住宅用电负荷计算

电气工程负荷计算的有关问题

着手进行电气工程设计时，无论是在方案、初步设计还是施工图阶段，负荷计算是一件首要的事情。变配电所的定位、数量及变压器的大小与台数首要依靠负荷计算；电气系统中，各元器件及配线的选择也往往首先依据负荷计算。因此，正确的负荷计算将给电气工程设计带来正确的参考“基点”。

当前，在电气工程设计中常发现所做的负荷计算是有些问题，引起电气系统中的元器件或配电线路选择过大或过小，使得业主浪费投资或电气系统不能正常工作而造成甚至很大的麻烦…。

现将电气工程设计负荷计算涉及的有关概念归纳如下，供大家参考：

一、 负荷计算的相关名词与含义。

1. 用电设备安装容量——指该电源所带各用电负荷额定容量及合计。单位为kW（千瓦），符号一般为：Pe。

a. 若该线路上10kW、20kW、30kW各一台，则用电设备安装容量为60kW。

b. 用电设备安装容量总值是不分用电负荷是三相还是单相，均直接加上。

c. 设计时，宜尽量将单相用电负荷在三相线路上平均分配。当单相用电负

荷各相总值在三相线路上不平衡时，参与计算负荷所采用的“安装容量”

值应取单相负荷最大相的三倍来算。

d. 例如：某条线路上，A、B、C各单相负荷总值分别为：15、20和25kW，另三相用电设备总值为30kW时，该线路三相用电设备总安装容量为：15+20+25+30=90kW；计算该三相线路负荷计算值时，参与计算的“安装容量”应为：3X25+30=105kW。

2. 同时系数——指该电源线路上多组用电负荷设备同时使用或同时达到额定值的可能性，符号一般为：Kx。

a. Kx如何取值一般在不少设计标准、设计手册中列有参考值。但应注意它们所建议的Kx值是针对Pe集合值来说的，还是针对Pjs集合值来说的。

b. Kx的取值一般小于1；对于单台用电设备，Kx等于或大于1（大于1是

因为用电负荷运行过程中冲击电流较大、且冲击的时间较长）。

3. 计算负荷——指该电源线路挂上带有所有用电负荷设备正常工作时，三十分钟最大值。它分有功计算负荷Pjs，无功计算负荷Qjs和视在计算负荷Sjs。

a. Pjs、Qjs和Sjs的关系就是直角三角形的三条边的关系。Pjs和Qjs是两条

直角边、而Sjs就是斜边。

b. 选择低压开关和配线大小、粗细时，Pjs值是最重要的参考数据之一。

c. 为提高线路功率因数，选择补偿电容器容量大小时，Qjs值就起到了作用。

d. 而Sjs值是选择变压器容量大小时的最重要的参考数据之一。

3. 功率因数——指该电源线路上多组用电负荷设备同时使用时，有功功率和无功功率所占的比例值的可能性，符号一般为：CosA。

2. 其它系数——线路负荷计算有多种算法，按照不同的负荷计算方法就有不同的系数。采用需要系数法时，用的是需要系Kx；采用利用系数法时，用的是利用系数Kl；采用二项式法时，用

的是a和b系数；…。（详见有关参考书籍）

二、常用的负荷计算方法。

1. 需要系数法——依据此法选择的变压器容量比较切合实际；初步设计中常用此法。依据此法选择的干、支线截面及其线路上的开关和其它元器件往往偏小。

2. 二项式法——比较适合施工图设计，依据法选择的干、支线截面及其线路上的开关和其它元器件比较此切合实际。依据此法选择的变压器容量往往偏大。

由此可见，一般来说，需要系数法用在初步设计和施工图设计中选择变压器容量和变压器低压侧总回路是比较适合的；而二项式法用在施工图设计中选择的干、支线截面及其线路上的开关和其它元器件比较此切合实际的（利用系数法等其它方法请详见有关参考资料）。

由于当前设计实际所给时间等因素的影响，加之二项式法相对用起来复杂一些，可以说多年以来，我院和较多兄弟院在施工图设计时往往采用算起来视乎简单一些的需要系数法了事。我认为，这不是完全不可以，只是用在施工图设计时使用此法定Kx值时应该慎重：在初步设计和施工图设计中选择变压器容量和变压器低压侧总回路时Kx值不要取太大；而在施工图设计中选择的干、支线截面及其线路上的开关和其它元器件时Kx值不要取太小。

三、使用需要系数法进行负荷计算时常见的几个问题。

1. 住宅用电负荷计算

时下，每户用电负荷按住户面积大小一般常定为：（4-6）kW（小户型）；（8、9、10）kW（中户型：面积为90-140平米）；或更大（大户型）。

需要明确的是：所说的这些用电负荷是安装容量，而非有功计算负荷。施工图设计作负荷计算时，在相关设计手册上所查到的需要系数Kx是与此安装容量Pe相乘后得出电源侧上的有功计算负荷Pjs。

例如：

以某一户的Pe按10kW来计，选择电源侧电度表、开关及配线截面。其Pjs=KxPe=0.67X10=6.7kW。Ijs=Pjs/VeCosA=6.7/(0.22X0.9)=33.8A，该户电度表选10(40)A正合适；户总断路器整定电流选40A、户进线选10平方毫米正好。

每户的Pe（比如选：10kW）值是指：设计者估计每户所有用电设备的额定容量之和是10kW；每户的Kx的大小是指：设计者估计每户所有用电设备在通常状况下（三十分钟时段）所有用电设备中同时工作或同时运行的有多少、或称为总电源侧运行容量可能会多大。

若一梯四户，每户安装容量相同的话，层总电源侧有功计算负荷应为：

Pjsx=Kxx4Pjs=(4X6.7)Kxx。其中，Kxx为相关设计手册上所指的四户需要系数。若采用Pjsx=Kxx4Pe来算就错了！

单元、整栋楼电源侧有功计算负荷计算类同层总电源侧有功计算负荷计算方法，不再赘述。

2. 负荷计算的顺序

负荷计算应从用电设备末端算起，再从支线算到干线，最后算到总电源侧。

3. 负荷计算的自我验证

负荷计算结果是否正确往往是可以自我校验的。

比方说，施工图设计的负荷计算结果宜注意：越到电源末端越松，而越到总电源侧越紧；但应注意，支、干线不要太紧。

又比方说，一栋建筑物的总电源侧或变压器处的需要系数一般不宜大于0.5（在0.23-0.45之间比较合适；只有当所有用电设备的额定容量中，最大的三台超过总安装容量的一半时，则按此三台的安装容量之和作为总电源侧的Pjs）。如果负荷计算从用电设备末端算起，判断直到最后总电源侧的Kx值大小；当此数值在0.23-0.45之间时就是比较合适了；否则太大或偏小。

当然，还有许多其它方式可以判断负荷计算是否正确，在此暂不逐一列举。

四、变压器负荷率的问题。

1. 一般来说，在我们所涉及的用电户端供配电系统设计中，变压器容量的选择是人为设定的；它首先依据的是其下用电设备的运行容量大小，然后“留有一定的裕量”。运行容量和变压器的比值称之为变压器的负荷率。

2. 变压器的负荷率太高意味着变压器更接近满负荷运行、容易影响变压器的寿命，或者易因过负荷而引起系统常常不能正常工作；负荷率过低则意味着变压器在大马拉小车、相应开关及线路截面过大、造成不必要的经济损失。

3. 通常，考虑到留有一定的发展裕量，变压器的负荷率的大小定在85-90%之间比较合适。留裕量的方法有多种：变压器负荷率定低一点；预留变压器和相应配电设施空位；预留变配电所位置；等等。需要综合考虑。

4. 干式和油式变压器有所不同：都有过负荷能力，但前者高、后者低（前者可长期过负荷25%、过负荷50%在两小时内没问题，而后者一般分别是5%和10%）；前者所设位置没有过多讲究，后者一般要设独立变压器室；产品价格上前者比后者贵；等等。

民用建筑用电设备的需要系数表

序号

1

用电设备分类

通风和采暖用电

各种风机、空调器

恒温空调箱

冷冻机

集中式电热器

分散式电热器（20Kw以下）

分散式电热器（100Kw以上）

0.7-0.8

0.6-0.7

0.85-0.9

1

0.85-0.95

0.75-0.85

KX

COS¢

0.8

0.95

0.8

1

1

1

tg¢

0.75

0.33

0.75

0

0

0

小型电热设备

2 给排水用电

各种水泵（15Kw以下）

各种水泵（17Kw以上）

起重运输用电

客梯（1.5t及以下）

客梯（2t及以上）

货梯

输送带

起重机械

锅炉房用

消防用电

厨房及卫生用电

食品加工机械

电饭锅、电烤箱

电炒锅

电冰箱

热水器、（淋浴用）

除尘器

机修用电

修理间机械设备

电焊机

移动式电动工具

打包机

洗衣房动力

天窗开闭机

通讯及信号设备

载波机

收讯机

发讯机

电话交换机

客房床头电气控制箱

0.3-0.5

0.75-0.8

0.6-0.7

0.35-0.5

0.6

0.25-0.35

0.6-0.65

0.1-0.2

0.75-0.85

0.4-0.6

0.5-0.7

0.85

0.7

0.6-0.7

0.65

0.3

0.15-0.2

0.35

0.2

0.2

0.65-0.75

0.1

0.85-0.95

0.8-0.9

0.7-0.8

0.75-0.85

0.15-0.25

0.95

0.8

0.87

0.5

0.7

0.5

0.75

0.5

0.85

0.8

0.8

1

1

0.7

1

0.85

0.5

0.35

0.5

0.6

0.5

0.5

0.8

0.8

0.8

0.8

0.6

0.33

0.75

0.57

1.73

1.02

1.73

0.88

1.73

0.62

0.75

0.75

0

0

1.02

0

0.62

1.73

2.68

1.73

1.33

1.73

1.73

0.75

0.75

0.75

0.75

1.33

3

4

5

6

7

8

9

民用建筑照明负荷需用系数表

建筑名称

单身宿舍楼

一般办公楼

高级办公楼

科研楼

需要系数

0.6-0.7

0.7-0.8

0.6-0.7

0.8-0.9

备注

一开间内1-2盏灯、2-3个插座

一开间内2盏灯、2-3个插座

一开间内2盏灯、2-3个插座

发展与交流中心

教学楼

图书馆

托儿所、幼儿园

小型商业、服务业用房

综合商业、服务楼

食堂、餐厅

高级餐厅

一般旅馆、招待所

高级旅馆、招待所

旅游宾馆

电影院、文化馆

剧场

礼堂

体育练习馆

体育馆

展览厅

门诊楼

一般病房楼

高级病房楼

锅炉房

0.6-0.7

0.8-0.9

0.6-0.7

0.8-0.9

0.85-0.9

0.75-0.85

0.8-0.9

0.7-0.8

0.7-0.8

0.6-0.7

0.35-0.45

0.7-0.8

0.6-0.7

0.5-0.7

0.7-0.8

0.65-0.75

0.5-0.7

0.6-0.7

0.65-0.75

0.5-0.6

0.9-1

三开间内6-11盏灯、1-2个插座

1开间内1盏灯2-3个插座、集中卫生间

自带卫生间

单间内4-5盏灯、4-6个插座