1、高層住宅配電設計的負荷計算尉向榮（紹興城市建設投資發展有限公司, 浙江 紹興 312000）摘要隨著建筑物的規模不斷擴大，其內各種電氣設備的使用日趨增多，要正確選擇各類配電設備的容量，就必須科學、合理的進行負荷計算。文章對負荷計算中的相關問題進行了分析和探討，提出了新的工程計算方法。關鍵詞高層住宅；負荷計算收稿日期 2005-作者簡介尉向榮（1963-）,男,浙江紹興人, 紹興城市建設投資發展有限公司工程師, 研究方向：建筑電氣設計、工程管理。1引言按照我國高層民用建筑設計防規范GB50045-95 (2001年版)的規定，凡10層及10層以上的住宅及建筑高度超過24米的其它民用建筑均屬高層建

2、筑，隨著現代社會的發展，建筑物的規模不斷擴大，各種電氣設備的使用日趨增多。 我國二十世紀80年代才開始進行高層建筑用電負荷的專題研究。許多計算都是照搬國外經驗，但國情不同、地域不同，需要系數不合理，單位容量指標偏低。隨著高層建筑的不斷興建，用電設備增加，特別是在高層建筑內，空調及電梯負荷的大量使用是電力負荷發生很大變化的一個很重要的因素。對于高層住宅的負荷計算，過去按插座、燈泡數統計，主要是考慮照明，后來按2kW/戶統計。這樣根據計算結果所選的開關及導線截面均偏小，所配置的電表容量偏小，造成經常性的負荷跳閘，超負荷運行而燒壞開關、電表、電線的現象常有發生。隨著現代家用電器的廣泛使用，每戶實際設

3、備容量已超過20kW，使得按插座、燈泡統計和按2kW/戶的負荷計算方法已不適應家庭用電負荷日益增長的現狀及高層建筑用電的需求，正確確定用電的負荷尤為重要。要提高高層建筑配電系統的可靠性，正確選擇各類配電設備的容量，就必須科學、合理的進行負荷計算。2負荷計算方法計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續性負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在建筑配電設計中，通常采用30min的最大平均負荷，作為按發熱條件選擇配電變壓器、導體及電器的依據，并用來計算電壓損失和功率損耗。在工程上為方便計算，亦可作為電能消耗量及無功功率補償的計算依據。尖峰電流指單臺或多臺用電設

4、備持續is左右的最大負荷電流。一般取啟動電流的周期分量。作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。2.1需要系數法用設備功率乘以需要系數和同時系數，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。其計算公式為：式中： 單元計算負荷，kW；用電設備的總功率，kW；需要系數，查有關設計手冊。2.2 利用系數法采用利用系數求出最大負荷的平均負荷，再考慮設備臺數和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數得出計算負荷。這種方法的理論根據是概率論和數理統計，因而計算結果比較接近實際，但因利用系數的實

5、測與統計較難，在高層建筑電氣設計中一般不采用。2.3 二項式法在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大設備的影響，采用經驗系數進行加權求和法計算負荷。在高層建筑電氣設計中，二項式法僅作為負荷計算的輔助方法。其基本的計算公式為：式中： 單元計算負荷，kW；用電設備的總功率，kW；用電設備組中n臺最大功率用電設備的設備功率，kW；， 二項式系數，查有關工程設計手冊。2.4 單位面積功率法單位面積功率法，又稱為負荷密度法，是高層建筑電氣設計中經常使用的方法，其計算公式為：式中： 總計算負荷，kW；負荷密度，W/m2；建筑面積，m2。2.5 計算方法確定原則在進行配電設計計算時，不同的階段應采用不同

6、的計算方法。方案設計階段可采用單位指標法:在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數法；對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位面積功率法。電設備臺數較多，各臺設備容量相差不懸殊時，宜采用需要系數法，一般用于干線、配變電所的負荷計算。電設備臺數較少，各臺設備容量相差懸殊時，宜采用二項式法，一般用于支干線和配電屏(箱)的負荷計算。3高層住宅的負荷計算搞好高層住宅的電氣設計，關鍵問題之一，就是如何確定住宅小區的電力計算負荷。3.1住宅家用電器的分類由于家用電器負荷大，是居民的用電負荷的決定因素，而反映該負荷的最重要的指標是就是各類家用電器的普及率(即平均每百戶居民對某類家用電器的擁有量)，它是居民生

7、活水平的直接體現，其基值決定了現在居民的用電負荷，其發展速度決定了將來的用電量。家用電器普及率的發展規律可分為三個臺階，第一臺階的電器具有高普及率，如電視機、電冰箱、洗衣機等，這類電器稱為第三類電器；第二臺階的電器具有中普及率，如微波爐、電水壺、電飯鍋等，這類電器稱為第二類家用電器；第三臺階的電器具有低普及率，如電灶、遠紅外醫療器、電熱取暖器等，這類電器稱為第一類家用電器。3.2確定每戶計算容量的原則和方法每戶用電容量的確定原則。對智能化住宅小區，應按小康型住宅確定每戶計算容量。每個家庭一般有廚房用電設備、衛生洗浴設備、空調取暖設備和文化娛樂設備、照明設施、安防設施。智能化小區在工程設計中，總

8、體上要滿足:高度的安全性、舒適的生活環境、足夠的通信設備、完善的信息設施和智能化家庭系統。每戶用電計算容量計算公式如下，式中： ， ， III、II、I類家用電器的需要系數，可取0. 50. 6；， ， III、II、I類家用電器的普及率，目前可近似為：=100%200%；=25%40%；=5%15%；， ， III、II、I類家用電器的設備標稱容量。每戶用電負荷的建議值。根據公式的計算和有關文獻的分析提出高層智能住宅每戶用電容量標準建議值如表1所示。表1 高層住宅每戶用電容量的標準建議值(P/kW)氣象區普通住宅中檔住宅高檔住宅一類468二類579三類6810住宅建筑的公共電力負荷的計算。居

9、住建筑的公共用電負荷大致可分為照明負荷和動力負荷兩部分。居住建筑公共場所的照明包括一般照明、疏散照明及事故照明。照明的用電負荷量與控制方法有關。公共輔助設施的動力負荷主要有：給水、排水的用電負荷、電梯用電負荷、北方冬季取暖用電負荷。3.3高層住宅供電變壓器的容量 式中： 住宅小區總計算負荷，考慮了公共電力負荷和住宅電力負荷，kW；功率因素，取0.80.9.4結論本文針對高層建筑電氣設計中存在的問題進行分析研究，指出以往常用的負荷計算方法不能適應高層住宅電氣設備的用電需求，提出了新的實用的工程計算方法，研究與明確這方面的問題對于高層建筑的電氣設計和施工具有十分重要的意義。實踐證明這些方法是符合實

10、際用電情況的，該計算方法的應用將有助于提高高層建筑電氣設計質量，提高供電氣系統的可靠性、安全性，提高用電設備的使用效果具有積極意義。【參考文獻】1李天恩.小康住宅電氣設計M.北京：中國建筑工業出版社，1999.2戴瑜興.智能化住宅電氣工程設計J.低壓電器，2002，(2).3戴瑜興，汪魯才.智能化住宅小區電力負荷的計算J.低壓電器，2000，(5).4劉星平.無功補償的應用實例J.電氣時代，2001，(5).高層住宅配電設計的負荷計算研究尉向榮（紹興城市建設投資發展有限公司, 浙江 紹興 312000）摘要隨著建筑物的規模不斷擴大，其內各種電氣設備的使用日趨增多，要正確選擇各類配電設備的容量，

11、就必須科學、合理的進行負荷計算。文章對負荷計算中的相關問題進行了分析和探討，提出了新的工程計算方法。關鍵詞高層住宅；負荷計算收稿日期 2005-作者簡介尉向榮（1963-）,男,浙江紹興人, 紹興城市建設投資發展有限公司工程師, 研究方向：建筑電氣設計、工程管理。1引言按照我國高層民用建筑設計防規范GB50045-95 (2001年版)的規定，凡10層及10層以上的住宅及建筑高度超過24米的其它民用建筑均屬高層建筑，隨著現代社會的發展，建筑物的規模不斷擴大，各種電氣設備的使用日趨增多。 我國二十世紀80年代才開始進行高層建筑用電負荷的專題研究。許多計算都是照搬國外經驗，但國情不同、地域不同，需

12、要系數不合理，單位容量指標偏低。隨著高層建筑的不斷興建，用電設備增加，特別是在高層建筑內，空調及電梯負荷的大量使用是電力負荷發生很大變化的一個很重要的因素。對于高層住宅的負荷計算，過去按插座、燈泡數統計，主要是考慮照明，后來按2kW/戶統計。這樣根據計算結果所選的開關及導線截面均偏小，所配置的電表容量偏小，造成經常性的負荷跳閘，超負荷運行而燒壞開關、電表、電線的現象常有發生。隨著現代家用電器的廣泛使用，每戶實際設備容量已超過20kW，使得按插座、燈泡統計和按2kW/戶的負荷計算方法已不適應家庭用電負荷日益增長的現狀及高層建筑用電的需求，正確確定用電的負荷尤為重要。要提高高層建筑配電系統的可靠性

13、，正確選擇各類配電設備的容量，就必須科學、合理的進行負荷計算。2負荷計算方法計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續性負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在建筑配電設計中，通常采用30min的最大平均負荷，作為按發熱條件選擇配電變壓器、導體及電器的依據，并用來計算電壓損失和功率損耗。在工程上為方便計算，亦可作為電能消耗量及無功功率補償的計算依據。尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續is左右的最大負荷電流。一般取啟動電流的周期分量。作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。2.1需要系

14、數法用設備功率乘以需要系數和同時系數，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。其計算公式為：式中： 單元計算負荷，kW；用電設備的總功率，kW；需要系數，查有關設計手冊。2.2 利用系數法采用利用系數求出最大負荷的平均負荷，再考慮設備臺數和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數得出計算負荷。這種方法的理論根據是概率論和數理統計，因而計算結果比較接近實際，但因利用系數的實測與統計較難，在高層建筑電氣設計中一般不采用。2.3 二項式法在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大設備的影響，采用經驗系數進行加權求和法計算負荷。在高層建筑電氣設計中，二項式法僅

15、作為負荷計算的輔助方法。其基本的計算公式為：式中： 單元計算負荷，kW；用電設備的總功率，kW；用電設備組中n臺最大功率用電設備的設備功率，kW；， 二項式系數，查有關工程設計手冊。2.4 單位面積功率法單位面積功率法，又稱為負荷密度法，是高層建筑電氣設計中經常使用的方法，其計算公式為：式中： 總計算負荷，kW；負荷密度，W/m2；建筑面積，m2。2.5 計算方法確定原則在進行配電設計計算時，不同的階段應采用不同的計算方法。方案設計階段可采用單位指標法:在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數法；對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位面積功率法。2.5.2電設備臺數較多，各臺設備容量相差不懸

16、殊時，宜采用需要系數法，一般用于干線、配變電所的負荷計算。2.5.3電設備臺數較少，各臺設備容量相差懸殊時，宜采用二項式法，一般用于支干線和配電屏(箱)的負荷計算。3高層住宅的負荷計算搞好高層住宅的電氣設計，關鍵問題之一，就是如何確定住宅小區的電力計算負荷。3.1住宅家用電器的分類由于家用電器負荷大，是居民的用電負荷的決定因素，而反映該負荷的最重要的指標是就是各類家用電器的普及率(即平均每百戶居民對某類家用電器的擁有量)，它是居民生活水平的直接體現，其基值決定了現在居民的用電負荷，其發展速度決定了將來的用電量。家用電器普及率的發展規律可分為三個臺階，第一臺階的電器具有高普及率，如電視機、電冰箱

17、、洗衣機等，這類電器稱為第三類電器；第二臺階的電器具有中普及率，如微波爐、電水壺、電飯鍋等，這類電器稱為第二類家用電器；第三臺階的電器具有低普及率，如電灶、遠紅外醫療器、電熱取暖器等，這類電器稱為第一類家用電器。3.2確定每戶計算容量的原則和方法每戶用電容量的確定原則。對智能化住宅小區，應按小康型住宅確定每戶計算容量。每個家庭一般有廚房用電設備、衛生洗浴設備、空調取暖設備和文化娛樂設備、照明設施、安防設施。智能化小區在工程設計中，總體上要滿足:高度的安全性、舒適的生活環境、足夠的通信設備、完善的信息設施和智能化家庭系統。每戶用電計算容量計算公式如下，式中： ， ， III、II、I類家用電器的

18、需要系數，可取0. 50. 6；， ， III、II、I類家用電器的普及率，目前可近似為：=100%200%；=25%40%；=5%15%；， ， III、II、I類家用電器的設備標稱容量。3.2.1每戶用電負荷的建議值。根據公式的計算和有關文獻的分析提出高層智能住宅每戶用電容量標準建議值如表1所示。表1 高層住宅每戶用電容量的標準建議值(P/kW)氣象區普通住宅中檔住宅高檔住宅一類468二類579三類68103.2.2住宅建筑的公共電力負荷的計算。居住建筑的公共用電負荷大致可分為照明負荷和動力負荷兩部分。居住建筑公共場所的照明包括一般照明、疏散照明及事故照明。照明的用電負荷量與控制方法有關。公共輔助設施的動力負荷主要有：給水、排水的用電負荷、電梯用電負荷、北方冬季取暖用電負荷。3.3高層住宅供電變壓器的容量 式中： 住宅小區總計算負荷，考慮了公共電力負荷和住宅電力負荷，kW；功率因素，取0.80.9.4結論本文針對高層建筑電氣設計中存在的問題進行分析研究，指出以往常用的負