探析等效負(fù)荷計(jì)算在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

姚冬平

（貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司 貴州貴陽 550000）

0 引言

經(jīng)濟(jì)在不斷地快速發(fā)展，電力消耗也在隨著經(jīng)濟(jì)增加而增長(zhǎng)，隨著城市電力消耗的增加，電氣設(shè)計(jì)承擔(dān)了越來越重要的角色。在這種情形下，設(shè)計(jì)院在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)必須更加提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。電氣設(shè)計(jì)是建筑工程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到整個(gè)建筑的安全性和業(yè)主的需求。一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，將對(duì)整個(gè)建筑物產(chǎn)生安全隱患，甚至引起火災(zāi)和其他事故，只有科學(xué)合理的電氣設(shè)計(jì)才能為建筑物的質(zhì)量提供很大的安全保障。在建筑物的電氣設(shè)計(jì)中，計(jì)算等效負(fù)荷十分重要，對(duì)建筑物的電氣設(shè)計(jì)能起到安全合理經(jīng)濟(jì)的作用。為了提高電氣設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，有必要研究和分析等效負(fù)荷的計(jì)算方法。

1 等效負(fù)荷在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 概念分析

負(fù)荷一般是指在三相配電線路中所接負(fù)荷，通常為三相負(fù)荷，但實(shí)際應(yīng)用中也有許多單相用電設(shè)備，如照明、插座等等。由于電氣設(shè)計(jì)中主要是以三相負(fù)荷計(jì)算為依據(jù)，故單相負(fù)荷應(yīng)折算為三相等效負(fù)荷。這種負(fù)荷計(jì)算主要是基于用電設(shè)備計(jì)算的，計(jì)算結(jié)果為其他設(shè)備再計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)有重要作用，在實(shí)際測(cè)量和相應(yīng)電路中一般直接或間接通過得出單相負(fù)荷，但是整個(gè)用電設(shè)備不僅僅包括單相負(fù)荷，所以需要將單相負(fù)荷折算為三相等效負(fù)荷。等效負(fù)荷的計(jì)算為建筑電氣設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，對(duì)配電線路和供電設(shè)備起到了準(zhǔn)確的判斷因素。

1.2 常見的單相用電設(shè)備

電源是一個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)的交流電，叫單相交流電。日常生活中單相用電設(shè)備十分常見，如燈具、熱水器、空調(diào)、電風(fēng)扇、取暖器、電腦等等。居民家庭用電大多是單相用電設(shè)備，工廠中也有部分單相用電設(shè)備，比如電焊機(jī)等。這些單相用電設(shè)備通常都接入A、B、C單相中，在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需要根據(jù)不同相上的負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)核算。

2 等效負(fù)荷計(jì)算

單相負(fù)荷應(yīng)均衡分配到三相上，當(dāng)單相負(fù)荷的總計(jì)算容量小于計(jì)算范圍內(nèi)三相對(duì)稱負(fù)荷總計(jì)算容量的15%時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；當(dāng)超過15%時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加。等效三相負(fù)荷可按下列方法計(jì)算：

（1）只有相負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍。

（2）只有線間負(fù)荷時(shí)，將各線間負(fù)荷相加，選取較大兩項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。等效三相負(fù)荷為：?jiǎn)闻_(tái)時(shí)取線間負(fù)荷的1.73倍；多臺(tái)時(shí)取最大線間負(fù)荷的1.73倍加上次大線間負(fù)荷的1.27倍。

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

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

當(dāng)負(fù)荷為多臺(tái)單相設(shè)備，分別接于A、B、C三相線間時(shí)，假設(shè)PAB≥PBC≥PCA，等效三相負(fù)荷PD=1.73PAB+1.27PBC，即多臺(tái)單相負(fù)荷只有線間負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷等于最大線間負(fù)荷的1.73倍加上次大線間負(fù)荷的1.27倍。

在既有線間負(fù)荷又有相間負(fù)荷時(shí)，理論上可以線間等效線間的，相間等效相間的，這樣計(jì)算的結(jié)果有可能會(huì)因?yàn)閮纱蔚刃ё儞Q后，計(jì)算負(fù)荷值偏大，現(xiàn)有手冊(cè)中是先將線間負(fù)荷換算成相間負(fù)荷，再進(jìn)行計(jì)算。

等效負(fù)荷計(jì)算是電氣負(fù)荷計(jì)算的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員必須能夠使用實(shí)際電路的等效負(fù)載，對(duì)計(jì)算有更深入的了解，并清楚等效負(fù)載的含義以及計(jì)算的重要性。最大程度地提高電氣設(shè)計(jì)的計(jì)算精度，電氣設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和安全性。

3 實(shí)例分析

例：某三臺(tái)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(shù)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(fù)荷不平衡系數(shù)）=5/1=5

K（等效系數(shù)）=1.73×（1+1/25+1/5）1/2=1.93

SX=KSmax=1.93×5=9.65（kVA）

根據(jù)規(guī)程（手冊(cè)）計(jì)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(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，按照規(guī)范（手冊(cè)）的計(jì)算結(jié)果計(jì)算容量要多約0.27kVA，所以，在計(jì)算等效三相負(fù)荷時(shí)，為了做到精確，需要認(rèn)真思考多方校正計(jì)算結(jié)果，才能做到精準(zhǔn)合理經(jīng)濟(jì)。

4 等效負(fù)荷計(jì)算的注意事項(xiàng)

等效負(fù)荷計(jì)算基于單相負(fù)載，當(dāng)單相總負(fù)載容量小于三相對(duì)稱負(fù)載的15%時(shí)，應(yīng)按三相對(duì)稱方式計(jì)算，而當(dāng)單項(xiàng)負(fù)載大于三相負(fù)載的15%時(shí)，應(yīng)換算成等效三相負(fù)荷計(jì)算。等效負(fù)荷計(jì)算在建筑電氣設(shè)計(jì)中有著重要作用，為了保證電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量和安全性，必須研究其計(jì)算方法。在實(shí)際計(jì)算等效負(fù)荷時(shí)，如能建立清晰的電路結(jié)構(gòu)，可精確的得到計(jì)算結(jié)果。

負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜且可變的過程，建筑電氣設(shè)計(jì)中的一系列設(shè)備選擇均與此有關(guān)，例如設(shè)備容量，斷路器設(shè)定值等等。在實(shí)際中，在不同情況下會(huì)有不同的數(shù)值，理論計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果會(huì)存在偏差。為了保證電氣設(shè)計(jì)的合理性，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整，在實(shí)際應(yīng)用中，要結(jié)合實(shí)際遇到的問題，在事實(shí)中求真，理論與實(shí)踐相結(jié)合，根據(jù)具體情況制定具體的計(jì)劃和計(jì)算方法，從而可以更科學(xué)地確定設(shè)備及材料選型。

5 結(jié)束語

綜上所述，等效負(fù)荷計(jì)算如果不準(zhǔn)確，會(huì)給建筑電氣設(shè)計(jì)帶來不利影響，存在安全隱患，這將導(dǎo)致設(shè)計(jì)不合理甚至電氣功能無法正常使用，使得設(shè)備及材料選型錯(cuò)誤。本文通過對(duì)等效負(fù)荷計(jì)算在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究，提出了等效負(fù)荷在計(jì)算中的一般方法，對(duì)等效負(fù)荷計(jì)算在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用起到了借鑒作用。