10.按需要系数法确定计算负荷

（1）计算公式

1）用电设备的设备容量Ps的确定

①长期工作制电动机的设备容量，是指其铭牌上的额定功率Pe，即

Ps=Pe　　

②反复短时工作制电动机的设备容量，是指统一换算到负载持续率（或称暂载率）FZ=25%时的额定功率，若其FZ不等于25%时，应按下式换算：

式中　Ps——换算到FZ25=25%时电动机的设备容量，kW；

　FZ——铭牌上的负载持续率， %；

　Pe——电动机额定功率，kW。

负载持续率定义：

式中　tg——每周期的工作时间；

　tT——每周期的停歇时间。

tg+tT为工作周期。根据我国国家技术标准规定，工作周期以10min为计算依据。如吊车电动机的标准负载持续率有15%、25%、40%及60%四种。

③电焊机的设备容量：电焊机及电焊装置的设备容量，是指统一换算到负载持续率FZ=100%时的额定功率，若其FZ不等于100%时，应按下式换算。

式中　Se——交流电焊变压器的额定视在功率，kW；

　FZ——与Se相对应的铭牌负载持续率（%），我国电焊机的负载持续率：50%、65%、75%及100%；

cosφe——在Se时的额定功率因数。

④电炉变压器的设备容量（是指额定功率因数时的额定功率）：

Ps=Secosφe　　

式中　Se——电炉变压器的额定视在容量，kV·A；

cosφe——电炉变压器的额定功率因数。

⑤整流设备的设备容量：

Ps=UZIZ　　

式中　UZ，IZ——整流设备输出的额定直流电压（kV）和电流（A）。

⑥成组用电设备的设备容量：

式中　m——用电设备台数。

⑦照明设备容量：

LED灯、碘钨灯　　　　　　　　　　　　　Ps=Pe　　

荧光灯　　　　　　　　　　　　　　　　　Ps=1.2Pe　　

高压汞灯　　　　　　　　　　　　　　　　Ps=（1.08～1.10）Pe　　

式中　Pe——灯泡铭牌功率，kW。

前面的系数是考虑了镇流器的损耗。

在初步设计时，照明设备容量可按单位面积照明容量法来估算，即

Ps=Aω　　

式中　A——建筑物平面面积，m2；

　ω——单位面积照明容量，W/m2。

一般工厂车间及有关建筑物的单位面积照明容量见表2-5。

2）单台用电设备的计算负荷Pjs1的确定

①对于不需计及效率的单台用电设备为

Pjs1=Ps　　

②对于需计及效率的单台用电设备（如电动机等）为

Pjs1=Ps/η　　

式中　η——用电设备的效率。

3）用电设备组计算负荷的确定

当求出各用电设备的设备容量Pjs1之后，就可以按需要系数表上的分类方法详细地分成若干组，进行用电设备组的负荷计算。用电设备组计算负荷的计算公式如下：

有功计算负荷

Pjs2=Kx∑Pjs1　　

无功计算负荷

Qjs2=Pjs2tanφ　　

视在计算负荷

式中　∑Pjs1——该用电设备组内的设备容量总和，但不包括备用设备容量，kW；

　　Kx——该用电设备组的需要系数，部分用电设备组的需要系数及功率因数见表2-6；

　 tanφ——与运行功率因数角相对应的正切值。

（2）实例

某金工车间用电设备清单见表2-7。已知车间的平面面积为520m2，试按需要系数法确定全车间的计算负荷。

解　1）求设备容量

先将具有相近需要系数的用电设备分成以下五组，分别求出设备容量。

①冷加工机床类设备容量：

查表2-6，取Kx=0.18，cosφ=0.65，tanφ=1.17

∑Ps1=82+30.6+17=129.6（kW）　　

②起重机类设备容量：

查表2-6，取Kx=0.15，cosφ=0.5，tanφ=1.73

起重机类设备容量是指统一换算到负载持续率FZ=25%时的额定容量，故

③通风机类设备容量：

查表2-6，取Kx=0.65，cosφ=0.8，tanφ=0.75

Ps3=6×1.1=6.6（kW）　　

④电焊机类设备容量：

查表2-6，取Kx=0.35，cosφ=0.35，tanφ=2.68

⑤照明设备容量：

查表2-6，取Kx=0.8，cosφ=1，tanφ=0

按单位面积照明容量法估算如下：

查表2-5，取ω=6W/m2。已知车间平面面积为520m2，故

∑Ps5=Aω=520×6=3120（W）=3.12（kW）　　

2）求用电设备组的计算负荷

根据公式Pjs2=Kx∑Pjs1和Qjs2=Pjs2tanφ计算出用电设备组的计算负荷。

现将计算结果列于表2-8。