在電氣負(fù)荷計(jì)算中,“需要系數(shù)” 和 “同時(shí)系數(shù)” 是需要系數(shù)法的核心概念,卻也是許多從業(yè)者的知識(shí)盲區(qū)。《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》雖列出了常用設(shè)備的需要系數(shù)范圍,卻未闡明其定義與來(lái)源,導(dǎo)致實(shí)際工作中常出現(xiàn)概念混用、系數(shù)選取 “拍腦袋” 的現(xiàn)象 —— 有人將兩者混為一談,有人僅憑經(jīng)驗(yàn)象征性打折,卻說(shuō)不清背后的邏輯。
本文從通俗案例入手,以電動(dòng)機(jī)的額定功率(P1)與實(shí)際負(fù)荷軸功率(P2)之比為例,解釋需要系數(shù)的本質(zhì)是同一類(lèi)設(shè)備的真實(shí)負(fù)荷與額定功率的比值,其數(shù)值隨設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(如滿(mǎn)負(fù)荷、空載)動(dòng)態(tài)變化,且因設(shè)備類(lèi)型(如小批生產(chǎn)機(jī)床、冷凍機(jī)組)和工藝差異顯著。同時(shí)系數(shù)則用于描述不同類(lèi)設(shè)備同時(shí)工作的概率,二者相互關(guān)聯(lián),常被合并為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)用于負(fù)荷估算。
文中進(jìn)一步探討:負(fù)荷計(jì)算的目的(如確定變電站容量或選擇斷路器)決定了系數(shù)選取的保守程度,而理解系數(shù)的物理意義(是 “設(shè)備工作強(qiáng)度” 還是 “系統(tǒng)協(xié)同概率”)比糾結(jié)名稱(chēng)更重要。通過(guò)拆解概念邏輯與應(yīng)用場(chǎng)景,本文旨在幫助讀者跳出 “經(jīng)驗(yàn)主義” 誤區(qū),明確系數(shù)選取的底層邏輯,讓負(fù)荷計(jì)算從 “形式化操作” 變?yōu)?“有理有據(jù)的設(shè)計(jì)”。
要想用需要系數(shù)法算出電氣負(fù)荷,得先把需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)弄懂,可大家真的明白這倆概念嗎?在《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》里,給出了常用設(shè)備的需要系數(shù)范圍,可對(duì)于需要系數(shù)的定義以及它的由來(lái),卻沒(méi)有提及。
在實(shí)際工作里,需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)被混用的情況十分常見(jiàn)。很多人說(shuō)不清楚為啥選這個(gè)系數(shù),只是大概給個(gè)數(shù)值,走個(gè)形式。今天,咱就來(lái)好好解讀下需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)。
舉個(gè)例子,為了說(shuō)得簡(jiǎn)單點(diǎn),先不考慮電機(jī)效率和各種機(jī)械損耗。拿一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),電動(dòng)機(jī)的額定功率是 P1,負(fù)荷軸功率是 P2 ,那這臺(tái)電機(jī)的需要系數(shù)就是 P2/P1 。要是電機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行,需要系數(shù)就快接近 1 了;要是空載的話(huà),可能只有 0.2 左右。可以看出,需要系數(shù)不是固定不變的,它會(huì)跟著電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)變化,這就是需要系數(shù)通俗的解釋。
再看看手冊(cè)里給出的計(jì)算方法:
對(duì)于同一類(lèi)設(shè)備,用需要系數(shù)來(lái)表示在同一時(shí)刻,這類(lèi)設(shè)備的最大負(fù)荷和額定功率的比值。不過(guò),這個(gè)需要系數(shù)其實(shí)是個(gè)統(tǒng)計(jì)出來(lái)的數(shù)字。我們做項(xiàng)目的時(shí)候,沒(méi)辦法得到特別準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),只能參考設(shè)計(jì)手冊(cè),再結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝,憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定需要系數(shù)。比如說(shuō),設(shè)計(jì)手冊(cè)里提到,小批生產(chǎn)的金屬加工機(jī)床,需要系數(shù)只有 0.12 - 0.16;而冷凍機(jī)組的需要系數(shù)則是 0.85 - 0.90 。很明顯,設(shè)備類(lèi)型不一樣,生產(chǎn)工藝不同,需要系數(shù)的差別就特別大。
為了說(shuō)明不同類(lèi)設(shè)備同時(shí)工作的可能性,我們就用到了常說(shuō)的同時(shí)系數(shù)。當(dāng)然,這個(gè)同時(shí)系數(shù)也只能依據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的工藝,靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。
在我看來(lái),需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)關(guān)系緊密,相互影響。在工作中,很多時(shí)候大家會(huì)把需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)混在一起,都叫成同時(shí)系數(shù)。有時(shí)候?yàn)榱斯浪阖?fù)荷,就把所有設(shè)備功率加起來(lái),然后乘上一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。從理論上來(lái)說(shuō),這個(gè)系數(shù)是需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)相乘的結(jié)果,不過(guò)在這種情況下,也沒(méi)必要特意去區(qū)分需要系數(shù)是多少,同時(shí)系數(shù)又是多少。
關(guān)鍵的問(wèn)題在于,我們進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的時(shí)候,首先得明確計(jì)算負(fù)荷的目的是什么。是為了確定變電站容量,還是為了選擇斷路器容量呢?目的不同,選取的系數(shù)自然就不一樣。其次,得清楚自己為啥選這個(gè)系數(shù),這個(gè)系數(shù)真正代表的意義是什么。
至于叫需要系數(shù)還是同時(shí)系數(shù),每個(gè)人的理解可能都不太一樣,不用太糾結(jié)這個(gè)名稱(chēng),關(guān)鍵是要理解它們背后的含義和用法 。
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