建築電氣設計負荷計算時,對單相負荷應該如何處理?教你處理方法

2020-12-17 電氣設計狄老師

電氣設計的時候應該給出斷路器的整定值,但斷路器的整定值與配電系統的負荷大小有緊密聯繫,且配電系統中有很多單相設備,如照明負荷、插座負荷。那麼在負荷計算的時候對於單相負荷只是簡單的相加就可以了嗎?

一、規範要求

單相負荷應均衡分配到三相上,當單相負荷的總計算容量小於計算範圍內三相對稱負荷總計算容量的15%時,應全部按三相對稱負荷計算;當超過15%時,應將單相負荷換算為等效三相負荷,再與三相負荷相加。《民用建築電氣設計規範》3.5.5(樹上鳥教育電氣設計在線視頻教學課程)

二、對規範的理解

當配電系統中有大量的單相負荷時,在計算負荷時不應該是簡單的對單相負荷相加,應該與等效的三相負荷相比較,如果等效三相負荷與單相負荷相加的差小於等效三相負荷總計算容量的15%時,可以默認為單相設備是三相平衡的,此時可以直接相加;如果大於等效三相負荷總計算容量的15%時,應將單相負荷等效成三相負荷——最大相乘以3

例如下圖:

對於此配電系統圖:L1+L2+L3=12KW,最大相為L3=6KW,等效三相負荷為:6KW*3=18KW;兩者之差為:18-12=6KW,很明顯這個值是大於18KW的15%,因此在整定配電箱總開關QF的時候就不應該按12KW來考慮,而應該按18KW來考慮。

三、對開關整定值的影響

由上圖可知,如果按單純的負荷相加來計算其負荷為12KW,此時的計算電流為:20.26A(功率因數按0.9考慮),那麼根據《低壓配電設計規範》6.3.3條規範要求,斷路器長延時脫扣器整定值可以是25A,此時是沒有考慮單相負荷的三相平衡問題;

如果考慮三相平衡則功率為:18KW, 此時的計算電流為:30.4A(功率因數按0.9考慮),那麼根據《低壓配電設計規範》6.3.3條規範要求,斷路器長延時脫扣器整定值應該為32A。

四、單相負荷電流的計算?

單相負荷電流計算公式是:P=IUcosφ,相電流I=P/Ucosφ

式中:

I為相電流,它等於線電流;P為負荷功率;U為相電壓,一般是220V。cosφ是功率因素,一般取0.8。

對於三相平衡電路而言,功率的計算公式是:P=1.732IUcosφ。

由功率公式可推出線電流公式:I=P/1.732Ucosφ

式中:P為負荷功率;U為線電壓,一般是380V。cosφ是功率因素,一般取0.8。

交流電的大小隨線圈的轉動而變化,交流電在某一瞬時的值叫瞬時值,用小寫字母表示。把瞬時值中的最大的值叫做交流電的最大值,用帶下標m的大寫字母表示,如Um、Im等。

為反映實際效果,工程上通常用有效值表示交流電的大小。有效值定義如下:分別把一個交流電流和一個直流電流通過相同的電阻R,若在相同的時間T內。

電阻產生的熱量相等,則交流電流的有效值就和直流電流的大小相等,有效值也稱方均根值,用大寫字母表示。

交流電交變一次所需要的時間稱為周期,用T表示,單位為秒(s)。交流電在1秒內變化的次數稱為頻率,用f表示,單位為(赫茲)Hz,常用單位有(千赫)kHz、(兆赫)MHz。

周期和頻率互為倒數關係,即,由於交流電一個周期經歷的電角度為360°即2π弧度,所以角頻率,角頻率的單位為弧度每秒(rad/s)。

通過以上分析可以看出:如果在電氣設計的時候不考慮三相負荷的平衡問題,那麼有可能會出現配電箱總開關不定時跳閘的風險,這對於電氣設計來說是不允許的。

因此在對配電箱總開關進行整定的時候,應該考慮到三相負荷的平衡。

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