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建筑电气设计相关计算公式大全,收藏备用(附
作者:www.xfjcyq.com 发布时间:2020-05-13 21:29

一、常用的需要系数负荷计算方法

1、用电设备组的计算负荷(三相):

有功计算负荷 Pjs=Kx·Pe(Kw);

无功计算负荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);

视在功率计算负荷Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2(KVA);

计算电流 Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ(A)。

式中:Pe---用电设备组额定容量(Kw);

Cosψ---电网或供电的功率因数余弦值(见下表);

tgψ ---功率因数的正切值(见下表);

Ux---标称线电压(Kv)。

Kx---需要系数(见下表)

提示:有感抗负荷(电机动力)时的计算电流,即:

Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η(A)

η---感抗负荷效率系数,一般取值0.65~0.85。

民用建筑(酒店)主要用电设备需要系数Kx及Cosψ 、tgψ 的取值表:

注:照明负荷中有感抗负荷时,参见照明设计。

2、配电干线或变电所的计算负荷:

⑴、根据设备组的负荷计算确定后,来计算配电干线的负荷,方法如下:

总有功计算负荷∑Pjs=K∑·∑(Kx·Pe);

总无功计算负荷∑Qjs= K∑·∑(Pjs·tg);

总视在功率计算负荷∑Sjs=√ ̄ (∑Pjs)2+(∑Qjs)2。

配电干线计算电流 ∑Ijs=∑Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。

式中:∑---总矢量之和代号;

K∑---同期系数(取值见下表1)。

⑵、变电所变压器容量的计算,根据低压配电干线计算负荷汇总后进行

计算,参照上述方法进行。即:

∑Sjs变= K∑·∑Sjs干线(K∑取值范围见下表2)。

变压器容量确定:S变=Sjs×1.26= (KVA)。

(载容率为80﹪计算,百分比系数取1.26,消防负荷可以不计在内)。

变压器容量估算S变= Pjs×K×1.26= Pjs×1.063×1.26= (Kva)。

同期系数K∑值表:

计算负荷表(参考格式):

计算举例(方法参照如上计算):

Pjs=Kx·Pe(Kw); Qjs=Pjs·tgψ(Kvar); Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2(KVA);

Ijs=Sjs/√ ̄3·Ux·Cosψ(A)。

提示:按设备组计算,配电干线逐项计算累加后,来计算变电所低压母线和变压器的容量。变电所低压母线一般按计算电流的1.35—1.5倍的系数考虑。

3、推荐的配电干线、配变综合需要系数简明方法

综合系数(K综)表:

注明:建筑电气计算中变电所的综合同期系数,可作为估算时使用,即:

住宅建筑综合系数K∑综一般取0.45~0.55;

商业建筑综合系数K∑综一般取0.6~0.8;

计算举例:S变= Pe·K综, 或S配电干线= Pe·K综。

二、单位面积功率的电力负荷计算方法

建筑物单位面积功率Pe(负荷密度)乘以建筑总面积S,即:

Pjs=Pe·AS/1000(Kw)。

式中:Pjs---有功计算负荷(Kw);

Pe---单位面积的功率指标(W/㎡);

AS----建筑总面积(㎡)。

民用建筑用电负荷估算指标(表)

注明:1、此方法主要用于初步设计或方案设计阶段,负荷的最终确定以实际为准。

2、配电变压器的容量估算,一般按计算总负荷的70~80﹪初定,即:

S变= (Pe·S/1000)·(70~80﹪)(KVA)。

变压器容量的最终确定,按实际计算结果来进行校正。

三、建筑照明设计简明方法

1、照度lx与照度计算公式:

即:E=F/A;

式中 E---单位面积上接受的光通量,称照度,计量单位lx(勒克斯);

F---光通量,lm(流明);

A---光照的面积(㎡);

流明与照度的关系:1勒克斯(lx)=1流明(lm)/1平米(㎡)。

光源换算举例:直管荧光灯每瓦功率W是60~94lm取值80lm(见表5),

40W荧光灯管×80lm =3200lm(lx参照的近似值)。

2、常用的单位容量法照明计算:

W=∑P/A (W/㎡)。

式中 W----在某最低照度下的单位容量W/㎡;

∑P----房间内照明总安装容量(含镇流器功率在内)W;

A----房间的面积㎡。

∑P=W·A/Kmin;

式中 Kmin---最小照度值(查表)。

灯具盏数N=∑P/W’;

式中 N---在规定照度下所需灯具盏数;

W’----每盏灯具的功率(包括镇流器功率在内)W;

3、照明负荷计算方法:

⑴、在初步设计方案设计阶段时,可采用单位面积容量方法(见表)进行

估算。

⑵、在施工图设计阶段时,可采用下述方法计算:

①照明分支线路计算负荷,即:

Pjsc=∑(Pe+Pb);或Pjsc=∑Pe(1+Ka);

②照明干线计算负荷,即:

Pjsc=Kx·∑(Pe+Pb);或Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka);

③照明负荷分布不均匀时的计算负荷,即:

Pjsc=3·Kx·∑(Pm+Pb);或Pjsc= 3·Kx·∑Pm(1+Ka);

④照明变压器低压侧及主干线计算容量,即:

Sjsc= Kt·(Kx·∑Pe+ Pb/ Cosψ),

或Sjsc= Kt·(Kx·∑P·1+ Ka / Cosψ);

⑤照明配电线路计算电流Ijsc、有功电流Ijsw、无功电流Ijsr,

纯电阻性光源计算公式:

Ijsc= Pjsc/220(单相), 或Ijsc= Pjsc/1.732·380(三相);

有感性光源计算公式:

Ijsw= Pjs/220·Cosψ(单相),

或Ijsw= Pjsc/1.732·380·Cosψ(三相);

Ijsr= Ijsc·tgψ。(注:Cosψ为感性负荷的功率因数)

有阻性、感性光源的混合线路计算电流:

Ijsh=√ ̄ (Ijsc+Ijsw)2+ Ijsr2;

⑥三相线路功率因数Cos的计算:

Cosψ=∑Ijsc/ ∑Ijsh.

上式中 Pjsc---计算功率(KW);

Sjsc---变压器低压侧及主干线计算功率(KVA);

Pe---照明灯泡总安装容量(KW);

Pb---灯具附件镇流器损耗功率(KW);

Kx---需要系数(见下表);

Ka---镇流器及其附件的损耗系数,

白炽灯和卤钨灯为0;高压汞灯为0.08;

荧光灯、气体放电灯为0.02.

∑Pm---最大一相灯泡容量之和(KW);

Kt----照明负荷同期系数(见下表);

Cosψ---光源功率因数(见下表);

Ijsc---线路上各类光源的计算有功电流(A);

Ijsw---混合线路感性负荷的有功电流(A);

Ijsr---混合线路感性负荷的无功电流(A);

Ijsh---阻性、感性光源的混合线路计算电流(A)。

照明用电设备(光源)的Cosψ 及tgψ 取值表

民用建筑照度标准lx值与单位功率密度W/㎡表

(UGR为统一炫光值;Ra为平均显色指数)

注明:学校、图书馆、展览馆等建筑的照明,宜采取混合光照明。

照明用电设备需要系数Kx值表

照明负荷同时系数Kt

提示:照明负荷同时系数Kt,主要是考虑照明变压器、主干线计算式参考。

住宅建筑照度标准值推荐

常用光源的电气参数对照表 (可用于光源的流明与照度对照参考)

4、照明灯具设计的安装方式代号:

D---灯具的通用代号; YD—荧光灯通用代号;

CP---线吊式,自在器线吊式; H座装;

CP1—固定线吊式; S---吸顶式或直附式;

CP2—防水线吊式; WR—墙壁内安装;

CP3—吊线器式; R---嵌入式(不可进人的顶棚);

Ch---吊链式; CR—顶棚内安装(可进人的顶棚);

P---吊管式; CL—柱上安装;

W---壁装式; SP—支架上安装。

应用举例: D-100W/ S- BV3×2.5/ FPC20/ CC

四、建筑电气设计常备的参考数据及工程代号

1、旅游酒店的负荷密度和单位指标值表:

注明:旅游酒店各功能区用电设备组负荷的估算,可推算配电干线截面或配变容量。

2、旅游酒店主要用电设备的Kx及Cosψ、tgψ的取值表

3、变压器装置容量指标表(按建筑面积)

作为估算变压器容量参考

4、《小康住宅设计导则》推荐的住宅需要系数Kx

5、《小康住宅设计导则》推荐的每套住宅用电负荷及电能表规格

6、民用建筑照明负荷的需要系数Kx表

7、铜铝母排、汇流排过流量设计参考值

8、照明灯具设计的安装方式代号:

D---灯具的通用代号; YD—荧光灯通用代号;

CP---线吊式,自在器线吊式; H座装;

CP1—固定线吊式; S---吸顶式或直附式;

CP2—防水线吊式; WR—墙壁内安装;

CP3—吊线器式; R---嵌入式(不可进人的顶棚);

Ch---吊链式; CR—顶棚内安装(可进人的顶棚);

P---吊管式; CL—柱上安装;

W---壁装式; SP—支架上安装。

应用举例: D-100W/ S- BV3×2.5/ FPC20/ CC

9、电力线缆敷设方式的设计代号:

PR---塑制线槽敷设;M R---金属线槽敷设;

PC---聚乙烯硬质管敷设; FPC--聚乙烯半硬质管敷设;

TC---薄壁钢质电线管敷设; SC---厚壁钢质电线管敷设;

RC---水煤气钢管敷设; C----直埋地敷设;

KPC—塑制波纹电线管敷设。 CT---电缆桥架敷设。

PL---塑料夹配线敷设; FR---金属软管配线。

提示:当线路或电缆采用穿管、槽板或桥架敷设时,其占载率规定在

45%以内。

10、电力线缆敷设部位的设计代号:

SR---沿钢索敷设; BE---沿屋架或屋架下弦明敷;

CLE--沿柱明敷设; WE---沿墙明敷设;

CCE---沿天棚或顶棚板面敷设; ACE—在能进入的吊顶内敷设;

BC---暗设在梁内; CLC---暗设在柱内;

WC---暗设在墙内; CC----暗设在屋面或顶板内;

FC---暗设在地面或地板内; ACC---暗设在不能进人的吊顶内。

应用举例: PG--YJV-4×25+1×16/ PC50/ FC.

11、线路敷设工程的功能代号表示方法

PG---配电干线; PFG---配电分干线;

LG---电力干线; LFG---电力分干线;

G---照明干线;M FG---照明分干线;

KZ---控制线缆。

12、线路标注设计的一般方法

a—d(e× f)—g—h

式中 a---线路功能、编号; d---导线型号; e---导线根数;

f---导线截面(m㎡); g---导线敷设方式; h---导线敷设部位。

举例: PG—YJV4×185+1×95/ CTCC.

五、配电设备、变压器与电缆敷设

1、变压器的种类与用途:

SCB10-10/0.4(D,yn11)系列干式绝缘变压器,为建筑变电所中常用。

SZ10系列有载调压变压器。

S9、S10系列油浸式变压器。

BS9密封式变压器,城市配电或为防止有害气体及物质源的场所使用。

SZ防雷变压器,多用于有雷害较严重的地方。

干式变压器允许过负荷倍数和时间

油浸变压器允许过负荷倍数和时间

2、高压开关设备

KYN-28-12系列,为抽屉型中置铠装封闭式,尺寸宽800×深1500×高2200。

XGN66-12系列,为固定型式,尺寸宽900×深950×高2300。

DXG-12系列,为小型固定式,尺寸宽900×深900×高2000,箱式变电站多采用,也称环网柜(配以负荷开关)。

FW-12系列,为户外电缆分接箱。

GCSD-系列,为多功能计量柜。

3、低压开关设备

MNS—系列,为低压抽屉型式开关柜。

GCS-K系列,为低压抽屉型式开关柜。

GGD—系列,为低压通用型开关柜。

GGL---系列,为低压通用型开关柜。

DZFW-系列,为户外低压多功能柜。

4、无功功率补偿的估算

建筑用电设备所消耗的无功功率中,动力(异步电动机)约占70﹪,变压器约占20﹪,线路约占10﹪。电动机平均负荷率应在45﹪以上,变压器经济运行负荷率为其额定功率50﹪左右。当前变压器负荷率在70﹪~80﹪时,应选择低损耗的变压器。

民用建筑变电所的无功电容补偿,按选定变压器额定容量的25~30﹪来考虑。如酒店建筑的动力设备较多时,可考虑在30~35﹪选定无功电容补偿容量。也可按动力负荷之和乘以系数来估算,如:Qjs=∑Pe×Kd, Kd取值0.4~0.6。

5、电缆的选择及敷设

5-1、高压电缆

主要有10KV及以上聚乙烯交联、聚氯乙烯油浸式和干式的带铠绝缘电缆。

5-2、低压电缆

主要的电缆型号有:聚乙烯交联电缆YJV,聚氯乙烯电缆VV, 聚氯乙烯控制电缆KVV。电压等级0.6—1.2KV。

铠装系列YJV22,ZR-YJV22,NH-YJV22(0.6/1.0)电缆的电气与其它参数指标

注: YJV22,YJV59铠装系列,其中 YJV59为敷设在水中,能承受较大的拉力。

YJV,ZR-YJV,NH-YJV(0.6/1.0)电缆的电气与其它参数指标

6、关于线缆长度与电压降的估算:

在工程设计中,配电干线长度一般按以辐射半径250米来考虑,当长度超过250米时,应考虑电缆感性阻抗系数和铜损产生的压降问题,另详见压降计算。线缆负荷率在50--70%之间的压降估算值为:

Ux末端 = Ux·K(V),(按300-800米内K取值0.98~0.92)。

六、工程设计应用

(1)工程设计应用举例

某小区豪华家庭公寓总规划建筑75000平米,配电变压器的容量估算参考。

豪华家庭公寓每平米单位面积功率的参考标值:48.4W/㎡, K∑综取值0.45,

即: S变= Pe·K综=(75000㎡×48.4W/㎡)×0.45=1633(KVA)。

说明:照明与动力的总负荷大于消防负荷时,按照明和动力的总负荷来考虑配电变压器的容量。

(2)工程设计应用举例

某35000平米中型旅游酒店项目的配电变压器容量计算参考。

变压器容量计算:Sjs变=2133×1.25×K∑=2133(KVA);

即:变压器容量应选择为2250KVA。(1000KVA+1250KVA)

(注明:配变载容率为80﹪计算,系数取1.25,同时系数K∑取0.8。消防泵、风机负荷不计在内。1—17层含大厅、门厅、客房照明负荷,因风机盘管的负荷不大时,可以合并在照明负荷中计算)。

×××希尔顿酒店负荷计算表

(3)工程设计应用举例

设备组配电干线与汇流母排选择的计算(供参考)

有一商业楼,⑴照明组负荷Pe=200KW(荧光灯),⑵暖通机组Pe=200KW,暖通风机组Pe=30KW,⑶水泵动力组Pe=30KW,⑷客梯动力组Pe=18KW。

依据计算公式:有功计算负荷 Pjs=Kx·Pe(Kw);

无功计算负荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar);

视在功率计算负荷Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2(KVA);

计算电流 Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η(A)。

1、负荷的计算(汇流母线计算的负荷值)

⑴照明组Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka)=0.9×200(1+0.02)=184(KW),

(Ka荧光灯损耗系数,取0.02);

⑵冷水机组Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs=√ ̄ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√ ̄ (0.8×200)2+(0.8×200×0.75)2=130(KVA);

⑶暖通风机组Sjs=√ ̄ Pjs+ Qjs2=√ ̄ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√ ̄ (0.65×30)2+(0.65×30×0.75)2=24.4(KVA);

⑷水泵动力组Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2=√ ̄ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√ ̄ (0.65×30)2+(0.65×30×0.75)2=24.4(KVA);

⑸客梯动力组Sjs=√ ̄ Pjs2+ Qjs2=√ ̄ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√ ̄ (0.6×18)2+(0.6×18×1.02)2=15.4(KVA)。

2、汇流母线载流量及规格选取

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母线= K∑·Ijs ×K=0.85×606×1.5=723(A)。

汇流母线规格查表:铜排50×6。

(注:Cosψ为供电网的功率因数,母线K∑取0.85,汇流排放大系数K值取1.5倍)。

3、配电干线或分干线的选择

⑴照明干线Ijs=Pjsc/√ ̄ 3·Ux·Cosψ

=184KW/√ ̄3×0.38×0.85=329(A),

选电缆规格:YJV4×150+1×70;

⑵冷水机组分干线Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ

=200KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.9=338(A),

选电缆规格:YJV4×150+1×70;

⑶暖通风机组分干线Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η

=30 KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.7=76.7(A),

选电缆规格:YJV4×25+1×16;

⑷水泵动力组干线Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η

=30KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.75=71(A),

选电缆规格:YJV4×25+1×16;

⑸客梯动力组干线Ijs=Sjs/√ ̄ 3·Ux·Cosψ·η

=18KW/√ ̄3×0.38×0.85×0.44=73(A),

选电缆规格:YJV4×16+1×10;

(注:这里Cosψ是指设备的功率因数,η是指设备出力率系数)

(4)工程应用设计举例

某酒店应急发电机功率计算:Pjs发=578×1.25=723(KVA);即:发电机容量应选择为800KW;(发电机容载率为80﹪计算,系数取1.25,)。

某酒店发电机配置功率的负荷统计表

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