柴发机组匹配用电负载的计算步骤

摘要：民用建筑的用电指标，尤其是负荷计算中需要系数的大小，一直是一个意见很不一致，没有完全清除好的问题，详细是因为民用建筑的状况非常繁杂，不同的地区，不同的单位，不同的设备，不同的使用状况，不一样的工程规模，不同的建设标准等等，使每平方米建筑面积的用电量有较大的差别，很难给出一个大家均可使用的标准。工程规划者，往往宁大勿小，使已建成的许多工程的大电和柴发机组容量选取偏大，多数在很低的负载率下运转。

      柴油发电机的用电负荷主要包括实际用电负荷和备用电力负载两部分。操作柴油发电机计算用电负荷主要有以下几个程序：

根据所需供电装备的额定功率以及每台装备的同时工作时间，计算出每个装备的用电量，并将所有装置的用电量相加，得到总用电量柴油发电机型号及规格。实际用电负载是指在柴油发电机运转期间，需要供电设备实际所需的功率。

备载电力负荷一般包括预留负载和容错负荷两部分。预留负荷是为了应对突发状况而设立的电力储备，一般为总用电量的10%~20%左右。容错负荷是为了应对柴油发电机运行时可能出现的故障或维护等情况而留出的电力备份。

根据总负载确定柴油发电机的功率，一般建议选取的柴油发电机功率略大于总负荷，以确保柴油发电机能够满足所需的电力供应。

      在施工图规划时需要进行较具体的负荷计算，具体包括装备容量（安装功率）的计算（即统计与累加）;计算功率（将装备容量乘需要系数）和计算电流的计算。对于干线和整个工程，除需要标注装置容量外，还要标注计算功率和计算电流，以便根据计算功率选取柴发机组。

      在民用建筑中有大量的单相负载， 三相负荷不平衡的问题比较突出。 据调查，在目前运行的工程中，多数工程都比较严重的存在着三相不平衡的问题。有的是设计问题，有的是施工问题，有的是使用的随意性。操作的随意性很难解除，工程设计者的责任是在施工图规划时尽量考虑周全些，尽量做到三相负荷分配平衡。降低运行时的特别严重的不平衡状况。当工程布置程序中，某些末端装备无法使三相分配平衡时，则应在柴油发电机组操作中尽量调节到三相平衡。

表1     民用建筑常载负荷计算方法 

——有功功率、无功功率同时系数，对配电干线;对降压变电所则分别取0.8~0.9及0.93~0.97

计算负载又称需要负载或较大负荷。计算负载是一假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所发生的较大热效应相等。在配电系统中，通常采用30min的较大平均负载作为按高温条件选购电器或导体的依据，同时也用来计算电压损失和容量损耗

（2）断续或短时工作制发电机的装置容量，当采用需要系数法或二项式法计算时，是将额定容量统一换算到负载连续率为25％时的有功容量。

① 当采用需要系数法计算负载时，应统一换算到负载连续率ε为25％时的有功容量，即

② 当采用利用系数计算负荷时，应统一换算到负荷持续率ε为100％时的有功容量，即

      式中，Pe——有功容量（kW）；Pr——发电机额定容量（kW）；εr——-发电机额定负载连续率。

      式中， Sr——电焊机的额定容量 （kV·A)；cosφ——容量因数。

6．当消防用电的计算有功容量大于火灾时可能同时切除的通常电力、照明负荷的计算有功功率时，应按未切除的一般电力、照明负载加上消防负载计算低压总的装置功率。否则计算低压总负载时，不应考虑消防负载。

7．当采用需要系数法计算负载时，应将配电干线范围内的用电装备按型号统一划组。配电干线的计算负荷为各用电设备组的计算负载之和再乘以同时系数。变电所或配电所的计算负载为各配电干线计算负载之和再乘以同时系数。计算变电所高压侧负载时，应加上变压器的容量损耗。

8．当采用利用系数法确定计算负载时，不论计算范围大小，都必须求出该计算范围内用电装置有效台数及较大系数，而后算出结果。

（2）当多台单相用电设备的装置功率小于计算范围内三相负载装置功率的15％时，按三相平衡负荷计算，且不需换算。

      措施规划阶段确定计算容量时，采用单位指标法计算康明斯柴油发电机价格、并根据计算结果确定电力变压器的容量和台数，各类建筑物的用电指标如表2。

      用装置容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负载。这种步骤比较大概柴油发电机组型号及参数，应用广泛，尤其适合于配、变电所的负载计算。

      小区内的住宅面积可分为三类：60m2以下的为小型，60～100m2为中型，100m2以上为大型。随着人们生活水平的提高，家用电器逐渐增多，特别是空调、热水器、电磁灶或微波炉等大容量家用电器进入普通家庭，家庭用电由原来纯照明向多功用方向发展。

      根据负载容量来计算柴油发电机组的功率是非常重要的一步，能够确保柴油发电机的正常运行，同时也能够节约电力的操作。在计算时需要注意负荷类型和计算方式，同时也需要考虑实际情形和后续扩容的可能性。此外，也可以采用电气负荷计算步骤，但是需要通过电路图计算，一般需要使用电气计算软件或手工计算。电气负载计算需要考虑电缆电阻、电感、电容等等因素，计算程序较为复杂。