各类建筑物的单位建筑面积用电指标 各类建筑物的单位建筑面积用电指标表2.7.6 建筑类别 用电指标W/M2 变压器容量指标VA/M2 建筑类别 用电指标W/M2 变压器容量指标VA/M2 公寓 30-50 40-70 医院 30-70 50-100 宾馆、饭店 40-70 60-100
高等院校 20-40 30-60 办公楼 30-70 50-100 中小学 12-20 20-30 商业建筑 一般40-80 60-120 展览馆、博物馆 50-80 80-120 大中型60-120 90-180 体育场、馆 40-70 60-100 演播室 250-500 500-800 剧场 50-80 80-120 汽车库 8-15 12-34 机械停车库 17-23 25-35 7.2电力负荷计算 7.2.1基本概念 1额定功率 Pn电气设备的额定功率是其铭牌标称功率是设备在额定条件额 定电压和适当的绝缘材料等下的允许输出功率设备在此功率下长期运行时温升不会超出规定的允许值。 2设备容量Pe设备容量也称设备功率、安装容量或安装功率它与用电设备的 额定功率是两个不同的概念两者在数值上可能相等有可能不等。设备安装功率是指设备在统一的标准工作制下的功率当铭牌上标注的暂载率与标准暂载率不相等时需要把铭牌标称的额定功率换算成标准暂载率条件下的功率。 3电气设备的工作制与暂载率 电气设备的工作制分
连续工作制又称连续运行工作制或长期工作制。是指为连续、短时和断续三种。 ?
电气设备在规定的环境温度下运行能够达到稳定的温升但设备的任何部分的温度和温升均不超
过允许值 ?短时工作制即短时运行工作制是指电气设备的运行时间短而停歇时间长且在工作时间内的发热量不足以达到稳定的温升而在停歇时间内能够冷却到环境温度。 ?断续工作制即反复短时工作制是指电气设备以断续方式反复周
tr交替重复进行。短时断续周期性工作的电气期性的进行工作工作时间tg与停歇时间
空调用电计算设备的特性用暂载率表征。 ?暂载率暂载率用以表征断续工作制电气设备的工作特性暂载率定义为 ε 国家标准规定一个工作周期tgtr为10min。起重专用电动机的标准暂载率有15、25、40、60四种电焊设备的标准暂载率有50、65、75、100四种。 7.2.2负荷计算的内容和意义 负荷计算是供配电系统设计的基础一般需要计算设备容量、有功功率、无功功率、视在功率、计算电流一级负荷、二级负荷、季节性负荷、消防负荷、尖峰负荷电流等。 1计算负荷也称计算容量或最大需要负荷它是个假定的等效的持续性负荷其热效应与同一时间内实际的不一定恒稳的负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中通常采用能让中小截面导体达到稳定温升的时间段30min的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器、导体及相关电器的依据并用来计算电压损失和功率消耗。在工程上为方便计也可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据。计算用的单位的各类总负荷也是确定供电电压等级也确定合理的配电系统
的基础和依据。 2一级、二级负荷及消防负荷用以确定变压器的台数和容量、备用电源或应急电源的形式、容量及配电系统的形式等。 3季节性负荷从经济运行条件出发用以考虑变压器的台数和容量。 4尖峰电流也叫冲击电流是指单台或多台冲击性负荷设备在运行过程中持续时间在ls左右的最大负荷电流。一般用设备启动电流的周期分量作为计算电压损失、电压波动、电压下降以及选择校验保护器件等的依据。在校验瞬动元件时还应考虑起动电流的非周期分量。大型冲击性电气设备的有功、无功尖峰电流是研究供配电系统稳定性的基础。 5负荷曲线负荷曲线是在直角坐标系中表示负荷随时间变化的曲线用横坐标表示时间、纵坐标表示负荷量它通常是根据每隔30min所测定的最大负荷量绘制而成的。计算30min最大负荷的目的是用以按发热条件选择导线及配电设备。根据纵坐标表示的功率不同分为有功功率负荷曲线和无功功率负荷曲线。根据负荷延续时间的不同即横坐标的取值范围不同分
为日负荷曲线和年负荷曲线。 7.2.3负荷计算的方法 负荷计算的方法有很多主要有?单位指标法、功率密度法?需要系数法?二项式法?利用系数法等。不同的计算方法都有各自的适用范围应根据不同的情况选用不同的计算方法可参考如下原则进行 1在方案设计阶段可采用单位指标法或功率密度法在初步设计及施工图阶段宜采用需要系数法。对于住宅类建筑在各设计阶段均可采用单位指标法或功率密度法。 2当用电设备数量较多且不同设备间容量相差不太
大时宜采用需要系数法比如配电干线及配变电所的负荷计算等。 3用电设备数量较少且不同设备间容量相差悬殊时宜采用二项式法一般用于支干线和配电箱柜的负荷计算。 无论采用哪种计算方法都需要首先对用户的单个设备或设备组的负荷进行计算。 7.2.4各类负荷的设备容量 1. 照明负荷的设备容量 对于热辐射光源的白炽灯和卤钨灯而言其设备容量Pe就等于其标称的额定功率Pn。特低电压卤钨灯的Pe除灯泡Pn外还应加上变压器的功耗。对应气体放电光源的荧光灯、金属卤化物灯等的Pe除灯泡或灯管的Pn外还应加上镇流器的功耗。在无法得到确切参数的情况下可以采用如下方法计算Pe ?配电子整流器
配电感整流器的荧光灯Pe?光源功率Pn×1.2 ?金属的荧光灯Pe?光源功率Pn×1.1 ?
卤化物灯Pe?光源功率Pn×1.5 ?烘手器Pe可按2kW计 ?插座无具体设备接入时每个面板2孔、3孔、23孔或223孔可按100W计计算机较多的办公场所可按150W计。对于宾馆饭店吸尘器用的清扫插座一般一个楼层或防火分区用一个回路同时可能会有13台吸尘器工作一台吸尘器0.25kW即清扫插座可按0.250.75kW回路计。 2. 空调负荷的设备容量 空调类负荷有风机盘管、新风机组、空调机组、制冷机、冷却水循环泵及冷冻水循环泵。空调的制冷/热量的功率单位为瓦W和千瓦kW。空调器的制冷制热性能系数即能效比η制冷制热量W/输入电功率W
其物理意义是标准额定工况下每消耗1W电功率所能产生的冷量/热量W。空调室内机铭牌上为标准额定工况下制冷、制热消耗功率室外机铭牌上为最大工况下制冷、制热消耗功率。 空调“匹”数P是指空调器的输入功率包括压缩机、风扇电机及电控部分所消耗的电能。输入1马力的功率所能产生的冷/热功率叫一“匹”。对于电气专业来讲这个“匹”是电功率的概念对于暖通空调专业则可认为是冷/热功率的概念。空调负荷的用电量一般应由暖通专业配合确定在无法得到确切参数的情况下可通过表7-7所示关系大体估算一个风机盘管的功率可按100W计。 表7-7 空调“匹”数与制冷量及耗电量的对应关系 “匹”数 1 1.5 2 2.5 3 5 10 制冷/热量kW 2.22.6 3.23.6 45.2 5.86.2 6.57.2 12 24 耗电量kW 0.75 1.3 1.8 2.4 2.8 5 10 注一般13P的空调电压为220V 3P以上的为380V3P的有220V也有380V。 3. 水泵、风机、电梯的设备容量 水泵、风机铭牌上给出的额定功率是指其轴功率即原动机经传动系统传到水泵、风机主轴上的功率亦即水泵、风机的输入功率。水泵、风机额定功率乘以大于1的安全系数才是电动机的额定功率。一般情况下水泵、风机产品样本上直接给出的是经过“换算”的电动机的额定功率。 我们通常在配电设计中用额定功率和额定电流作为选择相关电器元件的依据。电动机的额定功率即其额定输出功率也称满载功率是指电动机在额定条件即满载下运行时主轴的输出功率不含电动机的机械损耗轴承损耗、风损耗和电气损耗铜损、铁损也就是说电动机实际需
要的电力系统提供的功率比其额定功率要大。电动机的额定电流即满载电流则指满载运行时输入电动机的电流它包括电动机的损耗。三相电动机的额定电流Ir应按下式计算 Ir A 式中Pr—电动机的额定功率kW Ur—电动机的额定电压kV η—电动机额定运行满载时的效率 cos —电动机额定运行满载时的功率因数 电梯、
自动扶梯和自动人行道的供电容量应按其拖动电动机的容量与附属设备用电容量的和。实际计算时电梯的供电容量应以厂家提供的数据为准在无法得到厂家数据的情况下可以做如下估算 交流单速电梯 S?0.035L×V kVA 交流双速电梯 S?0.030L×V kVA 直流有齿轮电梯S?0.021L×V kVA 直流无齿轮电梯S?0.015L×V kVA 式中L—电梯的额定载重量kgV—电梯的额定速度m/s。 4.连续长期工作制电动机设备容量等于其铭牌标称额定功率如自动扶梯即PePn。 5.断续周期工作制电动机 如起重机用电动机等的设备容量是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。 当采用需要系数法计算负荷时应统一换算到负载持续率ε为25下的有功功率 即 PePr Pr kW 当采用利用系数法计算负荷时应统一换算到负载持续率ε为100下的有功功率 即 PePr kW 上两式中 Pr—电动机的额定功率kWεr—电动机额定负载持续率。 6短时工作制设备车床上的进给电动机等短时工作制设备的设备容量按零计。原因是其在工作时间内的发热量不足以达到稳定的温升而在停歇时间内能够冷却到环境温度。 7电焊机设
备容量是将其铭牌标称额定功率换算到负载持续率ε为100时的有功
PeSr cos kW 式中: Sr—电焊机的额定容量kVAcos —电焊机的额定功率因功率 即
数。 8整流变压器设备容量是指其额定直流功率。 9整流器整流器的设备功率是指额定交流输入功率。 10电炉变压器设备容量是指额定功率因数时的有功功率 即 PeSrcos r kW 式中 Sr—电炉变压器的额定容量kVAcos r—电炉变压器的额定功率因数。 11用电设备组的设备容量 用电设备组的设备容量是指不包括备用设备的所
季节性负荷的设备容量 季节性负荷应分别计有单个设备的设备容量之代数和。 12
算冬季采暖用电负荷和夏季制冷用电负荷取其大者计入正常的设备容量。在确定变压器的容量和数量时必须从经济运行的角度出发考虑季节性负荷。可以根据季节性负荷的容量设置专用变压器。 13消防负荷的设备容量 火灾有可能发生在正常电源供电的时候也有可能发生在柴油发电机等备用电源供电的时候。一般而言建筑物的消防负荷应按整个建筑工程的所有消防电梯及消防应急照明的用电负荷再加上消防负荷最大的那个防火分区或楼层发生火灾时所需要使用的消防负荷包括消防泵、防排烟设施等作为火灾情况下消防用电设备的计算负荷。
规模较小的单体建筑在简化计算时可以直接将所有的消防负荷相加。 由单台或两台变压器供电的建筑物均应按一台变压器正常工作时发生火灾把消防用电设备的计算负荷加上未因火灾切除的非消防负荷来作为火灾情况下的总计算负荷并以此来校验变压器的过载能力。 当消防设备的计算负荷大于火灾时切除的非消防设备的计算负荷时应按消防设备的计算负荷加上火灾时未切除的非消防设备的计算负荷进行计算。当消防设备的计算负荷小于火灾时切除的非消防设备的计算负荷时可不计入消防负荷。 14变电所直流负荷 变电所的直流负荷可分为经常性正常负荷、事故负荷和冲击负荷三大类。 1经常性正常负荷主要包括信号灯、位置指示器、经常带电的继电器、直流长明灯以及其他接入直流系统中的用电设备一般可取12kW。 2事故负荷当变电所正常交流电停电后由直流系统供电的负荷主要有事故照明。 3冲击负荷主要是断路器的合闸机构在其合闸时的0.10.5s短时冲击电流。 7.2.5单相负荷计算 1.计算原则单相用电设备既有接于线电压380V又有接于相电压220V的并相应地称为线间负荷和相负荷。单相用电设备应均衡分配到三相系统使各相的计算负荷尽量接近由于负荷效应最终要体现在电流上所以三相平衡应包括三相电流的平衡。当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15时可全部按三相对称负荷计算当超过15时应将单