注:因根號屬于特殊字符,所以根號下的式子采用了例如 A=√ ̄ b+c 的形式,表示A等于根號下b+c。
一、常用的需要系數(shù)負荷計算方法
1、用電設備組的計算負荷(三相):
有功計算負荷 Pjs=Kx·Pe(Kw);
無功計算負荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);
視在功率計算負荷 Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2(KVA);
計算電流 Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。
式中:Pe --- 用電設備組額定容量(Kw);
Cosψ --- 電網(wǎng)或供電的功率因數(shù)余弦值(見下表);
tgψ --- 功率因數(shù)的正切值(見下表);
Ux--- 標稱線電壓(Kv)。
Kx---需要系數(shù)(見下表)
提示:有感抗負荷(電機動力)時的計算電流,即:
Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ·η(A)
η---感抗負荷效率系數(shù),一般取值0.65~0.85。
民用建筑(酒店)主要用電設備需要系數(shù)Kx及Cosψ、tgψ的取值表:
注:照明負荷中有感抗負荷時,參見照明設計。
2、配電干線或變電所的計算負荷:
(1)、根據(jù)設備組的負荷計算確定后,來計算配電干線的負荷,方法如下:
總有功計算負荷 ∑Pjs=K∑·∑(Kx·Pe);
總無功計算負荷 ∑Qjs= K∑·∑(Pjs·tg);
總視在功率計算負荷 ∑Sjs=√ ̄(∑Pjs)2+(∑Qjs)2。
配電干線計算電流 ∑Ijs=∑Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。
式中: ∑---總矢量之和代號;
K∑---同期系數(shù)(取值見下表1)。
(2)、變電所變壓器容量的計算,根據(jù)低壓配電干線計算負荷匯總后進行計算,參照上述方法進行。即:
∑Sjs變= K∑·∑Sjs干線(K∑取值范圍見下表2)。
變壓器容量確定:S變=Sjs×1.26= (KVA)。
(載容率為80﹪計算,百分比系數(shù)取1.26,消防負荷可以不計在內(nèi))。
變壓器容量估算S變= Pjs×K×1.26= Pjs×1.063×1.26= (Kva)。
同期系數(shù)K∑值表:
計算負荷表(參考格式):
計算舉例(方法參照如上計算):
提示:按設備組計算,配電干線逐項計算累加后,來計算變電所低壓母線和變壓器的容量。變電所低壓母線一般按計算電流的1.35—1.5倍的系數(shù)考慮。
3、推薦的配電干線、配變綜合需要系數(shù)簡明方法
綜合系數(shù)(K綜)表:
注明:建筑電氣計算中變電所的綜合同期系數(shù),可作為估算時使用,即:
住宅建筑綜合系數(shù)K∑綜一般取0.45~0.55;
商業(yè)建筑綜合系數(shù)K∑綜一般取0.6~0.8;
計算舉例:S變= Pe·K綜, 或S配電干線= Pe·K綜。
二、單位面積功率的電力負荷計算方法
建筑物單位面積功率Pe(負荷密度)乘以建筑總面積S。
即:
Pjs=Pe·AS/1000(Kw)
式中:Pjs---有功計算負荷(Kw);
Pe---單位面積的功率指標(W/m²);
AS----建筑總面積(m²)。
民用建筑用電負荷估算指標(表)
注明:1、此方法主要用于初步設計或方案設計階段,負荷的最終確定以實際為準。
2、配電變壓器的容量估算,一般按計算總負荷的70~80﹪初定,即:
S變= (Pe·S/1000)·(70~80﹪)(KVA)
變壓器容量的最終確定,按實際計算結果來進行校正。
三、建筑照明設計簡明方法
1、照度lx與照度計算公式:
E=F/A
式中:
E---單位面積上接受的光通量,稱照度,計量單位lx(勒克斯);
F---光通量,lm(流明);
A---光照的面積(m²);
流明與照度的關系:1勒克斯(lx)=1流明(lm)/1平米(m²)。
[收藏]電氣設計相關計算公式大全(附舉例)_15
光源換算舉例:
直管熒光燈每瓦功率W是60~94lm取值80lm(見表5),
40W熒光燈管×80lm =3200lm(lx參照的近似值)。
[收藏]電氣設計相關計算公式大全(附舉例)_16
[收藏]電氣設計相關計算公式大全(附舉例)_17
2、常用的單位容量法照明計算:
W=∑P/A (W/m²)
式中 :W---在某最低照度下的單位容量W/m²;
∑P---房間內(nèi)照明總安裝容量(含鎮(zhèn)流器功率在內(nèi))W;
A---房間的面積m²。
∑P=W·A/Kmin
式中: Kmin---最小照度值(查表)。
燈具盞數(shù) N=∑P/W’
式中: N---在規(guī)定照度下所需燈具盞數(shù);
W’----每盞燈具的功率(包括鎮(zhèn)流器功率在內(nèi))W;
3、照明負荷計算方法:
(1)、在初步設計方案設計階段時,可采用單位面積容量方法(見表)進行估算。
(2)、在施工圖設計階段時,可采用下述方法計算:
①照明分支線路計算負荷,即:
Pjsc=∑(Pe+Pb);或Pjsc=∑Pe(1+Ka);
②照明干線計算負荷,即:
Pjsc=Kx·∑(Pe+Pb);或Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka);
③照明負荷分布不均勻時的計算負荷,即:
Pjsc=3·Kx·∑(Pm+Pb);或Pjsc= 3·Kx·∑Pm(1+Ka);
④照明變壓器低壓側及主干線計算容量,即:
Sjsc= Kt·(Kx·∑Pe+ Pb/ Cosψ),
或Sjsc= Kt·(Kx·∑P·1+ Ka / Cosψ);
⑤照明配電線路計算電流Ijsc、有功電流Ijsw、無功電流Ijsr,
純電阻性光源計算公式:
Ijsc= Pjsc/220(單相),
或Ijsc= Pjsc/1.732·380(三相);
有感性光源計算公式:
Ijsw= Pjs/220·Cosψ(單相),
或Ijsw= Pjsc/1.732·380·Cosψ(三相);
Ijsr= Ijsc·tgψ。(注:Cosψ為感性負荷的功率因數(shù))
有阻性、感性光源的混合線路計算電流:
Ijsh=√ ̄(Ijsc+Ijsw)2+ Ijsr2;
⑥三相線路功率因數(shù)Cos的計算:
Cosψ=∑Ijsc/ ∑Ijsh.
上式中 :
Pjsc---計算功率(KW);
Sjsc---變壓器低壓側及主干線計算功率(KVA);
Pe---照明燈泡總安裝容量(KW);
Pb---燈具附件鎮(zhèn)流器損耗功率(KW);
Kx---需要系數(shù)(見下表);
Ka---鎮(zhèn)流器及其附件的損耗系數(shù),
白熾燈和鹵鎢燈為0;高壓汞燈為0.08;
熒光燈、氣體放電燈為0.02.
∑Pm---最大一相燈泡容量之和(KW);
Kt----照明負荷同期系數(shù)(見下表);
Cosψ---光源功率因數(shù)(見下表);
Ijsc---線路上各類光源的計算有功電流(A);
Ijsw---混合線路感性負荷的有功電流(A);
Ijsr---混合線路感性負荷的無功電流(A);
Ijsh---阻性、感性光源的混合線路計算電流(A)。
照明用電設備(光源)的Cosψ及tgψ取值表
民用建筑照度標準lx值與單位功率密度W/㎡表
(UGR為統(tǒng)一炫光值;Ra為平均顯色指數(shù))
注明:學校、圖書館、展覽館等建筑的照明,宜采取混合光照明。
照明用電設備需要系數(shù)Kx值表
照明負荷同時系數(shù)Kt
提示:照明負荷同時系數(shù)Kt,主要是考慮照明變壓器、主干線計算式參考。
住宅建筑照度標準值推薦
常用光源的電氣參數(shù)對照表 (可用于光源的流明與照度對照參考)
4、照明燈具設計的安裝方式代號:
D---燈具的通用代號; YD—熒光燈通用代號;
CP---線吊式,自在器線吊式; HM—座裝;
CP1—固定線吊式; S---吸頂式或直附式;
CP2—防水線吊式; WR—墻壁內(nèi)安裝;
CP3—吊線器式; R---嵌入式(不可進人的頂棚);
Ch---吊鏈式; CR—頂棚內(nèi)安裝(可進人的頂棚);
P---吊管式; CL—柱上安裝;
W---壁裝式; SP—支架上安裝。
應用舉例:D-100W/S- BV3×2.5/FPC20/ CC
四、建筑電氣設計常備的參考數(shù)據(jù)及工程代號
1、旅游酒店的負荷密度和單位指標值表:
注明:旅游酒店各功能區(qū)用電設備組負荷的估算,可推算配電干線截面或配變?nèi)萘俊?/p>
2、旅游酒店主要用電設備的Kx及Cosψ、tgψ的取值表
3、變壓器裝置容量指標表(按建筑面積):
作為估算變壓器容量參考
4、《小康住宅設計導則》推薦的住宅需要系數(shù)Kx
5、《小康住宅設計導則》推薦的每套住宅用電負荷及電能表規(guī)格
6、民用建筑照明負荷的需要系數(shù)Kx表
7、銅鋁母排、匯流排過流量設計參考值
8、照明燈具設計的安裝方式代號:
D---燈具的通用代號; YD—熒光燈通用代號;
CP---線吊式,自在器線吊式; HM—座裝;
CP1—固定線吊式; S---吸頂式或直附式;
CP2—防水線吊式; WR—墻壁內(nèi)安裝;
CP3—吊線器式; R---嵌入式(不可進人的頂棚);
Ch---吊鏈式; CR—頂棚內(nèi)安裝(可進人的頂棚);
P---吊管式; CL—柱上安裝;
W---壁裝式; SP—支架上安裝。
應用舉例:D-100W/S- BV3×2.5/FPC20/ CC
9、電力線纜敷設方式的設計代號:
PR---塑制線槽敷設;MR---金屬線槽敷設;
PC---聚乙烯硬質管敷設; FPC--聚乙烯半硬質管敷設;
TC---薄壁鋼質電線管敷設; SC---厚壁鋼質電線管敷設;
RC---水煤氣鋼管敷設; C----直埋地敷設;
KPC—塑制波紋電線管敷設。 CT---電纜橋架敷設。
PL---塑料夾配線敷設; FR---金屬軟管配線。
提示:當線路或電纜采用穿管、槽板或橋架敷設時,其占載率規(guī)定在45%以內(nèi)。
10、電力線纜敷設部位的設計代號:
SR---沿鋼索敷設; BE---沿屋架或屋架下弦明敷;
CLE--沿柱明敷設; WE---沿墻明敷設;
CCE---沿天棚或頂棚板面敷設; ACE—在能進入的吊頂內(nèi)敷設;
BC---暗設在梁內(nèi); CLC---暗設在柱內(nèi);
WC---暗設在墻內(nèi); CC----暗設在屋面或頂板內(nèi);
FC---暗設在地面或地板內(nèi); ACC---暗設在不能進人的吊頂內(nèi)。
應用舉例:PG--YJV-4×25+1×16/ PC50/ FC.
11、線路敷設工程的功能代號表示方法
PG---配電干線; PFG---配電分干線;
LG---電力干線; LFG---電力分干線;
MG---照明干線;MFG---照明分干線;
KZ---控制線纜。
12、線路標注設計的一般方法
a—d(e×f)—g—h
式中 :
a---線路功能、編號;d---導線型號;e---導線根數(shù);
f---導線截面(m㎡);g---導線敷設方式;h---導線敷設部位。
舉例:PG—YJV4×185+1×95/ CT/ CC.
五、配電設備、變壓器與電纜敷設
1、變壓器的種類與用途:
SCB10-10/0.4(D,yn11)系列干式絕緣變壓器,為建筑變電所中常用。
SZ10系列有載調(diào)壓變壓器。
S9、S10系列油浸式變壓器。
BS9密封式變壓器,城市配電或為防止有害氣體及物質源的場所使用。
SZ防雷變壓器,多用于有雷害較嚴重的地方。
干式變壓器允許過負荷倍數(shù)和時間
油浸變壓器允許過負荷倍數(shù)和時間
2、高壓開關設備
KYN-28-12系列,為抽屜型中置鎧裝封閉式,尺寸寬800×深1500×高2200。
XGN66-12系列,為固定型式,尺寸寬900×深950×高2300。
DXG-12系列,為小型固定式,尺寸寬900×深900×高2000,箱式變電站多采用,也稱環(huán)網(wǎng)柜(配以負荷開關)。
FW-12系列,為戶外電纜分接箱。
GCSD-系列,為多功能計量柜。
3、低壓開關設備
MNS—系列,為低壓抽屜型式開關柜。
GCS-K系列,為低壓抽屜型式開關柜。
GGD—系列,為低壓通用型開關柜。
GGL---系列,為低壓通用型開關柜。
DZFW-系列,為戶外低壓多功能柜。
4、無功功率補償?shù)墓浪?/p>
建筑用電設備所消耗的無功功率中,動力(異步電動機)約占70﹪,變壓器約占20﹪,線路約占10﹪。電動機平均負荷率應在45﹪以上,變壓器經(jīng)濟運行負荷率為其額定功率50﹪左右。當前變壓器負荷率在70﹪~80﹪時,應選擇低損耗的變壓器。
民用建筑變電所的無功電容補償,按選定變壓器額定容量的25~30﹪來考慮。如酒店建筑的動力設備較多時,可考慮在30~35﹪選定無功電容補償容量。也可按動力負荷之和乘以系數(shù)來估算,如:Qjs=∑Pe×Kd, Kd取值0.4~0.6。
5、電纜的選擇及敷設
5-1 高壓電纜
主要有10KV及以上聚乙烯交聯(lián)、聚氯乙烯油浸式和干式的帶鎧絕緣電纜。
5-2 低壓電纜
主要的電纜型號有:聚乙烯交聯(lián)電纜YJV,聚氯乙烯電纜VV, 聚氯乙烯控制電纜KVV。電壓等級0.6—1.2KV。
鎧裝系列YJV22,ZR-YJV22,NH-YJV22(0.6/1.0)電纜的電氣與其它參數(shù)指標
注:YJV22,YJV59鎧裝系列,其中YJV59為敷設在水中,能承受較大的拉力。
YJV,ZR-YJV,NH-YJV(0.6/1.0)電纜的電氣與其它參數(shù)指標
6、關于線纜長度與電壓降的估算:
在工程設計中,配電干線長度一般按以輻射半徑250米來考慮,當長度超過250米時,應考慮電纜感性阻抗系數(shù)和銅損產(chǎn)生的壓降問題,另詳見壓降計算。線纜負荷率在50--70%之間的壓降估算值為:
Ux末端 =Ux·K(V),(按300-800米內(nèi)K取值0.98~0.92)。
六、工程設計應用
1、工程設計應用舉例
某小區(qū)豪華家庭公寓總規(guī)劃建筑75000平米,配電變壓器的容量估算參考。豪華家庭公寓每平米單位面積功率的參考標值:48.4W/m², K∑綜取值0.45,
即:S變= Pe·K綜
=(75000m²×48.4W/m²)×0.45=1633(KVA)。
說明:照明與動力的總負荷大于消防負荷時,按照明和動力的總負荷來考慮配電變壓器的容量。
2、工程設計應用舉例
某35000平米中型旅游酒店項目的配電變壓器容量計算參考。
變壓器容量計算:Sjs變=2133×1.25×K∑=2133(KVA);
即:變壓器容量應選擇為2250KVA。(1000KVA+1250KVA)
(注明:配變載容率為80﹪計算,系數(shù)取1.25,同時系數(shù)K∑取0.8。消防泵、風機負荷不計在內(nèi)。1—17層含大廳、門廳、客房照明負荷,因風機盤管的負荷不大時,可以合并在照明負荷中計算)。
酒店負荷計算表
3、工程設計應用舉例
設備組配電干線與匯流母排選擇的計算(供參考)
有一商業(yè)樓,⑴照明組負荷Pe=200KW(熒光燈),⑵暖通機組Pe=200KW,暖通風機組Pe=30KW,⑶水泵動力組Pe=30KW,⑷客梯動力組Pe=18KW。
依據(jù)計算公式:有功計算負荷 Pjs=Kx·Pe(Kw);
無功計算負荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);
視在功率計算負荷Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2(KVA);
計算電流 Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ·η(A)。
· 負荷的計算(匯流母線計算的負荷值)
⑴照明組Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka) =0.9×200(1+0.02)=184(KW)
(Ka熒光燈損耗系數(shù),取0.02);
⑵冷水機組Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2= √ ̄(Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2
=√ ̄(0.8×200)2+(0.8×200×0.75)2=130(KVA);
⑶暖通風機組Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2=√ ̄(Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2
=√ ̄(0.65×30)2+(0.65×30×0.75)2=24.4(KVA);
⑷水泵動力組Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2=√ ̄(Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2
=√ ̄(0.65×30)2+(0.65×30×0.75)2=24.4(KVA);
⑸客梯動力組Sjs=√ ̄Pjs2+ Qjs2=√ ̄(Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2
=√ ̄(0.6×18)2+(0.6×18×1.02)2=15.4(KVA)。
· 匯流母線載流量及規(guī)格選取
Ijs=∑Sjs/√3·Ux·Cosψ
=184+130+24.4+24.4+15.4/1.732×0.4×0.9=378.2/0.624=606(A);
即:Ijs母線= K∑·Ijs ×K=0.85×606×1.5=723(A)。
匯流母線規(guī)格查表:銅排50×6。
(注:Cosψ為供電網(wǎng)的功率因數(shù),母線K∑取0.85,匯流排放大系數(shù)K值取1.5倍)。
·配電干線或分干線的選擇
⑴照明干線Ijs=Pjsc/√ ̄3·Ux·Cosψ
=184KW/√ ̄3×0.38×0.85=329(A),
選電纜規(guī)格:YJV4×150+1×70;
⑵冷水機組分干線Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ
=200KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.9=338(A),
選電纜規(guī)格:YJV4×150+1×70;
⑶暖通風機組分干線Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ·η
=30 KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.7=76.7(A),
選電纜規(guī)格:YJV4×25+1×16;
⑷水泵動力組干線Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ·η
=30KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.75=71(A),
選電纜規(guī)格:YJV4×25+1×16;
⑸客梯動力組干線Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ·η
=18KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.44=73(A),
選電纜規(guī)格:YJV4×16+1×10;
(注:這里Cosψ是指設備的功率因數(shù),η是指設備出力率系數(shù))
4、工程應用設計舉例
某酒店應急發(fā)電機功率計算:Pjs發(fā)=578×1.25=723(KVA);即:發(fā)電機容量應選擇為800KW;(發(fā)電機容載率為80﹪計算,系數(shù)取1.25,)。
某酒店發(fā)電機配置功率的負荷統(tǒng)計表