电气设计相关的计算公式

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）：

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。

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）。

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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）。

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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

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