公式推導
模拟公式的推導基于以下三條規律:
①:戶數(N)較少時,需要系數(K)為1;
②需要系數(K)随戶數(N)增大而減小,即KN≤KN-1(KN是N所對應K值),且減少速率先急後緩;
③每戶安裝功率相同時,小戶數的計算功率恒小于大戶數的,即(N-1)*KN-1*P
下面介紹怎樣确定調整系數。假設N為3的倍數且N≥9,因KN>KN-1*[(N-1)/N],故KN-2>KN-3*[(N-3)/(N-2)],根據前面假定可知:KN-2=KN-1=KN,所以KN>KN-3*[(N-3)/(N-2)],因(N-1)/N恒大于(N-3)/(N-2),故不妨令KN=KN-3*[(N-1)/N],即調整系數等于(N-1)/N。
舉例說明
當N=7、8、9時,K1=K0*(9-1)/9=8/9,當N=10、11、12時,K2=K1*(12-1)/12=(8/9)*(11/12)
系數法
需要系數是用電設備組實際所需要的功率與額定負載時所需的功率的比值,用公式表示為
Kc=Psb/Psn
式中: Psb——用電設備實際所需功率。
Psn——用電設備額定功率。
需要系數的大小要綜合考慮用電設備的負荷狀态、工作制(連續、短時、重複短時工作)和該類設備的同時工作幾率等方面的因素。一般是根據實經驗統計後取平均值。
電氣設計的負荷計算方法及其應用範圍電氣負荷計算方法有:需要系數法,利用系數法,二項式系數法,單位面積功率計算法,單位産品功率計算法等。
(1)、需要系數法:用設備功率乘以需要系數和同時系數,直接求出計算負荷;
(2)、利用系數法:采用利用系數求出最大負荷班的平均負荷,再考慮設備台數和功率差異的影響,乘以與有效台數有關的最大系數求得計算負荷;
(3)、二項式系數法:将負荷分為基本負荷和附加負荷,後者考慮一定數量大容量設備影響;
(4)、單位面積功率法,單位指标法,單位産品耗電量法等,可用于初步設計用電量指标的估算,對于住宅建築,在設計各階段均可使用單位面積功率法。它們的應用範圍各不一樣,按《民用建築電氣設計規範》3.4.2.1。"在方案設計階段可采用單位指标法;在初步設計階段,宜采用需要系數法。"可見:民用建築電氣計算負荷推薦采用需要系數法;這是因為民用建築中電氣設備很少有特别突出的大功率設備,而按照需要系數法簡單易行;而在工業建築中,由于各設備的用電量存在很大差異,用需要系數法進行計算與實際就存在很大出入。
例如:某車間用電設備如下:電焊機25台,功率分别為:3.0KVA*8;8KVA*6;16KVA*5;30KVA*2;180KVA*2;200KVA*2;ε=50% 風機:50台,功率均為:2.2KW 機床:66台,功率分别為:7.5Kw*30;15KW*30;30KW*2;45KW*2;90KW*2 吊車:2台,分别為15KW,22KW。
本車間的總配電計算負荷用上述(1),(2),(3)分别如下:
(一)、采用需要系數法: 電焊機,Kx=0.35, Pjs=Kx*Pe =0.35*972**cosΦ =0.35*972*0.7=238.14Kw Qjs=Pjs*tgΦ=1.02*168.39=171.76Kvar 風機:Kx=0.75 Pjs=Kx*Pe=0.75*50*2.2=82.5KW Qjs=Pjs*tgΦ=0.75*82.5=61.9Kvar 機床:Kx=0.12 Pjs=Kx*Pe=0.12*1005=120.6KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*120.65=208.6Kvar 吊車:Kx=0.1 Pjs=Kx*Pe=0.1*37=3.7KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*3.7=6.4Kvar P∑=K∑p*∑Pjs=0.8*377.04=301.63KW Q∑=K∑q*∑Qjs=0.95*448.66=426.23KW S∑=√(377.04²+448.66²)=586.05KVA cosΦ∑=0.727 Ijs=890.44A
(二)、采用利用系數法:焊機,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 風機:Kx=0.55 Pjs=Kp*Pe=0.55*50*2.2=60.5KW Qjs=Pjs*tgΦ=0.75*60.5=43.4Kvar 機床:Kp=0.1 Pjs=Kp*Pe=0.1*1005=100.5KW Qjs=Pjs*tgΦ=1.73*100.5=173.87Kvar 吊車: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
設備有效利用台數:nyx,是将不同設備和工作制的用電設備台數換處為相同設備和工作制的有效值,nyx= 當設備台數較多時,可用計算結果不大于10%的下列簡化方法計算: 1)、當有效台數為4台及以上時,且最大一台設備功率與最小一台設備功率之比m≤3時,取nyx=n;确定nyx時,可将組内總功率不超過全組總設備功率5%的一些最小設備略去。2)、當m>3和K1p≥0.2取 nyx= 3),當M>3和K1p<0.2取 nyx=≈ 式中:n為用電設備總台數 n1為用電設備中單台功率不小于最大一台設備功率一半的台數;∑Pe 為各用電設備組功率之和 Pn1——n1台設備的設備功率之和有:nyx=≈ ==33.84 按nyx及K1p的值查下表可求出最大利用系數Km
公式矩陣
将各産品部門的需要消耗系數用表的形式表現出來,就是需要消耗系數表或完全消耗系數矩陣,通常用字母B表示。需要消耗系數的計算公式為:式中的第一項aij表示第j産品部門對第i産品部門的直接消耗量;式中的第二項表示第j産品部門對第i産品部門的第一輪間接消耗量;式中的第三項為第二輪間接消耗量;式中的第四項為第三輪間接消耗量;依此類推,第n+1項為第n輪間接消耗量。按照公式所示,将直接消耗量和各輪間接消耗量相加就是完全消耗系數完全消耗系數矩陣可以在基礎上計算得到的,利用直接消耗系數矩陣計算完全消耗系數矩陣的公式為:B= (I−A) −I式中的A為直接消耗系數矩陣,I為單位矩陣,B為完全消耗系數矩陣。