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摘要：随着用电设备类型越来越多，供电设计的负荷计算如何与用电负荷的实际变化相适应，如何恰如其分的做好设备类别分组、剔除，收集、选择合适的需要系数，是电气设计人员需要考虑的问题。该文通过例子分析，就需要系数法负荷计算中易犯的几个错误进行分析，剖析并强调需要系数法负荷计算存时必须注意的几个方面。
1引言
在我公司整体搬迁工艺水平提升建设项目中，在初步设计阶段，设计院曾经出了以下一个负荷计算：
根据工艺、公用各专业工种提供的设计资料，采用需用系数法进行负荷计算：本厂区用电负荷安装容量为57576kW（含预留地块将来用电），取同时系数0.35后，计算负荷为20151.6kW。
这是一个有问题的计算结论，我公司整体搬迁建设项目，工厂的建设面积、设备数量与公司现有情况变化不大（不含牵引项目），公司现在实际最大使用负荷小于3200KW（主变压器总容量8830KVA），而计算负荷为20151.6kW，计算负荷与现有实际使用负荷偏差太大。在工厂供电设计包括的众多内容中，电力负荷的计算是非常重要的的一环，计算结果关系到规划容量的审批、供电系统基建投资及运行费用等；设计容量过大会造成极大的社会资源浪费及投资成本、长期运行费用的升高，过小又可能影响正常使用，为此，公司多次开会针对负荷计算结果论证。
2问题分析
经过与设计院讨论分析，认为造成负荷计算偏大的原因主要有以下几个原因：
2.1 对公司生产设备使用情况不够了解，用电设备组分错类别，不同类别的设备组，在设备功率计算、需要系数选用会有不同，甚至有些设备组会被剔除不计入负荷计算；因此对用电设备进行清晰而正确的分类，是需要系数法的首要工作。
2.2 不计入负荷计算的设备剔除不充分；按手册的要求，在设备分类阶段应同时剔除不同时使用的设备，如备用设备、检修设备及工艺过程中明确错时使用的设备，另外工厂有大量不经常而短时及不经常而断续运行的设备（翻转台、耐压机等），这些设备在手册上没有明确是否剔除，但实际使用时间极短，计入负荷计算的设备会使结果偏大，且不合理；在个别行业发布的设计规程，如DL/T5153-2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》等已经对此作出规定，负荷计算时不经常而短时及不经常而断续运行的设备不予计算。从实际使用及计算结果来看，此类设备不予计算是合理的。
2.3 设备资料不全，设备功率计算错误；设备资料是负荷计算的重要依据，在进行负荷计算时，需要设备工作功率、暂载率（起重机、电焊机等）、效率、电机功率因数等数据。公司工艺只提供了设备总的供电功率，没有更详尽的资料，这便增加了负荷计算的误差。许多暂载率设备没有进行设备功率换算就直接将额定功率或额定容量当作设备功率进行计算，算法错误，结果偏差较大。不能将设备额定容量等同于设备功率，这在负荷计算时需特别注意。
2.4 数据库不完善，需要系数、同时系数取值偏高；通常设计的变压器投运后负荷率偏低，除一些因素（如实际投运设备比设计少、产能未达预期、设计人员偏保守等）外，最常见原因是设备分类不够细化，设备剔除不够充分，手册数据“年久失修”。 如果设计人员不能充分了解生产过程，也没有充分剔除不同时使用设备，建议可适当将需要、同时系数值取小一些。
3 负荷计算
在分析论证的同时，为了合理选择工厂总降压变电所内各种主要电气设备和向供电部门申请用电容量，必须尽快确定工厂总计算负荷，在初步设计阶段和资料不十分详实情况下，决定采用工厂需要系数法估算。
将全厂用电设备总容量∑PN（备用容量不计），乘以全厂需要系数KX，就可以得到全厂的计算负荷PC，即：
PC=KX∑PN （1）
这种方法由于计算简单、误差较大，没有许多行业的全厂需要系数KX，故只使用在有全厂需要系数KX的行业做全厂的计算负荷PC的估算。
为提高准确度，将近3年公司产量最大、最小的两年的用电量和负荷列表分析（见表1），剔除不计入负荷计算设备，取公司现生产用电总容量∑PN1=35265KW，搬迁项目生产总容量∑PN2=38650KW；负荷计算分生产、非生产两部分，非生产负荷随产量变化不大，不采用需要系数法计算，考虑办公条件改善等因素，将2014年非生产负荷乘以1.1得搬迁项目非生产负荷；搬迁项目生产负荷的需要系数KX=0.1（考虑适当余量），则搬迁项目的总用电计算负荷为：
PC=KX*∑PN2+1.1*P2MAX=0.1*38650+1.1*740=4679KW
4 结论与建议
在选用需要系数时要注意同时系数实际有两种，一种是设备组内的同时系数，需要系数选用要考虑同组的同时系数，这也就是需要系数常常是一个范围的一个原因；另一种就是不同设备组之间的同时系数。
需要系数是根据已运行的实际系统的统计数据，得到的经验值，在用需要系数法计算负荷时，一定要做好数据准备，充分了解行业、工艺流程、设备信息等，做好设备分类，充分剔除错时设备、不经常而短时及不经常而断续运行的设备，正确计算设备功率，系数选取时要综合考虑设备组的工作性质、设备台数、设备效率、线路损耗、生产组织等因素。负荷计算的方法及系数选用需要我们探寻、改善的地方还很多，要注意数据积累、完善。建议丰富、修正行业需要系数，对设备剔除部分加以说明、规范，解决用电设备种类增加但手册数据陈旧，难以选择需要系数的问题，为需要系数法计算负荷提供适用的计算数据。
参考文献：
[1] 中国航空工业规划设计研究院编《工业与民用配电设计手册（第三版）》[M] 北京：中国电力出版社，2005．
[2] 手册编委会 《钢铁企业电力设计手册 （上册）》 [M] 北京：冶金工业出版社． 1996．
[3] 王厚余，何耀辉，译．《确定工业企业电气负荷暂行导则》[M]．北京：中国工业出版社，1965．
[4] 刘介才．《工厂供电》[M]．5版．北京：机械工业出版社，2010
[5] 林玉岐 《工厂供电技术》 [M] 北京：化学工业出版社，2002
论文作者:贾凯胜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
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