Kd=Pm / Pe
式中Pm 为用电设备组负荷曲线上最大有功负荷(kW)
Pe为用电设备组设备容量(kW)
需要系数是使用需要系数法进行负荷计算时,用到的概念。表示用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备额定装机功率的比值。需要系数Kd不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关,而且与操作人员的技能和生产组织等多种因素都有关,因此应尽可能地通过实际测量分析确定,一般设备台数多时取较小值,台数少时取较大值,以使尽量接近实际。
需用系数是一个综合系数,它标志着用电设备组投入运行时,从供电网络实际取用的功率与用电设备组设备功率之比。
Kd=Pm / Pe
式中Pm 为用电设备组负荷曲线上最大有功负荷(kW)
Pe为用电设备组设备容量(kW)
其物理意义为:
Kd=(K∑ * KL)/η1ηr1
式中——同期系数。用电设备组的设备并非同时都运行。该设备组在最大负荷时工作着的用电设备容量与该组用电设备总容量之比即为同期系数,K∑ <1。——负荷系数。工作着的用电设备,一般并非在满负荷下运行。该设备组在最大负荷时,工作着的用电设备实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数,KL<1。
——线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比。一般为0.95~0.98。——用电设备在实际运行功率时的效率,ηr1<1。
实际上,上述系数对于成组用电设备是很难确定的,何况操作者的熟练程度、材料的供应、工具的质量等随机因素,都对有影响。所以只能靠测量统计确定。
需要系数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繁琐、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=240KW,这很明显不合理。
需要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。
Psn——用电设备额定功率。
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》3.4.2.1。"在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。"可见:民用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=168.39Kw 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=0.9*374.8=375.19KW
Q∑=K∑q*∑Qjs=0.95*374.8=448.66KW S∑==584.86KVA cosΦ∑=0.505
Ijs==888.6A
(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
编辑本段计算公式矩阵
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。
我曾经管理过一个高层商住楼工程,下面三层是商场,上面4栋30层的住宅。原设计配电
系统是4台800千伏安住宅变压器,一台1250千伏安商场变压器,一台1500千伏安空调变压器。如果全部投入需要一笔巨资。
当时购买商场的业主不多,大约需要200千瓦用电并急需开业。因为资金困难老板叫我想办法在配电系统上节省点投资。我选择了一台入住率最低的住宅变压器,根据当时住宅入住情况和负荷计算进行分析后,认为可以利用住宅变压器的富余容量担负当前售出的商场负荷,完全可以维持一段时间,那2台商场和空调变压器可以暂时不安装。
我把设计方案做好后领导拿去供电局商谈。供电局反对说200多户人家每户4千瓦,800的变压器怎么会有富余呢?一定要上商场变压器。我把计算分析结果和他们详细解释后,并
告诉他们这只是权宜之计,等筹备到资金再上那台变压器,现在是因为商场即将开业急等用电。他们审查了我的配电系统设计也没找出什么问题,算是默认了。
我带领电工根据我的设计用旧配电柜改装,几条旧电缆并联使用,也是公司自己的电工安装的。将这几台临时商店配电柜设置在该低压配电室,只用了很少一点资金就给商场顺利通上了电。
通电运行后,我自己也感觉有点害怕,因为毕竟是理论分析还不知道是不是符合实际?
在计划实施之前,还有不少同事怀疑我一个女人的能力呢。于是,我又带着电工,选择用电
高峰期测量电流情况,结果发现,和我理论分析的结果基本相符,我这下心里有底了,同事也服了我。以后陆续又有商业用户入伙,我再不用费什么口舌都这样如法炮制。
但我并没有就此罢休,还计算预测出当住宅业主入住多少时需要拆迁临时商场配电安装商场变压器,并记录在案要求电工班跟进测量观察用电情况,以免出现过负荷情况导致事故发生。就这样一直运行到一年后我离开那家公司都还没有拆迁。
其实我这样做的道理很简单,电力负荷计算需要计入一个小于1的需要系数和同时系数,其中需要系数是个很灵活很有时代感的系数,必须根据当前用电水平来分析确定,在这种特殊的情况下需要具体问题具体分析灵活运用,如果按书本死搬硬套那我的计划是实施不了的。
什么叫“需要系数”“同时系数”?按书本上的解释是这样的:
需要系数:
用电设备的额定功率Pe是指这个设备的输出容量,它与输入容量之间有一个效率n1;用电设备不一定满载工作,存在一个负荷系数Ks;向用电设备供电的线路有损耗,存在线路效率n2。
所以用电设备的有功功率需要量为P30=Pe*Ks*Kt/(n1*n2)
我们令需要系数Kx=Ks*Kt/(n1*n2
需要系数的值总小于1,它不仅与设备的负荷率、效率、台数、工作情况及线路损耗有关,而且与维护管理水平等因素也有关系。
同时系数:
用电设备组的全部设备并不同时运行,存在同时运行系数Kt;
在配电干线上,多个用电设备组同时工作,但是各个用电设备组的最大负荷并非同时出现,因此在求配电干线计算负荷时,应再计入一个同时系数(有的文献称之为同期系数,混合系数)。
如果想深入了解概念,请看教材《工厂供电》相关章节!
可以打个比方说明这2者的关系,但不一定正确,只能帮助非专业人员建立一点概念。
赛跑!10个人站在起跑线上,计算他们所有人同时到达终点的时间。每个人的体能不同,焕发出的力量也不同,这就相当于需要系数。有的人跑得快有的人跑得慢,到达终点的时间必然不同,这就相当于同时系数。这2个系数都小于1,计入这2个因数后,就可以计算出平均到达终点的时间。
变压器的容量计算必须计入需要系数和同时系数,如果不计入这2个系数,选择的变压器会很大,造成浪费。但是,如果系数选择过小,又会造成变压器容量不足,日后的运行一定会出现过载。我上面提到的那次配电改造成功后,一位外行领导竟然叫我在下一个项目再算小点。呵呵!这可不能想小就小的哦。
这2个系数都很有时代感,电器设备在不断地更新换代,其性能也不断改善,还与它的使用场合有关。所以,需要系数不是一成不变的,不能随便拿起一本书就套用系数。需要研究设备样本里提供的相关数据,从而确定一个比较合适的需要系数。
如今人们的生活水平再不是初期,同时使用电器的情况大不相同,发达地区和相对落后地区的情况也不相同。所以,也不能随便套用某本书的同时系数,更不能套用很早以前的数据,需要根据当地的经济水平用电情况具体分析,选择合适的同时系数。
总之,这2个系数需要灵活运用。
需要系数,同时系数
2010-05-21 08:55:32| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅
用电设备的额定功率Pe是指这个设备的输出容量,它与输入容量之间有一个效率n1;用电设备不一定满载工作,存在一个负荷系数Ks;用电设备组的全部设备并不同时运行,存在同时运行系数Kt;向用电设备供电的线路有损耗,存在线路效率n2。
所以用电设备的有功功率需要量为 P30=Pe*Ks*Kt/(n1*n2)
我们令需要系数Kx=Ks*Kt/(n1*n2
需要系数的值总小于1,它不仅与设备的负荷率、效率、台数、工作情况及线路损耗有关,而且与维护管理水平等因素也有关系。
一般同类型建筑、同类型用电设备(组),需要系数很接近,可通过实测统计用一个典型值来表征
实际上应该说同时系数隶属于需要系数,是为了考虑设备组之间的同时使用,用于计算干线负荷。
二者的关系:
需要系数=(k1xk2)/(q1xq2)
q1:设备输出容量与输入容量之间的效率
q2:用电设备不一定满载工作,之间存在的复合系数
k1:同时运行系数
k2:用电设备有线路损耗,线路效率
这个值总小于1,不仅与设备的符合率、效率、台数、工作情况和线路损耗有关,还与维护管理水平等因素有关。
这样,需要系数和同时使用系数之间的关系和联系,应该很清楚了吧?
如果想看概念介绍,请看教材《工厂供电》刘介才主编的上有!