建筑電氣設計中的等效負荷計算分析與探討

田中偉　　丁榮剛　秦炎峰（機械工業第六設計研究院有限公司，河南　鄭州　450000）

建筑電氣設計中的等效負荷計算分析與探討

田中偉丁榮剛秦炎峰
（機械工業第六設計研究院有限公司，河南鄭州450000）

摘要：現在流行的有關電氣設計參考和工程上對線間負荷等效為三相負荷的計算都是按照建設部頒發的電氣設計規范中的規定執行的，但是在規范中沒有對線間負荷的功率因數是不是相等做出一個明確的規定。通過理論的計算和分析，提出了在功率因數相等的情況下和不等的情況下，線間的負荷等效為三相負荷的計算公式。

關鍵詞：建筑；等效負荷；計算分析

1　建筑電氣設計中的等效負荷

1.1概念分析。負荷計算是一種用科學的方法來統計出的假想的負荷，要根據的是最原始的設備的銘牌上的數據來出發，他的角度是發熱性，另外還要考慮安全，經濟，合理等等一些其他的因素。實際中負荷運行所產生的最大的熱效應與假象負荷運行所產生的熱效應相等時他的物理方面的意義。由此可見，選擇電源、各種電氣設備和倒顯得主要依據是這個負荷的計算，他的計算數據是設計其他東西的基礎數據，對建筑設計起到很重要的作用。

1.2建筑電氣負荷的分類。建筑電氣符合的分類，根據各種負荷運行的特點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荷，比如電梯，電燈等等。保安性符合的用電設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造舒適的生活，比如冰箱的凍結，取暖爐等等。

圖1線間負荷電路圖

2　等效負荷計算

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

3　等效負荷計算方法分析

3.1實踐中，等效負荷計算方法主要包括需要系數法、二項式法、利用系數法、單位面積功率法或單位指標法或單位產品耗電量法。需要系數法是指在實際的計算分析過程中，根據設備的實際應用情況進行具體的分類，再根據該設備的實際應用的需要進行計算負荷，這個方法可以根據具體的實際狀況對需要系數值進行適當的調整。并且對世紀電器需求量最大的程度反應出來，在進行電氣設計時較為普遍的使用。利用系數法，是說在電氣設計過程中，一句最大負荷的平均值，對設備的臺數、功率的差異進行全面的思考，把它與臺數最大的系數進行相乘，這樣就能夠得到計算負荷。利用系數法的計算過程相隨來說比較復雜，他能適用于各個領域的負荷計算。二項式法，就是靜負荷氛圍基本的負荷與附加的負荷，并且對大部分的大容量的裝置的影響進行綜合的分析和考慮，這樣就能夠獲得最終的負荷的量。最后一個計算方法主要是用于初步設計用電量指標估算，對于住宅建設，再設計各個階段都可以使用。

3.2等效負荷的具體研究

等效負荷實際的計算過程中，一定要先建立一個很明確的電路構成，通常的情況下會先建立一個三角線負荷線路進行參考的。現有的三角形連接的線間負荷的電路如圖1所示。

設Sab≥Sbc≥Sca，Iab≥Ibc≥Ica且三相負荷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荷功率因數角；

φmid—線間中等視在容量的負荷功率因數角；

φmin—線間最小視在容量的負荷功率因數角；

G—負荷不平衡系數。

由圖1可得

IA=Iab-Ica

IB=Ibc-Iab

IC=Ica-Ibc

作負荷相量圖如圖2所示。

由圖2可知IB值最大，則要選擇電氣設備時應該以他得知為選擇的依據，并且由余弦定理可以得到

圖2　負荷相量圖

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）。

現將Sab=Smax，φab=φmax，φbc=φmid代入式（4），可得

式（5）可以作為線間負荷等效為三相負荷的計算公式。

由此我們可以看出，《民用建筑電氣設計規范》中的規定是不夠完整的，在實際的工程設計中等效三相容量應該3^0.5Smax＜=St＜=3.5Smax，具體數值是由文章中介紹的式子（4）來確定的。根據上面的分析我們可以知道，在實際中不同的情況下會有不同的取值，在實際的運用當中我們應該結合在實際中所遇到的問題實事求是，理論結合實際，根據具體的情況制定出具體的方案和計算，不能夠盲目的計算分析。

結語

負荷計算是一個復雜多變的過程。建筑電氣設計中的設備容量，斷路器整定值等等一系列的設備選擇的主要依據就是負荷的計算，負荷的計算是他的很重要的一個環節，必不可少。如果一旦負荷計算錯誤，那么將會導致以上所描述的那些設備出現大量的誤差，從而會造成系統不能夠正常的運行，設備老化迅速引發火災等很嚴重的后果。所以負責負荷計算的工作人員一定要嚴謹仔細，考慮問題事情方方面面，考慮事情所有的情況來確保結果的正確性。不過雖然有很多計算的忽略，但是隨著近幾年科學技術不斷進步，相信未來的負荷計算也會不斷地得到改進來適應我們時代的發展要求。

參考文獻

[1]JGJ/T16-1992，民用建筑電氣設計規范[S]．

[2]邱關源．電路[M]．北京：人民教育出版社，1978．

中圖分類號：TU855

文獻標識碼：A