建筑电气设计中的等效负荷计算分析与探讨

建筑电气设计中的等效负荷计算分析与探讨

王爱菊

王爱菊浙江省天台县建筑设计所317200

摘要：等效负荷计算时建筑电气设计的重要环节之一，关系着整个建筑物的用电安全及节能环保。本文探讨了建筑电气设计中等效负荷计算的意义及主要计算方法，从理论的角度分析了如何正确有效地计算等效负荷。

关键词：建筑工程；电气设计；等效负荷计算

随着我国建筑业的快速发展和建筑项目规模的不断扩大，建筑电力负荷越来越大，建筑物的建筑的节能环保及安全用电已成为现代建筑业关注的重点，电力负荷计算的准确性直接关系着建筑的用电安全以及电气设备运行的安全可靠性。笔者结合实践工作经验，从理论的角度分析和探讨了建筑电气的等效负荷计算。

一、等效负荷计算的意义

等效负荷计算主要是根据设备的铭牌，从发热的角度出发，综合经济性、安全性及合理性等因素，利用科学的方法计算理论负荷。在进行等效负荷的计算和分析时，应明确实际电路中等效负荷的作用及等效符合计算的意义，有目的性地进行计算，从而为建筑电气设计提供可靠的依据。在实际的测量及设计安装过程中，通常都是直接进行测量或者采用计算方式对单相电流进行估算。但单相电流的计算具有很大的局限性，无法直接的将整体电路的电流反应出来，因此，通常需要将单相电流进行等效替换，一般等效替换为三相电流进行计算和分析。因此，等效负荷的计算对电力设计及安装具有重要的指导和参考作用。通过对计算等效负荷可以为电路的设计提供较为准确和完善的电流通量，以指导供电设备与供电线路的选择和确定，具有重要的理论意义和应用意义。

二、等效负荷计算的方法

目前计算等效负荷的方法主要有二项式法、利用系数法和需要系数法。

（一）二项式法

二项式计算法主要是指将电气负荷分为两类，即基本负荷以及附加负荷，并综合大容量设备的影响因素进行计算，从而求出负载量。二项式计算法的计算公式是Q=bTN+cTx，其中b、TN、c表示的是设备的总额定容量，而Tx则表示x台大容量设备的容量之和。二项式法适用于涉及的设备较少并且各用电设备之间的功率差距较大的建筑电气项目中。

（二）需要系数法

需要系数法在计算过程中，需以设备的使用情况为依据对设备进行分类，这种方法在计算时可以根据设备的实际情况来调节需要系数，以尽可能和地反应电气设备在实际应用中的需求，在电气设计中较常采用。

（三）利用系数法

利用系数法是利用一些已知的系数来求最大系数，并求出最大电气负荷区间内的平均值，从设备的功率差异以及设备台数等的影响，将平均负荷和与有设备的台数相关的最大系数，从而计算出等效负荷。这种方法适合各种范围的计算，但计算过程比较繁琐，且目前关于利用系数法的资料基本上都属于工业方面的，建筑电气设计中的等效计算还比较少见，在建筑方面的应用还比较少。

三、建筑电气等效负荷具体算法的分析

（一）理论计算的分析与探讨

1、理论计算公式的推导

在计算等效负荷之前，应建立一个清晰的电力构成模型，一般采用三角线负荷电路图来表示，具体结构如图1所示。

计算时，设Sca≤Sbc≤Sab,Ica≤Ibc≤Iab。

根据计算的需要建立一个负荷向量图，见图2。

（2）各线路之间的负荷功率因数不相等

当各线路之间的负荷功率因数不相等时，等效系数的取值范围具有很强的不确定性。设

四、等效负荷计算过程中应注意的问题

建筑电气等效负荷的计算必须将单相负荷进行均分并建立三相负荷电路模型。当总三相负荷容量值低于15%的三相对称负荷时，应按照三相对称的方式进行计算。但当总三相负荷容量值高于15%的三相对称负荷时，则应按照等效符合进行计算，通过与三相负荷附加值相加以求得线路的总负荷。

当线路间只有相负荷存在时，应按3倍最大相负荷来计算等效负荷。当只有线间负荷时，等效三相负荷应按照线间负荷的相应倍数来计算。当线间负荷和相负荷都存在时，则应先根据线间负荷计算出相负荷，然后求出总相负荷值，选择最大值乘以3从而得出等效三相负荷。

当采用需要系数法进行计算时，应按类型统一划分用电设备。配电干线的负荷采用应将各用电设备的总负荷值与等效系数的乘积来计算。

在实际工程的计算中，应采用二项式法进行计算，这就需要从建筑项目的实际情况出发分析采用何种计算方式。首先应将建筑电气设计中涉及到的所有电器按照一定的形式分组并计算，不得采用逐级计算的方式计算分析。其次，电气在同时运行过程中产生的系数不得列入计算范围。再次，当整个建筑项目的设备数低于四台时，应用计算系数与负荷功率的乘积来计算用电设备组的负荷。最后，当用电设备较多时，如果每组的用电设备比最大用电设备少x台，应从各组中挑选出用电设备台数小于x的两个组或多个组，并计算出各组中最大附加功率的总和，以此来作为系统的总附加功率。

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