民用建筑供电系统设计常见问题探讨（一）
令狐采学
庞传贵 李维时 (中国建筑设计研究院)
关键词用电指标、变压器容量负荷率、负荷计算、三相平衡
1、民用建筑的负荷：
民用建筑的用电指标，尤其是负荷计算中需要系数的大小，一直是一个意见很不一致，没有完全解决好的问题，主要是因为民用建筑的情况非常繁杂，不同的地区，不同的单位，不同的设备，不同的使用情况，不同的工程规模，不同的建设投资标准等等，使每平方米建筑面积的用电量有较大的差异，很难给出一个大家均可使用的标准。工程设计者，往往宁大勿小，使已建
成的许多工程的变压器容量选择偏大，多数在很低的负荷率下运行。1984年在建设部设计局的支持下，由建设部建筑设计院，北京市建筑设计院、上海市华东建筑设计院、西北建筑设计院、西南建筑设计院等单位组成的民用建筑用电负荷调查组，在北京、上海、西安等地对各类宾馆饭店进行了大量的调查研究和蹲点实测，发现有很大的分散性，历时一年多也只获得了阶段性成果。由于国家经济的迅速发展和人们对民用建筑用电量的认识的较大差别，目前意见仍难统一。我们参照“全国民用建筑工程设计技术措施”中的“表2.5.2-1各类建筑物的用电指标”，修改补充成为表1，供工程设计者在方案或初步设计阶段，作为估算变压器安装容量的参考。
表1 各类建筑物的用电指标
建筑类别 | 用电指标W/m2 | VA/m2 | 建筑类别 | 用电指标W/m2 | VA/m2 |
公寓 | 30～50 | 50~70 | 医院 | 40～70 | 60~100 |
旅馆 | 40～70 | 60~100 | 高等学校 | 20～40 | 40~60 |
办公 | 30～70 | 80~120 | 中小学 | 12～20 | 20~30 |
商业 | 一般：40～80 | 60~120 | 展览馆 | 50～80 | 100~120 |
大中型：60～120 | 100~120 | 演播室 | 250～500 | 300~700 | |
体育 | 40～70 | 60~100 | 汽车库 | 8～15 | 10~20 |
剧场 | 50～80 | 80~120 | |||
注：①当空调冷水机组采用直燃机时的用电指标一般比采用电动压缩机制冷时的用电指标降低25～35VA/m2。表中所列用电指标的上限值是按空调采用电动压缩机制冷时的数值。
上表中数值不是施工图设计时某个房间的负荷指标，对某个房间的负荷，应按其实际安装的用电设备的需要设计。还要注意“表1”中的每平方米瓦数可折算为伏安数，即将瓦数除以功率因数0.9(补偿后)，再除以变压器的负载率0.65~0.85，这样使每平方米建筑面积的伏安数为瓦数的约1.5倍左右,此伏安数可作为确定变压器容量的依据。这个指标有人认为偏高，有人认为偏低，实际上该表中的数值已有一个可根据实际情况选用的范围，以适应不同情况的要求。且在折算到变压器的安装容量时，变压器的负载率又有一个范围作为调节，认为表中指标偏高者，可取其低限；认为指标偏低者，可取其高限。对于目前多数用户的变压器负荷率过低的现象，希望今后能得到改善。在本杂志2003年第一期上，北京财富中心的李甫元工程师发表文章，也谈了“关于变压器容量的一点看法”，列举了11个高档饭店、写字楼的变压器负荷情况，见下表，可供参考。
建筑物建筑面积和变压器容量情况
序号 | 建筑物名称 | 竣工时间 | 高度(m) | 层数 | 建筑面积 (m2) | 变压器容量 (KV·A) | 单位面积容量 (V·A/m2) | 最大负荷率 (%) | 最小负荷率 (%) | |
地上 | 地下 | |||||||||
1 | xx假日饭店 | 1985年 | 51.5 | 16 | 1 | 179400 | 9200① | 55.7④ | 60 | 30 |
2 | xx大饭店 | 1989年 | 150 | 38 | 2 | 150000 | 17500 | 116.7 | 50 | 40 |
3 | xx中心 | 1990年 | 208 | 52 | 2 | 146500 | 17000 | 71.6⑤ | 51.4 | 23 |
4 | xx大厦 | 1989年 | 182 | 50 | 4 | 145000 | 9500 | 65.5⑥ | 80⑦ | 30 |
5 | xx二期饭店 | 2000年 | 150 | 38 | 2 | 120000 | 10400 | 86.7 | 30⑧ | 28 |
6 | Xx写字楼 | 1989年 | 150 | 38 | 3 | 118000 | 15000 | 127.1 | 40 | 30 |
7 | Xx饭店 | 1985年 | 104 | 30 | 2 | 87000 | 7630 | 87.7 | 60 | 20 |
8 | Xx饭店 | 1984年 | 82.6 | 22 | 2 | 85000 | 6400 | 75.3⑥ | 85 | 50 |
9 | Xx大厦 | 1997年 | 99 | 28 | 2 | 69000 | 空调用电计算5700③ | 82.6 | 60 | 30 |
10 | Xx大厦 | 1989年 | 80 | 21 | 2 | 55000 | 5000 | 90.9 | 45 | 10 |
11 | Xx公寓楼 | 1989年 | 100 | 31 | 2 | 29000 | 5000 | 172 | 30 | 25 |
注：①两台变压器只运行一台的有两处；
②两台变压器只运行一台的有三处；
③负荷率低时，两台变压器也想只运行一台，由于申请麻烦而没有这样做；
④采暖所用蒸汽和空调用冷冻水由专门的动力中心提供，用电负荷未计算在内，由于提供的建筑面积不确切，所以单位面积容量也不准确；
⑤对常年停开的变压器容量没有计算在单位面积容量内；
⑥因为原设计是采用吸收式制冷，变压器容量相对小；
⑦原设计为吸收式制冷，后部分设备改为电制冷，所以负荷率较高；
⑧冷冻机用变压器最大负荷率80%，并未包括在内；
冷冻机最大负荷70%，并未包括在内。
2．负荷计算：
在施工图设计时需要进行较详细的负荷计算，主要包括设备容量（安装容量）的计算（即统计与累加）；计算容量（将设备容量乘需要系数）和计算电流的计算。对于最末一级配电箱，可只标注设备容量，并将其作为计算容量（即需要系数为1）。对于干线和整个工程，除需要标注设备容量外，还要标注计算容量和计算电流，以便根据计算容量选择变压器，根据计算电流选择开关和导线等电气设备。
在民用建筑中有大量的单相负荷，三相负荷不平衡的问题比较突出。据调查，在目前运行的工程中，多数工程都比较严重的存在着三相不平衡的问题。有的是设计问题，有的是施工问题，有的是使用的随意性。使用的随意性很难解决。工程设计者的责任是在施工图设计时尽量考虑周全些，尽量做到三相负荷分配平衡。减少运行时的特别严重的不平衡现象。当工程设计过程中，某些末端设备无法使三相分配平衡时，则应在干线或每台变压器低压侧尽量调整到三相平衡。
末端配电箱的三相不平衡负荷的计算，建议采用如下方法：A、当最大相与最小相负荷之差小于三相总负荷的10%时，当作三相平衡负荷计算；B、当最大相与最小相负荷之差等于或大于三相总负荷的10%时，取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算。
3、变压器容量与台数的确定
在建筑工程的方案或初步设计阶段，按用电指标估算出所需要的变压器总容量，根据总容量、负荷分布、负荷性质及供电半径的要求，确定变电所的位置、数量及变压器的台数和每台变压器的容量。
发布评论