利用電子表格進(jìn)行電氣負(fù)荷計(jì)算要注意的問(wèn)題

利用電子表格進(jìn)行電氣負(fù)荷計(jì)算要注意的問(wèn)題簡(jiǎn)介：本文對(duì)利用電子表格實(shí)現(xiàn)電氣負(fù)荷計(jì)算的技術(shù)及技巧問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)明的敘述。

關(guān)鍵字：負(fù)荷計(jì)算電子表格參差分布系數(shù)1、負(fù)荷計(jì)算引用的公式參數(shù)應(yīng)完整準(zhǔn)確Excel電子表格根據(jù)輸入的公式和基本參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算,所以基本計(jì)算公式的選用一定要完整準(zhǔn)確,公式中各計(jì)算量的量綱必須統(tǒng)一，以免計(jì)算出錯(cuò)誤的結(jié)果。以郭文的表格為例(見(jiàn)附表一),讀者在閱讀Excel公式J16=1.52*I16時(shí),可能納悶系數(shù)1.52的由來(lái)。應(yīng)該注意到郭文引用的基本公式（4）,Ijs（A）=Sjs（KV·A）/（1.732*0.38KV）≈1.52*Sjs（KV·A）。但是，讀者應(yīng)該明白：此公式用于計(jì)算J16的結(jié)果是錯(cuò)誤的！因?yàn)镮16是計(jì)及變壓器損耗后折算至高壓10KV側(cè)的計(jì)算負(fù)荷Sjs（KV·A），對(duì)應(yīng)的電壓怎么會(huì)是380V呢？可以斷定：J16=1371.9A是錯(cuò)誤數(shù)據(jù),毫無(wú)意義。而利用公式（4）計(jì)算J12和J14的值則有積極意義,從表格可以直觀的看出：在變壓器低壓側(cè)母線采用無(wú)功功率集中補(bǔ)償措施后,因無(wú)功電流下降,因此總的電流將大幅度下降，變壓器負(fù)載能力提高,無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x顯而易見(jiàn)。另外,表中的E16=G16/I16是由基本公式COSφ=Pjs（KW）/Sjs（KV·A）運(yùn)算出來(lái)的。2、負(fù)荷計(jì)算引用的系數(shù)力求合理筆者注意到:郭文計(jì)算的變壓器負(fù)載率為0.9,不符合電氣設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的原則。在業(yè)界,大家公認(rèn)的變壓器負(fù)載率宜在75%～85%之間。經(jīng)過(guò)計(jì)算和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析,《現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用指南》指出：“計(jì)及初裝費(fèi)、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用,又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)娜萘?變壓器的負(fù)載率應(yīng)在75%～85%為宜。”那么,郭文的計(jì)算結(jié)果為什么是0.9呢?筆者詳細(xì)的推敲了郭文引用的基本計(jì)算公式,特別是計(jì)算電力變壓器的有功及無(wú)功功率損耗的公式。筆者注意到郭文引用了《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》的（1-46）及（1-47）式,并且手冊(cè)指出這兩個(gè)公式運(yùn)用的前提是“變壓器負(fù)荷率不大于85%”?？梢?jiàn),郭文的引用的基本計(jì)算公式也是正確的。筆者只有去推敲郭文的計(jì)算表格,注意到其有功功率同期系數(shù)K∑p和無(wú)功功率同期系數(shù)K∑q分別為0.95、0.9,這兩個(gè)系數(shù)是否合適呢?筆直通過(guò)手冊(cè)查找數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》數(shù)據(jù)一致,K∑p取值為0.8～0.9,K∑q取值為0.93～0.97?！冬F(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用指南》（本手冊(cè)稱(chēng)作“有功參差系數(shù)ηp”和“無(wú)功參差系數(shù)ηq”）表2-28顯示：當(dāng)設(shè)備容量∑Pe在1000～1500KW時(shí),ηp和ηq分別為0.95、0.97；當(dāng)設(shè)備容量∑Pe在1500～2000KW時(shí),ηp和ηq分別為0.9、0.95；當(dāng)設(shè)備容量∑Pe≥2000KW時(shí),ηp和ηq分別為0.85、0.9。筆者再查閱了一些工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū),發(fā)現(xiàn)K∑p和K∑q的取值規(guī)律與手冊(cè)相同。因此，郭文表格中K∑p和K∑q的取值是不恰當(dāng)?shù)?，?yīng)該予以糾正，只要無(wú)功補(bǔ)償容量作相應(yīng)的調(diào)整，變壓器的負(fù)載率就會(huì)在合理范圍內(nèi)。采用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí),電氣設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)不同的電氣裝置或建筑物的類(lèi)型按設(shè)計(jì)手冊(cè)合理選取需要系數(shù)Kx的值,以滿足經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。3、無(wú)功補(bǔ)償容量宜通過(guò)計(jì)算確定郭文末尾提到“可以動(dòng)態(tài)的看到給出不同Qc值時(shí)補(bǔ)償后COSΦ的變化情況”,也有人認(rèn)為“補(bǔ)償容量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定”,這種提法不太恰當(dāng)。姑且不說(shuō)初學(xué)者缺乏這方面的經(jīng)驗(yàn)值，規(guī)范也不允許經(jīng)驗(yàn)確定。《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50052-95》第5.0.4條指出：“無(wú)功補(bǔ)償容量宜按無(wú)功功率曲線或無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算方法確定?！蓖瑫r(shí)，該規(guī)范第5.0.5條及5.0.6條對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的投切方式作了規(guī)定，所以應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析，不能不加分析的全采用自動(dòng)投切方式。眾所周知，無(wú)功補(bǔ)償裝置若采用自動(dòng)投切方式，雖然不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)磺‘?dāng)，最合理的方式是一部分采用固定補(bǔ)償，而另一部分采用自動(dòng)補(bǔ)償則較經(jīng)濟(jì)。但是如果采用手動(dòng)投切方式，無(wú)功補(bǔ)償容量采用經(jīng)驗(yàn)值可能導(dǎo)致過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償,可見(jiàn)計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量是必要的。于是,筆者嘗試對(duì)郭文的電子表格進(jìn)行優(yōu)化。我們?cè)O(shè)COSΦ1為補(bǔ)償前的自然功率因數(shù)，COSΦ2為要求的功率因數(shù)值，于是無(wú)功補(bǔ)償容量Qc=Pjs*(TAN（ACOS（COSΦ1））-TAN（ACOS（COSΦ2））)=Pjs*(TANΦ1-TANΦ2)=Pjs*△Qc（Kvar）。其中，△Qc稱(chēng)作“無(wú)功功率補(bǔ)償率”或者“比補(bǔ)償容量”，它的值可查手冊(cè)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-15或查《現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-32。我們可在表格中增加單元格M13=△Qc,可得Excel計(jì)算公式H13=G12*M13,從而獲得一張新表格。以郭文的基本參數(shù)為準(zhǔn),用這張新表格重新計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)附表二,可見(jiàn),各項(xiàng)參數(shù)是比較理想的。當(dāng)然選擇電容器規(guī)格型號(hào)時(shí)應(yīng)該取標(biāo)稱(chēng)值，取補(bǔ)償容量為450Kvar。4、熟練掌握Excel電子表格的使用技巧熟練掌握Excel電子表格的使用技巧,可替我們省下大量寶貴的時(shí)間。例如在輸入公式G3=B3*D3時(shí),可在G3單元格填“=”,鼠標(biāo)選中B3單元格,再填“*”,鼠標(biāo)再選中D3單元格,回車(chē)即可,沒(méi)必要全部鍵盤(pán)輸入。又例如公式B11=SUM（B3:B10）根本不必輸入,鼠標(biāo)選中B11單元格,點(diǎn)擊工具欄求和符號(hào)“∑”,回車(chē)即可。比較重要的是進(jìn)行相似的計(jì)算時(shí),要充分利用電子表格拖曳操作功能。例如我們計(jì)算出F3=TAN（ACOS（E3））后,鼠標(biāo)選中單元格F3,點(diǎn)擊其右下角并向下拖曳,則F4～F10亦可自動(dòng)計(jì)算出。在“格式”菜單的字菜單“單元格格式”下,我們還可以對(duì)小數(shù)的有效位、字型及大小、邊框的有無(wú)等進(jìn)行方便的設(shè)置。要注意Excel僅提供虛擬邊框,打印表格前應(yīng)為單元格設(shè)置實(shí)邊框。附表一:1ABCDEFGHIJKL2用電設(shè)備組別Pe(kw)Se(KV·A)KxCos∮tg∮Pjs（KW）Qjs（Kvar）Sjs（KV·A）Ijs(A)KpKq31#照明及電熱344.000.750.800.75258.00193.50322.5042#照明及電熱302.000.750.800.75226.50169.88283.135辦公及商住樓240.000.700.800.75168.00126.00210.006自動(dòng)扶梯30.000.600.501.7318.0031.1836.007廚房電力120.000.700.701.0284.0085.70120.008電梯112.000.400.501.7344.8077.6089.609防排煙風(fēng)機(jī)42.000.900.800.7537.8028.3547.2510卷簾門(mén)48.000.600.701.0228.8029.3841.1411合計(jì)1238.00865.90741.5812同時(shí)系數(shù)0.78822.61667.421059.311610.140.950.913電容補(bǔ)償360.0014電容補(bǔ)償后0.94822.61307.42878.171334.8215功率損耗8.7843.9116總計(jì)0.920.92831.39351.33902.571371.911718變壓器容量1000.0019變壓器負(fù)荷率0.90附表二:1ABCDEFGHIJKLM2用電設(shè)備組別Pe(kw)Se(KV·A)Kxcos∮tg∮Pjs（KW）Qjs（Kvar）Sjs（KV·A)Ijs(A)KpKq△qc31#照明及電熱344.000.750.800.75258.00193.50322.5042#照明及電熱302.000.750.800.75226.50169.88283.135辦公及商住樓240.000.700.800.75168.00126.00210.006自動(dòng)扶梯30.000.600.501.7318.0031.1836.007廚房電力120.000.700.701.0284.0085.70120.008電梯112.000.400.501.7344.8077.6089.609防排煙風(fēng)機(jī)42.000.900.800.7537.8028.3547.2510卷簾門(mén)48.000.600.701.0228.8029.3841.1411合計(jì)1238.00865.90741.5812同時(shí)系數(shù)0.74779.31704.501050.541596.830.900.9513電容補(bǔ)償452.000.5814電容補(bǔ)償后0.95779.31252.50819.191245.1815功率損耗8.1940.9616總計(jì)0.94787.50293.46840.401718變壓器容量1000