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電力負荷分析地下通信工程論文
１地下通信工程電力負荷分類
按照用電設(shè)備性質(zhì)和功能，地下通信工程的電力負荷一般可分為四類：通信與指揮自動化負荷（數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、指揮調(diào)度終端、無線電臺設(shè)備、內(nèi)部電子設(shè)備等）、動力負荷（風(fēng)機、水泵、電動門和倉庫桁吊等）、照明負荷（應(yīng)急照明、普通照明和特殊照明等）、生活保障負荷（空調(diào)、炊事設(shè)備、生活電器等）。按照電力負荷的重要程度、供電連續(xù)性及中斷供電造成的損失和影響的程度的不同，地下通信工程中的電力負荷分為三級［１］：①一級負荷：與作戰(zhàn)指揮和內(nèi)部防護直接相關(guān)的負荷，包括指揮通信系統(tǒng)、三防（防核輻射、防化學(xué)煙霧、防生物戰(zhàn)劑）系統(tǒng)、指揮大廳的通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等；②二級負荷：內(nèi)部非核心功能區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)，及維護內(nèi)部環(huán)境所必須的機械動力設(shè)備。中斷供電將明顯惡化內(nèi)部生存環(huán)境；③三級負荷：除上述一級、二級負荷以外的其他負荷。
２電力負荷特性分析
地下通信工程平時少數(shù)人員維護，戰(zhàn)時首長機關(guān)進駐。其備戰(zhàn)工程的性質(zhì)，決定了工程內(nèi)部的設(shè)備平時動用少，戰(zhàn)時任務(wù)重。根據(jù)設(shè)備性能參數(shù)及維護使用的實際情況，地下通信工程內(nèi)部電力負荷有以下特性。
（１）通信與指揮自動化負荷。通信與指揮自動化設(shè)備所需的－４８Ｖ直流電，由３８０Ｖ交流電整流變換而來。由于通信類電子設(shè)備基本屬于電感（容）性，經(jīng)過高頻整流開關(guān)整流器，反映到供電端的電壓與電流成非線性關(guān)系，電流相位滯后或提前于電壓相位，會釋放或吸收無功能量。同時由于各類通信電源的變頻特性，會對供配電系統(tǒng)產(chǎn)生一定的諧波污染。
（２）動力負荷。電動門、風(fēng)機和水泵等動力設(shè)備均由電機驅(qū)動，由于交流電機的性能穩(wěn)定可靠性更高，因此國防工程內(nèi)部多為交流籠型電機，直接由３８０Ｖ／２２０Ｖ的工頻電驅(qū)動。交流籠型電機最大的特性就是電壓與電流成非線性關(guān)系，且電流相位滯后電壓相位，需要從電源吸收感性無功功率，屬于電感性交流負荷。
（３）照明負荷。照明系統(tǒng)中的白熾燈屬于電阻性交流負荷，功率因素為１，電壓與電流成線性關(guān)系，且同相位，不會對供電端的電壓和電流相位造成影響。熒光燈、管形氙燈、高壓鈉燈等屬于電感（容）性交流負荷，電壓與電流成非線性關(guān)系，且不同相位，會釋放或吸收無功能量，影響供電端的電壓和電流。
（４）其它電力負荷。主要有內(nèi)部人員的生活用電，包括熱水器、電磁爐等；還有部分醫(yī)療設(shè)備的用電。由于用電容量小，對供電端的電壓和電流影響不大。
３電力負荷計算方法
電力負荷的變化受多種因素影響，工程中沒有普遍適用的公式，而是根據(jù)不同的場所和設(shè)備，采用符合要求的計算方法。地下通信工程電力負荷屬于建筑用電的一種，通常采用的計算方法有利用系數(shù)法、二項式法、需用系數(shù)［２］。（１）利用系數(shù)法是以平均負荷為基礎(chǔ)，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關(guān)系。其方法是通過利用系數(shù)Ｋｌ求出最大負荷的平均功率，再根據(jù)設(shè)備實際運行中的功率情況，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)Ｋｍ得出計算負荷。利用系數(shù)法是以數(shù)理統(tǒng)計為依據(jù)，要確定的系數(shù)多，計算步驟復(fù)雜［３］。在以往的地下通信工程建設(shè)使用中，沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)積累，難以確定利用系數(shù)Ｋｌ與最大系數(shù)Ｋｍ，因此當前的負荷計算多不采用。
（２）二項式法是考慮用電設(shè)備數(shù)量和大容量設(shè)備對計算負荷影響的經(jīng)驗公式，二項式法中計算負荷由兩個分量組成，一個分量是設(shè)備組平均負荷，另一個分量是ｘ臺大容量設(shè)備工作造成的附加負荷。二項式法過分突出了大型設(shè)備對電力負荷的影響，使得計算結(jié)果往往偏大，僅適用于機械加工業(yè)，局限性大，與地下通信工程內(nèi)部負荷情況相差較大，使用起來比較困難。
（３）需用系數(shù)法不考慮大容量用電設(shè)備最大負荷造成的負荷波動，是在對用電設(shè)備測量與統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，給出各類負荷的需用系數(shù)和同時系數(shù)，然后把設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。地下通信工程供電系統(tǒng)設(shè)計的基本依據(jù)是用電設(shè)備的安裝容量，由于運行的設(shè)備不可能都滿負荷，因此在計算地下通信工程負荷時普遍采用需用系數(shù)法。采用需用系數(shù)法計算負荷時，由于工程內(nèi)很多設(shè)備都是主備用配套，且主用與備用只有一套運轉(zhuǎn)，因此具體計算時以主用設(shè)備容量為依據(jù)，同時系數(shù)為１。步驟是先將性質(zhì)不同的用電設(shè)備分組，在分組的基礎(chǔ)上進行多組的總負荷計算。計算公式如下。
４電力負荷計算實例
下面以某地下通信工程的用電設(shè)備數(shù)據(jù)為依據(jù)，采取需用系數(shù)法進行電力負荷計算。將工程內(nèi)的用電設(shè)備按性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的原則分類，然后依照公式進行各類用電設(shè)備的負荷計算。具體數(shù)據(jù)如表１所示。在用電設(shè)備負荷計算的基礎(chǔ)上，對各類負荷進行分類匯總，結(jié)果如表２所示。
５結(jié)論
地下通信工程的供電系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、通信設(shè)備直流供電系統(tǒng)和相應(yīng)的接地系統(tǒng)組成。進行供電系統(tǒng)設(shè)計的前提是分析計算工程的電力負荷，在此基礎(chǔ)上，確定變壓器和備用發(fā)電機組的容量，選擇電力配電與變換設(shè)備。對于不同級別的電力負荷，還要有相應(yīng)的可靠性實現(xiàn)方案。因此電力負荷的分析計算是整個地下通信工程供電系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)，對工程供電系統(tǒng)的可靠性經(jīng)濟性具有重要意義。
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