探析等效負荷計算在建筑電氣設計中的應用

姚冬平

（貴州正業工程技術投資有限公司 貴州貴陽 550000）

0 引言

經濟在不斷地快速發展，電力消耗也在隨著經濟增加而增長，隨著城市電力消耗的增加，電氣設計承擔了越來越重要的角色。在這種情形下，設計院在進行電氣設計時必須更加提高設計質量。電氣設計是建筑工程設計中的重要設計工作。設計的合理與否直接影響到整個建筑的安全性和業主的需求。一旦設計出現問題，將對整個建筑物產生安全隱患，甚至引起火災和其他事故，只有科學合理的電氣設計才能為建筑物的質量提供很大的安全保障。在建筑物的電氣設計中，計算等效負荷十分重要，對建筑物的電氣設計能起到安全合理經濟的作用。為了提高電氣設計的整體質量，有必要研究和分析等效負荷的計算方法。

1 等效負荷在建筑電氣設計中的應用

1.1 概念分析

負荷一般是指在三相配電線路中所接負荷，通常為三相負荷，但實際應用中也有許多單相用電設備，如照明、插座等等。由于電氣設計中主要是以三相負荷計算為依據，故單相負荷應折算為三相等效負荷。這種負荷計算主要是基于用電設備計算的，計算結果為其他設備再計算提供基礎數據，對建筑電氣設計有重要作用，在實際測量和相應電路中一般直接或間接通過得出單相負荷，但是整個用電設備不僅僅包括單相負荷，所以需要將單相負荷折算為三相等效負荷。等效負荷的計算為建筑電氣設計提供了準確的依據，對配電線路和供電設備起到了準確的判斷因素。

1.2 常見的單相用電設備

電源是一個交變電動勢的交流電，叫單相交流電。日常生活中單相用電設備十分常見，如燈具、熱水器、空調、電風扇、取暖器、電腦等等。居民家庭用電大多是單相用電設備，工廠中也有部分單相用電設備，比如電焊機等。這些單相用電設備通常都接入A、B、C單相中，在進行負荷計算時，需要根據不同相上的負荷進行統計核算。

2 等效負荷計算

單相負荷應均衡分配到三相上，當單相負荷的總計算容量小于計算范圍內三相對稱負荷總計算容量的15%時，全部按三相對稱負荷計算；當超過15%時，應將單相負荷換算為等效三相負荷，再與三相負荷相加。等效三相負荷可按下列方法計算：

（1）只有相負荷時，等效三相負荷取最大相負荷的3倍。

（2）只有線間負荷時，將各線間負荷相加，選取較大兩項數據進行計算。等效三相負荷為：單臺時取線間負荷的1.73倍；多臺時取最大線間負荷的1.73倍加上次大線間負荷的1.27倍。

（3）既有線間負荷又有相負荷時，應先將線間負荷換算為相負荷，然后各相負荷分別相加，選取最大相負荷乘3倍作為等效三相負荷。

舉例：接于AN相和BN相上功率相等的單相負荷設備，A相上電流等于B相上電流，等效三相負荷PD=3PA=3PB；接于A、B相和A、C相上功率相等的單相負荷設備，A相上線電流IA最大，IA=IAB=IAC，等效三相負荷PD=Ue*IA=Ue*IAB=3UeIAB=3PAB即 PD=3PAB=3PAC。

當負荷為多臺單相設備，分別接于A、B、C三相線間時，假設PAB≥PBC≥PCA，等效三相負荷PD=1.73PAB+1.27PBC，即多臺單相負荷只有線間負荷時，等效三相負荷等于最大線間負荷的1.73倍加上次大線間負荷的1.27倍。

在既有線間負荷又有相間負荷時，理論上可以線間等效線間的，相間等效相間的，這樣計算的結果有可能會因為兩次等效變換后，計算負荷值偏大，現有手冊中是先將線間負荷換算成相間負荷，再進行計算。

等效負荷計算是電氣負荷計算的重要內容，設計人員必須能夠使用實際電路的等效負載，對計算有更深入的了解，并清楚等效負載的含義以及計算的重要性。最大程度地提高電氣設計的計算精度，電氣設計的穩定性和安全性。

3 實例分析

例：某三臺照明的變壓器，分別是BJZ-5000,Sn=5kVA;BJZ-1000，Sn=1kVA；BJZ-400，Sn=0.4kVA。且功率因數相同，均為0.65，并分別接于AB，BC，CA上，試求等效三相容量。

解：G（負荷不平衡系數）=5/1=5

K（等效系數）=1.73×（1+1/25+1/5）1/2=1.93

SX=KSmax=1.93×5=9.65（kVA）

根據規程（手冊）計算可得 S″X=1.73×5+1.27×1=9.92（kVA）

則 S″X-SX=9.92-9.65=0.27（kVA）

通過以上計算可以發現，按照規范（手冊）的計算結果計算容量要多約0.27kVA，所以，在計算等效三相負荷時，為了做到精確，需要認真思考多方校正計算結果，才能做到精準合理經濟。

4 等效負荷計算的注意事項

等效負荷計算基于單相負載，當單相總負載容量小于三相對稱負載的15%時，應按三相對稱方式計算，而當單項負載大于三相負載的15%時，應換算成等效三相負荷計算。等效負荷計算在建筑電氣設計中有著重要作用，為了保證電氣設計的質量和安全性，必須研究其計算方法。在實際計算等效負荷時，如能建立清晰的電路結構，可精確的得到計算結果。

負荷計算是一個復雜且可變的過程，建筑電氣設計中的一系列設備選擇均與此有關，例如設備容量，斷路器設定值等等。在實際中，在不同情況下會有不同的數值，理論計算和標準計算結果會存在偏差。為了保證電氣設計的合理性，應根據實際情況做適當調整，在實際應用中，要結合實際遇到的問題，在事實中求真，理論與實踐相結合，根據具體情況制定具體的計劃和計算方法，從而可以更科學地確定設備及材料選型。

5 結束語

綜上所述，等效負荷計算如果不準確，會給建筑電氣設計帶來不利影響，存在安全隱患，這將導致設計不合理甚至電氣功能無法正常使用，使得設備及材料選型錯誤。本文通過對等效負荷計算在建筑電氣設計中的應用探究，提出了等效負荷在計算中的一般方法，對等效負荷計算在建筑電氣設計中的應用起到了借鑒作用。