1、建筑電氣設計論文電氣設計規范論文建筑電氣設計中的等效負荷計算問題【摘要】現行有關電氣設計參考書和工程上對線間負荷等效為三相負荷的計算均按部頒電氣設計規范規定執行，即單臺時取線間負荷的3 倍，多臺時取最大線間負荷的3 倍加上次大線間負荷的（33 ）倍。本文通過理論計算和分析，提出了等效計算公式，并探討了電氣設計規范規定的不完整性。【關鍵詞】電氣設計規范；線間負荷；等效三相負荷計算1 引言當前，有關建筑電氣設計參考書中所論述的線間負荷換算成等效三相負荷以及實際建筑工程上進行電氣設計時對線間負荷換算成等效三相負荷的計算，均按建設部頒發的JGJ/T1692民用建筑電氣設計規范P30頁第3、4、5條第（

2、2）款的規定：只有線間負荷時，等效三相負荷為：單臺時取線間負荷的3 倍；多臺時取最大線間負荷的3 倍加上次大線間負荷的（33 ）倍1。上述規范中所提及的線間負荷是指視在功率還是有功功率，以及各線間負荷的功率因素是否相等，均未作明確規定，本文從理論計算和分析入手，探討了在功率因素相等與不相等兩種情況時線間負荷等效為三相負荷計算的不同點，并探討了規范規定的不完整性。2 理論計算分析與探討2.1 計算公式推導，現有作三角形連接的線間負荷電路2如圖1所示：圖1 線間負荷電路圖設SabSbcScaIabIbcIca且三相負荷Zab，Zbc，Zca均為感性令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線間最大視在容量（KVA）Smid線間中等視在容量（KVA）Smin線間最小視在容量（KVA）max線間最大視在容量的負荷功率因素角；mid線間中等視在容量的負荷功率因素角；min線間最小視在容量的負荷功率因素角； G負荷不平衡系數；由圖1可得：IA=Iab -IcaIB=Ibc-IabIC=Ica-Ibc作相量圖如圖2示：圖2 負荷相量圖由圖2中可得：IB值最大，則選擇電氣設備（空氣開關和導線）時應以IB值為選擇依據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）將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現以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；則上式（2）變為：Sx=3 1+1/G2+2G Cos（-60º） Smax =3 1+1/G2+1/G Smax （3

6、）上式（3）即為功率因素相等時，等效三相視在容量的計算公式。若采用有功功率表示時則為：Px=3 1+1/G2+1/G Pmax （4）式中 Px等效三相有功功率（KW）；Pmax線間最大有功功率（KW）；上式（4）即為功率相等時，等效三相有功功率的計算公式。又令 K=3 1+1/G2+1/GH=1+1/G2+1/G則 K=3 HPx=KPmax（5）式中K等效系數當G從1時，H從3 1，而K從33 。可見上式（5）中系數K的取值：對于單臺線間設備（極不平衡）時；G=mid-max-60º）H=1+1/G2+2G Cos（mid-max-60º） （6）則Sx=KSmax=3

7、 HSmax由上式（6）可得：（1）當G時：H=1，K=3Sx=KSmax=3 Smax （7）式（7）即為單臺線間負荷等效為三相視在容量的計算公式。（2）當G=1時，則Sx有最小值和最大值，這時式（2）為：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，大多數負荷屬純電阻和感性負荷，所以mid，max的取值范圍為：0ºmid90º，0ºmax90º。則Sx的最小值發生在mid=0

8、6;和max=90º時，代入上式（8）得：Sx=6 1+Cos（0º-90º-60º） Smax=0.9Smax工程上，純電感負荷實際是沒有的，而Cos=0.30.7還是較常見的。因此，當Cosmid=1，mid=0º；Cosmax=0.3，max=73º時：K=6 1+Cos（0º-73º-60º） =1.38Sx=1.38Smax當Cosmid=1，mid=0º，Cosmax=0.7，max=45.6º時：K=6 1+Cos（0º-45.6º-60º）

9、 =2.09Sx=2.09Smax（可見，在工程計算中常取K3 。（a） Sx的最大值發生在Cos（mid-max-60º）=1即：mid-max=60º時：K=6 1+Cos（60º-60ºmaxCosmin0.55，maxmin56.6º，Cosmid0.8，mid36.9º，并分別接于AB，BC，CA上，試求等效三相容量。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）而按規范規定計算得：Sx=3 Smax+（3-3 ）Smid=3 ×5+（3-3 ）×1=9.93（KVA）則：S= Sx- Sx=9.93-13.35=-3.42（KVA）可見按規范計算的結果將偏小3.42 KVA（約34.4）的計算容量。因此當各線間負荷在功率因數不相等時，計算結果將會產生較大偏差，這對線纜與電氣設備的選用會產生一定的影響。3 結束語綜上分析與探討，各線間負荷在功率因素相同的情況下，三相容量的等效系數K的取值范圍為3 ，3；而當各線間負荷在功率因素不相等情況下，三相容量的等效系數K的取值范圍為（3 ，3.5。由此可見，三相容量的等效系數K取值應為3 ，3.5，即為一個區間，因而民用建筑電氣設計規范JGJ/T16-92P30頁第3、4、5條第（2）款