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

建筑電氣設(shè)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(yè)第六設(shè)計研究院有限公司，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(shè)部頒發(fā)的電氣設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定執(zhí)行的，但是在規(guī)范中沒有對線間負荷的功率因數(shù)是不是相等做出一個明確的規(guī)定。通過理論的計算和分析，提出了在功率因數(shù)相等的情況下和不等的情況下，線間的負荷等效為三相負荷的計算公式。

關(guān)鍵詞：建筑；等效負荷；計算分析

1　建筑電氣設(shè)計中的等效負荷

1.1概念分析。負荷計算是一種用科學(xué)的方法來統(tǒng)計出的假想的負荷，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，合理等等一些其他的因素。實際中負荷運行所產(chǎn)生的最大的熱效應(yīng)與假象負荷運行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)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(shè)備和倒顯得主要依據(jù)是這個負荷的計算，他的計算數(shù)據(jù)是設(shè)計其他東西的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對建筑設(shè)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(jù)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(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線間負荷電路圖

2　等效負荷計算

建筑電氣設(shè)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(yīng)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(chǔ)上計算等效負荷才能表現(xiàn)出他的真正的目的，只有這樣才能明確的保證電氣設(shè)計方向的明確性。建筑電氣電路測量與設(shè)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(xiàn)象，在等效的負荷計算分析過程中，它可以為建筑電氣設(shè)計提供參考依據(jù)，并且對電氣設(shè)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(shè)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(shè)備，因此等效負荷計算分析具有非常大的現(xiàn)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(shù)法、二項式法、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)法是指在實際的計算分析過程中，根據(jù)設(shè)備的實際應(yīng)用情況進行具體的分類，再根據(jù)該設(shè)備的實際應(yīng)用的需要進行計算負荷，這個方法可以根據(jù)具體的實際狀況對需要系數(shù)值進行適當(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，在進行電氣設(shè)計時較為普遍的使用。利用系數(shù)法，是說在電氣設(shè)計過程中，一句最大負荷的平均值，對設(shè)備的臺數(shù)、功率的差異進行全面的思考，把它與臺數(shù)最大的系數(shù)進行相乘，這樣就能夠得到計算負荷。利用系數(shù)法的計算過程相隨來說比較復(fù)雜，他能適用于各個領(lǐng)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(shè)計用電量指標(biāo)估算，對于住宅建設(shè)，再設(shè)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(gòu)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?，F(xiàn)有的三角形連接的線間負荷的電路如圖1所示。

設(shè)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(shù)角；

φmid—線間中等視在容量的負荷功率因數(shù)角；

φmin—線間最小視在容量的負荷功率因數(shù)角；

G—負荷不平衡系數(shù)。

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(shè)備時應(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(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定是不夠完整的，在實際的工程設(shè)計中等效三相容量應(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，在實際中不同的情況下會有不同的取值，在實際的運用當(dāng)中我們應(yīng)該結(jié)合在實際中所遇到的問題實事求是，理論結(jié)合實際，根據(jù)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(jié)語

負荷計算是一個復(fù)雜多變的過程。建筑電氣設(shè)計中的設(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)就是負荷的計算，負荷的計算是他的很重要的一個環(huán)節(jié)，必不可少。如果一旦負荷計算錯誤，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。所以負責(zé)負荷計算的工作人員一定要嚴(yán)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(jié)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(xué)技術(shù)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(yīng)我們時代的發(fā)展要求。

參考文獻

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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

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