建筑电气实用技术100问
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5. 负荷计算需要注意哪些问题?

负荷计算需要注意负荷类型、持续率、导体的截面和种类、导体的发热时间常数和计算范围等。

关于负荷计算,从变配电室到末端都有涉及。如五星级酒店整体指标可以取80~120V·A/m2。除地库外,各个干线及末端往往高于这个整体指标。各个干线,层箱取需要系数时,需要注意所带负荷的范围和指标。整体按指标为100V·A/m2系数取0.8和指标为80V·A/m2系数取1,其结果没有差异,都是80V·A/m2。局部有需要时可尽量取大,整体系数适当取小,最终用整体的指标来复核。局部出现指标较高的概率较大,整体指标相对比较固定。

需要注意,大功率的用电设备尽量靠近变配电室。因为其需要考虑的因素较多,尽量避免远离变配电室,否则后期各种校验很难周全。

比如宾馆内标间到底取2kW还是4kW?

这个问题的关键在于标间内配电箱的开关导线,一般至少是25A开关配3×4mm2甚至3×6mm2的线,至少可以带5kW负荷,这是计算负荷,也就是长期负荷,短时间(持续时间不超30min)内负荷值可以更大。

需注意两点,一个是标注或给定的值,并非实际值,实际值是由开关导线来确定的,实际负荷能力是一个客观实际,与人为标注多大功率无直接关系;另一个是计算负荷的含义需要正确理解,不是简单地直接相加,也不是简单地看成同时性,而是指导体的发热情况与过热直接相关,而不是过电流。过热是过电流持续积累的一个过程。过电流本身不会直接造成绝缘损坏,是过电流持续一定时间温度超过允许值才造成损坏。

又如住宅,经常有人说规范里要求每户负荷3~4kW太小了,根本不够用。这里考虑两个方面:第一,规范只是最低要求,可根据实际或当地要求提高指标;第二,是否正确理解了每户负荷的含义。

举个简单例子,住宅进线最小为10mm2,一般配32A或40A开关,实际每户能用最大容量为7~8kW,短时间内带10~12kW甚至更大也没问题,与人为给定的3~4kW无关。每户按4kW还是5kW,有很大区别吗?其实未必!例如共有200户,按4kW考虑,变压器系数取0.5,按5kW考虑,变压器系数取0.4,效果完全一样,计算负荷都是400kW。这些需要系数都是经验值,各地有差异,规范中仅供参考。各地通常会对变压器的系数规定最小值。对于需要系数明确了最小值的情况下,末端标注的功率值要大一些,变压器的计算负荷相应会大一些,这个就需要设计人员灵活掌握了,当出于某种需要末端标注的功率较小时,也不必过于担心,不是设计的5kW,接上两个3kW就超负荷了,正常使用即可,即使过负荷,还有开关的过负荷保护,不会造成烧线等事故。

不过设计时要注意,随着生活水平提高,用电负荷越来越大,不能盲目相信过旧的规范和手册,比较新的也不能一味照抄,但也不能盲目随意提高用电量,应结合当时同类项目实际运行情况。

住宅的面积指标各地差异也较大,《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242—2011)是行业标准,全国适用。以下是国家标准和某些地方标准的要求:

1)每套住宅的用电负荷和电能表的选择不宜低于表6的规定。

表6 每套住宅的用电负荷和电能表的选择

2)当每套住宅建筑面积大于150m2时,超出的建筑面积可按40~50W/m2计算用电负荷。

根据上海市住宅设计标准,上海用电负荷有8kW、12kW、16kW三种基本情况。

3)每套住宅用电负荷计算功率不应小于表7的规定。

表7 用电负荷计算功率

天津市住宅设计标准如下:

1)每套住宅的用电负荷不应小于4kW。

条文说明:依据每套住宅一般所需的电气设备,如空调、电热水器、电厨具、照明等用电负荷,规定用电负荷不低于4kW。底层商业网点的供电,在确定其用电容量时,按照其装接的用电设备总容量计算;在不确定其用电容量时,按照不应低于50W/m2(建筑面积)计算其设备装接容量。

2)每套住宅套内建筑面积大于80m2时,可按50W/m2计算用电负荷。电能计量表规格根据负荷确定。

天津市电力公司文件《津电生技(2011)66号》规定如下:

新建居住区以居民用电为主的公用配电变压器最终装接容量,按建筑面积50W/m2确定,底商、保安电源(电梯、泵房、消防设施、事故照明等)按照设备装接容量计算,其他负荷密度指标见表8,新建配电变压器考虑同时系数和需求系数进行加权计算。装接设备不明确时,其负荷密度按照建筑面积50~80W/m2计算。公建部分总装接容量不超过160kW时,可采用0.4kV供电,超过160kW时,客户需建专用变电室供电。

表8 用电负荷密度指标

初建变压器容量配置系数考虑小区配套设施容量比例因素时可选择0.5~0.8,居民用电为主时推荐选择0.6。

天津市各类居住项目,规划单位建筑面积电力综合负荷密度指标如下:

1)综合负荷密度指标

多层建筑(6层以下):50W/m2

设置电梯的多层建筑(6层以下):65W/m2

中高层建筑(7层以上12层以下):70W/m2

高层建筑(主体高度大于24m,小于100m):80W/m2

超高层建筑(主体高度大于100m):根据实际负荷需要计算。

2)各类民用居住项目的规划范围内,当小型商业、公建和配套设施等负荷密度有可能超出规定值,且规划期间难以确定时,在选择配电站数量和计算变压器最终装建容量时,可在上述综合负荷密度指标的基础上增加20%计算裕度。待施工阶段确定后,在符合规划的基础上可以向下微调。