工业装置负荷计算中需要系数取值探讨
摘要：需要系数是采用需要系数法进行工业装置供电负荷计算的重要参数。本文对影响需要系数取值的部分因素进行了对比分析，指出了目前常用计算方法存在问题及不足，提出了通过实测确定需要系数的具体方法，使需要系数的取值尽可能合理，计算负荷更接近装置实际运行情况。
ｏｎ
ｏｆａｎ
ｔｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｉｎｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄ
ｒａｎｇｅ
ｃａｌｃｕｌａｔｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｕｎｉｔｓ’ｐｏｗｅｒ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃａｎ
ｓｕｐｐｌｙｌｏａｄ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｃｏｎｄｕｃｔｓａｐｐｒｏａｃｈｅｓ
ｔｏ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ａ
ｏｎ
ｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｖａｌｕｅ
ｔｏ
ｏｆｄｅｍａｎｄ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｎｄｂｙａｃｔｕａｌ
ｗｉｔｈ
ｔｈｉｓｔｏｐｉｃ．Ｉｔａｌｓｏｓｕｇｇｅｓｔｓ
ｐｒａｃｔｉｃａｌｗａｙ
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｖａｌｕｅｏｆ
ｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｍｅ鹊ｕｒｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ
ｒｅｇａｒｄ
ｔｏ
ｐｒｏｄｕｃｅｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＳＯｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｌｏａｄｉｓｍｏｒｅ
ｕｎｉｔｓ’ａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｕｎｉｔｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｌｏａｄ
ａｃｃｕｒａｔｅｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
０
引言
方法。需要系数是采用需要系数法计算的最重要参
数，其取值的合理与否直接影响计算负荷的准确性。
需要系数的取值看似简单，但实际上它涉及概率论、
计算负荷是按发热条件选择电力变压器、开关设备和线缆的最基本也是最重要的依据。计算负荷的确定是否正确合理，不仅直接影响供配电系统的安全可靠性，还影响电气设备和线缆选择的经济合理性。计算负荷确定过小，将使电气设备和线缆电
统计学等方面的问题。现行各种设计手册上虽然列
有各类设备的需要系数，但一般均是推荐一个大致的取值范围，对取值条件的表述也比较笼统、模糊，
在选用时往往要依赖设计人员的主观经验判断。作
者曾对一批已投入运行的装置进行过跟踪调研，发现按一般需要系数取值计算得出的计算负荷比实际负荷偏大许多，致使变压器等电气设备长期处于较低负荷下运行，造成较大的资源和资金浪费。
笔者结合多年的工厂供配电设计经验，对设计人员较容易忽略的需要系数取值影响因素进行了分析研究，提出了自己的一些观点和看法。１
能损耗加大，设备运行寿命缩短。最危险的是可能
发生线路过热导致绝缘性能下降，引发电气火灾，对此，设计人员一般都较为重视。但另一方面，计算负荷确定过大，将使电气设备和线缆选择过大，造成建设投资过大、电力资源浪费以及运行维护费用增加等问题。一般设计人员出于安全和保守的考虑，往往不会对此加以关注。但这种忽略资源和能源浪费的倾向是不符合当今国家提倡的可持续发展理念的，应当引起高度重视。
需要系数法计算简便，使用广泛，是确定工业装置配变电所以及车间供电干线计算负荷的主要计算
需要系数法及需要系数
在工业装置运行中，用电设备往往不是在满负
荷状态下运行，实际运行的负荷容量一般均小于其额定容量。另外，同类用电设备组因分处于各生产
流程段中，其最大负荷出现的时间也可能各不相同。因此，所有用电设备的实际最大负荷总容量总是小于其额定容量的总和。设备组在最大负荷时需要的
有功功率（即计算功率）与其设备容量的比值称为该设备组的需要系数，即：
Ｐ
墨＝孑
（１）
』ｅ
式中墨——用电设备的需要系数；
Ｐ。——用电设备的设备容量（ｋＷ）；Ｐｉ。——用电设备的有功计算负荷（ｋＷ）。
根据公式（１），用需要系数计算负荷的方法为…：
（１）同类用电设备组的计算负荷：
Ｐｊ。＝Ｋｘ∑Ｐ。Ｑｊ。＝ｔａｎｑｏＰｊｓ
式中
∑Ｐ。——该用电设备组的设备容量总和
（ｋＷ）；
Ｑ；。——用电设备的无功计算负荷
（ｋＶａｒ）；
ｔａｎ妒——用电设备功率因数的正切值。
（２）多组用电设备（配电干线）的计算负荷：
ＰＺｆｓ＝Ｋ∑ｐ∑Ｐｊ。●ｓ
－ｔ，一。
ＱＥｉｓ＝ＫＥｑ∑Ｑｊ。
１ｓ
１
。
式中
ＫＺｐ，ＫＺｑ分别为考虑到干线上各组用电
设备的最大负荷不同时出现的有功、无功同时系数（又称参差系数、混合系数等），Ｋｙｎ取值在Ｏ．８０～Ｏ．９５之间，Ｋｙ订取值在０．８５～０．９７之间。具体取值要根据干线上的负荷特点、负荷问相互关系，并借鉴设计运行经验确定。
同类用电设备的实际负荷曲线大致相同，故其需要系数也基本相同。在各类设计手册中，已有许多用电设备的需要系数可供设计者选用，方便简单‘¨。
影响需要系数的因素很多，一般设计手册中所列的需要系数是根据一定的条件，采用统计计算的方法得出的，已经综合考虑到了通常情况下用电设备类型、工作性质、用途、设备效率、设备数量、线路效率等有关因素的影响，但有些影响因素还需要设
计人员针对具体情况做进一步的分析。
设备容量的确定对需要系数取值
的影响
需要系数法中的设备容量并不是简单地等于设备铭牌额定容量Ｐ。，它与设备运行工作制有关。工厂用电设备按工作制可分为连续工作制、短时工作短时工作制设备，其设备容量即等于设备铭牌额定容量，但对于断续周期工作制下的设备，设备铭牌额
定容量是与其标称暂载率相对应的，其设备容量需换算到统一的暂载率下，其换算后的设备容量一般小于铭牌额定容量。换算公式为Ⅲ：
－＿●●。一
ｐ一／塑ｐ‘一＾／占。“
（２）
式中占。——设备标称暂载率；
占，——规定换算暂载率。
如果简单地将断续周期工作制的设备铭牌额定容量确定为设备容量，将导致计算负荷偏大。
为简化计算，大多数设计手册中又规定Ｌｌ】：电焊机类设备统一换算至占。＝１００％时的容量，变化后的换算公式为：
Ｐ。＝ＰＮ石
吊车类设备统一换算至占，＝２５％时的容量，变化后的换算公式为：
Ｐ。＝２Ｐ。厩
需要特别注意的是，大多数设计手册并没有说明两类设备为什么按上述规定的占。和公式换算，设
换算暂载率Ｆ。与需要系数取值实际上存在着紧密的对应关系。不同设计手册中的需要系数是与如《电气工程师手册》中，起重机８，为２５％时，Ｋ取定要与需要系数取值对应，当要求的占，为其他值时，设备容量应按式（２）进行换算。用电设备组台数对需要系数取值
的影响
设计手册中的需要系数是按设备组台数较多的
台时，可取／ｑ＝１。但笔者认为，设备组台数对需要配电干线的计算负荷
配电干线上可能有多种类型的用电设备，各类
计人员也长期直接按这两个公式进行换算，造成计
算负荷的不准确。
一定的换算暂载率对应的，我国大多数设计手册的需要系数是对应的以上两种暂载率，但也有例外。０．１，占，为４０％时，疋取０．２【３】。故设备容量换算一３
情况来确定的。一般认为，当某类设备组只有ｌ一２系数取值的影响要区分不同线路情况。
３．１
２
制和反复短时工作制三类。对于一般连续工作制和
设备可能都只有１—２台，但设备的总台数较多，如果各设备组均取疋＝１，其计算负荷将严重偏大。配电干线上的单台设备处于运行的设备群之间，同样存在负荷系数较低、最大负荷不完全同时等情况，干线上的计算负荷是由所有设备共同运行产生的结
果。故无论设备组台数多少，需要系数的取值都应该基本相同。
３．２配电支线上的计算负荷
配电支路所接用电设备总台数较少，尤其对于只接有１～２台设备的支路，最大负荷几乎就是单台设备可能达到额定运行时的负荷，没有类似设备群间不同时的情况，所选开关线缆应按满足设备达到额定运行情况考虑。故需要系数的取值应该按Ｋ＝１确定。
表１某１５０００ｔ／ａ化工装置电气负荷计算（１）
Ｔａｂｌｅ１
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｏａｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆ
ａ
４工艺设计对需要系数取值的影响
通过笔者在某化工装置供配电系统设计中，对
需要系数的调整过程，可看出工艺设计对电气需要系数的影响情况。
２０世纪９０年代，笔者参与了某化工引进装置的首条国产化生产线电气设计。工艺设备的需要系数取值主要参考了国外的基础设计资料，风机、泵类的疋取０．８，负荷计算及变压器选择见表１。
１５０００ｔ／ａｃｈｅｍｉｃａｌ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（１）
疋
０．８０．８０．７０．６０．５
序号设备名称
１２３４５６７８
台数常用
１２
额定容箭／ｋｗ
备用
１９２
常用
６８９．５６８４．８
备用
９５７２．６５５．９
ｃｏ鲫ｔｇｔ，ｏ
０．８０．８０．８０．６０．８０．９０．６０．８０．７６
０．７５０．７５
Ｑｊ｜
５５１．６４８
６７．８４１０４．４７５１０．７３９．００３７．７１３６．００９０．００９０７．４０８１６．６６
４１３．７３６５０，８８
岛．
风机类泵类输送机类
空调
１３
２９
１４９．２５
１７．８８１８
０．７５
１．３３０．７５０．７５１．３３０．７５
７８．３５６
１４．２７６．７５
１５
电气仪表机修车间辅助设施小计
６９
１２
照明４１．９
７２１５０１２２３．３９
２２３．５
０．９
０．５０．６０．７４
２８．２８
４７．８８６７．５０７０７．６５６８６．４２一３００．００
１１５０．７２１０６６．８２
同时系数Ｋ２ｐ＝ｏ．９和屯＝ｏ．９７后合计０．７４
低压无功补偿
变压器低压侧合计０．９３
变压器选择：１２５０ｋＶＡ计算负荷率口：７２．２８％
８１６．６６３８６．４２
９０３．４７
但在装置投入运行后的几次设计回访中发现，电力变压器长期处于半负荷运行状态，与其计算负荷率７２．２８％相去甚远。认真分析并与工艺设计人员交流后发现：其一，原基础设计中，工艺设备按国外产品考虑，考虑到工艺设备性能较高，设备容量选择预留量相对较小，设备负荷率较高，故其需要系数取值偏高。其二，装置国产化设计中，在设备容量序
表２某１５０００ｔ／ａ化工装置电气负荷计算（２）
Ｔａｂｌｅ２
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｏａｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆ
ａ
列有所不同情况下，工艺设计均按邻近高级次容量选择，再加上第一套装置设计经验不足，设备容量预留较大，大多数设备负荷率较低，导致原设计的需要系数取值更显偏大。
其后的推广设计中，对需要系数进行了适当调整，风机、泵类的Ｋ取０．６５，负荷计算及变压器选
择见表２。
１５０００ｔ／ａ
ｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（２）
Ｋ
０．６５
ｅ０６‘ｐ０．７０．７０．７５０．７５０．８０．９０．６０．８０．７６
序号设备名称
１２３４５６７８
台数常用
１２１３２９
额定容茸／ｋｗ
备用
１
常用
６８３．０６７９．３１６１．３５１７．８８１８
备用
９５６７．１４５
ｔ印Ｐｊ。
０．７５０．７５０．７５１．３３０．７５０．７５１．３３０．７５
４４３．９８９
Ｑｊ．，Ｓｉ。
３３２．９９３８．６５８６６．５５６８１４．２７６．７５２８．２８４７．８８７６．５０６１１．８９５９３。５３一３００．００
９９１．１４
风机类泵类输送机类
空调电气仪表机修车间辅助设施小计
９
２
０．６５
０．５５０．６０．５０．９０．５０．６
５１．５４５
８８．７４２５
１５
１０．７３
９．００３７．７１３６．ｏｏ１０２．００７７９．７１７０ｔ．７４
照明４１．９
７２１７０
６９
１２
１２４３．４９
２０７．１
０．６３
同时系数＾≮＝ｏ．９和＾‰＝ｏ．９７后合计０，７４
低压无功补偿
变压器低压侧合计０．９６
变压器选择：１０００ｋＶＡ计算负荷率口：７６．０７％
９１９．０９
７０１．７４
２９３．５３
７６０．６６
装置投人运行后的设计回访表明，变压器实际运行负荷率在７０％一８０％之间，其计算负荷基本符
合实际运行情况。
在再其后的几次推广设计中，工艺设计对设备
选型又进行了相应调整，电气设计对需要系数取值也随之进行适当调整，风机、泵类的Ｋ取０．７，计算负荷比较符合实际运行情况，该装置的电气系统更加经济合理。
５
需要系数值的简化实测计算方法
需要系数是一个建立在概率论和统计学理论之
上的计算系数，不可能简单地采用理论计算确定，对它的影响因素也不容易定量分析，笔者认为最好的方法就是通过实测分析确定。实践中，可参考采用以下简化实测计算方法：
（１）选取类似已投入运行的工业装置。
（２）选择合理的实测时间。要注意实测条件的选择：装置应处于达到设计能力的运行状况；选择全年最大负荷可能出现的月份；选择有代表性的多个生产班次；选取装置中主要的设备类型以及供电干线为实测对象。
（３）记录实测数据：每隔３０ｍｉｎ记录有关数据，如工作电流、有功功率、无功功率、功率因数等，记人类似表３中。
表３用电设备运行数据实测
Ｔａｂｌｅ３
Ｔｈｅ
ｍｅａＬｓｕｒｅｄｒｅｇｕｌｔｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｏｐｅｒａｔｉｎｇｄａｔａ
工艺位号：Ｆ１０ＩＡ主供风机型号：Ｙ３１５Ｍ１—２额定功率（ＰＮ）：１３２ｋＷ
记录时间隽ｇ电／Ａ流有咒器率絮
额定电流：２４７．６Ａ
８：００８：３０９：００９：３０１０：００
日期：２００８—６—３０记录人：
根据装置的运行特点，实测的条件选择适当时可相应减少实测次数。
（４）统计分析实测数据，找出各设备的最大有
功功率（Ｐｊ。）及其对应的无功功率（Ｑｊ。）、电流（ｋ）、电压（ｕ；。）数据，根据需要系数的定义，即可计算出各设备组的需要系数及其功率因数：
Ｋ，－巧Ｐｊ，
协妒：擎或ｃ唧：≠Ｌ
。
ｒ诤
０３Ｉｉ，Ｕｉ。
计算得出数据即可作为后续类似装置设计中需要系数和功率因数的重要取值参考。６
结语
综上所述，在工业装置的电气设计计算中，影响需要系数取值的因素很多，设计人员不能单纯依靠设计手册进行计算。在参考手册的同时，还应深入实际调查分析，做好设计回访工作。最好对已经运行的装置，选择合理的运行条件进行实测，掌握电气设计所用需要系数的第一手资料。要不断总结以往设计工作的经验，用已经实践检验证明合理的需要系数取值方法指导以后类似装置的负荷计算。另外，要加强与工艺、设备等专业设计人员的配合、沟通。每个工业装置的设计都可能有其特殊性，尤其是在新型装置的设计中，更要了解新装置用电设备的新特点、工艺人员对设备设计容量考虑特殊因素，对特定装置有针对性地进行需要系数的取值，尽量使设计计算负荷接近装置运行后的实际值，从而使整个装置的电气系统设计在技术经济上更为合理，提高整个装置的投资效应。参考文献：
［１］
中国航空工业规划设计研究院．工业与民用配电设计手册［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９４．
［２］
刘介才．工厂供电［Ｍ］．北京：机械：ｒ业出版社，２００３．
［３］
《电气工程师手册》第二版编缉委员会．电气工程师手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．
工业装置负荷计算中需要系数取值探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
代正鸣， DAI Zhengming
四川理工学院建筑工程系,四川,自贡,643000四川建筑科学研究
SICHUAN BUILDING SCIENCE2010，36(1)0次
参考文献(3条)
1. 中国航空工业规划设计研究院 工业与民用配电设计手册 19942. 刘介才 工厂供电 2003
3. 第二版编缉委员会 电气工程师手册 2002
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_scjzkxyj201001063.aspx授权使用：河北省图书馆(hbstsg)，授权号：5355e63c-e7bb-4e33-a37d-9e8b00dc054a
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工业装置负荷计算中需要系数取值探讨
摘要：需要系数是采用需要系数法进行工业装置供电负荷计算的重要参数。本文对影响需要系数取值的部分因素进行了对比分析，指出了目前常用计算方法存在问题及不足，提出了通过实测确定需要系数的具体方法，使需要系数的取值尽可能合理，计算负荷更接近装置实际运行情况。
ｏｎ
ｏｆａｎ
ｔｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｉｎｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄ
ｒａｎｇｅ
ｃａｌｃｕｌａｔｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｕｎｉｔｓ’ｐｏｗｅｒ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃａｎ
ｓｕｐｐｌｙｌｏａｄ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｃｏｎｄｕｃｔｓａｐｐｒｏａｃｈｅｓ
ｔｏ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ａ
ｏｎ
ｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｖａｌｕｅ
ｔｏ
ｏｆｄｅｍａｎｄ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｎｄｂｙａｃｔｕａｌ
ｗｉｔｈ
ｔｈｉｓｔｏｐｉｃ．Ｉｔａｌｓｏｓｕｇｇｅｓｔｓ
ｐｒａｃｔｉｃａｌｗａｙ
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｖａｌｕｅｏｆ
ｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｍｅ鹊ｕｒｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ
ｒｅｇａｒｄ
ｔｏ
ｐｒｏｄｕｃｅｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＳＯｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｌｏａｄｉｓｍｏｒｅ
ｕｎｉｔｓ’ａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｕｎｉｔｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｄｅｍａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｌｏａｄ
ａｃｃｕｒａｔｅｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
０
引言
方法。需要系数是采用需要系数法计算的最重要参
数，其取值的合理与否直接影响计算负荷的准确性。
需要系数的取值看似简单，但实际上它涉及概率论、
计算负荷是按发热条件选择电力变压器、开关设备和线缆的最基本也是最重要的依据。计算负荷的确定是否正确合理，不仅直接影响供配电系统的安全可靠性，还影响电气设备和线缆选择的经济合理性。计算负荷确定过小，将使电气设备和线缆电
统计学等方面的问题。现行各种设计手册上虽然列
有各类设备的需要系数，但一般均是推荐一个大致的取值范围，对取值条件的表述也比较笼统、模糊，
在选用时往往要依赖设计人员的主观经验判断。作
者曾对一批已投入运行的装置进行过跟踪调研，发现按一般需要系数取值计算得出的计算负荷比实际负荷偏大许多，致使变压器等电气设备长期处于较低负荷下运行，造成较大的资源和资金浪费。
笔者结合多年的工厂供配电设计经验，对设计人员较容易忽略的需要系数取值影响因素进行了分析研究，提出了自己的一些观点和看法。１
能损耗加大，设备运行寿命缩短。最危险的是可能
发生线路过热导致绝缘性能下降，引发电气火灾，对此，设计人员一般都较为重视。但另一方面，计算负荷确定过大，将使电气设备和线缆选择过大，造成建设投资过大、电力资源浪费以及运行维护费用增加等问题。一般设计人员出于安全和保守的考虑，往往不会对此加以关注。但这种忽略资源和能源浪费的倾向是不符合当今国家提倡的可持续发展理念的，应当引起高度重视。
需要系数法计算简便，使用广泛，是确定工业装置配变电所以及车间供电干线计算负荷的主要计算
需要系数法及需要系数
在工业装置运行中，用电设备往往不是在满负
荷状态下运行，实际运行的负荷容量一般均小于其额定容量。另外，同类用电设备组因分处于各生产
流程段中，其最大负荷出现的时间也可能各不相同。因此，所有用电设备的实际最大负荷总容量总是小于其额定容量的总和。设备组在最大负荷时需要的
有功功率（即计算功率）与其设备容量的比值称为该设备组的需要系数，即：
Ｐ
墨＝孑
（１）
』ｅ
式中墨——用电设备的需要系数；
Ｐ。——用电设备的设备容量（ｋＷ）；Ｐｉ。——用电设备的有功计算负荷（ｋＷ）。
根据公式（１），用需要系数计算负荷的方法为…：
（１）同类用电设备组的计算负荷：
Ｐｊ。＝Ｋｘ∑Ｐ。Ｑｊ。＝ｔａｎｑｏＰｊｓ
式中
∑Ｐ。——该用电设备组的设备容量总和
（ｋＷ）；
Ｑ；。——用电设备的无功计算负荷
（ｋＶａｒ）；
ｔａｎ妒——用电设备功率因数的正切值。
（２）多组用电设备（配电干线）的计算负荷：
ＰＺｆｓ＝Ｋ∑ｐ∑Ｐｊ。●ｓ
－ｔ，一。
ＱＥｉｓ＝ＫＥｑ∑Ｑｊ。
１ｓ
１
。
式中
ＫＺｐ，ＫＺｑ分别为考虑到干线上各组用电
设备的最大负荷不同时出现的有功、无功同时系数（又称参差系数、混合系数等），Ｋｙｎ取值在Ｏ．８０～Ｏ．９５之间，Ｋｙ订取值在０．８５～０．９７之间。具体取值要根据干线上的负荷特点、负荷问相互关系，并借鉴设计运行经验确定。
同类用电设备的实际负荷曲线大致相同，故其需要系数也基本相同。在各类设计手册中，已有许多用电设备的需要系数可供设计者选用，方便简单‘¨。
影响需要系数的因素很多，一般设计手册中所列的需要系数是根据一定的条件，采用统计计算的方法得出的，已经综合考虑到了通常情况下用电设备类型、工作性质、用途、设备效率、设备数量、线路效率等有关因素的影响，但有些影响因素还需要设
计人员针对具体情况做进一步的分析。
设备容量的确定对需要系数取值
的影响
需要系数法中的设备容量并不是简单地等于设备铭牌额定容量Ｐ。，它与设备运行工作制有关。工厂用电设备按工作制可分为连续工作制、短时工作短时工作制设备，其设备容量即等于设备铭牌额定容量，但对于断续周期工作制下的设备，设备铭牌额
定容量是与其标称暂载率相对应的，其设备容量需换算到统一的暂载率下，其换算后的设备容量一般小于铭牌额定容量。换算公式为Ⅲ：
－＿●●。一
ｐ一／塑ｐ‘一＾／占。“
（２）
式中占。——设备标称暂载率；
占，——规定换算暂载率。
如果简单地将断续周期工作制的设备铭牌额定容量确定为设备容量，将导致计算负荷偏大。
为简化计算，大多数设计手册中又规定Ｌｌ】：电焊机类设备统一换算至占。＝１００％时的容量，变化后的换算公式为：
Ｐ。＝ＰＮ石
吊车类设备统一换算至占，＝２５％时的容量，变化后的换算公式为：
Ｐ。＝２Ｐ。厩
需要特别注意的是，大多数设计手册并没有说明两类设备为什么按上述规定的占。和公式换算，设
换算暂载率Ｆ。与需要系数取值实际上存在着紧密的对应关系。不同设计手册中的需要系数是与如《电气工程师手册》中，起重机８，为２５％时，Ｋ取定要与需要系数取值对应，当要求的占，为其他值时，设备容量应按式（２）进行换算。用电设备组台数对需要系数取值
的影响
设计手册中的需要系数是按设备组台数较多的
台时，可取／ｑ＝１。但笔者认为，设备组台数对需要配电干线的计算负荷
配电干线上可能有多种类型的用电设备，各类
计人员也长期直接按这两个公式进行换算，造成计
算负荷的不准确。
一定的换算暂载率对应的，我国大多数设计手册的需要系数是对应的以上两种暂载率，但也有例外。０．１，占，为４０％时，疋取０．２【３】。故设备容量换算一３
情况来确定的。一般认为，当某类设备组只有ｌ一２系数取值的影响要区分不同线路情况。
３．１
２
制和反复短时工作制三类。对于一般连续工作制和
设备可能都只有１—２台，但设备的总台数较多，如果各设备组均取疋＝１，其计算负荷将严重偏大。配电干线上的单台设备处于运行的设备群之间，同样存在负荷系数较低、最大负荷不完全同时等情况，干线上的计算负荷是由所有设备共同运行产生的结
果。故无论设备组台数多少，需要系数的取值都应该基本相同。
３．２配电支线上的计算负荷
配电支路所接用电设备总台数较少，尤其对于只接有１～２台设备的支路，最大负荷几乎就是单台设备可能达到额定运行时的负荷，没有类似设备群间不同时的情况，所选开关线缆应按满足设备达到额定运行情况考虑。故需要系数的取值应该按Ｋ＝１确定。
表１某１５０００ｔ／ａ化工装置电气负荷计算（１）
Ｔａｂｌｅ１
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｏａｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆ
ａ
４工艺设计对需要系数取值的影响
通过笔者在某化工装置供配电系统设计中，对
需要系数的调整过程，可看出工艺设计对电气需要系数的影响情况。
２０世纪９０年代，笔者参与了某化工引进装置的首条国产化生产线电气设计。工艺设备的需要系数取值主要参考了国外的基础设计资料，风机、泵类的疋取０．８，负荷计算及变压器选择见表１。
１５０００ｔ／ａｃｈｅｍｉｃａｌ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（１）
疋
０．８０．８０．７０．６０．５
序号设备名称
１２３４５６７８
台数常用
１２
额定容箭／ｋｗ
备用
１９２
常用
６８９．５６８４．８
备用
９５７２．６５５．９
ｃｏ鲫ｔｇｔ，ｏ
０．８０．８０．８０．６０．８０．９０．６０．８０．７６
０．７５０．７５
Ｑｊ｜
５５１．６４８
６７．８４１０４．４７５１０．７３９．００３７．７１３６．００９０．００９０７．４０８１６．６６
４１３．７３６５０，８８
岛．
风机类泵类输送机类
空调
１３
２９
１４９．２５
１７．８８１８
０．７５
１．３３０．７５０．７５１．３３０．７５
７８．３５６
１４．２７６．７５
１５
电气仪表机修车间辅助设施小计
６９
１２
照明４１．９
７２１５０１２２３．３９
２２３．５
０．９
０．５０．６０．７４
２８．２８
４７．８８６７．５０７０７．６５６８６．４２一３００．００
１１５０．７２１０６６．８２
同时系数Ｋ２ｐ＝ｏ．９和屯＝ｏ．９７后合计０．７４
低压无功补偿
变压器低压侧合计０．９３
变压器选择：１２５０ｋＶＡ计算负荷率口：７２．２８％
８１６．６６３８６．４２
９０３．４７
但在装置投入运行后的几次设计回访中发现，电力变压器长期处于半负荷运行状态，与其计算负荷率７２．２８％相去甚远。认真分析并与工艺设计人员交流后发现：其一，原基础设计中，工艺设备按国外产品考虑，考虑到工艺设备性能较高，设备容量选择预留量相对较小，设备负荷率较高，故其需要系数取值偏高。其二，装置国产化设计中，在设备容量序
表２某１５０００ｔ／ａ化工装置电气负荷计算（２）
Ｔａｂｌｅ２
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｏａｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆ
ａ
列有所不同情况下，工艺设计均按邻近高级次容量选择，再加上第一套装置设计经验不足，设备容量预留较大，大多数设备负荷率较低，导致原设计的需要系数取值更显偏大。
其后的推广设计中，对需要系数进行了适当调整，风机、泵类的Ｋ取０．６５，负荷计算及变压器选
择见表２。
１５０００ｔ／ａ
ｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（２）
Ｋ
０．６５
ｅ０６‘ｐ０．７０．７０．７５０．７５０．８０．９０．６０．８０．７６
序号设备名称
１２３４５６７８
台数常用
１２１３２９
额定容茸／ｋｗ
备用
１
常用
６８３．０６７９．３１６１．３５１７．８８１８
备用
９５６７．１４５
ｔ印Ｐｊ。
０．７５０．７５０．７５１．３３０．７５０．７５１．３３０．７５
４４３．９８９
Ｑｊ．，Ｓｉ。
３３２．９９３８．６５８６６．５５６８１４．２７６．７５２８．２８４７．８８７６．５０６１１．８９５９３。５３一３００．００
９９１．１４
风机类泵类输送机类
空调电气仪表机修车间辅助设施小计
９
２
０．６５
０．５５０．６０．５０．９０．５０．６
５１．５４５
８８．７４２５
１５
１０．７３
９．００３７．７１３６．ｏｏ１０２．００７７９．７１７０ｔ．７４
照明４１．９
７２１７０
６９
１２
１２４３．４９
２０７．１
０．６３
同时系数＾≮＝ｏ．９和＾‰＝ｏ．９７后合计０，７４
低压无功补偿
变压器低压侧合计０．９６
变压器选择：１０００ｋＶＡ计算负荷率口：７６．０７％
９１９．０９
７０１．７４
２９３．５３
７６０．６６
装置投人运行后的设计回访表明，变压器实际运行负荷率在７０％一８０％之间，其计算负荷基本符
合实际运行情况。
在再其后的几次推广设计中，工艺设计对设备
选型又进行了相应调整，电气设计对需要系数取值也随之进行适当调整，风机、泵类的Ｋ取０．７，计算负荷比较符合实际运行情况，该装置的电气系统更加经济合理。
５
需要系数值的简化实测计算方法
需要系数是一个建立在概率论和统计学理论之
上的计算系数，不可能简单地采用理论计算确定，对它的影响因素也不容易定量分析，笔者认为最好的方法就是通过实测分析确定。实践中，可参考采用以下简化实测计算方法：
（１）选取类似已投入运行的工业装置。
（２）选择合理的实测时间。要注意实测条件的选择：装置应处于达到设计能力的运行状况；选择全年最大负荷可能出现的月份；选择有代表性的多个生产班次；选取装置中主要的设备类型以及供电干线为实测对象。
（３）记录实测数据：每隔３０ｍｉｎ记录有关数据，如工作电流、有功功率、无功功率、功率因数等，记人类似表３中。
表３用电设备运行数据实测
Ｔａｂｌｅ３
Ｔｈｅ
ｍｅａＬｓｕｒｅｄｒｅｇｕｌｔｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｏｐｅｒａｔｉｎｇｄａｔａ
工艺位号：Ｆ１０ＩＡ主供风机型号：Ｙ３１５Ｍ１—２额定功率（ＰＮ）：１３２ｋＷ
记录时间隽ｇ电／Ａ流有咒器率絮
额定电流：２４７．６Ａ
８：００８：３０９：００９：３０１０：００
日期：２００８—６—３０记录人：
根据装置的运行特点，实测的条件选择适当时可相应减少实测次数。
（４）统计分析实测数据，找出各设备的最大有
功功率（Ｐｊ。）及其对应的无功功率（Ｑｊ。）、电流（ｋ）、电压（ｕ；。）数据，根据需要系数的定义，即可计算出各设备组的需要系数及其功率因数：
Ｋ，－巧Ｐｊ，
协妒：擎或ｃ唧：≠Ｌ
。
ｒ诤
０３Ｉｉ，Ｕｉ。
计算得出数据即可作为后续类似装置设计中需要系数和功率因数的重要取值参考。６
结语
综上所述，在工业装置的电气设计计算中，影响需要系数取值的因素很多，设计人员不能单纯依靠设计手册进行计算。在参考手册的同时，还应深入实际调查分析，做好设计回访工作。最好对已经运行的装置，选择合理的运行条件进行实测，掌握电气设计所用需要系数的第一手资料。要不断总结以往设计工作的经验，用已经实践检验证明合理的需要系数取值方法指导以后类似装置的负荷计算。另外，要加强与工艺、设备等专业设计人员的配合、沟通。每个工业装置的设计都可能有其特殊性，尤其是在新型装置的设计中，更要了解新装置用电设备的新特点、工艺人员对设备设计容量考虑特殊因素，对特定装置有针对性地进行需要系数的取值，尽量使设计计算负荷接近装置运行后的实际值，从而使整个装置的电气系统设计在技术经济上更为合理，提高整个装置的投资效应。参考文献：
［１］
中国航空工业规划设计研究院．工业与民用配电设计手册［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９４．
［２］
刘介才．工厂供电［Ｍ］．北京：机械：ｒ业出版社，２００３．
［３］
《电气工程师手册》第二版编缉委员会．电气工程师手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．
工业装置负荷计算中需要系数取值探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
代正鸣， DAI Zhengming
四川理工学院建筑工程系,四川,自贡,643000四川建筑科学研究
SICHUAN BUILDING SCIENCE2010，36(1)0次
参考文献(3条)
1. 中国航空工业规划设计研究院 工业与民用配电设计手册 19942. 刘介才 工厂供电 2003
3. 第二版编缉委员会 电气工程师手册 2002
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下载时间：2011年2月15日