需要系数、需用系数、同时系数、同期系数都是什么?

需要系数、需用系数、同时系数、同期系数都是什么?

需用系数是需要系数与同时系数的合体,专用于居家配电系统,

在探讨主题前,首先把几个概念弄清楚。

设想,一台雨水泵和供水泵有何不同?我们撇开它们的功率不同,仅看它们的工作时间,很容易看出雨水泵的使用次数很少,而供水泵则是日常所用。同时,对这些水泵电机实施操控的电器也是如此。

我们把电器的工作特性用工作制来表征。

最基本的工作制有4种,即长期工作制、8小时工作制、短时工作制和反复周期短时工作制。一般地,把8小时工作制归入长期工作制中。

电器通电运行后,它的表面温度会升高,我们把电器的表面温度与环境温度之差叫做温升。我们看下图:

图1中,电器加载电压后进入运行态,经过一段时间,电器的表面温升进入稳定状态,我们用 表示。图1种的曲线1是从初始温升τ0=0开始运行,曲线2则从一定的初始温升开始运行,曲线3是降温曲线。

注意1:稳定温升τw决定了电器(包括开关电器在内)的额定电流。

事实上,电器的额定电流参数就是根据电器的稳定温升τw决定的。

我们看电器温升τ的表达式:

,式1

式1中,t是时间,T是热时间常数。T=Cm/KtA,这里的C是电器的比热容,m是质量,Kt是综合散热系数,A是电器的散热面积。

注意,我们令t=4T,代入式1,得到:

也就是说,当时间t大于4T后,电器的温升就达到了稳定值。

注意2:4倍热时间常数(4T)是确定工作制的一把标尺。若通电时间长于4T断电时间也长于4T则为长期工作制,通电时间短于4T断电时间长于4T则为短时工作制,若通电和断电时间均短于4T且重复周期运行则为反复周期短时工作制。

注意3:国家标准规定,环境温度一律用40℃来计算。

我们再看下图:

注意看短时工作制的曲线,由于短时工作制下电器的通电时间小于4T,而断电时间长于4T,所以我们可以加大短时工作制下的电器功率,只要控制好电器的最高温升不超过稳定温升τw即可。图2中的A点就是短时工作制下的温升和功率控制点。

看到这里,我相信知友们应当已经明白,虽然电器的额定功率是一定的,但实际运行功率却取决于工作制。需要系数就是把电器在不同工作制下运行状态换算到长期工作制的一把标尺。

在我的书《低压成套开关设备的原理及其控制技术》第三版和《低压电器技术精讲》中都有关于需要系数的说明,我们就以第一本书的有关章节来探讨吧。

我们看下图:

图3的意义在于:把现场设备按它的工作制配套需要系数折算成长期工作制下的计算电流。因此,需要系数Kx一定与现场设备以及它们的工作状况密切相关的。

我们看下图:

从图4到图6,我们看到具体设备以及对应的需要系数Kx的值。

查得需要系数值后,再按图3给出的计算式得到计算电流。我们再根据计算电流就可以得到该设备配套的断路器额定电流等参数。

电力变压器直接相连的是一级配电系统,一级配电系统的馈电回路经过电缆把电能输送到二级配电系统,二级配电系统的馈电回路经过电缆再把电能输送到三级配电系统。现场设备所属的配电设备一般是三级配电系统,车间和楼层间的配电设备属于二级配电系统,总配电室则属于一级配电系统。

图7中不管是哪一级配电系统,它们所带的负荷都很多。这些负荷并不见得会同时使用。为此,在设计和计算系统的总进线断路器时,就会用到同时系数。

我们看下图:

以下是范例的文本摘录:

第一部分:用需要系数计算设备的计算电流

第二部分:用同时系数计算车间配电室的计算电流

第三部分:用同时系数计算总配电所的计算电流等参数

书中的其它计算就不再罗列了。

需用系数Kc是需要系数与同时系数的结合,一般用于居家配电系统。

需用系数取值从0.4到0.6。一般地,家用电器越多,住宅面积越大,人口越少,同期系数就取低值。

例:某住宅用电设备功率总和为13420W,平均功率因数取0.85,需用系数Kc=0.5,则有:

计算负荷:

计算电流:

可见主进线开关的额定电流要选用40A的。

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标签:系数,需用,同期,用电,建筑设备,电工电子学