電力負(fù)荷計(jì)算

電力負(fù)荷計(jì)算簡介：7.2電力負(fù)荷計(jì)算7.2.1基本概念（1）額定功率(Pn)：電氣設(shè)備的額定功率是其銘牌標(biāo)稱功率，是設(shè)備在額定條件（額定電壓和適當(dāng)?shù)慕^緣材料等）下的允許輸出功率，設(shè)備在此功率下長期運(yùn)行時(shí)溫升不會超出規(guī)定的允許值。（2）設(shè)備容量（Pe）：設(shè)備容量也稱設(shè)備功率、安裝容量或安裝功率，它與用電設(shè)備的額定功率...（1）額定功率(Pn)：電氣設(shè)備的額定功率是其銘牌標(biāo)稱功率，是設(shè)備在額定條件（額定電壓和適當(dāng)?shù)慕^緣材料等）下的允許輸出功率，設(shè)備在此功率下長期運(yùn)行時(shí)溫升不會超出規(guī)定的允許值。（2）設(shè)備容量（Pe）：設(shè)備容量也稱設(shè)備功率、安裝容量或安裝功率，它與用電設(shè)備的額定功率是兩個(gè)不同的概念，兩者在數(shù)值上可能相等，有可能不等。設(shè)備安裝功率是指設(shè)備在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)工作制下的功率，當(dāng)銘牌上標(biāo)注的暫載率與標(biāo)準(zhǔn)暫載率不相等時(shí)，需要把銘牌標(biāo)稱的額定功率換算成標(biāo)準(zhǔn)暫載率條件下的功率。（3）電氣設(shè)備的工作制與暫載率：電氣設(shè)備的工作制分為連續(xù)、短時(shí)和斷續(xù)三種。①連續(xù)工作制：又稱連續(xù)運(yùn)行工作制或長期工作制。是指電氣設(shè)備在規(guī)定的環(huán)境溫度下運(yùn)行，能夠達(dá)到穩(wěn)定的溫升，但設(shè)備的任何部分的溫度和溫升均不超過允許值②短時(shí)工作制：即短時(shí)運(yùn)行工作制，是指電氣設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長，且在工作時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足以達(dá)到穩(wěn)定的溫升，而在停歇時(shí)間內(nèi)能夠冷卻到環(huán)境溫度。③斷續(xù)工作制：即反復(fù)短時(shí)工作制，是指電氣設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)周期性的進(jìn)行工作，工作時(shí)間（tg）與停歇時(shí)間（tr）交替重復(fù)進(jìn)行。短時(shí)斷續(xù)周期性工作的電氣設(shè)備的特性用暫載率表征。④暫載率：暫載率用以表征斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的工作特性，暫載率定義為ε==國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一個(gè)工作周期（tg+tr）為10min。起重專用電動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15％、25％、40％、60％四種；電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50％、65％、75％、100％四種。負(fù)荷計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一般需要計(jì)算設(shè)備容量、有功功率、無功功率、視在功率、計(jì)算電流，一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、季節(jié)性負(fù)荷、消防負(fù)荷、尖峰負(fù)荷電流等。（1）計(jì)算負(fù)荷：也稱計(jì)算容量或最大需要負(fù)荷，它是個(gè)假定的等效的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際的不一定恒穩(wěn)的負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用能讓中小截面導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間段（30min）的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、導(dǎo)體及相關(guān)電器的依據(jù)，并用來計(jì)算電壓損失和功率消耗。在工程上為方便計(jì)，也可作為電能消耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。計(jì)算用的單位的各類總負(fù)荷也是確定供電電壓等級也確定合理的配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)和依據(jù)。（2）一級、二級負(fù)荷及消防負(fù)荷：用以確定變壓器的臺數(shù)和容量、備用電源或應(yīng)急電源的形式、容量及配電系統(tǒng)的形式等。（3）季節(jié)性負(fù)荷：從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數(shù)和容量。（4）尖峰電流：也叫沖擊電流，是指單臺或多臺沖擊性負(fù)荷設(shè)備在運(yùn)行過程中，持續(xù)時(shí)間在ls左右的最大負(fù)荷電流。一般用設(shè)備啟動電流的周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動、電壓下降，以及選擇校驗(yàn)保護(hù)器件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動元件時(shí)，還應(yīng)考慮起動電流的非周期分量。大型沖擊性電氣設(shè)備的有功、無功尖峰電流是研究供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。（5）負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線是在直角坐標(biāo)系中表示負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，用橫坐標(biāo)表示時(shí)間、縱坐標(biāo)表示負(fù)荷量，它通常是根據(jù)每隔30min所測定的最大負(fù)荷量繪制而成的。計(jì)算30min最大負(fù)荷的目的是用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線及配電設(shè)備。根據(jù)縱坐標(biāo)表示的功率不同分為有功功率負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線。根據(jù)負(fù)荷延續(xù)時(shí)間的不同（即橫坐標(biāo)的取值范圍不同），分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。負(fù)荷計(jì)算的方法有很多，主要有①單位指標(biāo)法、功率密度法；②需要系數(shù)法；③二項(xiàng)式法；④利用系數(shù)法等。不同的計(jì)算方法都有各自的適用范圍，應(yīng)根據(jù)不同的情況選用不同的計(jì)算方法，可參考如下原則進(jìn)行：（1）在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法或功率密度法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖階段宜采用需要系數(shù)法。對于住宅類建筑，在各設(shè)計(jì)階段均可采用單位指標(biāo)法或功率密度法。（2）當(dāng)用電設(shè)備數(shù)量較多，且不同設(shè)備間容量相差不太大時(shí)，宜采用需要系數(shù)法，比如配電干線及配變電所的負(fù)荷計(jì)算等。（3）用電設(shè)備數(shù)量較少，且不同設(shè)備間容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法，一般用于支干線和配電箱（柜)的負(fù)荷計(jì)算。無論采用哪種計(jì)算方法，都需要首先對用戶的單個(gè)設(shè)備或設(shè)備組的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。1.照明負(fù)荷的設(shè)備容量對于熱輻射光源的白熾燈和鹵鎢燈而言，其設(shè)備容量Pe就等于其標(biāo)稱的額定功率Pn。特低電壓鹵鎢燈的Pe除燈泡Pn外，還應(yīng)加上變壓器的功耗。對應(yīng)氣體放電光源的熒光燈、金屬鹵化物燈等的Pe除燈泡（或燈管）的Pn外，還應(yīng)加上鎮(zhèn)流器的功耗。在無法得到確切參數(shù)的情況下可以采用如下方法計(jì)算Pe：①配電子整流器的熒光燈：Pe≈光源功率Pn×1.1；②配電感整流器的熒光燈：Pe≈光源功率Pn×1.2；③金屬鹵化物燈：Pe≈光源功率Pn×1.5；④烘手器：Pe可按2kW計(jì)；⑤插座：無具體設(shè)備接入時(shí)，每個(gè)面板（2孔、3孔、2+3孔或2+2+3孔）可按100W計(jì)，計(jì)算機(jī)較多的辦公場所可按150W計(jì)。對于賓館飯店吸塵器用的清掃插座，一般一個(gè)樓層（或防火分區(qū)）用一個(gè)回路，同時(shí)可能會有1～3臺吸塵器工作（一臺吸塵器0.25kW），即清掃插座可按0.25～0.75kW／回路計(jì)。

2.空調(diào)負(fù)荷的設(shè)備容量空調(diào)類負(fù)荷有風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)泵及冷凍水循環(huán)泵?？照{(diào)的制冷/熱量的功率單位為瓦（W）和千瓦（kW）?？照{(diào)器的制冷（制熱）性能系數(shù)，即能效比η=制冷（制熱）量W/輸入電功率W，其物理意義是標(biāo)準(zhǔn)額定工況下每消耗1W電功率所能產(chǎn)生的冷量/熱量（W）。空調(diào)室內(nèi)機(jī)銘牌上為標(biāo)準(zhǔn)額定工況下制冷、制熱消耗功率；室外機(jī)銘牌上為最大工況下制冷、制熱消耗功率?？照{(diào)“匹”數(shù)（P）是指空調(diào)器的輸入功率，包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)及電控部分所消耗的電能。輸入1馬力的功率所能產(chǎn)生的冷/熱功率叫一“匹”。對于電氣專業(yè)來講，這個(gè)“匹”是電功率的概念，對于暖通空調(diào)專業(yè)則可認(rèn)為是冷/熱功率的概念?？照{(diào)負(fù)荷的用電量一般應(yīng)由暖通專業(yè)配合確定，在無法得到確切參數(shù)的情況下，可通過表7-7所示關(guān)系大體估算；一個(gè)風(fēng)機(jī)盤管的功率可按100W計(jì)。表7-7

空調(diào)“匹”數(shù)與制冷量及耗電量的對應(yīng)關(guān)系“匹”數(shù)123510制冷/熱量kW1224耗電量kW1.3510注：一般1~3P的空調(diào)電壓為220V,3P以上的為380V，3P的有220V也有380V。3.水泵、風(fēng)機(jī)、電梯的設(shè)備容量水泵、風(fēng)機(jī)銘牌上給出的額定功率是指其軸功率，即原動機(jī)經(jīng)傳動系統(tǒng)傳到水泵、風(fēng)機(jī)主軸上的功率，亦即水泵、風(fēng)機(jī)的輸入功率。水泵、風(fēng)機(jī)額定功率乘以大于1的安全系數(shù)才是電動機(jī)的額定功率。一般情況下，水泵、風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上直接給出的是經(jīng)過“換算”的電動機(jī)的額定功率。我們通常在配電設(shè)計(jì)中用額定功率和額定電流作為選擇相關(guān)電器元件的依據(jù)。電動機(jī)的額定功率即其額定輸出功率（也稱滿載功率），是指電動機(jī)在額定條件（即滿載）下運(yùn)行時(shí)主軸的輸出功率，不含電動機(jī)的機(jī)械損耗（軸承損耗、風(fēng)損耗）和電氣損耗（銅損、鐵損），也就是說電動機(jī)實(shí)際需要的電力系統(tǒng)提供的功率比其額定功率要大。電動機(jī)的額定電流（即滿載電流）則指滿載運(yùn)行時(shí)輸入電動機(jī)的電流，它包括電動機(jī)的損耗。三相電動機(jī)的額定電流Ir應(yīng)按下式計(jì)算Ir=

（A）式中：Pr—電動機(jī)的額定功率（kW）；

Ur—電動機(jī)的額定電壓（kV）；η—電動機(jī)額定運(yùn)行（滿載）時(shí)的效率；cos—電動機(jī)額定運(yùn)行（滿載）時(shí)的功率因數(shù)電梯、自動扶梯和自動人行道的供電容量應(yīng)按其拖動電動機(jī)的容量與附屬設(shè)備用電容量的和。實(shí)際計(jì)算時(shí)，電梯的供電容量應(yīng)以廠家提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，在無法得到廠家數(shù)據(jù)的情況下可以做如下估算：交流單速電梯：

S≈0.035L×V

（kVA）交流雙速電梯：

S≈0.030L×V

（kVA）直流有齒輪電梯：S≈0.021L×V

（kVA）直流無齒輪電梯：S≈0.015L×V

（kVA）式中：L—電梯的額定載重量（kg）；V—電梯的額定速度（m/s）。4.連續(xù)長期工作制電動機(jī)：設(shè)備容量等于其銘牌標(biāo)稱額定功率（如自動扶梯），即Pe=Pn。如起重機(jī)用電動機(jī)等的設(shè)備容量是指將額定功率換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率。當(dāng)采用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為25％下的有功功率即：Pe=PrPr

（kW）當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為100％下的有功功率即：Pe=Pr

（kW）上兩式中：Pr—電動機(jī)的額定功率（kW）；εr—電動機(jī)額定負(fù)載持續(xù)率。6．短時(shí)工作制設(shè)備：車床上的進(jìn)給電動機(jī)等短時(shí)工作制設(shè)備的設(shè)備容量按零計(jì)。原因是其在工作時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足以達(dá)到穩(wěn)定的溫升，而在停歇時(shí)間內(nèi)能夠冷卻到環(huán)境溫度。7．電焊機(jī)：設(shè)備容量是將其銘牌標(biāo)稱額定功率換算到負(fù)載持續(xù)率ε為100％時(shí)的有功功率即：Pe=Srcos

（kW）式中:

Sr—電焊機(jī)的額定容量(kVA)；cos—電焊機(jī)的額定功率因數(shù)。8．整流變壓器：設(shè)備容量是指其額定直流功率。9．整流器：整流器的設(shè)備功率是指額定交流輸入功率。10．電爐變壓器：設(shè)備容量是指額定功率因數(shù)時(shí)的有功功率即：Pe=Srcosr

（kW）式中：Sr—電爐變壓器的額定容量（kVA）；cosr—電爐變壓器的額定功率因數(shù)。11．用電設(shè)備組的設(shè)備容量用電設(shè)備組的設(shè)備容量是指不包括備用設(shè)備的所有單個(gè)設(shè)備的設(shè)備容量之代數(shù)和。12．季節(jié)性負(fù)荷的設(shè)備容量季節(jié)性負(fù)荷應(yīng)分別計(jì)算冬季采暖用電負(fù)荷和夏季制冷用電負(fù)荷，取其大者計(jì)入正常的設(shè)備容量。在確定變壓器的容量和數(shù)量時(shí)必須從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度出發(fā)考慮季節(jié)性負(fù)荷?？梢愿鶕?jù)季節(jié)性負(fù)荷的容量設(shè)置專用變壓器。13．消防負(fù)荷的設(shè)備容量火災(zāi)有可能發(fā)生在正常電源供電的時(shí)候，也有可能發(fā)生在柴油發(fā)電機(jī)等備用電源供電的時(shí)候。一般而言，建筑物的消防負(fù)荷應(yīng)按整個(gè)建筑工程的所有消防電梯及消防應(yīng)急照明的用電負(fù)荷，再加上消防負(fù)荷最大的那個(gè)防火分區(qū)（或樓層）發(fā)生火災(zāi)時(shí)所需要使用的消防負(fù)荷（包括消防泵、防排煙設(shè)施等），作為火災(zāi)情況下消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。規(guī)模較小的單體建筑在簡化計(jì)算時(shí)可以直接將所有的消防負(fù)荷相加。由單臺或兩臺變壓器供電的建筑物，均應(yīng)按一臺變壓器正常工作時(shí)發(fā)生火災(zāi)，把消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷加上未因火災(zāi)切除的非消防負(fù)荷來作為火災(zāi)情況下的總計(jì)算負(fù)荷，并以此來校驗(yàn)變壓器的過載能力。當(dāng)消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷大于火災(zāi)時(shí)切除的非消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)按消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷加上火災(zāi)時(shí)未切除的非消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷小于火災(zāi)時(shí)切除的非消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可不計(jì)入消防負(fù)荷。14．變電所直流負(fù)荷變電所的直流負(fù)荷可分為經(jīng)常性正常負(fù)荷、事故負(fù)荷和沖擊負(fù)荷三大類。（1）經(jīng)常性正常負(fù)荷：主要包括信號燈、位置指示器、經(jīng)常帶電的繼電器、直流長明燈以及其他接入直流系統(tǒng)中的用電設(shè)備，一般可取1～2kW。（2）事故負(fù)荷：當(dāng)變電所正常交流電停電后由直流系統(tǒng)供電的負(fù)荷主要有事故照明。（3）沖擊負(fù)荷：主要是斷路器的合閘機(jī)構(gòu)在其合閘時(shí)的0.1～0.5s短時(shí)沖擊電流。1.計(jì)算原則：單相用電設(shè)備既有接于線電壓（380V）又有接于相電壓（220V）的，并相應(yīng)地稱為線間負(fù)荷和相負(fù)荷。單相用電設(shè)備應(yīng)均衡分配到三相系統(tǒng)，使各相的計(jì)算負(fù)荷盡量接近，由于負(fù)荷效應(yīng)最終要體現(xiàn)在電流上，所以三相平衡應(yīng)包括三相電流的平衡。當(dāng)單相負(fù)荷的總計(jì)算容量小于計(jì)算范圍內(nèi)三相對稱負(fù)荷總計(jì)算容量的15％時(shí)，可全部按三相對稱負(fù)荷計(jì)算；當(dāng)超過15％時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加。2.一般方法：在進(jìn)行單相負(fù)荷換算時(shí)，一般采用計(jì)算功率。對需要系數(shù)法，計(jì)算功率即為需要功率；對利用系數(shù)法，計(jì)算功率取平均功率。當(dāng)單相負(fù)荷均為同類負(fù)荷時(shí)，可直接采用設(shè)備功率計(jì)算。對于既有線間負(fù)荷,又有相負(fù)荷的情況，一般換算方法步驟如下：(1)先將接于線電壓的單相負(fù)荷換算為接于相電壓的單相負(fù)荷，各相負(fù)荷分別為：A相：Pa=p（ab→a）Pab+p（ca→a）Pca

（kW）

Qa=q（ab→a）Pab+q（ca→a）Pca

（kvar）

B相：Pb=p（bc→b）Pbc+p（ab→b）Pab

（kW）

Qb=q（bc→b）Pbc+q（ab→b）Pab

（kvar）

C相：Pc=p（ca→c）Pca+p（bc→c）Pbc

（kW）

Qc=q（ca→c）Pca+q（bc→c）Pbc

（kvar）

以上各式中：Pab、Pbc、Pca—接于ab、bc、ca線間電壓（380V）的單相用電設(shè)備功率（kW）

Pa、Pb、Pc

—換算為接于a、b、c相電壓（220V）的單相負(fù)荷的有功功率（kW）p（ab→a）、p（bc→b）、p（ca→c），p（ab→b）、p（bc→c）、p（ca→a）—有功換算系數(shù)，見表7-8q（ab→a）、q（bc→b）、q（ca→c），q（ab→b）、q（bc→c）、q（ca→a）—無功換算系數(shù)，見表7-8表7-8

單相線負(fù)荷換算為相負(fù)荷的有功、無功換算系數(shù)換算系數(shù)負(fù)荷功率因數(shù)p（ab→a）、p（bc→b）、p（ca→c）p（ab→b）、p（bc→c）、p（ca→a）0q（ab→a）、q（bc→b）、q（ca→c）q（ab→b）、q（bc→c）、q（ca→a）(2)各相負(fù)荷分別相加，選出最大相負(fù)荷，取其3倍作為等效三相負(fù)荷。3.簡化計(jì)算：一般方法較精準(zhǔn)，但過程繁雜，工程計(jì)算可按如下方法進(jìn)行簡化計(jì)算：①只有單相相負(fù)荷（220V）時(shí)，等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍；②只有單臺單相線負(fù)荷（380V）時(shí)，等效三相負(fù)荷取線負(fù)荷的倍；③只有多臺單相線負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷取最大線負(fù)荷P1的倍加上次大線負(fù)荷P2的（3-）倍，即：

Pe=P1+（3-）P2

（kW）

Qe=P1tg1+（3-）P2tg2

（kvar）

Se=

（kVA）④既有線間負(fù)荷又有相負(fù)荷時(shí)，可分別按①②③的方法計(jì)算，并將①②或①③計(jì)算的結(jié)果相加作為等效三相負(fù)荷。由于不同性質(zhì)負(fù)荷的尖峰電流計(jì)算公式不同，所以需要首先分析確定負(fù)荷的類別特性，然后根據(jù)下列情況套用各自的公式進(jìn)行計(jì)算。

(1)單臺電動機(jī)、電弧爐或電焊變壓器的支線的尖峰電流Ijf應(yīng)按下式計(jì)算：Ijf=K×Ir

（A）

式中：Ir—電動機(jī)、電弧爐或電焊變壓器一次側(cè)額定電流（A）；K—起動電流倍數(shù)，即起動電流與額定電流之比。鼠籠型電動機(jī)的K可按6~7計(jì)，繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的K可按2計(jì)，直流電動機(jī)的K=1.5~2，單臺電弧爐的K=3，弧焊變壓器和弧焊整流器的K≤2.1，電阻焊機(jī)K=1，閃光對焊機(jī)K=2。(2)接有多臺電動機(jī)的線路，一般只考慮起動電流最大的一臺電動機(jī)起動時(shí)的尖峰電流。Ijf=(K×Ir)max+I’js

（A）

式中：(K×Ir)max—起動電流最大的一臺電動機(jī)的啟動電流，即尖峰電流（A）；I’js—除起動電流最大的那臺電動機(jī)以外的總負(fù)荷的計(jì)算電流（A）；兩臺及以上電動機(jī)有可能同時(shí)起動時(shí)，尖峰電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。(3)對于自起動的-組電動機(jī)，其尖峰電流為所有參與自起動的電動機(jī)的起動電流之和。計(jì)算自起動電流時(shí)應(yīng)考慮母線電壓降低的因素。7.3單位指標(biāo)法、功率密度法這類方法計(jì)算過程較簡便，適用于設(shè)備功率不明確的各類項(xiàng)目，尤其適用于設(shè)計(jì)前期階段的負(fù)荷估算和對負(fù)荷計(jì)算結(jié)果的校核，特別便于確定供電方案、變壓器容量和數(shù)量。有時(shí)和需用系數(shù)法配合使用。基本計(jì)算公式為：

①Pjs=

（kW）

②Pjs=

（kW）

③Sjs=

（kVA）式中：N—單位數(shù)量，如戶數(shù)、人數(shù)、床位數(shù)等；

A—建筑面積（m2）；

Pe—有功功率密度（W/m2）或單位指標(biāo)（W/戶、W/床等）；

Se—視在功率密度（VA/m2）表7—9

民用建筑負(fù)荷密度及系數(shù)取值參考表建筑類別有功負(fù)荷密度(W/m2)視在功率密度（VA/m2）系數(shù)K備

注公寓建筑30～5040~70用電指標(biāo)包含插座的容量在內(nèi)，熒光燈采用就地補(bǔ)償或采用電子鎮(zhèn)流器。旅館建筑40～7060~100辦公建筑30～7050～100商業(yè)建筑一般40～8060～120大中型60～12090～180體育建筑40～7060~100劇場建筑50～8080～120醫(yī)療建筑40～7060~100教學(xué)建筑大專院校20～4030~60中小學(xué)校12-2020~30展覽建筑50～8080~120演播室250～500400~800汽車庫8～1510~20注：①表中所列用電指標(biāo)的上限值是按空調(diào)冷水機(jī)組采用電動壓縮機(jī)制冷時(shí)的數(shù)值；當(dāng)中央空調(diào)的冷水機(jī)組采用直燃機(jī)時(shí)的用電指標(biāo)一般比采用電動壓縮機(jī)時(shí)的用電指標(biāo)降低25~35VA/m2。②表中所列視在功率密度VA數(shù)值是由有功負(fù)荷密度W數(shù)除以不小于0.9的無功功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)，然后再除以變壓器的負(fù)載率0.65~0.85，即單位建筑面積的伏安數(shù)約為瓦數(shù)的1.5倍左右。表7—10住宅用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)及電度表規(guī)格參考表戶型建筑面積S(m2)用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)電度表規(guī)格(A)AS≤502.5~3kW/戶5(20)B50＜S≤904kW/戶10(40)C90＜S≤1506~8kW/戶10(40)D150＜S≤2008~10kW/戶15(60)E200＜S≤30050W/m220(80)民用建筑的負(fù)荷密度取值可參考表7—9和表7—10。由于指標(biāo)數(shù)據(jù)取值范圍較大，而且受眾多因素的影響，應(yīng)用這類方法計(jì)算負(fù)荷時(shí)需要認(rèn)真仔細(xì)的分析研究工程所在地的氣候條件、地區(qū)發(fā)展水平、居民生活習(xí)慣、建筑規(guī)模大小、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高低、用電負(fù)荷特點(diǎn)等，并與同類工程進(jìn)行橫向豎向多方面比較，多種指標(biāo)互相印證，科學(xué)的確定合理指標(biāo)值，盡量提高計(jì)算準(zhǔn)確度。需要特別注意的時(shí)：在計(jì)算配電干線負(fù)荷、確定配電變壓器容量和數(shù)量，以及計(jì)算小區(qū)總負(fù)荷時(shí)，應(yīng)乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)K，這個(gè)K值必須結(jié)合工程具體情況，經(jīng)過認(rèn)真分析研究確定。Tags：電流計(jì)算公式電力負(fù)荷計(jì)算

（1）額定功率(Pn)：電氣設(shè)備的額定功率是其銘牌標(biāo)稱功率，是設(shè)備在額定條件（額定電壓和適當(dāng)?shù)慕^緣材料等）下的允許輸出功率，設(shè)備在此功率下長期運(yùn)行時(shí)溫升不會超出規(guī)定的允許值。（2）設(shè)備容量（Pe）：設(shè)備容量也稱設(shè)備功率、安裝容量或安裝功率，它與用電設(shè)備的額定功率是兩個(gè)不同的概念，兩者在數(shù)值上可能相等，有可能不等。設(shè)備安裝功率是指設(shè)備在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)工作制下的功率，當(dāng)銘牌上標(biāo)注的暫載率與標(biāo)準(zhǔn)暫載率不相等時(shí)，需要把銘牌標(biāo)稱的額定功率換算成標(biāo)準(zhǔn)暫載率條件下的功率。（3）電氣設(shè)備的工作制與暫載率：電氣設(shè)備的工作制分為連續(xù)、短時(shí)和斷續(xù)三種。①連續(xù)工作制：又稱連續(xù)運(yùn)行工作制或長期工作制。是指電氣設(shè)備在規(guī)定的環(huán)境溫度下運(yùn)行，能夠達(dá)到穩(wěn)定的溫升，但設(shè)備的任何部分的溫度和溫升均不超過允許值②短時(shí)工作制：即短時(shí)運(yùn)行工作制，是指電氣設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長，且在工作時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足以達(dá)到穩(wěn)定的溫升，而在停歇時(shí)間內(nèi)能夠冷卻到環(huán)境溫度。③斷續(xù)工作制：即反復(fù)短時(shí)工作制，是指電氣設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)周期性的進(jìn)行工作，工作時(shí)間（tg）與停歇時(shí)間（tr）交替重復(fù)進(jìn)行。短時(shí)斷續(xù)周期性工作的電氣設(shè)備的特性用暫載率表征。④暫載率：暫載率用以表征斷續(xù)工作制電氣設(shè)備的工作特性，暫載率定義為ε==國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一個(gè)工作周期（tg+tr）為10min。起重專用電動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有15％、25％、40％、60％四種；電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50％、65％、75％、100％四種。

負(fù)荷計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一般需要計(jì)算設(shè)備容量、有功功率、無功功率、視在功率、計(jì)算電流，一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、季節(jié)性負(fù)荷、消防負(fù)荷、尖峰負(fù)荷電流等。

（1）計(jì)算負(fù)荷：也稱計(jì)算容量或最大需要負(fù)荷，它是個(gè)假定的等效的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際的不一定恒穩(wěn)的負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用能讓中小截面導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間段（30min）的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、導(dǎo)體及相關(guān)電器的依據(jù)，并用來計(jì)算電壓損失和功率消耗。在工程上為方便計(jì)，也可作為電能消耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。計(jì)算用的單位的各類總負(fù)荷也是確定供電電壓等級也確定合理的配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)和依據(jù)。

（2）一級、二級負(fù)荷及消防負(fù)荷：用以確定變壓器的臺數(shù)和容量、備用電源或應(yīng)急電源的形式、容量及配電系統(tǒng)的形式等。

（3）季節(jié)性負(fù)荷：從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數(shù)和容量。

（4）尖峰電流：也叫沖擊電流，是指單臺或多臺沖擊性負(fù)荷設(shè)備在運(yùn)行過程中，持續(xù)時(shí)間在ls左右的最大負(fù)荷電流。一般用設(shè)備啟動電流的周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動、電壓下降，以及選擇校驗(yàn)保護(hù)器件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動元件時(shí)，還應(yīng)考慮起動電流的非周期分量。大型沖擊性電氣設(shè)備的有功、無功尖峰電流是研究供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。

（5）負(fù)荷曲線：負(fù)荷曲線是在直角坐標(biāo)系中表示負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，用橫坐標(biāo)表示時(shí)間、縱坐標(biāo)表示負(fù)荷量，它通常是根據(jù)每隔30min所測定的最大負(fù)荷量繪制而成的。計(jì)算30min最大負(fù)荷的目的是用以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線及配電設(shè)備。根據(jù)縱坐標(biāo)表示的功率不同分為有功功率負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線。根據(jù)負(fù)荷延續(xù)時(shí)間的不同（即橫坐標(biāo)的取值范圍不同），分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。

負(fù)荷計(jì)算的方法有很多，主要有①單位指標(biāo)法、功率密度法；②需要系數(shù)法；③二項(xiàng)式法；④利用系數(shù)法等。不同的計(jì)算方法都有各自的適用范圍，應(yīng)根據(jù)不同的情況選用不同的計(jì)算方法，可參考如下原則進(jìn)行：

（1）在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法或功率密度法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖階段宜采用需要系數(shù)法。對于住宅類建筑，在各設(shè)計(jì)階段均可采用單位指標(biāo)法或功率密度法。

（2）當(dāng)用電設(shè)備數(shù)量較多，且不同設(shè)備間容量相差不太大時(shí)，宜采用需要系數(shù)法，比如配電干線及配變電所的負(fù)荷計(jì)算等。

（3）用電設(shè)備數(shù)量較少，且不同設(shè)備間容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法，一般用于支干線和配電箱（柜)的負(fù)荷計(jì)算。

無論采用哪種計(jì)算方法，都需要首先對用戶的單個(gè)設(shè)備或設(shè)備組的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。

1.照明負(fù)荷的設(shè)備容量

對于熱輻射光源的白熾燈和鹵鎢燈而言，其設(shè)備容量Pe就等于其標(biāo)稱的額定功率Pn。特低電壓鹵鎢燈的Pe除燈泡Pn外，還應(yīng)加上變壓器的功耗。對應(yīng)氣體放電光源的熒光燈、金屬鹵化物燈等的Pe除燈泡（或燈管）的Pn外，還應(yīng)加上鎮(zhèn)流器的功耗。在無法得到確切參數(shù)的情況下可以采用如下方法計(jì)算Pe：

①配電子整流器的熒光燈：Pe≈光源功率Pn×1.1；

②配電感整流器的熒光燈：Pe≈光源功率Pn×1.2；

③金屬鹵化物燈：Pe≈光源功率Pn×1.5；

④烘手器：Pe可按2kW計(jì)；

⑤插座：無具體設(shè)備接入時(shí)，每個(gè)面板（2孔、3孔、2+3孔或2+2+3孔）可按100W計(jì)，計(jì)算機(jī)較多的辦公場所可按150W計(jì)。對于賓館飯店吸塵器用的清掃插座，一般一個(gè)樓層（或防火分區(qū)）用一個(gè)回路，同時(shí)可能會有1～3臺吸塵器工作（一臺吸塵器0.25kW），即清掃插座可按0.25～0.75kW／回路計(jì)。

2.空調(diào)負(fù)荷的設(shè)備容量

空調(diào)類負(fù)荷有風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)泵及冷凍水循環(huán)泵?？照{(diào)的制冷/熱量的功率單位為瓦（W）和千瓦（kW）?？照{(diào)器的制冷（制熱）性能系數(shù)，即能效比η=制冷（制熱）量W/輸入電功率W，其物理意義是標(biāo)準(zhǔn)額定工況下每消耗1W電能所能產(chǎn)生的冷量/熱量（W）?？照{(diào)室內(nèi)機(jī)銘牌上為標(biāo)準(zhǔn)額定工況下制冷、制熱消耗功率；室外機(jī)銘牌上為最大工況下制冷、制熱消耗功率。

空調(diào)“匹”數(shù)（P）是指空調(diào)器的輸入功率，包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)及電控部分所消耗的電能。輸入單位馬力的電功率所能產(chǎn)生的冷/熱功率叫一“匹”。對于電氣專業(yè)來講，這個(gè)“匹”是電功率的概念，對于暖通空調(diào)專業(yè)則可認(rèn)為是冷/熱功率的概念?？照{(diào)負(fù)荷的用電量一般應(yīng)由暖通專業(yè)配合確定，在無法得到確切參數(shù)的情況下，可通過表7-7所示關(guān)系大體估算；一個(gè)風(fēng)機(jī)盤管的功率可按100W計(jì)。

表7-7

空調(diào)“匹”數(shù)與制冷量及耗電量的對應(yīng)關(guān)系“匹”數(shù)123510制冷/熱量kW1224耗電量kW510注：一般1~3P的空調(diào)電壓為220V,3P以上的為380V，3P的有220V也有380V。3.水泵、風(fēng)機(jī)、電梯的設(shè)備容量

水泵、風(fēng)機(jī)銘牌上給出的額定功率是指其軸功率，即原動機(jī)經(jīng)傳動系統(tǒng)傳到水泵、風(fēng)機(jī)主軸上的功率，亦即水泵、風(fēng)機(jī)的輸入功率。水泵、風(fēng)機(jī)額定功率乘以大于1的安全系數(shù)才是電動機(jī)的額定功率。一般情況下，水泵、風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上直接給出的是經(jīng)過“換算”的電動機(jī)的額定功率。

我們通常在配電設(shè)計(jì)中用額定功率和額定電流作為選擇相關(guān)電器元件的依據(jù)。電動機(jī)的額定功率即其額定輸出功率（也稱滿載功率），是指電動機(jī)在額定條件（即滿載）下運(yùn)行時(shí)主軸的輸出功率，不含電動機(jī)的機(jī)械損耗（軸承損耗、風(fēng)損耗）和電氣損耗（銅損、鐵損），也就是說電動機(jī)實(shí)際需要的電力系統(tǒng)提供的功率比其額定功率要大。電動機(jī)的額定電流（即滿載電流）則指滿載運(yùn)行時(shí)輸入電動機(jī)的電流，它包括電動機(jī)的損耗。三相電動機(jī)的額定電流Ir應(yīng)按下式計(jì)算

Ir=

（A）

式中：Pr—電動機(jī)的額定功率（kW）；

Ur—電動機(jī)的額定電壓（kV）；

η—電動機(jī)額定運(yùn)行（滿載）時(shí)的效率；

cos—電動機(jī)額定運(yùn)行（滿載）時(shí)的功率因數(shù)

電梯、自動扶梯和自動人行道的供電容量應(yīng)按其拖動電動機(jī)的容量與附屬設(shè)備用電容量的和。實(shí)際計(jì)算時(shí)，電梯的供電容量應(yīng)以廠家提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，在無法得到廠家數(shù)據(jù)的情況下可以做如下估算：

交流單速電梯：

S≈0.035L×V

（kVA）

交流雙速電梯：

S≈0.030L×V

（kVA）

直流有齒輪電梯：S≈0.021L×V

（kVA）

直流無齒輪電梯：S≈0.015L×V

（kVA）

式中：L—電梯的額定載重量（kg）；V—電梯的額定速度（m/s）。

：設(shè)備容量等于其銘牌標(biāo)稱額定功率（如自動扶梯），即Pe=Pn。

5.斷續(xù)周期工作制電動機(jī)

如起重機(jī)用電動機(jī)等的設(shè)備容量是指將額定功率換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率。

當(dāng)采用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為25％下的有功功率

即：Pe=Pr

Pr

（kW）

當(dāng)采用利用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為100％下的有功功率

即：Pe=Pr

（kW）

上兩式中：Pr—電動機(jī)的額定功率（kW）；εr—電動機(jī)額定負(fù)載持續(xù)率。

6．短時(shí)工作制設(shè)備：車床上的進(jìn)給電動機(jī)等短時(shí)工作制設(shè)備的設(shè)備容量按零計(jì)。原因是其在工作時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足以達(dá)到穩(wěn)定的溫升，而在停歇時(shí)間內(nèi)能夠冷卻到環(huán)境溫度。

7．電焊機(jī)：設(shè)備容量是將其銘牌標(biāo)稱額定功率換算到負(fù)載持續(xù)率ε為100％時(shí)的有功功率

即：Pe=Sr

cos

（kW）

式中:

Sr—電焊機(jī)的額定容量(kVA)；cos—電焊機(jī)的額定功率因數(shù)。

8．整流變壓器：設(shè)備容量是指其額定直流功率。

9．整流器：整流器的設(shè)備功率是指額定交流輸入功率。

10．電爐變壓器：設(shè)備容量是指額定功率因數(shù)時(shí)的有功功率

即：Pe=Srcos

r

（kW）

式中：Sr—電爐變壓器的額定容量（kVA）；cosr—電爐變壓器的額定功率因數(shù)。

11．用電設(shè)備組的設(shè)備容量

用電設(shè)備組的設(shè)備容量是指不包括備用設(shè)備的所有單個(gè)設(shè)備的設(shè)備容量之代數(shù)和。

12．季節(jié)性負(fù)荷的設(shè)備容量

季節(jié)性負(fù)荷應(yīng)分別計(jì)算冬季采暖用電負(fù)荷和夏季制冷用電負(fù)荷，取其大者計(jì)入正常的設(shè)備容量。在確定變壓器的容量和數(shù)量時(shí)必須從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度出發(fā)考慮季節(jié)性負(fù)荷。

13．消防負(fù)荷的設(shè)備容量

火災(zāi)有可能發(fā)生在正常電源供電的時(shí)候，也有可能發(fā)生在柴油發(fā)電機(jī)等備用電源供電的時(shí)候。一般而言，建筑物的消防負(fù)荷應(yīng)按整個(gè)建筑工程的所有消防電梯及消防應(yīng)急照明的用電負(fù)荷，再加上消防負(fù)荷最大的那個(gè)防火分區(qū)（或樓層）發(fā)生火災(zāi)時(shí)所需要使用的消防負(fù)荷（包括消防泵、防排煙設(shè)施等），作為火災(zāi)情況下消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。規(guī)模較小的單體建筑在簡化計(jì)算時(shí)可以直接將所有的消防負(fù)荷相加。

由單臺或兩臺變壓器供電的建筑物，均應(yīng)按一臺變壓器正常工作時(shí)發(fā)生火災(zāi)，把消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷加上未因火災(zāi)切除的非消防負(fù)荷來作為火災(zāi)情況下的總計(jì)算負(fù)荷，并以此來校驗(yàn)變壓器的過載能力。

當(dāng)消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷大于火災(zāi)時(shí)切除的非消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)按消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷加上火災(zāi)時(shí)未切除的非消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷小于火災(zāi)時(shí)切除的非消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可不計(jì)入消防負(fù)荷。

14．變電所直流負(fù)荷

變電所的直流負(fù)荷可分為經(jīng)常性正常負(fù)荷、事故負(fù)荷和沖擊負(fù)荷三大類。

（1）經(jīng)常性正常負(fù)荷：主要包括信號燈、位置指示器、經(jīng)常帶電的繼電器、直流長明燈以及其他接入