各类建筑物的单位建筑面积用电指标Word格式文档下载.docx
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（25-35）
电力负荷计算
根本概念
〔1〕额定功率〔PJ:
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〔PJ:
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为连续、短时和断续三种。
1连续工作制：
乂称连续运行丄作制或长期工作制。
是指电气设备在规定的环境温度
下运行，能够到达稳定的温升，但设备的任何局部的温度和温升均不超过允许值
2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缺乏以到达稳定的温升，而在停歇时间内能够冷却到环境温度。
3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期性的进行工
作，工作时间〔匚〕与停歇时间〔tr〕交替重复进行。
短时断续周期性工作的电气设备
的特性用暂载率表征。
4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
国家标准规定一个工作周期（匚+匚）为lOmino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30%、65%、75%、100%四种。
负荷计算的内容和意义
负荷计算是供配电系统设计•的根底，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：
也称讣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。
在配电设讣
中，通常釆用能让中小截面导体到达稳定温升的时间段（30min）的最大平均负荷作为按
发热条件选择配电变圧器、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汁算依据。
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根底和依据。
（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Is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
性的根底。
（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LI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。
负荷计算的方法
负荷讣算的方法有很多，主要有①单位指标法、功率密度法；
②需要系数法；
③二项
式法；
④利用系数法等。
不同的计算方法都有各自的适用范用，应根据不同的惜况选用不
同的汁算方法，可参考如下原那么进行：
（1）在方案设计阶段可釆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，宜釆用需要系数法，
比方配电干线及配变电所的负荷汁算等。
（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。
无论釆用哪种讣算方法，都需要首先对用户的单个设备或设备组的负荷进行计算。
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餌灯而言，其设备容量Pe就等于其标称的额定功率P„o
特低电压卤餌灯的Pe除灯泡匕外，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〕的巳外，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：
1配电子整流器的荧光灯：
匕~光源功率PnX；
2配电感整流器的荧光灯：
凡~光源功率PnX；
3金属卤化物灯：
Pe~光源功率P„X：
4烘手器：
Pe可按2kWth
5插座：
无具体设备接入时，每个面板〔2孔、3孔、2+3孔或2+2+3孔〕可按100W计，计算机较多的办公场所可按150W计乙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1〜3台吸尘器工作〔一台吸尘器〕，即清扫插座可按〜/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，即能效比几二制冷〔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〕o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、风扇电机及电控局部所消
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，对于暖通空调专业那么可认为是冷/热功率的概念。
空调负荷的
用电量一般应山暖通专业配合确定，在无法得到确切参数的悄况下，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100Wth
表7-7空调“匹〞数与制冷量及耗电量的对应关系
“匹〞数
1
2
3
5
10
制冷/热量
kW
、
4~
12
24
耗电量kW
注：
一般广3P的空调电圧为220V,3P以上的屮
有380Vo
y380V,
3P的有220V也
3.
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的平安系
数才是电动机的额定功率。
一般悄况下，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〕那么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
动机的额定电流匚应按下式讣算
Ir=（A）
式中：
Pr—电动机的额定功率〔kW〕；
「一电动机的额定电压〔kV〕；
n—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
情况下可以做如下佔算：
交流单速电梯：
SQXV
（kVA）
交流双速电梯：
直流有齿轮电梯：
s~xv
直流无齿轮电梯：
L—电梯的额定载重量〔kg〕:
V—电梯的额定速度〔m/s〕o
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
Pe=Pno
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。
当釆用需要系数法计算负荷时，应统一换算到负载持续率£
为25%下的有功功率
B|j：
Pe二PrPr（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£
为100%下的有功功率即：
Pe二Pr（kW）
上两式中：
匕一电动机的额定功率（kW）；
一一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汁。
原因是
其在工作时间内的发热量缺乏以到达稳定的温升，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£
为100%时的有功功
率
即：
Pe=Srcos（kW）
一电焊机的额定容量（kVA）:
cos一电焊机的额定功率因数。
&
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
Pe二S’cosr（kW）
一电炉变压器的额定容量（kVA）；
cos—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有单个设备的设备容量之代数和。
12.季节性负荷的设备容量
季节性负荷应分别汁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〕，作为火灾惜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。
山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，把消防用电设备的汁算负荷加上未因火灾切除的非消防负荷来作为火灾悄况下的总汁算负荷，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汁算负荷时，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汁算负荷进行汁算。
当消防设备的汁算负荷小于火灾时切除的非消防设备的讣算负荷时，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1〜2kW。
〔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〜短时冲击电流。
单相负荷计算
1.计算原那么：
单相用电设备既有接于线电压〔380V〕乂有接于相电压〔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表达在电流上，所以三相平衡应包括三相电流的平衡。
当单相负荷的总讣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讣算：
当超过15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相负荷相力口。
2•—般方法：
在进行单相负荷换算时，一般采用计算功率。
对需要系数法，汁算功率即为需要功率；
对利用系数法，计算功率取平均功率。
当单相负荷均为同类负荷时，可直接釆用设备功率计算。
对于既有线间负荷，乂有相负荷的情况，一般换算方法步骤如下：
〔1〕先将接于线电压的单相负荷换算为接于相电圧的单相负荷，各相负荷分别为：
A相：
Pa=p•P&
b+P:
ca-a〕Pea〔kW〕
Qs=q:
ab-a〕Pob+qPea〔kvar〕
B相：
Pb=p〔be—b>
耳+p占bEb<
kW〕
Q二q」Pbc+Qzf〉P“〔kvar〕
Qc—Q>
ca-c〕Pe+q<
bc~*c〕Pbc〔kvar〕
以上各式中：
Pa。
、Pz、P“一接于ab、be、s线间电压〔380V〕的单相用电设备功率〔kW〕
Pa、P。
、Pc—换算为接于d、b、c相电压〔220V〕的单相负荷的有功功率〔kW〕
P<
ab—a〕、P〔be—b〉、P<
wc〕9P'
ab~*b>
、P<
bc~*c〕、P〔ca~*a>
—有功换算系数，见表7-8
Q<
ab—a〕、q〔be—b〉、Q<
wc〕9Q'
、Q<
bc~*c〕、Q〔ca~*a>
—无功换算系数，见表7-8
表7-8单相线负荷换算为相负荷的有功、无功换算系数
换算系数
负荷功率因数
P'
ab~*a）、P•.bc~*b）、P
•ca-*c）
ab-b>
bc-c）*P
'
ca—aJ
Q'
ab-a>
bc-b）、Q
q•ab-b>
bc-c）、Q
1lea—a）
（2）各相负荷分别相加，选出最大相负荷，取其3倍作为等效三相负荷。
3.简化计算：
一般方法较精准，但过程繁朵，工程计算可按如下方法进行简化讣算：
1只有单相相负荷（220V）时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍；
2只有单台单相线负荷（380V）时，等效三相负荷取线负荷的倍；
3只有多台单相线负荷时，等效三相负荷取最大线负荷匕的倍加上次大线负荷P：
（3-）倍，即：
Pe=Px+（3-）P：
（kW）
Qe=Pitgi+（3-）P：
tg2（kvar）
S=（kVA）
④既有线间负荷乂有相负荷时，可分别按
的方法计算，并将①②或①③计算的
结果相加作为等效三相负荷。
•6尖峰电流计算
III于不同性质负荷的尖峰电流计算公式不同，所以需要首先分析确定负荷的类别特
性，然后根据以下情况套用各自的公式进行计算。
（1）单台电动机、电弧炉或电焊变压器的支线的尖峰电流I君应按下式计算：
Ijf=KXIr（A）
匸一电动机、电弧炉或电焊变圧器一次侧额定电流（A）:
K—起动电流倍数，即起动电流与额定电流之比。
鼠笼型电动机的K可按6~7讣，
绕线转子电动机的K可按2讣，直流电动机的K「2,单台电弧炉的K=3,弧焊
变丿玉器和弧焊整流器的KW,电阻焊机K二1,闪光对焊机K二2。
（2）接有多台电动机的线路，一般只考虑起动电流最大的一台电动机起动时的尖峰电流。
I^CKXD^+fjs（A）
（KXIJg—起动电流最大的一台电动机的启动电流，即尖峰电流（A）:
I'
*—除起动电流最大的那台电动机以外的总负荷的计算电流（A）:
两台及以上电动机有可能同时起动时，尖峰电流应根据实际情况确定。
（3）对于自起动的-组电动机，其尖峰电流为所有参与自起动的电动机的起动电流之和。
计
算自起动电流时应考虑母线电压降低的因素。
单位指标法、功率密度法
这类方法计算过程较简便，适用于设备功率不明确的各类工程，尤其适用于设计前期阶段的负荷佔算和对负荷汁算结果的校核，特别便于确定供电方案、变压器容量和数量。
有时和需用系数法配合使用。
根本计算公式为：
1匕尸（kW）
2匕尸（kW）
3Sj5=（kVA）
N—单位数量，如户数、人数、床位数等;
A—建筑而积〔nT〕；
Pe—有功功率密度〔w/m'
〕或单位指标〔W/户、W/床等〕；
s’一视在功率密度〔VA/m‘〕
表7-9民用建筑负荷密度及系数取值参考表
有功负荷密度
〔W/m2〕
视在功率密度
〔VA/m2〕
系数K
备注
公寓建筑
30〜50
40~70
用电指标包含插座的容晁在内，荧光灯采川就地补偿或采用电
器。
旅馆建筑
40〜70
60^100
办公建筑
30〜70
50〜100
—般40〜80
60〜120
大中型60〜120
90〜180
体育建筑
剧场建筑
80〜120
医疗建筑
60~100
教学建筑
大专院校20〜40
30"
60
中小学校12-20
20'
30
展览建筑
30〜80
80~120
演播室
400^800
8〜13
10~20
①表中所列用电指标的上限值是按空调冷水机组采用电动压缩机制冷时的数值；
当中
央空调的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时的用电指标降低
25~35VA/m：
o②表中所列视在功率密度VA数值是山有功负荷密度W数除以不小于的无功
功率补偿后的功率因数，然后再除以变压器的负载率~，即单位建筑面积的伏安数约为瓦
数的倍左右。
表7—10住宅用电负荷标准及电度表规格参考表
户型
建筑面积S京）
用电负荷标准
电度表规格（A）
A
SW50
飞kW/户
5（20）
B
50VSW90
4kW/户
10（40）
C
90VSW150
6"
8kW./户
D
150VSW200
8〜10kW/户
15（60）
E
200VSW300
50W/m:
20（80）
民用建筑的负荷密度取值可参考表7-9和表7—10。
由于指标数据取值范围较大，
而且受众多因素的影响，应用这类方法汁算负荷时需要认真仔细的分析研究工程所在地的
气候条件、地区开展水平、居民生活习惯、建筑规模大小、建设标准上下、用电负荷特点
等，并与同类工程进行横向竖向多方面比拟，多种指标互相印证，科学确实定合理指标
值，尽量提高计算准确度。
需要特别注意的时：
在计算配电干线负荷、确定配电变压器容
量和数量，以及计算小区总负荷时，应乘以适当的系数K,这个K值必须结合工程具体悄
况，经过认真分析研究确定。
需要系数法确定计算负荷
根本公式
用电设备组的计算负荷是指用电设备组从供电中取用的半小时最大负荷P30,如图7-5所
示。
用电设备组的设备容量Pe是指设备组内全部设备（不包括备用设备）的额定容量之
和，即Pe=?
PN。
当设备的暂载率不是100%时，需要折合以后的设备容量。
设备的额定
容量是指设备在额定条件下的最大输出。
实际上，当用电设备数量较多时，用电设备组的
设备极少同时运行，而运行的设备也不一定是都处在满负荷运行状态下。
再加上，设备本
身率的损耗和配电线路上的损耗，用电设备组的有功汁算公式应考虑这些因素。
图7-3中
Kx称为需要系数，它曲公式（7-16）中多个参数决定。
图7-5用电设备组的汁算负荷与设备的容量
P30=KS・KLne・r]WL・Pe（7-16）
KS―设备组的同期系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容
量之和的比值。
KL——设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行设备容量之比。
Qe—一设备组的平均效率，即设备组在实际运行最大负荷时的输出功率与取用功率之
比。
QWL——配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率〔设备组的取用电功
率〕和首端输入电功率〔计算负荷〕之比。
Pe——是指经过暂载率折合以后的计算功率。
令K?
・KL/ne・nWL=Kx
Kx=P30/Pe〔7-17〕
用电设备组的需要系数，就是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比
值，一般小于1。
山此可得按需要系数法确定用电设备组的有功功率的根本公式为：
P30=Kx・Pe〔7-18〕
实际上，需要系数不仅与用电设备组的性质〔连续运行否〕、设备台数、设备效率、线路损
耗等原因有关，而且与设备的运行频繁程度、供电组织等多种因素有关。
需要系数的参考数值
表7-3列出了不同用电设备的需要系数。
工业用电设备组的需要系数Kx、二项式系数be及cos"
值表7-3
需要系数法进行计算
根据有功计算负荷P30,可以按照下式求出其余的计算负荷。
视在计算负荷S30=P30/cos<
l>
计算I30=S30/J3UN
tg4>
—对应于用电设备组cos"
的正切值；
cos“——用电设备组的平均功率因数
UN—用电设备组的额定
如果只有一台三相电动机，其计算电流就取其额定电流
I30=IN=PN/V3UN•cos（l>
・n（7-20）
负荷计算中常见的单位
有功功率为kW无功功率为kvar视在功率为kVA电流为A电压为kV
二项式法确定计算负荷
二项式法讣算负荷的特点是考虑到了多台电气设备组中有少数容量特别大的设备的影
响。
因此在汁算电气设备台数较少，而容量差异较大的低压分支线和干线时，用需要系数
法计算的结果一般偏小，而用二项式方法就比拟较适宜。
二项式法计算公式
（7-21）
P30=b・PN+c・Px
b・PN——表示用电设备组的平均负荷，其中PN是用电设备组的总容量，其计
算方法与需要系数法相同，是电机铭牌功率的总和。
c・Px——表用电设备组中X台容量最大的设备投入运行时，增加的附加负荷，其中
Px是X台最大容量的设备总容量。
b・c—是二项式系数。
其中b是平均负荷系数；
c是最大
升级会员 