建筑电气设计论文 电气设计规范论文

1、建筑电气设计论文电气设计规范论文建筑电气设计中的等效负荷计算问题【摘要】现行有关电气设计参考书和工程上对线间负荷等效为三相负荷的计算均按部颁电气设计规范规定执行，即单台时取线间负荷的3 倍，多台时取最大线间负荷的3 倍加上次大线间负荷的（33 ）倍。本文通过理论计算和分析，提出了等效计算公式，并探讨了电气设计规范规定的不完整性。【关键词】电气设计规范；线间负荷；等效三相负荷计算1 引言当前，有关建筑电气设计参考书中所论述的线间负荷换算成等效三相负荷以及实际建筑工程上进行电气设计时对线间负荷换算成等效三相负荷的计算，均按建设部颁发的JGJ/T1692民用建筑电气设计规范P30页第3、4、5条第（

2、2）款的规定：只有线间负荷时，等效三相负荷为：单台时取线间负荷的3 倍；多台时取最大线间负荷的3 倍加上次大线间负荷的（33 ）倍1。上述规范中所提及的线间负荷是指视在功率还是有功功率，以及各线间负荷的功率因素是否相等，均未作明确规定，本文从理论计算和分析入手，探讨了在功率因素相等与不相等两种情况时线间负荷等效为三相负荷计算的不同点，并探讨了规范规定的不完整性。2 理论计算分析与探讨2.1 计算公式推导，现有作三角形连接的线间负荷电路2如图1所示：图1 线间负荷电路图设SabSbcScaIabIbcIca且三相负荷Zab，Zbc，Zca均为感性令Sab=Smax，Sbc=Smid，Sca=Sm

3、in；ab=max，bc=mid，ca=min；Iab=Imax，Ibc=Imid， Ica=Imin；G=SmaxSmid =ImaxImid 1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）max线间最大视在容量的负荷功率因素角；mid线间中等视在容量的负荷功率因素角；min线间最小视在容量的负荷功率因素角； G负荷不平衡系数；由图1可得：IA=Iab -IcaIB=Ibc-IabIC=Ica-Ibc作相量图如图2示：图2 负荷相量图由图2中可得：IB值最大，则选择电气设备（空气开关和导线）时应以IB值为选择依据3，并且由余弦定理

4、可得：I2B=I2bc+I2ab-2IbcIabCosBIB=I2bc+I2ab-2IbcIabCosB=I2bc+I2ab-2IbcIabCos（bc+120º-ab）=I2bc+I2ab+2IbcIabCos（bc+120º-ab -180º）=I2bc+I2ab+2IbcIabCos（bc-60º-ab）将G=Iab/Ibc代入上式得：IB=（IabG ）2+I2ab+2IabIabG （bc-ab-60º）=Iab 1/G2+1+ 2G Cos（bc-ab-60º）=Iab1+1/G2+ 2G Cos（bc-ab-60

5、6;） （1）Iab=Sab/Ue；IB=Sx/3 UeSx=3 UeIB=3 SabIab IB=3 SabIab Iab1+1/G2+2G Cos（bc-ab-60º） =3 1+1/G2+2G Cos（bc-ab-60º） Sab现以Sab=Smax；ab=max；bc=mid代入上式：Sx=3 1+1/G2+2G Cos（mid-max-60º） Smax（2）式（2）中 Sx等效三相容量（KVA）；Uemax=mid=min；则上式（2）变为：Sx=3 1+1/G2+2G Cos（-60º） Smax =3 1+1/G2+1/G Smax （3

6、）上式（3）即为功率因素相等时，等效三相视在容量的计算公式。若采用有功功率表示时则为：Px=3 1+1/G2+1/G Pmax （4）式中 Px等效三相有功功率（KW）；Pmax线间最大有功功率（KW）；上式（4）即为功率相等时，等效三相有功功率的计算公式。又令 K=3 1+1/G2+1/GH=1+1/G2+1/G则 K=3 HPx=KPmax（5）式中K等效系数当G从1时，H从3 1，而K从33 。可见上式（5）中系数K的取值：对于单台线间设备（极不平衡）时；G=mid-max-60º）H=1+1/G2+2G Cos（mid-max-60º） （6）则Sx=KSmax=3

7、 HSmax由上式（6）可得：（1）当G时：H=1，K=3Sx=KSmax=3 Smax （7）式（7）即为单台线间负荷等效为三相视在容量的计算公式。（2）当G=1时，则Sx有最小值和最大值，这时式（2）为：Sx=3 2+2Cos（mid-max-60º） Smax=6 1+Cos（mid-max-60º） Smax（8）K=6 1+Cos（mid-max-60º） （9）（a） 在工程上，大多数负荷属纯电阻和感性负荷，所以mid，max的取值范围为：0ºmid90º，0ºmax90º。则Sx的最小值发生在mid=0

8、6;和max=90º时，代入上式（8）得：Sx=6 1+Cos（0º-90º-60º） Smax=0.9Smax工程上，纯电感负荷实际是没有的，而Cos=0.30.7还是较常见的。因此，当Cosmid=1，mid=0º；Cosmax=0.3，max=73º时：K=6 1+Cos（0º-73º-60º） =1.38Sx=1.38Smax当Cosmid=1，mid=0º，Cosmax=0.7，max=45.6º时：K=6 1+Cos（0º-45.6º-60º）

9、 =2.09Sx=2.09Smax（可见，在工程计算中常取K3 。（a） Sx的最大值发生在Cos（mid-max-60º）=1即：mid-max=60º时：K=6 1+Cos（60º-60ºmaxCosmin0.55，maxmin56.6º，Cosmid0.8，mid36.9º，并分别接于AB，BC，CA上，试求等效三相容量。解：Kx=6 1+Cos（mid-max-60º） =6 1+Cos（36.9º-56.6º-60º）=1.096 =2.67Sx= KxSmax =2.67×

10、513.35（KVA）而按规范规定计算得：Sx=3 Smax+（3-3 ）Smid=3 ×5+（3-3 ）×1=9.93（KVA）则：S= Sx- Sx=9.93-13.35=-3.42（KVA）可见按规范计算的结果将偏小3.42 KVA（约34.4）的计算容量。因此当各线间负荷在功率因数不相等时，计算结果将会产生较大偏差，这对线缆与电气设备的选用会产生一定的影响。3 结束语综上分析与探讨，各线间负荷在功率因素相同的情况下，三相容量的等效系数K的取值范围为3 ，3；而当各线间负荷在功率因素不相等情况下，三相容量的等效系数K的取值范围为（3 ，3.5。由此可见，三相容量的等效系数K取值应为3 ，3.5，即为一个区间，因而民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92P30页第3、4、5条第（2）款