[分享][收藏]电气设计相关计算公式大全(附举例)

发表于2020-04-03     2980人浏览     4人跟帖     总热度:5268   等级:

注:因根号属于特殊字符,所以根号下的式子采用了例如 A=√ ̄ b+c  的形式,表示A等于根号下b+c。

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:
(1)、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)。

(2)、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。
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/m²);
AS----建筑总面积(m²)。
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:
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(m²);
流明与照度的关系:1勒克斯(lx)=1流明(lm)/1平米(m²)。
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/m²)
式中 :W---在某最低照度下的单位容量W/m²;
          ∑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m²。
  ∑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:
(1)、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。
(2)、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
1234.jpg
照明负荷同时系数Kt
333.jpg
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
444.jpg
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)
567.jpg
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; HM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:
888.jpg
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
哈哈哈.jpg
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
吧.jpg
4、《小康住宅设计导则》推荐的住宅需要系数Kx
4.jpg
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
5.jpg
6、民用建筑照明负荷的需要系数Kx表
6.jpg
7、铜铝母排、汇流排过流量设计参考值
7.jpg
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; HM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;MR---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;
MG---照明干线;MFG---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/ CT/ CC.

五、配电设备、变压器与电缆敷设


1、变压器的种类与用途:


image.png
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
干.jpg
油浸变压器允许过负荷倍数和时间
偶.jpg
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
image.png
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
第.jpg
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
期.jpg
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/m², K∑综取值0.45,
即:S变= Pe·K
             =(75000m²×48.4W/m²)×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)。
×××酒店负荷计算表
X.jpg
22.jpg
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)。
· 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+ Qjs2= √ ̄(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=√ ̄Pjs2+ 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)。
· 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)。
·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
zuih.jpg










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奖励  荣誉分+3    筑龙币+500

  • 奖励于 2020-04-03 10:28:56

 发表于2020-04-03   |  只看该作者       筑龙币+10

2

太全了 还有例子 感谢LZ

 发表于2020-04-03   |  只看该作者      

3

不错的总结

 发表于2020-04-04   |  只看该作者      

4

好东西

 发表于2020-04-04   |  只看该作者      

5

很实用!

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