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[摘要]電氣負荷計算是民用電氣設計的基礎，關系到供配電系統(tǒng)的選擇、電氣設備及變壓器的選型。民用建筑種類眾多，用電設備千差萬別，不同建筑都有各自的負荷特點，雖然各種設計手冊和設計規(guī)范對負荷計算有一定的介紹，但是在實際工作中，負荷計算需要綜合考慮，認真細致，才能使計算結果與實際用電負荷盡可能接近，既滿足使用及規(guī)范要求，又不至于設計冗余過大，浪費資源。

[關鍵詞]民用建筑；電氣負荷計算；變壓器選型

1住宅建筑

住宅建筑是民用建筑電氣設計最常見建筑類型，但因為各地氣候狀況、生活習慣及各地供電公司要求不同，負荷計算也有所差別。對于住宅建筑的負荷計算，方案設計階段可采用單位面積負荷密度法，一般按15W～50W/m2考慮用電負荷。根據(jù)住宅的用電性質(zhì)，如住宅戶數(shù)較多，戶型大、有集中采暖、采用天然氣烹飪，小區(qū)的單位面積負荷密度可采用較小數(shù)值；如住宅戶數(shù)較少、戶型小、需用空調(diào)采暖、用電烹飪，小區(qū)的單位面積負荷可采用較大數(shù)值。例1如某住宅小區(qū)以純住宅為主，輔以物業(yè)用房，總建筑面積20萬平方米，方案階段需估算小區(qū)的總計算用電負荷為多少？計算結果僅供參考：Sjs=P´e•S/1000/cosφ=35×200000/1000/0.9=7777.8kVA。Sjs——計算視在功率kVA；P´e——單位面積負荷密度，取35W/m2。S——建筑面積m2；cosφ——補償后功率因數(shù)，取0.9。施工圖階段住宅建筑負荷計算可采用單位指標法與需要系數(shù)法相結合的算法，可根據(jù)《住宅建筑電氣設計規(guī)范》及當?shù)氐胤揭蟀疵娣e大小確定每套住宅的用電負荷，如筆者所在河南，根據(jù)《河南省城鎮(zhèn)新建住宅項目電力設施建設和管理辦法》的要求：建筑面積90平方米及以下的住宅，基本配置容量每戶6kW；建筑面積90平方米以上、120平方米及以下的住宅，基本配置容量每戶8kW；建筑面積120平方米以上、160平方米及以下的住宅，基本配置容量每戶10kW；建筑面積160平方米以上的住宅，基本配置容量每戶12kW；超200平方米以上按實際需求配置容量。另根據(jù)《河南省城鎮(zhèn)住宅電力設施建設技術規(guī)范》要求，住宅小區(qū)應專設住宅變壓器供住宅用電，公共照明、物業(yè)、車庫、消防用電需另設公共變壓器供電，住宅變壓器容量不應大于800kVA。在確定好每套住宅的用電負荷后，然后確定住宅建筑的需要系數(shù)，需要注意的是，需要系數(shù)是一個經(jīng)驗值，是一個區(qū)間范圍，設計人員應根據(jù)住宅套數(shù)、戶型大小、當?shù)貧夂驐l件、生活習慣等，合理的選擇需要系數(shù)。一般來說，住宅套越多，需要系數(shù)越??；住宅戶型越大，需要系數(shù)越小。例2如某住宅樓共三個單元，每單元每層三戶，共33層，總共297戶，計算本樓總計算功率，并確定變壓器容量。計算結果僅供參考：Pjs=Pe•A•Kx=8×297×0.4=950.4kWSe=Pjs/cosφ/K1=950.4/0.9/0.85=1242.4kVA本住宅樓可以選擇1臺1250kVA變壓器或2臺630kVA變壓器。Pjs——計算有功功率kW；Pe——每戶用電負荷，取8kW；Kx——住宅建筑用電負荷需要系數(shù)；cosφ——補償后功率因數(shù)，取0.9；Se——變壓器容量kVA；K1——變壓器負荷率85%。在這里本人就地方規(guī)范規(guī)定的住宅變壓器容量不應大于800kVA的要求談一下個人意見，規(guī)范對住宅變壓器設定一個最大容量，本意是控制單臺變壓器供電范圍，減少低壓供電距離，以達到節(jié)能的和節(jié)約低壓的電纜的目的。但是實際工作中，隨著住宅樓層數(shù)越來越多，戶型越來越小，單棟樓住宅總數(shù)越來越多，導致單棟住宅樓的計算負荷越來越大。如上例，單棟住宅樓變壓器計算容量為1242.4kVA，本可以設一臺1250kVA變壓器，如按照變壓器不大于800kVA的要求，本棟住宅樓需設置2臺630kVA變壓器，2臺變壓器為一棟住宅樓供電并不能減少低壓供電距離，而2臺變壓器比1臺變壓器會增加更多的高低壓進出線設備，增加更多的投資。同時根據(jù)戶數(shù)越多需要系數(shù)越小的原則，1250kVA變壓器給300戶住宅供電，需要系數(shù)Kx可取0.4；630kVA變壓器給150戶住宅供電，需要系數(shù)Kx取0.43，實際計算結果會導致2臺630變壓器能供電的戶數(shù)比1臺1250kVA變壓器供電的戶數(shù)少。個人認為，地方對住宅變壓器最大容量不宜強制性規(guī)定，應給電氣設計人員更多的設計自主權，才能根據(jù)不同的建筑設計出更合理經(jīng)濟的供電方案。

2公共建筑

公共建筑種類繁多，包括辦公、商業(yè)、酒店、教育、體育、醫(yī)療、車庫等各類民用建筑，每種不同的建筑用電特性也有不同，在進行負荷計算是應考慮不同建筑的用電特點。在方案階段公共建筑的用電負荷計算也可采用單位面積負荷密度法。如果某工程包括不同的建筑類型，可對各建筑類型分別計算，然后算出總用電負荷。就本例來說，學校的教學樓、辦公樓、宿舍一般不會同時達到最大用電負荷，所以多個單體用電負荷相加后需要乘以一個同時系數(shù)，同時系數(shù)是一個經(jīng)驗值，沒有固定大小，需要設計者根據(jù)不同的工程用電特點選擇合理的數(shù)值，如學校這類工程可以選擇較小的同時系數(shù)，而商業(yè)、醫(yī)院工程則可以選擇較大的同時系數(shù)。施工圖階段的公共建筑負荷計算，可采用需要系數(shù)法，由供電系統(tǒng)末端向始端方向進行負荷計算，先計算末端配電箱的設備功率及計算負荷，根據(jù)末端配電箱計算結果確定總配電箱到末端配電箱出線回路斷路器的過流及短路保護整定值及電纜選型；然后計算總配電箱的設備功率及計算負荷，因末端配電箱和總配電箱供電范圍和設備數(shù)量是不同的，所以采用的需要系數(shù)也不同，常規(guī)來說，末端配電箱需要系數(shù)較大，總配電箱需要系數(shù)較小。根據(jù)各總配電箱的負荷計算結果確定變電所低壓柜至總配電箱的出線回路斷路器整定值及電纜型號，同時根據(jù)各總配電箱的用電負荷總和確定變壓器容量。上表是某大型商業(yè)綜合體的其中兩臺公共變壓器選型表，其他公共建筑的變壓器均可參考此表進行負荷計算和變壓器選型，如果一臺變壓器既有消防負荷又有非消防負荷，變壓器的容量應能滿足非消防負荷及平時仍運行的消防負荷（如消防電梯、疏散指示照明）的供電要求，同時變壓器容量也應能滿足火災時消防負荷的供電要求。

3結語

民用建筑的負荷計算及變壓器選型就介紹到這里，由于篇幅有限，僅僅對民用建筑負荷計算的共性問題進行介紹和探討。鑒于筆者個人水平有限，文中難免有疏漏和爭議之處，歡迎專家和同行批評指正。

【參考文獻】

[1]劉屏周.工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)[M].北京：中國電力出版社，2016.

[2]JGJ242-2011，住宅建筑電氣設計規(guī)范[S].

[3]全國民用建筑工程設計技術措施電氣(2009年版)[M].北京：中國計劃出版社，2009.

作者：陳鵬 單位：中赟國際工程有限公司