建筑电气设计中的等效负荷计算分析与探讨

田中伟　　丁荣刚　秦炎峰（机械工业第六设计研究院有限公司，河南　郑州　450000）

建筑电气设计中的等效负荷计算分析与探讨

田中伟丁荣刚秦炎峰
（机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州450000）

摘要：现在流行的有关电气设计参考和工程上对线间负荷等效为三相负荷的计算都是按照建设部颁发的电气设计规范中的规定执行的，但是在规范中没有对线间负荷的功率因数是不是相等做出一个明确的规定。通过理论的计算和分析，提出了在功率因数相等的情况下和不等的情况下，线间的负荷等效为三相负荷的计算公式。

关键词：建筑；等效负荷；计算分析

1　建筑电气设计中的等效负荷

1.1概念分析。负荷计算是一种用科学的方法来统计出的假想的负荷，要根据的是最原始的设备的铭牌上的数据来出发，他的角度是发热性，另外还要考虑安全，经济，合理等等一些其他的因素。实际中负荷运行所产生的最大的热效应与假象负荷运行所产生的热效应相等时他的物理方面的意义。由此可见，选择电源、各种电气设备和倒显得主要依据是这个负荷的计算，他的计算数据是设计其他东西的基础数据，对建筑设计起到很重要的作用。

1.2建筑电气负荷的分类。建筑电气符合的分类，根据各种负荷运行的特点和他在生活中所起的作用，我们把它分为三种，保障性，保安性，舒适性。保障型主要是指维持人们正常的生活所用的负荷，比如电梯，电灯等等。保安性符合的用电设备主要是保证很大面积的人得安全，比如一幢大楼。舒适性要求是为人们创造舒适的生活，比如冰箱的冻结，取暖炉等等。

图1线间负荷电路图

2　等效负荷计算

建筑电气设计中的等效负荷计算分析过程中，工作人员必须对等效负荷在实际的电路中的应用做出明确的了解，而且还要明白等效负荷计算的意义所在。只有在这个基础上计算等效负荷才能表现出他的真正的目的，只有这样才能明确的保证电气设计方向的明确性。建筑电气电路测量与设计过程中，一般直接对单相电流进行测试，或者是直接对电流的大小进行估计。对于单相电流来说，它是很难直接反映出电气电路中的实际电流状况，因此在实践中非常的有必要在计算分析的过程中讲单相电流分成等效的3个小电流。对于这个现象，在等效的负荷计算分析过程中，它可以为建筑电气设计提供参考依据，并且对电气设计有着很重要的促进作用。通过对等效股和计算分析，可以为电路设计提供精确地电通量，并且用这个来确定供电的线路，供电的设备，因此等效负荷计算分析具有非常大的现实价值。

3　等效负荷计算方法分析

3.1实践中，等效负荷计算方法主要包括需要系数法、二项式法、利用系数法、单位面积功率法或单位指标法或单位产品耗电量法。需要系数法是指在实际的计算分析过程中，根据设备的实际应用情况进行具体的分类，再根据该设备的实际应用的需要进行计算负荷，这个方法可以根据具体的实际状况对需要系数值进行适当的调整。并且对世纪电器需求量最大的程度反应出来，在进行电气设计时较为普遍的使用。利用系数法，是说在电气设计过程中，一句最大负荷的平均值，对设备的台数、功率的差异进行全面的思考，把它与台数最大的系数进行相乘，这样就能够得到计算负荷。利用系数法的计算过程相随来说比较复杂，他能适用于各个领域的负荷计算。二项式法，就是静负荷氛围基本的负荷与附加的负荷，并且对大部分的大容量的装置的影响进行综合的分析和考虑，这样就能够获得最终的负荷的量。最后一个计算方法主要是用于初步设计用电量指标估算，对于住宅建设，再设计各个阶段都可以使用。

3.2等效负荷的具体研究

等效负荷实际的计算过程中，一定要先建立一个很明确的电路构成，通常的情况下会先建立一个三角线负荷线路进行参考的。现有的三角形连接的线间负荷的电路如图1所示。

设Sab≥Sbc≥Sca，Iab≥Ibc≥Ica且三相负荷Zab，Zbc，Zca。

都是感性，令

式中：

Smax—线间最大视在容量（kVA）；

Smid—线间中等视在容量（kVA）；

Smin—线间最小视在容量（kVA）；

φmax—线间最大视在容量的负荷功率因数角；

φmid—线间中等视在容量的负荷功率因数角；

φmin—线间最小视在容量的负荷功率因数角；

G—负荷不平衡系数。

由图1可得

IA=Iab-Ica

IB=Ibc-Iab

IC=Ica-Ibc

作负荷相量图如图2所示。

由图2可知IB值最大，则要选择电气设备时应该以他得知为选择的依据，并且由余弦定理可以得到

图2　负荷相量图

解得将G=Iab/Ibc代入式（2）得

可以推出

式中：

Sx—等效三相容量（kVA）；

Ue—线电压（kV）。

现将Sab=Smax，φab=φmax，φbc=φmid代入式（4），可得

式（5）可以作为线间负荷等效为三相负荷的计算公式。

由此我们可以看出，《民用建筑电气设计规范》中的规定是不够完整的，在实际的工程设计中等效三相容量应该3^0.5Smax＜=St＜=3.5Smax，具体数值是由文章中介绍的式子（4）来确定的。根据上面的分析我们可以知道，在实际中不同的情况下会有不同的取值，在实际的运用当中我们应该结合在实际中所遇到的问题实事求是，理论结合实际，根据具体的情况制定出具体的方案和计算，不能够盲目的计算分析。

结语

负荷计算是一个复杂多变的过程。建筑电气设计中的设备容量，断路器整定值等等一系列的设备选择的主要依据就是负荷的计算，负荷的计算是他的很重要的一个环节，必不可少。如果一旦负荷计算错误，那么将会导致以上所描述的那些设备出现大量的误差，从而会造成系统不能够正常的运行，设备老化迅速引发火灾等很严重的后果。所以负责负荷计算的工作人员一定要严谨仔细，考虑问题事情方方面面，考虑事情所有的情况来确保结果的正确性。不过虽然有很多计算的忽略，但是随着近几年科学技术不断进步，相信未来的负荷计算也会不断地得到改进来适应我们时代的发展要求。

参考文献

[1]JGJ/T16-1992，民用建筑电气设计规范[S]．

[2]邱关源．电路[M]．北京：人民教育出版社，1978．

中图分类号：TU855

文献标识码：A