负荷计算方法及照明、设备、用电指标等分析

2.2.1　民用建筑常用负荷计算方法见表2.2.1。

表2.2.1　民用建筑常用负荷计算方法

注　计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电系统中，通常采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据，同时也用来计算电压损失和功率损耗。

2.2.2　民用建筑照明负荷需要系数表见表2.2.2。

表2.2.2　民用建筑照明负荷需要系数表

2.2.3　旅游宾馆主要用电设备的需要系数及功率因数见表2.2.3。

表2.2.3　旅游宾馆主要用电设备的需要系数及功率因数

2.2.4　住宅用电负荷需要系数见表2.2.4。

表2.2.4　住宅用电负荷需要系数

2.2.5　各类建筑物的用电指标见表2.4.5。

表2.2.5　各类建筑物的用电指标

注　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。

2.2.6　尖峰电流的确定。

尖峰电流是指持续1～2s的短时最大负荷电流。它用来计算电压波动，选择熔断器、空气断路器，整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

1.单台电动机尖峰电流的确定

单台电动机的尖峰电流Ijf为

式中　Ir——电动机的额定电流（A）；

k——电动机的起动电流倍数；鼠笼式电动机为6～7，线绕式电动机为2～3，直流电动机为1.7。

2.接有多台电动机的配电线路，只考虑一台电动机起动时的尖峰电流Ijf为

式中　（KIr）max——用电设备中起动电流为最大一台设备的起动电流（A）；

Ijs——除起动电流最大一台设备以外的配电线路的计算电流（A）。

对于自起动的电动机组，其尖峰电流为所有参与自起动的电动机的起动电流之和。

2.2.7　单相用电设备负荷计算的确定。

单相设备接在三相线路中，应均衡分配到三相上，使三相负荷尽可能地相近。如果最大负荷相的设备容量不超过按三相平均的每相设备容量的15%时，可以认为三相线路的负荷是平衡的。否则应将单相负荷换算为等效三相负荷。

1.单相负荷换算为等效三相负荷一般方法。

对于既有线间负荷又有相负荷的情况，计算步骤如下：

（1）先将线间换算为相负荷，各项负荷分为

L1相

L2相

L3相

式中　PL1L2、PL2L3、PL3L1——接于L1L2、L2L3、L3L1线间负荷（kW）；

PL1、PL2、PL3——换算为L1、L2、L3相有功负荷（kW）；

QL1p（L1L2）L、QL2、QL3——换算为L1、L2、L3相无功负荷（kvar）；

p（L1L2）L1、q（L1L2）L1、…——接于L1L2、L2L3、L3L1线间负荷换算为L1、…相。

负荷的有功及无功换算系数，见表2.2.7。

表2.2.7　负荷的有功及无功换算系数

（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。

2.单相负荷换算为等效三相负荷简化方法。

（1）只有线间负荷时，将各线间负荷相加，选取较大两项数据计算。现以PL1L2≥PL2L3≥PL3L1为例计算

当PL1L2=PL2L3时

只有PL1L2时

式中　PL1L2、PL2L3、PL3L1——接于L1L2、L2L3、L3L1线间负荷（kW）；

Pd——等效三相负荷（kW）。

（2）只有相间负荷时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍。

2.2.8　无功功率补偿容量计算。

1.用户的功率因数应满足当地供电部门的要求，当无明确要求时，应满足如下值：(www.xing528.com)

（1）高压用户的功率因数应为0.9以上。

（2）低压用户的功率因数应为0.85以上。

2.一般在方案设计时，无功补偿容量可按变压器容量的10%～20%估算。在初步设计和施工图设计时，应进行无功补偿容量计算，其公式如下

或者

式中　Qc——无功补偿容量（kvar）；

Pjs——计算的有功功率（kW）；

tgφ1——补偿前计算负荷功率因数角的正切值；

tgφ2——补偿后功率因数角的正切值；

qc——无功功率补偿率（kvar/kW），见表2.2.8-1。

表2.2.8-1　无功功率补偿率qc（kvar/kW）

补偿后的功率因数为

式中　Qc——人工补偿的无功功率（kvar）；

Pjs——建筑内的有功功率（kW）；

Qjs——建筑内的无功功率（kvar）。

3.无功补偿装置的投切方式的选择见表2.2.8-2。

表2.2.8-2　无功补偿装置的投切方式的选择

续表

2.2.9　功率损耗计算。

1.三相线路中有功及无功功率损耗：

有功功率损耗

无功功率损耗

以上式中　R——每相线路电阻（Ω），R=R′l；

X——每相线路电抗（Ω），X=X′l；

l——线路计算长度（km）；

Ijs——计算相电流（A）；

R′、X′——线路单位长度的交流电阻及电抗（Ω/km）。

2.电力变压器的有功及无功功率损耗：

有功功率损耗

无功功率损耗

以上两式中　Sjs——变压器计算负荷（kVA）；Sr——变压器额定容量（kVA）；

ΔPo——变压器空载有功损耗（kW）；

ΔPk——变压器满载（短路）有功损耗（kW）；

ΔQ0——变压器空载无功损耗（kvar），

Io%——变压器空线电流占额定电流的百分数；

ΔQk——变压器满载（短路）无功损耗（kvar），ΔQk=

uk%——变压器阻抗电压占额定电压的百分数。

ΔPo、ΔPk、Io%、uk%均可由变压器产品样本中查得。

当变压器负荷率不大于85%时，其功率损耗可以概略计算如下

3.年电能损耗计算。

（1）供电线路年有功电能损耗为

式中　ΔPl——三相线路中有功功率损耗，（kW）；

τ——最大负荷年损耗小时数，可按最大负荷的年利用小时数Tmax及功率因数cosφ，从设计手册查得。

（2）变压器年有功电能损耗为

式中　t——变压器全年投运小时数，可取8760h。