利⽤需要系数法来确定负荷计算
许振西
（厦门华电开关有限公司，福建厦门361006）
1负荷计算的意义和⽬的
⼯⼚进⾏电⼒设计的基本原始资料是各⼯艺部门提供的⽤电设备安装容量，这些⽤电设备种类多，数量⼤，⼯作情况复杂。如果只是简单的把各⽤电设备的容量加起来作为选择导线和电⽓设备容量的依据，那么必然会造成投资和资源的浪费。因为，各⽤电设备通常并不同时运⾏，使⽤时也并不是都能达到额定容量，⼯作制也不⼀样。若估算过⼩，将造成导线及电⽓设备因过流⽽发热，加速绝缘⽼化，降低使⽤寿命，严重时引起⽕灾事故，影响供电系统的正常可靠运⾏。
为避免这种情况，设计时⽤的总负荷是⼀个假想负荷，即计算负荷。计算负荷也称为需要负荷或最⼤负荷，是根据已知的⽤电设备安装容量确定的、⽤于按发热条件选择导体和电⽓设备时所使⽤的⼀个假想的持续负荷。计算负荷产⽣的热效应与某⼀段时间内实际变动负荷产⽣的最⼤热效应相等。
求计算负荷的这项⼯作称为负荷计算。负荷计算的⽬的是为了合理的选择供电系统的导线、开关电器、变压器等设备，使电⽓设备和材料既能充分得到利⽤，⼜能满⾜电⽹的安全运⾏。同时，也是选择仪表量程，整定继电保护的重要依据。
2负荷计算的⽅法
⽬前普遍采⽤的确定计算负荷的⽅法有需要系数法和⼆项式法。需要系数法的优点是简便实⽤，适⽤于全⼚和车间变电所负荷的计算；⼆项式法适⽤于机加⼯车间，有较⼤容量设备影响的⼲线和分⽀⼲线的负荷计算。《民⽤建筑电⽓设计规范》（JGJ/T 16-2008）将需要系数法作为民⽤建筑电⽓负荷计算的主要⽅法，下⾯将加以详细介绍。
1、将⽤电设备按类型分组，同⼀类型的⽤电设备归为⼀组，并算出该组⽤电设备
的设备容量Pe。
对于长期⼯作制的⽤电负荷（如空调机组等），其设备容量就是设备铭牌上所标注的额定功率。
对于断续或短时⼯作制的⽤电设备，是将额定功率统⼀换算到负载持续率为25%时的有功功率。电焊机的设备功率是指将额定功率换算到负载持续率为100%时的有功功率。
对于照明设备：⽩炽灯的设备容量按灯泡上标注的额定功率取值；带⾃感式镇流器的荧光灯和⾼压汞灯等照明装置，由于⾃感式镇流器的影响，不仅功率因数很低，在计算设备容量时，还应考虑镇流器上的功率消耗。因此，对采⽤⾃感式镇流器的荧光灯装置，其设备容量取灯管额定功率的1.2倍，⾼压汞灯装置的设备容量取灯泡额定功率的
1.1倍。
另外，成组⽤电设备的设备功率不应包括备⽤设备。
2、根据⽤电设备组的设备容量Pe，即可算出设备的计算负荷：
计算有功功率P c=K x P e
计算⽆功功率Q c=P c tanφ
计算视在功率S c=√P C2+Q C2
计算电流I c=S c/√3U n
式中：K x为需要系数，φ为功率因数⾓，U n为额定线电压。
上述公式适⽤于计算三相⽤电设备组的计算负荷，对属于相负荷的单相⽤电设备（如家⽤电器等），按照三相当中最⼤负荷的那⼀相的单相设备容量乘以3，求得等效的三相设备容量，然后按上述公式求得计算电流。
需要系数是在⼀定的条件下，根据统计⽅法得出的，它与⽤电设备的⼯作性质、设备效率、设备数量、线路效率以及⽣产组织和⼯艺设计等诸多因素有关。显然，在不同地区、不同类型的建筑物内，对于不同的⽤电设备组，⽤电负荷的需要系数也不相同。在实际⼯程中应根据具体情况从表中选取⼀个恰当的值进⾏负荷计算。⼀般⽽⾔，当⽤电设备组内的设备数量较多时，需要系数应取较⼩值；反之，则应取较⼤值。设备使⽤率较⾼时，需要系数应取较⼤值；反之，则应取较⼩值。
表1列出了⼯⼚中主要⽤电设备的需要系数的推荐值，可作为供配电设计中进⾏负荷计算的参考。
表1 各⽤电设备组的需要系数K x及功率因数
3、⽤电设备按类型分组后的多个⽤电设备组均连接在配电⼲线或变电所的低压母
线上，考虑到各个⽤电设备组并不同时都以最⼤负荷运⾏，配电⼲线或变电所的计算负荷应等于各个⽤电设备组的计算负荷求和以后，再乘以⼀个同时系数，即配电⼲线或变电所低压母线上的计算负荷为：
计算有功功率P∑p=K∑p∑P c
计算⽆功功率Q∑q= K∑q∑Q c
计算视在功率S∑c=√P∑p2+Q∑q2
计算电流I∑c=S∑c/√3U n
式中：
K∑p ——有功功率的同时系数，⼀般取0.8~0.9
K∑q ——⽆功功率的同时系数，⼀般取0.93~0.97
∑P c——各⽤电设备组计算有功功率之和
∑Q c——各⽤电设备组计算⽆功功率之和
3应⽤举例
【例1】某机械加⼯车间380V线路上，接有流⽔作业的⾦属切削机床电动机30台共85kW，通风机3台共5kW，吊车1台共3kW（ε=40%）。试⽤需要系数法确定此线路上的计算负荷。
解：先求各组的计算负荷
（1）⾦属切削机床组
查表1，取K x =0.16，cosφ=0.5，tanφ=1.73，因此
P c=K x P e=0.16×85kW=13.6 kW
Q c=P c tanφ=13.6×1.73kVAR=23.53 kVAR
（2）通风机组
空调耗电量计算查表1，取K x =0.8，cosφ=0.8，tanφ=0.75，因此
P c=K x P e=0.8×5kW=4 kW
Q c=P c tanφ=4×0.75kVAR=3 kVAR
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