原标题：电气设计相关计算公式大全

来源：电气设计圈

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注：因根号属于特殊字符，所以根号下的式子采用了例如 A=√￣ b+c的形式，表示A等于根号下b+c。

一、常用的需要系数负荷计算方法

1、用电设备组的计算负荷(三相)：

有功计算负荷 Pjs=Kx·Pe(Kw)；

无功计算负荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar)；

视在功率计算负荷 Sjs=√￣ Pjs2+ Qjs2(KVA)；

计算电流 Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ(A)。

式中：Pe --- 用电设备组额定容量(Kw)；

Cosψ --- 电网或供电的功率因数余弦值(见下表)；

tgψ --- 功率因数的正切值(见下表)；

Ux--- 标称线电压(Kv)。

Kx---需要系数(见下表)

提示：有感抗负荷(电机动力)时的计算电流，即：

Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ·η(A)

η---感抗负荷效率系数，一般取值0.65～0.85。

民用建筑(酒店)主要用电设备需要系数Kx及Cosψ、tgψ的取值表：

注：照明负荷中有感抗负荷时，参见照明设计。

2、配电干线或变电所的计算负荷：

(1)、根据设备组的负荷计算确定后，来计算配电干线的负荷，方法如下：

总有功计算负荷 ∑Pjs=K∑·∑(Kx·Pe)；

总无功计算负荷 ∑Qjs= K∑·∑(Pjs·tg)；

总视在功率计算负荷 ∑Sjs=√￣ (∑Pjs)2+(∑Qjs)2。

配电干线计算电流 ∑Ijs=∑Sjs/√￣3·Ux·Cosψ(A)。

式中： ∑---总矢量之和代号；

K∑---同期系数(取值见下表1)。

(2)、变电所变压器容量的计算，根据低压配电干线计算负荷汇总后进行计算，参照上述方法进行。即：

∑Sjs变= K∑·∑Sjs干线(K∑取值范围见下表2)。

变压器容量确定：S变=Sjs×1.26= (KVA)。

(载容率为80﹪计算，百分比系数取1.26，消防负荷可以不计在内)。

变压器容量估算S变= Pjs×K×1.26= Pjs×1.063×1.26= (Kva)。

同期系数K∑值表：

计算负荷表(参考格式)：

计算举例(方法参照如上计算)：

Pjs=Kx·Pe(Kw)； Qjs=Pjs·tgψ(Kvar)； Sjs=√￣ Pjs2+ Qjs2(KVA)；

Ijs=Sjs/√￣3·Ux·Cosψ(A)。

提示：按设备组计算，配电干线逐项计算累加后，来计算变电所低压母线和变压器的容量。变电所低压母线一般按计算电流的1.35—1.5倍的系数考虑。

3、推荐的配电干线、配变综合需要系数简明方法

综合系数(K综)表：

注明：建筑电气计算中变电所的综合同期系数，可作为估算时使用，即：

住宅建筑综合系数K∑综一般取0.45～0.55；

商业建筑综合系数K∑综一般取0.6～0.8；

计算举例：

S变= Pe·K综， 或S配电干线= Pe·K综。

计算举例：S变= Pe·K综， 或S配电干线= Pe·K综。

二、单位面积功率的电力负荷计算方法

建筑物单位面积功率Pe(负荷密度)乘以建筑总面积S。

即：

Pjs=Pe·AS/1000(Kw)

式中：Pjs---有功计算负荷(Kw)；

Pe---单位面积的功率指标(W/m²)；

AS----建筑总面积(m²)。

民用建筑用电负荷估算指标(表)

注明：1、此方法主要用于初步设计或方案设计阶段，负荷的最终确定以实际为准。

2、配电变压器的容量估算，一般按计算总负荷的70～80﹪初定，即：

S变= (Pe·S/1000)·(70～80﹪)(KVA)

变压器容量的最终确定，按实际计算结果来进行校正。

三、建筑照明设计简明方法

1、照度lx与照度计算公式：

E=F/A

式中：

E---单位面积上接受的光通量，称照度，计量单位lx(勒克斯)；

F---光通量，lm(流明)；

A---光照的面积(m²)；

流明与照度的关系：1勒克斯(lx)=1流明(lm)/1平米(m²)。

光源换算举例：

直管荧光灯每瓦功率W是60～94lm取值80lm(见表5)，

40W荧光灯管×80lm =3200lm(lx参照的近似值)。

2、常用的单位容量法照明计算：

W=∑P/A (W/m²)

式中 ：W---在某最低照度下的单位容量W/m²；

∑P---房间内照明总安装容量(含镇流器功率在内)W；

A---房间的面积m²。

∑P=W·A/Kmin

式中： Kmin---最小照度值(查表)。

灯具盏数 N=∑P/W’

式中：N---在规定照度下所需灯具盏数；

W’----每盏灯具的功率(包括镇流器功率在内)W；

3、照明负荷计算方法：

(1)、在初步设计方案设计阶段时，可采用单位面积容量方法(见表)进行估算。

(2)、在施工图设计阶段时，可采用下述方法计算：

①照明分支线路计算负荷，即：

Pjsc=∑(Pe+Pb)；或Pjsc=∑Pe(1+Ka)；

②照明干线计算负荷，即：

Pjsc=Kx·∑(Pe+Pb)；或Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka)；

③照明负荷分布不均匀时的计算负荷，即：

Pjsc=3·Kx·∑(Pm+Pb)；或Pjsc= 3·Kx·∑Pm(1+Ka)；

④照明变压器低压侧及主干线计算容量，即：

Sjsc= Kt·(Kx·∑Pe+ Pb/ Cosψ),

或Sjsc= Kt·(Kx·∑P·1+ Ka / Cosψ)；

⑤照明配电线路计算电流Ijsc、有功电流Ijsw、无功电流Ijsr，

纯电阻性光源计算公式：

Ijsc= Pjsc/220(单相)，

或Ijsc= Pjsc/1.732·380(三相)；

有感性光源计算公式：

Ijsw= Pjs/220·Cosψ(单相)，

或Ijsw= Pjsc/1.732·380·Cosψ(三相)；

Ijsr= Ijsc·tgψ。(注：Cosψ为感性负荷的功率因数)

有阻性、感性光源的混合线路计算电流：

Ijsh=√￣ (Ijsc+Ijsw)2+ Ijsr2；

⑥三相线路功率因数Cos的计算：

Cosψ=∑Ijsc/ ∑Ijsh.

上式中 ：

Pjsc---计算功率(KW)；

Sjsc---变压器低压侧及主干线计算功率(KVA)；

Pe---照明灯泡总安装容量(KW)；

Pb---灯具附件镇流器损耗功率(KW)；

Kx---需要系数(见下表)；

Ka---镇流器及其附件的损耗系数，

白炽灯和卤钨灯为0；高压汞灯为0.08；

荧光灯、气体放电灯为0.02.

∑Pm---最大一相灯泡容量之和(KW)；

Kt----照明负荷同期系数(见下表)；

Cosψ---光源功率因数(见下表)；

Ijsc---线路上各类光源的计算有功电流(A)；

Ijsw---混合线路感性负荷的有功电流(A)；

Ijsr---混合线路感性负荷的无功电流(A)；

Ijsh---阻性、感性光源的混合线路计算电流(A)。

照明用电设备(光源)的Cosψ 及tgψ 取值表

民用建筑照度标准lx值与单位功率密度W/㎡表

(UGR为统一炫光值；Ra为平均显色指数)

注明：学校、图书馆、展览馆等建筑的照明，宜采取混合光照明。

照明用电设备需要系数Kx值表

照明负荷同时系数Kt

提示：照明负荷同时系数Kt，主要是考虑照明变压器、主干线计算式参考。

住宅建筑照度标准值推荐

常用光源的电气参数对照表(可用于光源的流明与照度对照参考)

4、照明灯具设计的安装方式代号：

D---灯具的通用代号； YD—荧光灯通用代号；

CP---线吊式，自在器线吊式； HM—座装；

CP1—固定线吊式； S---吸顶式或直附式；

CP2—防水线吊式； WR—墙壁内安装；

CP3—吊线器式； R---嵌入式(不可进人的顶棚)；

Ch---吊链式； CR—顶棚内安装(可进人的顶棚)；

P---吊管式； CL—柱上安装；

W---壁装式； SP—支架上安装。

应用举例： D-100W/ S-BV3×2.5/ FPC20/ CC

四、建筑电气设计常备的参考数据及工程代号

1、旅游酒店的负荷密度和单位指标值表：

注明：旅游酒店各功能区用电设备组负荷的估算，可推算配电干线截面或配变容量。

2、旅游酒店主要用电设备的Kx及Cosψ、tgψ的取值表

3、变压器装置容量指标表(按建筑面积)：

作为估算变压器容量参考

4、《小康住宅设计导则》推荐的住宅需要系数Kx

5、《小康住宅设计导则》推荐的每套住宅用电负荷及电能表规格

6、民用建筑照明负荷的需要系数Kx表

7、铜铝母排、汇流排过流量设计参考值

8、照明灯具设计的安装方式代号：

D---灯具的通用代号； YD—荧光灯通用代号；

CP---线吊式，自在器线吊式； HM —座装；

CP1—固定线吊式； S---吸顶式或直附式；

CP2—防水线吊式； WR—墙壁内安装；

CP3—吊线器式； R---嵌入式(不可进人的顶棚)；

Ch---吊链式； CR—顶棚内安装(可进人的顶棚)；

P---吊管式； CL—柱上安装；

W---壁装式； SP—支架上安装。

应用举例： D-100W/ S-BV3×2.5/ FPC20/ CC

9、电力线缆敷设方式的设计代号：

PR---塑制线槽敷设；M R---金属线槽敷设；

PC---聚乙烯硬质管敷设； FPC--聚乙烯半硬质管敷设；

TC---薄壁钢质电线管敷设； SC---厚壁钢质电线管敷设；

RC---水煤气钢管敷设； C----直埋地敷设；

KPC—塑制波纹电线管敷设。 CT---电缆桥架敷设。

PL---塑料夹配线敷设； FR---金属软管配线。

提示：当线路或电缆采用穿管、槽板或桥架敷设时，其占载率规定在45％以内。

10、电力线缆敷设部位的设计代号：

SR---沿钢索敷设； BE---沿屋架或屋架下弦明敷；

CLE--沿柱明敷设； WE---沿墙明敷设；

CCE---沿天棚或顶棚板面敷设； ACE—在能进入的吊顶内敷设；

BC---暗设在梁内； CLC---暗设在柱内；

WC---暗设在墙内； CC----暗设在屋面或顶板内；

FC---暗设在地面或地板内； ACC---暗设在不能进人的吊顶内。

应用举例： PG--YJV-4×25+1×16/ PC50/ FC.

11、线路敷设工程的功能代号表示方法

PG---配电干线； PFG---配电分干线；

LG---电力干线； LFG---电力分干线；

MG---照明干线； MFG---照明分干线；

KZ---控制线缆。

12、线路标注设计的一般方法

a—d(e× f)—g—h

式中 ：

a---线路功能、编号； d---导线型号； e---导线根数；

f---导线截面(m㎡)； g---导线敷设方式； h---导线敷设部位。

举例： PG—YJV4×185+1×95/ CT/ CC.

五、配电设备、变压器与电缆敷设

1、变压器的种类与用途：

SCB10-10/0.4(D,yn11)系列干式绝缘变压器，为建筑变电所中常用。

SZ10系列有载调压变压器。

S9、S10系列油浸式变压器。

BS9密封式变压器，城市配电或为防止有害气体及物质源的场所使用。

SZ防雷变压器，多用于有雷害较严重的地方。

干式变压器允许过负荷倍数和时间

油浸变压器允许过负荷倍数和时间

2、高压开关设备

KYN-28-12系列，为抽屉型中置铠装封闭式，尺寸宽800×深1500×高2200。

XGN66-12系列，为固定型式，尺寸宽900×深950×高2300。

DXG-12系列，为小型固定式，尺寸宽900×深900×高2000，箱式变电站多采用，也称环网柜(配以负荷开关)。

FW-12系列，为户外电缆分接箱。

GCSD-系列，为多功能计量柜。

3、低压开关设备

MNS—系列，为低压抽屉型式开关柜。

GCS-K系列，为低压抽屉型式开关柜。

GGD—系列，为低压通用型开关柜。

GGL---系列，为低压通用型开关柜。

DZFW-系列，为户外低压多功能柜。

4、 无功功率补偿的估算

建筑用电设备所消耗的无功功率中，动力(异步电动机)约占70﹪，变压器约占20﹪，线路约占10﹪。电动机平均负荷率应在45﹪以上，变压器经济运行负荷率为其额定功率50﹪左右。当前变压器负荷率在70﹪～80﹪时，应选择低损耗的变压器。

民用建筑变电所的无功电容补偿，按选定变压器额定容量的25～30﹪来考虑。如酒店建筑的动力设备较多时，可考虑在30～35﹪选定无功电容补偿容量。也可按动力负荷之和乘以系数来估算，如：Qjs=∑Pe×Kd, Kd取值0.4～0.6。

5、电缆的选择及敷设

5-1 高压电缆

主要有10KV及以上聚乙烯交联、聚氯乙烯油浸式和干式的带铠绝缘电缆。

5-2 低压电缆

主要的电缆型号有：聚乙烯交联电缆YJV，聚氯乙烯电缆VV, 聚氯乙烯控制电缆KVV。电压等级0.6—1.2KV。

铠装系列YJV22，ZR-YJV22，NH-YJV22(0.6/1.0)电缆的电气与其它参数指标

注： YJV22，YJV59铠装系列，其中 YJV59为敷设在水中，能承受较大的拉力。

YJV，ZR-YJV，NH-YJV(0.6/1.0)电缆的电气与其它参数指标

6、关于线缆长度与电压降的估算：

在工程设计中，配电干线长度一般按以辐射半径250米来考虑，当长度超过250米时，应考虑电缆感性阻抗系数和铜损产生的压降问题，另详见压降计算。线缆负荷率在50--70％之间的压降估算值为：

Ux末端 = Ux·K(V)，(按300-800米内K取值0.98～0.92)。

六、工程设计应用

1、工程设计应用举例

某小区豪华家庭公寓总规划建筑75000平米，配电变压器的容量估算参考。豪华家庭公寓每平米单位面积功率的参考标值：48.4W/m², K∑综取值0.45，

即： S变= Pe·K综

=(75000m²×48.4W/m²)×0.45=1633(KVA)。

说明：照明与动力的总负荷大于消防负荷时，按照明和动力的总负荷来考虑配电变压器的容量。

2、工程设计应用举例

某35000平米中型旅游酒店项目的配电变压器容量计算参考。

变压器容量计算：Sjs变=2133×1.25×K∑=2133(KVA)；

即：变压器容量应选择为2250KVA。(1000KVA+1250KVA)

(注明：配变载容率为80﹪计算，系数取1.25，同时系数K∑取0.8。消防泵、风机负荷不计在内。1—17层含大厅、门厅、客房照明负荷，因风机盘管的负荷不大时，可以合并在照明负荷中计算)。

×××酒店负荷计算表

3、工程设计应用举例

设备组配电干线与汇流母排选择的计算(供参考)

有一商业楼，⑴照明组负荷Pe=200KW(荧光灯)，⑵暖通机组Pe=200KW，暖通风机组Pe=30KW，⑶水泵动力组Pe=30KW，⑷客梯动力组Pe=18KW。

依据计算公式：有功计算负荷 Pjs=Kx·Pe(Kw)；

无功计算负荷 Qjs=Pjs·tgψ(Kvar)；

视在功率计算负荷Sjs=√￣ Pjs2+ Qjs2(KVA)；

计算电流 Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ·η(A)。

· 负荷的计算(汇流母线计算的负荷值)

⑴照明组Pjsc= K∑·∑Pe(1+Ka) =0.9×200(1+0.02)=184(KW)

(Ka荧光灯损耗系数，取0.02)；

⑵冷水机组Sjs=√￣ Pjs2+ Qjs2 =√￣ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√￣ (0.8×200)2+(0.8×200×0.75)2=130(KVA)；

⑶暖通风机组Sjs=√￣ Pjs2 + Qjs2=√￣ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√￣ (0.65×30)2+(0.65×30×0.75)2=24.4(KVA)；

⑷水泵动力组Sjs=√￣ Pjs2+ Qjs2=√￣ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√￣ (0.65×30)2+(0.65×30×0.75)2=24.4(KVA)；

⑸客梯动力组Sjs=√￣ Pjs2+ Qjs2=√￣ (Kx·Pe)2+ (Pjs·tgψ)2

=√￣ (0.6×18)2+(0.6×18×1.02)2=15.4(KVA)。

· 汇流母线载流量及规格选取

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母线= K∑·Ijs ×K=0.85×606×1.5=723(A)。

汇流母线规格查表：铜排50×6。

(注：Cosψ为供电网的功率因数，母线K∑取0.85，汇流排放大系数K值取1.5倍)。

·配电干线或分干线的选择

⑴照明干线Ijs=Pjsc/√￣ 3·Ux·Cosψ

=184KW/√￣3×0.38×0.85=329(A)，

选电缆规格：YJV4×150+1×70；

⑵冷水机组分干线Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ

=200KW/√￣3×0.38×0.85×0.9=338(A)，

选电缆规格：YJV4×150+1×70；

⑶暖通风机组分干线Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ·η

=30 KW/√￣3×0.38×0.85×0.7=76.7(A)，

选电缆规格：YJV4×25+1×16；

⑷水泵动力组干线Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ·η

=30KW/√￣3×0.38×0.85×0.75=71(A)，

选电缆规格：YJV4×25+1×16；

⑸客梯动力组干线Ijs=Sjs/√￣ 3·Ux·Cosψ·η

=18KW/√￣3×0.38×0.85×0.44=73(A)，

选电缆规格：YJV4×16+1×10；

(注：这里Cosψ是指设备的功率因数，η是指设备出力率系数)

4、工程应用设计举例

某酒店应急发电机功率计算：Pjs发=578×1.25=723(KVA)；即：发电机容量应选择为800KW；(发电机容载率为80﹪计算，系数取1.25，)。

某酒店发电机配置功率的负荷统计表

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