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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綜
             =（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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