需要系数(
demand coefficient),是一个至关重要的数据,直接影响到负荷的计算结果,关系到变压器容量的选择,特别对于一些大面积的
住宅小区,需要系数的选择不同,变压器容量可能相差一个等级,甚至更大。而需要系数的确定又是极为烦琐、经验的事,虽然在现行的各种
设计手册上都有数据可查,但表述比较笼统、模糊,有一些不尽合理的地方。如有的手册规定50户~100户,需要系数取0.4~0.5,100户以上取0.4以下,先假定每户安装容量为6KW,95户取需要系数0.43,100户时取为0.4,则95户的Pjs=95*6*0.43= 245.1KW,而100户的Pjs=100*6*0.4=240
KW,这很明显不合理。
公式推导
模拟公式的推导基于以下三条规律:①:户数(N)较少时,需要系数(K)为1;②需要系数(K)随户数(N)增大而减小,即KN≤KN-1 (KN是N所对应
K值),且减少速率先急后缓;③每户安装功率相同时,小户数的计算功率恒小于大户数的,即(N-1)*KN-1*P< N*KN*P。基于以上三条规律:可以假定N≤6时,K0=1,其后,每增加3户,K值做一次调整,调整后的K值等于调整前的K值乘以调整系数。下面介绍怎样确定调整系数。假设N为3的倍数且N≥9,因KN>KN-1*[(N-1)/N],故KN-2>KN-3*[(N-3)/(N-2)],根据前面假定可知:KN-2
KN-3*[(N-3)/(N-2)],因(N-1)/N恒大于(N-3)/(N-2),故不妨令KN=KN-3*[(N-1)/N],即调整系数等于(N-1)/N。
举例说明
当N=7、8、9时,K1=K0*(9-1)/9=8/9,当N=10、11、12时,K2=K1*(12-1)/12=(8/9)*(11/12)……
系数法
需要系数是
用电设备组实际所需要的功率与
额定负载时所需的功率的比值,用公式表示为
Kc=Psb/Psn
式中: Psb——用电设备实际所需功率。
需要系数的大小要综合考虑用电设备的负荷状态、工作制(连续、短时、重复短时工作)和该类设备的同时工作几率等方面的因素。一般是根据实经验统计后取
平均值。
电气设计的负荷计算方法及其
应用范围电气负荷计算方法有:
需要系数法,
利用系数法,二项式系数法,
单位面积功率计算法,
单位产品功率计算法等。
(1)、需要系数法:用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出
计算负荷;
(2)、
利用系数法:采用
利用系数求出最大负荷班的
平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数求得计算负荷;
(3)、二项式系数法:将负荷分为
基本负荷和附加负荷,后者考虑一定数量大容量设备影响;
(4)、单位面积功率法,单位指标法,单位产品耗电量法等,可用于
初步设计用电量指标的估算,对于
住宅建筑,在设计各阶段均可使用单位面积功率法。它们的应用范围各不一样,按《
民用建筑电气设计规范方案设计阶段可采用单位指标法;在初步
设计阶段,宜采用
需要系数法建筑电气计算负荷推荐采用需要系数法;这是因为
民用建筑中电气设备很少有特别突出的大功率设备,而按照需要系数法简单易行;而在
工业建筑中,由于各设备的用电量存在很大差异,用需要系数法进行计算与实际就存在很大出入。
例如:某车间用电设备如下:
电焊机25台,功率分别为:3.0KVA*8;8KVA*6;16KVA*5;30KVA*2;180KVA*2;200KVA*2;ε=50% 风机:50台,功率均为:2.2KW 机床:66台,功率分别为:7.5Kw*30;15KW*30;30KW*2;45KW*2;90KW*2 吊车:2台,分别为15KW,22KW。
本车间的总配电计算负荷用上述(1),(2),(3)分别如下:
(一)、采用
需要系数法: 电焊机,Kx=0.35, Pjs=Kx*Pe =0.35*972**cosΦ =0.35*972*0.7=238.14Kw Qjs=Pjs*tgΦ=1.02*168.39=171.76Kvar 风机:Kx=0.75 Pjs=Kx*Pe=0.75*50*2.2=82.5KW Qjs=Pjs*tgΦ=0.75*82.5=61.9Kvar 机床:Kx=0.12 Pjs=Kx*Pe=0.12*1005=120.6KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*120.65=208.6Kvar 吊车:Kx=0.1 Pjs=Kx*Pe=0.1*37=3.7KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*3.7=6.4Kvar P∑=K∑p*∑Pjs=0.8*377.04=301.63KW Q∑=K∑q*∑Qjs=0.95*448.66=426.23KW S∑=√(377.042+448.662)=586.05KVA cosΦ∑=0.727 Ijs=890.44A
(二)、采用
利用系数法:焊机,Kp=0.25, Pp=Kp*Pe =0.25*972**cosΦ =0.25*972**0.7=120.28Kw Qjs=Pjs*tgΦ=1.02*120.28=122.68Kvar 风机:Kx=0.55 Pjs=Kp*Pe=0.55*50*2.2=60.5KW Qjs=Pjs*tgΦ=0.75*60.5=43.4Kvar 机床:Kp=0.1 Pjs=Kp*Pe=0.1*1005=100.5KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*100.5=173.87Kvar 吊车:Kp=0.15 Pjs=Kp*Pe=0.15*37=5.55KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*5.55=9.6Kvar P∑=∑Pp=229.73KW Q∑=∑Qp=349.55KW ∑Pe=1839.3KW K1p==0.125
设备有效利用台数:nyx,是将不同设备和工作制的用电设备台数换处为相同设备和工作制的
有效值,nyx= 当设备台数较多时,可用计算结果不大于10%的下列简化方法计算: (1)当有效台数为4台及以上时,且最大一台设备功率与最小一台设备功率之比m≤3时,取nyx=n;确定nyx时,可将组内总功率不超过全组总设备功率5%的一些最小设备略去。(2)当m>3和K1p≥0.2取 nyx= (3)当M>3和K1p<0.2取 nyx=≈ 式中:n为用电设备总台数 n1为用电设备中单台功率不小于最大一台设备功率一半的台数;∑Pe 为各用电设备组功率之和 Pn1——n1台设备的设备功率之和有:nyx=≈ ==33.84 按nyx及K1p的值查下表可求出最大利用系数Km
公式矩阵
将各产品部门的需要消耗系数用表的形式表现出来,就是需要消耗系数表或
完全消耗系数矩阵,通常用字母B表示。需要消耗系数的
计算公式为:式中的第一项aij表示第j产品部门对第i产品部门的直接
消耗量;式中的第二项表示第j产品部门对第i产品部门的第一轮间接消耗量;式中的第三项为第二轮间接消耗量;式中的第四项为第三轮间接消耗量;依此类推,第n+1项为第n轮间接消耗量。按照公式所示,将直接消耗量和各轮间接消耗量相加就是完全消耗系数
完全消耗系数矩阵可以在基础上计算得到的,利用
直接消耗系数矩阵计算完全消耗系数矩阵的公式为:B= (I−A) −I式中的A为直接消耗系数矩阵,I为
单位矩阵,B为完全消耗系数矩阵。