一、常用的需要系數(shù)負(fù)荷計算方法
1、用電設(shè)備組的計算負(fù)荷(三相):
有功計算負(fù)荷 Pjs=Kx·Pe(Kw);
無功計算負(fù)荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);
視在功率計算負(fù)荷Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2(KVA);
計算電流 Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ(A)。
式中:Pe---用電設(shè)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(biāo)稱線電壓(Kv)。
Kx---需要系數(shù)(見下表)
提示:有感抗負(fù)荷(電機(jī)動力)時的計算電流,即:
Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η(A)
η---感抗負(fù)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(shè)備需要系數(shù)Kx及Cosψ 、tgψ 的取值表:
注:照明負(fù)荷中有感抗負(fù)荷時,參見照明設(shè)計。
2、配電干線或變電所的計算負(fù)荷:
⑴、根據(jù)設(shè)備組的負(fù)荷計算確定后,來計算配電干線的負(fù)荷,方法如下:
總有功計算負(fù)荷∑Pjs=K∑·∑(Kx·Pe);
總無功計算負(fù)荷∑Qjs= K∑·∑(Pjs·tg);
總視在功率計算負(fù)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)。
⑵、變電所變壓器容量的計算,根據(jù)低壓配電干線計算負(fù)荷匯總后進(jìn)行
計算,參照上述方法進(jìn)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(fù)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(fù)荷表(參考格式):
計算舉例(方法參照如上計算):
Pjs=Kx·Pe(Kw); Qjs=Pjs·tgψ(Kvar); Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2(KVA);
Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。
提示:按設(shè)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(fù)荷計算方法
建筑物單位面積功率Pe(負(fù)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(fù)荷(Kw);
Pe---單位面積的功率指標(biāo)(W/㎡);
AS----建筑總面積(㎡)。
民用建筑用電負(fù)荷估算指標(biāo)(表)
注明:1、此方法主要用于初步設(shè)計或方案設(shè)計階段,負(fù)荷的最終確定以實際為準(zhǔn)。
2、配電變壓器的容量估算,一般按計算總負(fù)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(jié)果來進(jìn)行校正。
三、建筑照明設(shè)計簡明方法
1、照度lx與照度計算公式:
即: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(㎡);
流明與照度的關(guān)系:1勒克斯(lx)=1流明(lm)/1平米(㎡)。
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)。
2、常用的單位容量法照明計算:
W=∑P/A (W/㎡)。
式中 W----在某最低照度下的單位容量W/㎡;
∑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㎡。
∑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(fù)荷計算方法:
⑴、在初步設(shè)計方案設(shè)計階段時,可采用單位面積容量方法(見表)進(jìn)行
估算。
⑵、在施工圖設(shè)計階段時,可采用下述方法計算:
①照明分支線路計算負(fù)荷,即:
Pjsc=∑(Pe+Pb);或Pjsc=∑Pe(1+Ka);
②照明干線計算負(fù)荷,即:
Pjsc=Kx·∑(Pe+Pb);或Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka);
③照明負(fù)荷分布不均勻時的計算負(fù)荷,即:
Pjsc=3·Kx·∑(Pm+Pb);或Pjsc= 3·Kx·∑Pm(1+Ka);
④照明變壓器低壓側(cè)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(fù)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(cè)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(fù)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(fù)荷的有功電流(A);
Ijsr---混合線路感性負(fù)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(shè)備(光源)的Cosψ 及tgψ 取值表
民用建筑照度標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(shè)備需要系數(shù)Kx值表
照明負(fù)荷同時系數(shù)Kt
提示:照明負(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(jìn)人的頂棚);
Ch---吊鏈?zhǔn)剑?nbsp;CR—頂棚內(nèi)安裝(可進(jìn)人的頂棚);
P---吊管式; CL—柱上安裝;
W---壁裝式; SP—支架上安裝。
應(yīng)用舉例: D-100W/ S- BV3×2.5/ FPC20/ CC
四、建筑電氣設(shè)計常備的參考數(shù)據(jù)及工程代號
1、旅游酒店的負(fù)荷密度和單位指標(biāo)值表:
注明:旅游酒店各功能區(qū)用電設(shè)備組負(fù)荷的估算,可推算配電干線截面或配變?nèi)萘俊?/span>
2、旅游酒店主要用電設(shè)備的Kx及Cosψ、tgψ的取值表
3、變壓器裝置容量指標(biāo)表(按建筑面積)
作為估算變壓器容量參考
4、《小康住宅設(shè)計導(dǎo)則》推薦的住宅需要系數(shù)Kx
5、《小康住宅設(shè)計導(dǎo)則》推薦的每套住宅用電負(fù)荷及電能表規(guī)格
6、民用建筑照明負(fù)荷的需要系數(shù)Kx表
7、銅鋁母排、匯流排過流量設(shè)計參考值
8、照明燈具設(shè)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(jìn)人的頂棚);
Ch---吊鏈?zhǔn)剑?nbsp;CR—頂棚內(nèi)安裝(可進(jìn)人的頂棚);
P---吊管式; CL—柱上安裝;
W---壁裝式; SP—支架上安裝。
應(yīng)用舉例: D-100W/ S- BV3×2.5/ FPC20/ CC
9、電力線纜敷設(shè)方式的設(shè)計代號:
PR---塑制線槽敷設(shè);M R---金屬線槽敷設(shè);
PC---聚乙烯硬質(zhì)管敷設(shè); FPC--聚乙烯半硬質(zhì)管敷設(shè);
TC---薄壁鋼質(zhì)電線管敷設(shè); SC---厚壁鋼質(zhì)電線管敷設(shè);
RC---水煤氣鋼管敷設(shè); C----直埋地敷設(shè);
KPC—塑制波紋電線管敷設(shè)。 CT---電纜橋架敷設(shè)。
PL---塑料夾配線敷設(shè); FR---金屬軟管配線。
提示:當(dāng)線路或電纜采用穿管、槽板或橋架敷設(shè)時,其占載率規(guī)定在
45%以內(nèi)。
10、電力線纜敷設(shè)部位的設(shè)計代號:
SR---沿鋼索敷設(shè); BE---沿屋架或屋架下弦明敷;
CLE--沿柱明敷設(shè); WE---沿墻明敷設(shè);
CCE---沿天棚或頂棚板面敷設(shè); ACE—在能進(jìn)入的吊頂內(nèi)敷設(shè);
BC---暗設(shè)在梁內(nèi); CLC---暗設(shè)在柱內(nèi);
WC---暗設(shè)在墻內(nèi); CC----暗設(shè)在屋面或頂板內(nèi);
FC---暗設(shè)在地面或地板內(nèi); ACC---暗設(shè)在不能進(jìn)人的吊頂內(nèi)。
應(yīng)用舉例: PG--YJV-4×25+1×16/ PC50/ FC.
11、線路敷設(shè)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;
M G---照明干線;M FG---照明分干線;
KZ---控制線纜。
12、線路標(biāo)注設(shè)計的一般方法
a—d(e× f)—g—h;
式中 a---線路功能、編號; d---導(dǎo)線型號; e---導(dǎo)線根數(shù);
f---導(dǎo)線截面(m㎡); g---導(dǎo)線敷設(shè)方式; h---導(dǎo)線敷設(shè)部位。
舉例: PG—YJV4×185+1×95/ CT/ CC.
五、配電設(shè)備、變壓器與電纜敷設(shè)
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(zhì)源的場所使用。
SZ防雷變壓器,多用于有雷害較嚴(yán)重的地方。
干式變壓器允許過負(fù)荷倍數(shù)和時間
油浸變壓器允許過負(fù)荷倍數(shù)和時間
2、高壓開關(guān)設(shè)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(fù)荷開關(guān))。
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(guān)設(shè)備
MNS—系列,為低壓抽屜型式開關(guān)柜。
GCS-K系列,為低壓抽屜型式開關(guān)柜。
GGD—系列,為低壓通用型開關(guān)柜。
GGL---系列,為低壓通用型開關(guān)柜。
DZFW-系列,為戶外低壓多功能柜。
4、無功功率補(bǔ)償?shù)墓浪?/span>
建筑用電設(shè)備所消耗的無功功率中,動力(異步電動機(jī))約占70﹪,變壓器約占20﹪,線路約占10﹪。電動機(jī)平均負(fù)荷率應(yīng)在45﹪以上,變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷率為其額定功率50﹪左右。當(dāng)前變壓器負(fù)荷率在70﹪~80﹪時,應(yīng)選擇低損耗的變壓器。
民用建筑變電所的無功電容補(bǔ)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(shè)備較多時,可考慮在30~35﹪選定無功電容補(bǔ)償容量。也可按動力負(fù)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(shè)
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(biāo)
注: YJV22,YJV59鎧裝系列,其中 YJV59為敷設(shè)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(biāo)
6、關(guān)于線纜長度與電壓降的估算:
在工程設(shè)計中,配電干線長度一般按以輻射半徑250米來考慮,當(dāng)長度超過250米時,應(yīng)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(fù)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(shè)計應(yīng)用
(1)工程設(shè)計應(yīng)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(biāo)值:48.4W/㎡, K∑綜取值0.45,
即: S變= Pe·K綜=(75000㎡×48.4W/㎡)×0.45=1633(KVA)。
說明:照明與動力的總負(fù)荷大于消防負(fù)荷時,按照明和動力的總負(fù)荷來考慮配電變壓器的容量。
(2)工程設(shè)計應(yīng)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(yīng)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(fēng)機(jī)負(fù)荷不計在內(nèi)。1—17層含大廳、門廳、客房照明負(fù)荷,因風(fēng)機(jī)盤管的負(fù)荷不大時,可以合并在照明負(fù)荷中計算)。
×××希爾頓酒店負(fù)荷計算表
(3)工程設(shè)計應(yīng)用舉例
設(shè)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(fù)荷Pe=200KW(熒光燈),⑵暖通機(jī)組Pe=200KW,暖通風(fēng)機(jī)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(fù)荷 Pjs=Kx·Pe(Kw);
無功計算負(fù)荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);
視在功率計算負(fù)荷Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2(KVA);
計算電流 Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η(A)。
1、負(fù)荷的計算(匯流母線計算的負(fù)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(jī)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(fēng)機(jī)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)。
2、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)。
3、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(jī)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(fēng)機(jī)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(shè)備的功率因數(shù),η是指設(shè)備出力率系數(shù))
(4)工程應(yīng)用設(shè)計舉例
某酒店應(yīng)急發(fā)電機(jī)功率計算:Pjs發(fā)=578×1.25=723(KVA);即:發(fā)電機(jī)容量應(yīng)選擇為800KW;(發(fā)電機(jī)容載率為80﹪計算,系數(shù)取1.25,)。
某酒店發(fā)電機(jī)配置功率的負(fù)荷統(tǒng)計表