)果的正確性。不過雖然有很多計(jì)算的忽略，但是隨著近幾年科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，相信未來的負(fù)荷計(jì)算也會不斷地得到改進(jìn)來適應(yīng)我們時(shí)代的發(fā)展要求。

參考文獻(xiàn)

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[2]邱關(guān)源．電路[M]．北京：人民教育出版社，1978．

中圖分類號：TU855

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A