两种确定工厂车间用电设备组计算负荷的方法

两种确定工厂车间用电设备组计算负荷的方法

【摘要】工厂车间用电设备的负荷计算是工厂供电系统设计中非常重要的一环，根据计算负荷合理选择导线的截面积和开关类电器的容量，可有效的防止导线的截面和开关电器因容量不足而过热，从而有效的防止设备绝缘老化，延长使用寿命。目前我国普遍采用需要系数法和二项式法确定计算负荷。本文以某工厂车间为例分别采用两种方法确定用电设备组的计算负荷，比较两种计算方法的不同，讨论两种方法的适用场合。

【关键词】计算负荷;需要系数法;二项式法

1.概述

计算负荷是通过负荷统计计算出来的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。计算负荷通常取半小时最大平均负荷P30即年最大负荷Pmax作为计算负荷，根据电力负荷计算可以合理地选择供电系统各环节中的导线、开关电器、变压器等元件，使电气设备和材料能够长期安全运行并得到充分利用。目前我国普遍采用两种方法确定工厂车间用电设备的计算负荷，一种是法需要系数法，另一种是二项式法。

2.需要系数法

2.1 需要系数Kd

需要系数，用Kd表示，指用电设备组在最大负荷的的半小时最大负荷P30与设备总容量Pe之比，记作公式为：

（公式1）

2.2 需要系数法的基本公式

根据公式1，可以得到按需要系数确定的用电设备组的有功计算负荷，常用单位是KW。

（公式2）

根据有功功率与无功功率在功率三角形中的关系可得到无功计算负荷，常用单位是Kvar。

（公式3）

根据有功功率、无功功率、视在功率在功率三角形中的关系可得到视在计算负荷，常用单位是Kvar。

（公式4）

可确定计算电流的计算公式，常用单位是A。

（公式5）

在实际中，需要系数Kd与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗有关，也与操作人员的技能、生产组织等多种因素有关。

2.3 设备容量Pe的计算

对于不同的负荷类型的用电设备来说，设备容量的确定方式不一样。

（1）连续运行工作制及短时工作制的三相用电负荷，设备容量就是所有设备额定容量之和。

（2）断续周期工作制的三相用电负荷，在不同暂载率状态下，要进行换算：

1）起重机类，设备容量是将其额定功率换算到统一暂载率为25%的功率;

2）电焊机的设备容量是将其额定功率换算到统一暂载率为100%的功率;

3）单相设备需转换成三项设备容量：

①单相设备接于相电压，按最大负荷相所接的单相设备容量乘以3计算其等效三相设备容量;

②单相设备接于线电压，其等效三相设备容量是单相设备容量乘以。

2.4 多组动力设备计算负荷

以上计算主要适用于同类设备组成的设备组，多组不同类型的用电设备应将各组的结果相加。由于各组用电设备的最大负荷不同时出现，在计算车间干线或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑同时系数与。

对于车间干线，有功功率的同时系数取0.85～0.95，无功功率的同时系数取0.9～0.97;对于车间变电所低压母线，取0.8～0.9，取0.85～0.95。

3.二项式法

二项式法的基本公式是：

（公式6）

其中，bP30是用电设备组的平均功率;cPx是用电设备组中考虑x台最大容量用电设备产生的附加负荷。

利用公式6确定有功计算负荷后，可用公式3、公式4、公式5计算Q30、S30、I30的值。

4.用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值

常见用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值如表1所示：

表1常见用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值

用电设备组名称需要系数Kd 二项式系数最大容量设备台数x

b c

小批量生产的金属冷加工机床电动机0.16～0.2 0.14 0.4 5 0.5 1.73

通风机、水泵、空压机、电动发电机组电动机0.7～0.8 0.65 0.25 5 0.8 0.75

铸造车间起重机（暂载率25%）0.15～0.25 0.09 0.3 3 0.5 1.73

5.应用举例

工厂供配电系统中，在选择开关设备或导线截面积时，必须先正确计算出设备、导线承担的最大负荷。某汽轮机制造厂机修车间的380V线路上共接有金属切削机床电动机20台总容量50KW，其中7.5KW电动机2台，4KW电动机4台，2.2KW的5台，其他电动机容量较小;通风机三台共5KW;电葫芦3KW的1个，暂载率为40%，试用需要系数法和二项式法分别确定此车间的计算负荷。

5.1 用需要系数法确定车间的计算负荷

5.1.1 金属切削机床组

根据表1金属切削机床电动机属小批量生产的金属冷加工机床电动机，取Kd=0.2，=0.5，=1.73。

根据公式2：

根据公式3：

5.1.2 通风机组

根据表1通风机可取Kd=0.8，=0.8，=0.75

根据公式2：

根据公式3：

5.1.3 电葫芦

根据表1电葫芦可取Kd=0.15（ε=25%），=0.5，=1.73。

由于电葫芦这一起重机类断续周期工作制的三相用电负荷，在计算容量时须将其额定公率换算到统一暂载率（ε=25%）时的功率。

根据公式2：