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  • 電氣設計相關計算公式大全(附舉例),收藏系

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    文章來源:北京創聯匯通電氣 ????? 發布時間: 2020-12-19 08:30:00
    導讀: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

    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 --- 電網或供電的功率因數余弦值(見下表);
              tgψ --- 功率因數的正切值(見下表);
              Ux--- 標稱線電壓(Kv)。
              Kx---需要系數(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,一般取值0.65~0.85。



    #p#分頁標題#e#民用建筑(酒店)主要用電設備需要系數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(取值見下表1)。

    (2)變電所干式變壓器容量的計算,根據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)。
     干式變壓器容量確定:S變=Sjs×1.26= (KVA)。
    (載容率為80﹪計算,百分比系數取1.26,消防負荷可以不計在內)。
    干式變壓器容量估算S變= Pjs×K×1.26= Pjs×1.063×1.26= (Kva)。



    同期系數K∑值表:

    計算負荷表(參考格式):


    #p#分頁標題#e#


    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干式變壓器的容量。變電所低壓母線一般按計算電流的1.35—1.5倍的系數考慮。

    3、推薦的配電干線、配變綜合需要系數簡明方法
    綜合系數(K綜)表:

    注明:建筑電氣計算中變電所的綜合同期系數,可作為估算時使用,即:
    住宅建筑綜合系數K∑綜一般取0.45~0.55;
    商業建筑綜合系數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。


    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

    #p#分頁標題#e#

    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,負荷的較終確定以實際為準。
            2、配電干式變壓器的容量估算,一般按計算總負荷的70~80﹪初定,即:
    S變= (Pe·S/1000)·(70~80﹪)(KVA)
    干式變壓器容量的較終確定,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)。
    #p#分頁標題#e#


    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/m2)
    式中 :W---在某較低照度下的單位容量W/m2;
              ∑P---房間內照明總安裝容量(含鎮流器功率在內)W;
                A---房間的面積m2。
      ∑P=W·A/Kmin
    式中:   Kmin---較小照度值(查表)。
    燈具盞數 N=∑P/W’
    式中:N---在規定照度下所需燈具盞數;
               W’----每盞燈具的功率(包括鎮流器功率在內)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:
    #p#分頁標題#e#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照明干式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)
    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Cos的計算:
    Cosψ=∑Ijsc/ ∑Ijsh.
    上式中 :
    Pjsc---計算功率(KW);
    Sjsc---干式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---燈具附件鎮流器損耗功率(KW);
    Kx---需要系數(見下表);
    Ka---鎮流器及其附件的損耗系數,#p#分頁標題#e#
    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---較大一相燈泡容量之和(KW);
    Kt----照明負荷同期系數(見下表);
    Cosψ---光源功率因數(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為統一炫光值;Ra為平均顯色指數)

    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Kx值表
    照明負荷同時系數Kt
    提示:照明負荷同時系數Kt,主要是考慮照明干式變壓器、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:

    #p#分頁標題#e#



    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據及工程代號


    1、旅游酒店的負荷密度和單位指標值表:#p#分頁標題#e#
    注明:旅游酒店各功能區用電設備組負荷的估算,可推算配電干線截面或配變容量。

    2、旅游酒店主要用電設備的Kx及Cosψ、tgψ的取值表

    3、干式變壓器裝置容量指標表(按建筑面積)
    作為估算干式變壓器容量參考

    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格

    6、民用建筑照明負荷的需要系數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; #p#分頁標題#e#S---吸頂式或直附式;
    CP2—防水線吊式; WR—墻壁內安裝;
    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;
    #p#分頁標題#e#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,其占載率規定在45%以內。




    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—在能進入的吊頂內敷設;
    BC---暗設在梁內; CLC---暗設在柱內;
    WC---暗設在墻內; CC----暗設在屋面或頂板內;
    FC---暗設在地面或地板內; ACC---暗設在不能進人的吊頂內。
    應用舉例:PG--YJV-4×25+1×16/ PC50/ FC.
    #p#分頁標題#e#



    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;
    #p#分頁標題#e#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、干式變壓器與電纜敷設


    1、干式變壓器的種類與用途:


    SCB10-10/0.4(D,yn11)系列干式絕緣干式變壓器,為建筑變電所中常用。
    SZ10系列有載調壓干式變壓器。
    S9、S10系列油浸式干式變壓器。
    BS9密封式干式變壓器,城市配電或為防止有害氣體及物質源的場所使用。
    SZ防雷干式變壓器,多用于有雷害較嚴重的地方。
    干式干式變壓器允許過負荷倍數和時間
    油浸干式變壓器允許過負荷倍數和時間

    2、高壓開關設備



    #p#分頁標題#e#
    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,也稱環網柜(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、無功功率補償的估算
    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﹪,干式變壓器約占20﹪,線路約占10﹪。電動機平均負荷率應在45﹪以上,干式變壓器經濟運行負荷率為其額定功率50﹪左右。當前干式變壓器負荷率在70﹪~80﹪時,應選擇低損耗的干式變壓器。#p#分頁標題#e#
    民用建筑變電所的無功電容補償,按選定干式變壓器額定容量的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、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和銅損產生的壓降問題,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K取值0.98~0.92)。

    #p#分頁標題#e#

    六、工程設計應用


    1、工程設計應用舉例
    某小區豪華家庭公寓總規劃建筑75000平米,配電干式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
                 =(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干式變壓器的容量。

    2、工程設計應用舉例
    某35000平米中型旅游酒店項目的配電干式變壓器容量計算參考。
    干式變壓器容量計算:Sjs變=2133×1.25×K∑=2133(KVA);
    即:干式變壓器容量應選擇為2250KVA。(1000KVA+1250KVA)
    (注明:配變載容率為80﹪計算,系數取1.25,同時系數K∑取0.8。消防泵、風機負荷不計在內。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。#p#分頁標題#e#
    依據計算公式: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,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格選取#p#分頁標題#e#
    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)。
    匯流母線規格查表:銅排50×6。
    (注:Cosψ為供電網的功率因數,母線K∑取0.85,匯流排放大系數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),
    選電纜規格:YJV4×16+1×10;
    (注:這里Cosψ是指設備的功率因數,η是指設備出力率系數)


    #p#分頁標題#e#
    4、工程應用設計舉例
    某酒店應急發電機功率計算:Pjs發=578×1.25=723(KVA);即:發電機容量應選擇為800KW;(發電機容載率為80﹪計算,系數取1.25,)。



    某酒店發電機配置功率的負荷統計表


    來源:網絡

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